Was ist Subsurface Scattering (SSS)?

Definition Subsurface Scattering (SSS)

Subsurface Scattering bezeichnet das Streuen von Licht im Inneren eines Materials, nachdem es die Oberfläche durchdrungen hat; ein Teil des Lichts tritt versetzt wieder aus. Dadurch entstehen weiche, leicht transluzente Kanten und sanft aufgehellte Schatten – unerlässlich für realistische Darstellungen von Wachs, Seife, Keramik/Porzellan, Marmor oder weichen Kunststoffen (für Metalle in der Regel irrelevant). In der Praxis steuert man SSS über Streufarbe (Subsurface Color), Eindringtiefe/Radius (Mean Free Path/Scale) und den Mischanteil zur oberflächlichen Reflexion.

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Warum SSS für Markenbilder so wichtig ist

• Materialwahrheit: Weichplastik, Keramik oder Milchglas sehen ohne SSS hart und „tot“ aus; mit SSS wirken sie fotografisch korrekt.
• CI‑Konstanz: Sauber eingestelltes SSS hält Farben und Haptik konsistent – von Kampagnenstill bis Produktvideo.
• Relevanz in Home & Living: Badaccessoires, Lampenschirme, Seifen, Duftkerzen, Marmorplatten, Lederpolster usw. – SSS entscheidet, ob Kunden Materialqualität spüren. Für die technische Materialbasis: PBR – Physically Based Rendering.

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Wie Subsurface Scattering physikalisch funktioniert (kompakt erklärt)

Einfallendes Licht dringt in die Oberfläche ein, wird absorbiert und gestreut (Mehrfach‑Scattering) und tritt versetzt wieder aus. Mathematisch wird das mit einem BSSRDF (Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function) beschrieben. Der klassische Einstieg ist JENSENs Modell (Dipole‑Diffusion): A Practical Model for Subsurface Light Transport (SIGGRAPH).

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Praxis‑Vergleich: SSS vs. Transmission vs. „Thin“ Translucency

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Realtime vs. Offline – SSS‑Methoden im Überblick

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Vertiefung Realtime: Subsurface Profile & Realtime‑Ansätze sind in der UE‑Doku gut beschrieben → Unreal Engine – Subsurface Profile.

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Workflow: SSS in 7 Schritten

1. Referenzen sammeln: Reales Muster unter Tages‑/Studiolicht; fotografische Vergleichsaufnahmen.
2. Material‑Setup (PBR‑sauber): Albedo / Base‑Color ohne gebackene Schatten; Metall separat (Metall hat i. d. R. kein SSS).
3. SSS‑Farbe & Radius definieren: Farbe steuert welches Licht austritt (z. B. warm bei Wachs); Radius/Scale steuert wie tief Licht eindringt (dünn ≈ klein, dick ≈ größer).
4. Balance zu Roughness/IOR: Glanz & Grenzübergänge realistisch abstimmen; die Material‑Oberflächen geben die haptische Story vor.
5. Licht & Kamera testen: Edge‑Lights und Backlight zeigen SSS‑Effekte am deutlichsten; mehrere Blickwinkel prüfen.
6. QA & Korrekturen: Farbverschiebungen (zu grün/zu wachsig) korrigieren, Übergänge an Kanten checken.
7. Delivery: Für Serien/Varianten planen wir die Produktion in unserem 3D‑Render‑Studio; für E‑Com‑Assets siehe 3D‑Produktvisualisierung. Wer Stoffe/Hölzer scannt: Oberflächen digitalisieren.

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Startwerte & typische Fehler – kompakte Orientierung

Startwerte (als Gefühl, je nach Renderer skaliert):

• Wachs/Seife: mittlere SSS‑Farbe (warm), Radius relativ groß (mm‑cm‑Bereich).
• Weichplastik (Bad/Küche): neutrale bis leicht warme SSS‑Farbe, kleiner Radius.
• Keramik/Porzellan: dezentes SSS, kleiner Radius, vorsichtige Transmission (dünne Stellen).
• Marmor: farbige SSS‑Farbe (je nach Stein), mittlerer Radius, geringe Roughness.

Häufige Fehler & Quick‑Fixes:

• „Wachsiger“ Plastik‑Look: SSS‑Radius zu groß → verkleinern; Roughness neutralisieren; Licht nicht frontal überbelichten.
• Grauer Schleier: Albedo zu dunkel/zu hell → PBR‑Range prüfen; SSS‑Farbe näher an Albedo.
• Harte Kanten ohne Glow: Backlight/Edge‑Light ergänzen; SSS‑Radius minimal erhöhen.
• Unrealistische Farbstiche: SSS‑Farbe zu gesättigt → entsättigen; mit Display‑Farbraum und Tone‑Mapping konsistent ausgeben (ACES).

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Mini‑Vergleichstabelle: Wann SSS im Home‑&‑Living‑Kontext?

FAQ - Subsurface Scattering (SSS)

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Woran erkenne ich, dass ein Material SSS braucht – und wann nicht?

SSS ist für dielektrische Materialien mit sichtbarer Lichtdurchdringung relevant (Wachs, Seife, Keramik, Marmor, weiche Kunststoffe). Ein schneller Test: Mit Edge-/Backlight entstehen weiche, leicht transluzente Kanten; fehlt dieser Effekt, reicht meist reines Diffus/Specular ohne SSS. Metalle benötigen in der Regel kein SSS.

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Wie bestimme ich den richtigen SSS‑Radius/Scale?

Orientiere dich an der realen Materialdicke und arbeite – wenn möglich – mit einer Thickness‑Map für lokale Variation. Starte klein (z. B. Zehntel‑Millimeter bei dünnen Kunststoffen) und erhöhe schrittweise, während du mit Edge‑Light prüfst, ob Kanten sanft durchleuchten, ohne „auszubluten“.

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Warum wirkt mein Kunststoff „wachsig“ oder zu weich – und wie behebe ich das?

Meist ist der Radius zu groß oder die SSS‑Farbe zu warm/gesättigt; reduziere Radius/Scale, neutralisiere die SSS‑Farbe und erhöhe ggf. die Roughness moderat. Achte zusätzlich auf eine korrekte Albedo (keine gebackenen Schatten) und ein einheitliches Tone‑Mapping – sonst verstärken sich weiche Highlights ungewollt.

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Wie nutze ich SSS performant in Realtime/Engines?

Setze Screen‑Space/Separable SSS oder Subsurface‑Profile ein, begrenze den Radius, und verwende Thickness‑Maps nur dort, wo sie wirklich nötig sind. Halte die Anzahl der SSS‑Materiale niedrig, nutze Mipmaps und kontrolliere die Lichtintensität (Backlight ja, aber nicht übertreiben), um stabile FPS zu sichern.

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Welche Texturen und Shader‑Parameter sind für glaubwürdiges SSS entscheidend?

Eine saubere Albedo (ohne Lichtanteile) ist Pflicht; Normal‑Maps definieren Mikrorelief, Roughness steuert Glanzbreite, SSS‑Farbe bestimmt den austretenden Farbton. Thickness-/Transmission‑Maps helfen, reale Materialdicken zu simulieren; halte IOR/Specular plausibel, damit Kanten nicht künstlich glänzen.

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Wie überprüfe ich die farbliche Korrektheit von SSS im Output?

Vergleiche Render unter neutralem Licht (Graukarte) mit Real‑Samples und kontrolliere den Farbraumpfad (einheitliches Tone‑Mapping, keine doppelte Viewing‑Transform). Für Web‑Assets exportierst du gezielt ins Ziel‑Display (z. B. sRGB), damit der weiche SSS‑Effekt auch im Browser so wirkt wie in der DCC.