第12讲渲染技术

学习要点了解默认扫描线渲染器和mentalray渲染器的使用方法掌握VRay渲染器的使用方法掌握室内外效果图的制作思路及相关技巧掌握CG场景的制作思路及相关技巧渲染的基本常识使用3dsMax创作作品时，一般都遵循“建模→灯光→材质→渲染”这个最基本的步骤，渲染是最后一道工序（后期处理除外）。渲染的英文为Render，翻译为“着色”，也就是对场景进行着色的过程，它是通过复杂的运算，将虚拟的三维场景投射到二维平面上，这个过程需要对渲染器进行复杂的设置，如图12-1和图12-2所示是一些比较优秀的渲染作品。图12-1图12-212.1.1渲染器的类型渲染场景的引擎有很多种，比如VRay渲染器、Renderman渲染器、mentalray渲染器、Brazil渲染器、FinalRender渲染器、Maxwell渲染器和Lightscape渲染器等。3dsMax2014默认的渲染器有iray渲染器、mentalray渲染器、“Quicksilver硬件渲染器”、“VUE文件渲染器”和“默认扫描线渲染器”，在安装好VRay渲染器之后也可以使用VRay渲染器来渲染场景，如图12-3所示。当然也可以安装一些其他的渲染插件，如Renderman、Brazil、FinalRender、Maxwell和Lightscape等。图12-3在“主工具栏”右侧提供了多个渲染工具，如图12-4所示。12.1.2渲染工具图12-4•渲染设置：单击该按钮可以打开“渲染设置”对话框，基本上所有的渲染参数都在该对话框中完成。•渲染帧窗口：单击该按钮可以打开“渲染帧窗口”对话框，在该对话框中可以选择渲染区域、切换通道和储存渲染图像等任务。•渲染产品：单击该按钮可以使用当前的产品级渲染设置来渲染场景。•渲染迭代：单击该按钮可以在迭代模式下渲染场景。•ActiveShade（动态着色）：单击该按钮可以在浮动的窗口中执行“动态着色”渲染。各种渲染工具简介默认扫描线渲染器“默认扫描线渲染器”是一种多功能渲染器，可以将场景渲染为从上到下生成的一系列扫描线，如图12-5所示。“默认扫描线渲染器”的渲染速度特别快，但是渲染功能不强。图12-5按F10键打开“渲染设置”对话框，3dsMax默认的渲染器就是“默认扫描线渲染器”，如图12-6所示。图12-6技巧与提示：“默认扫描线渲染器”的参数共有“公用”、“渲染器”、RenderElements（渲染元素）、“光线跟踪器”和“高级照明”5大选项卡。在一般情况下，都不会用到该渲染器，因为其渲染质量不高，并且渲染参数也特别复杂，因此这里不讲解其参数，用户只需要知道有这么一个渲染器就行了。mentalray渲染器mentalray是早期出现的两个重量级的渲染器之一（另外一个是Renderman），为德国MentalImages公司的产品。在刚推出的时候，集成在著名的3D动画软件Softimage3D中作为其内置的渲染引擎。正是凭借着mentalray高效的速度和质量，Softimage3D一直在好莱坞电影制作中作为首选制作软件。相对于Renderman而言，mentalray的操作更加简便，效率也更高，因为Renderman渲染系统需要使用编程技术来渲染场景，而mentalray只需要在程序中设定好参数，然后便会“智能”地对需要渲染的场景进行自动计算，所以mentalray渲染器也叫“智能”渲染器。自mentalray渲染器诞生以来，CG艺术家就利用它制作出了很多令人惊讶的作品，如图12-7和图12-8所示是一些比较优秀的mentalray渲染作品。图12-7图12-8如果要将当前渲染器设置为mentalray渲染器，可以按F10键打开“渲染设置”对话框，然后在“公用”选项卡下展开“指定渲染器”卷展栏，接着单击“产品级”选项后面的“选择渲染器”按钮，最后在弹出的对话框中选择mentalray渲染器，如图12-9所示。图12-9将渲染器设置为mentalray渲染器后，在“渲染设置”对话框中将会出现“公用”、“渲染器”、“全局照明”、“处理”和RenderElements（渲染元素）5大选项卡。VRay渲染器VRay渲染器是保加利亚的ChaosGroup公司开发的一款高质量渲染引擎，主要以插件的形式应用在3dsMax、Maya、SketchUp等软件中。由于VRay渲染器可以真实地模拟现实光照，并且操作简单，可控性也很强，因此被广泛应用于建筑表现、工业设计和动画制作等领域。VRay的渲染速度与渲染质量比较均衡，也就是说在保证较高渲染质量的前提下也具有较快的渲染速度，所以它是目前效果图制作领域最为流行的渲染器，如图12-10和图12-11所示是一些比较优秀的效果图作品。图12-10图12-11安装好VRay渲染器之后，若想使用该渲染器来渲染场景，可以按F10键打开“渲染设置”对话框，然后在“公用”选项卡下展开“指定渲染器”卷展栏，接着单击“产品级”选项后面的“选择渲染器”按钮，最后在弹出的“选择渲染器”对话框中选择VRay渲染器即可，如图12-12所示。图12-12VRay渲染器参数主要包括“公用”、VRay、“间接照明”、“设置”和RenderElements（渲染元素）5大选项卡，如图12-13所示。下面重点讲解VRay、“间接照明”和“设置”这3个选项卡下的参数。图12-13技术名称主要作用重要程度帧缓冲区代替3dsMax自身的帧缓存功能低全局开关对灯光、材质、置换等进行全局设置高图像采样器（反锯齿）决定图像的渲染精度和渲染时间高自适应DMC图像采样器根据每个像素以及与它相邻像素的明暗差异来使不同像素使用不同的样本数量高环境设置天光的亮度、反射、折射和颜色高颜色贴图控制整个场景的颜色和曝光方式高间接照明（GI）使光线在物体与物体间互相反弹，从而让光线计算更加准确高发光图描述了三维空间中的任意一点以及全部可能照射到这点的光线高灯光缓存将最后的光发散到摄影机后得到最终图像高焦散制作焦散特效中DMC采样器控制整体的渲染质量和速度高默认置换用灰度贴图来实现物体表面的凹凸效果中系统影响渲染的显示和提示功能高本节VRay渲染技术概述12.4.1VRay选项卡VRay选项卡下包含9个卷展栏，如图12-14所示。下面重点讲解“帧缓冲区”、“全局开关”、“图像采样器（反锯齿）”、“自适应DMC图像采样器”、“环境”和“颜色贴图”6个卷展栏下的参数。图12-141.帧缓冲区卷展栏“帧缓冲区”卷展栏下的参数可以代替3dsMax自身的帧缓存窗口。这里可以设置渲染图像的大小，以及保存渲染图像等，如图12-15所示。图12-152.全局开关卷展栏“全局开关”展卷栏下的参数主要用来对场景中的灯光、材质、置换等进行全局设置，比如是否使用默认灯光、是否开启阴影、是否开启模糊等，如图12-16所示。图12-163.图像采样器（反锯齿）卷展栏反（抗）锯齿在渲染设置中是一个必须调整的参数，其数值的大小决定了图像的渲染精度和渲染时间，但反锯齿与全局照明精度的高低没有关系，只作用于场景物体的图像和物体的边缘精度，其参数设置面板如图12-17所示。图12-174.自适应DMC图像采样器卷展栏“自适应DMC图像采样器”是一种高级抗锯齿采样器。展开“图像采样器（反锯齿）”卷展栏，然后在“图像采样器”选项组下设置“类型”为“自适应DMC”，此时系统会增加一个“自适应DMC图像采样器”卷展栏，如图12-18所示。图12-185.环境卷展栏“环境”卷展栏分为“全局照明环境（天光）覆盖”、“反射/折射环境覆盖”和“折射环境覆盖”3个选项组，如图12-19所示。在该卷展栏下可以设置天光的亮度、反射、折射和颜色等。图12-196.颜色贴图卷展栏“颜色贴图”卷展栏下的参数主要用来控制整个场景的颜色和曝光方式，如图12-20所示。图12-2012.4.2间接照明选项卡“间接照明”选项卡包含4个卷展栏，如图12-21所示。下面重点讲解“间接照明（GI）”、“发光图”、“灯光缓存”和“焦散”卷展栏下的参数。图12-21疑难问答：问：“灯光缓存”卷展栏在哪？答：在默认情况下是没有“灯光缓存”卷展栏的，要调出这个卷展栏，需要先在“间接照明（GI）”卷展栏下将“二次反弹”的“全局照明引擎”设置为“灯光缓存”，如图12-22所示。图12-221.间接照明（GI）卷展栏在VRay渲染器中，如果没有开启间接照明时的效果就是直接照明效果，开启后就可以得到间接照明效果。开启间接照明后，光线会在物体与物体间互相反弹，因此光线计算会更加准确，图像也更加真实，其参数设置面板如图12-23所示。图12-232.发光图卷展栏“发光图”中的“发光”描述了三维空间中的任意一点以及全部可能照射到这点的光线，它是一种常用的全局光引擎，只存在于“首次反弹”引擎中，其参数设置面板如图12-24所示。图12-243.灯光缓存卷展栏“灯光缓存”与“发光图”比较相似，都是将最后的光发散到摄影机后得到最终图像，只是“灯光缓存”与“发光图”的光线路径是相反的，“发光图”的光线追踪方向是从光源发射到场景的模型中，最后再反弹到摄影机，而“灯光缓存”是从摄影机开始追踪光线到光源，摄影机追踪光线的数量就是“灯光缓存”的最后精度。由于“灯光缓存”是从摄影机方向开始追踪的光线的，所以最后的渲染时间与渲染的图像的像素没有关系，只与其中的参数有关，一般适用于“二次反弹”，其参数设置面板如图12-25所示。图12-254.焦散卷展栏“焦散”是一种特殊的物理现象，在VRay渲染器里有专门的焦散效果调整功能面板，其参数面板如图12-26所示。图12-2612.4.3设置选项卡“设置”选项卡下包含3个卷展栏，分别是“DMC采样器”、“默认置换”和“系统”卷展栏，如图12-27所示。图12-271.DMC采样器卷展栏“DMC采样器”卷展栏下的参数可以用来控制整体的渲染质量和速度，其参数设置面板如图12-28所示。图12-282.默认置换卷展栏“默认置换”卷展栏下的参数是用灰度贴图来实现物体表面的凸凹效果，它对材质中的置换起作用，而不作用于物体表面，其参数设置面板如图12-29所示。图12-293.系统卷展栏“系统”卷展栏下的参数不仅对渲染速度有影响，而且还会影响渲染的显示和提示功能，同时还可以完成联机渲染，其参数设置面板如图12-30所示。图12-30