3dsmax視頻教程用scanline制作大自然

導(dǎo)言：

首先，我為什么想寫(xiě)這一個(gè)教程？我想一些火星上的朋友和我一樣可能并不是CG行業(yè)中的高手，而只是有一臺(tái)不是很差的個(gè)人電腦，有著CG的制作意愿，然后就投身到CG的制作中了。但是這個(gè)業(yè)余愛(ài)好實(shí)在需要大量的精力與時(shí)間，新手和高手的差別巨大，許多愛(ài)好者都沒(méi)有扎實(shí)的基礎(chǔ)，看到各種各樣的插件，尤其是物理精確的渲染器的驚人效果，都投身到新軟件的學(xué)習(xí)中去了。

其實(shí)作為一個(gè)業(yè)余愛(ài)好者，我們的計(jì)算機(jī)不是工作站，不可能完全應(yīng)用到那些高級(jí)的功能。max本身就是一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)大的工具，一個(gè)精力有限的愛(ài)好者，主要的精力應(yīng)該放在自身的美術(shù)修養(yǎng)和基礎(chǔ)知識(shí)上，而不是去追趕潮流，一定要用最新的軟件。等到你的基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)了，再用那些高級(jí)渲染器就會(huì)易如反掌。

這個(gè)教程是基于一個(gè)外國(guó)教程，加上我的一些感受，又加了一點(diǎn)參考資料寫(xiě)出來(lái)的，目的在于給奮斗的新手們一點(diǎn)幫助。

第一步

先來(lái)看一下我們今天的目標(biāo)。這是沒(méi)有用高級(jí)渲染器，只是用了scanline的效果。對(duì)于新手來(lái)說(shuō)，即是用高級(jí)渲染器，也往往達(dá)不到這個(gè)效果。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果，需要美術(shù)的功底，另外，就是對(duì)max燈光的比較深入的了解。前者我們今天先不涉及，后者則是我們要討論的。（圖01）

圖01

第二步

首先，按照一般人的想法，這個(gè)場(chǎng)景中只有一個(gè)光源，就是陽(yáng)光。然我們來(lái)驗(yàn)證一下，如果簡(jiǎn)單的打上一個(gè)燈，把環(huán)境色改成淺藍(lán)色后直接去點(diǎn)那個(gè)右上角的白癡茶壺，很好，這是每個(gè)人都熟悉的讓人看了想吐的所謂默認(rèn)效果。（圖02）

圖02

看了這個(gè)效果之后，絕大所數(shù)的人就開(kāi)始鄙視Default Scanline，然后就裝了Br、Fr、Vr等等，開(kāi)始研究高級(jí)光能渲染器。往往是高級(jí)渲染器說(shuō)明書(shū)都背爛了，做出的效果一樣的讓人想吐（我就是這樣的一個(gè)蠢人）。這個(gè)態(tài)度不是一個(gè)科學(xué)的態(tài)度，我們看到自己的效果不理想時(shí)，首先要分析一下為什么這樣差。讓我們仔細(xì)分析一下默認(rèn)的效果為什么看起來(lái)失真。（圖03）

圖03

圖3中標(biāo)出的地方就是為什么這個(gè)圖看起來(lái)失真的第一個(gè)原因：在現(xiàn)實(shí)生活中，物體的背面不可能是這樣深的一致的黑色，一方面，來(lái)自周圍物體的光線會(huì)反彈到這些暗的區(qū)域，另一方面，在戶外場(chǎng)景中，真實(shí)的情況是，陽(yáng)光進(jìn)入大氣層后，會(huì)出現(xiàn)散射的情況，這樣，在所有的戶外場(chǎng)景中，都有天空光的存在。天空光是一種方向隨機(jī)的光線，在max中提供了Light Tracer這樣的插件進(jìn)行模擬。而高級(jí)渲染器則幾乎都提供了這樣的天空光模擬。這個(gè)場(chǎng)景只是使得正對(duì)面的表面被照亮，更接近于在月球等沒(méi)有大氣散射的星球上的情況。關(guān)于光線行為的知識(shí)，建議新手們找本書(shū)研究一下，其實(shí)高級(jí)渲染器的說(shuō)明文件也是不錯(cuò)的。

第三步

其次，我們看到，所有的物體的明暗分界線都特別銳利，陰影的分布也特別的尖銳。
好，廢話了這么多，我們?nèi)绾蝸?lái)糾正這個(gè)情況：很簡(jiǎn)單，打燈。我知道這個(gè)詞很讓許多新手緊張，因?yàn)橄乱庾R(shí)中，我們總是覺(jué)得燈就是會(huì)讓場(chǎng)景有人為照明痕跡的東西，應(yīng)該越少越好。在高級(jí)渲染器中，往往也是很少的燈就可以了。

但是請(qǐng)各位記住，max的默認(rèn)燈光和真實(shí)世界中的燈光是大不相同的，max默認(rèn)燈光不會(huì)衰減，即使到了很遠(yuǎn)的地方，單位面積上的光強(qiáng)還是不變；如果不打開(kāi)投影，那么連陰影都不會(huì)有；光線也不會(huì)反彈；總之，他更像是一個(gè)光強(qiáng)指向器，而不是真實(shí)的光源。這么來(lái)說(shuō)，似乎默認(rèn)燈光太差了，但是這些特性，正為我們布光留下了很大的自由操作空間。

現(xiàn)在詳細(xì)講解一下這個(gè)場(chǎng)景中的燈光設(shè)置。陽(yáng)光由directional light模擬，因?yàn)殛?yáng)光正是平行光。光的顏色設(shè)為明亮的黃色，就是快到中午時(shí)太陽(yáng)的顏色。關(guān)掉它的specular，講到材質(zhì)時(shí)我會(huì)告訴你這樣做的理由�，F(xiàn)在需要關(guān)注的陽(yáng)光的陰影，這些陰影在圖上有大量的顯示空間，必須注意。主要要調(diào)的選項(xiàng)是在advanced effects中的：Contrast 和Soften Diffusion Edge選項(xiàng)組。這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于燈光如何影響物體的表面至關(guān)重要。對(duì)于這個(gè)場(chǎng)景，兩個(gè)值都在30-40左右是合適的。

注意，如果是在不同的天氣情況下，這個(gè)值需要不同。具體的含義請(qǐng)參見(jiàn)max幫助。
現(xiàn)在要關(guān)注的是shadow map的size值，默認(rèn)值太低了，把它改成3000左右較為合適，這樣細(xì)節(jié)才比較好。Bias值為0, sample range設(shè)為8.0時(shí)陰影邊緣更柔和。（圖04）

圖04

第四步

物體邊緣不再模糊了，光線的色彩也好多了，但是死黑的問(wèn)題還是沒(méi)解決�，F(xiàn)在來(lái)用燈光模擬天空光的效果。最有效的方法是燈光陣列。

在本場(chǎng)景中，我們用四盞omni來(lái)模擬天空光。這是要一點(diǎn)技巧的工作，但是，如果你很不愿意手調(diào)的話，用一個(gè)半球形的燈光陣列就可以了，燈越多，效果越均勻，但是計(jì)算時(shí)間越多（但比起變態(tài)的GI計(jì)算，這個(gè)幾乎可以說(shuō)是不花時(shí)間）。有四項(xiàng)需要注意：

1.燈光陣列的顏色。在有些燈光陣列比較主要的場(chǎng)景中，整個(gè)氛圍的運(yùn)造需要一些色彩，但要具體情況具體分析，本場(chǎng)景中，陽(yáng)光是主要色彩制造者，所以我們的燈光陣列可以不設(shè)顏色。另外就是人的視覺(jué)心理感受，以此例來(lái)說(shuō)，陽(yáng)光的色彩是亮黃色，是暖色，因此即使不在天空光中加入色彩，有陽(yáng)光投下的陰影會(huì)有一種心理上的冷色調(diào)，接近于淺藍(lán)的感覺(jué)。 基本的原則是主光源冷色調(diào)，陰影就會(huì)有暖色調(diào)的感覺(jué)。

2. 燈光的放置，如前所述，如果你利用了很多的燈，這個(gè)就不重要了，但是如果像這里只用很少的燈，注意他們的擺放位置。 方法很簡(jiǎn)單，關(guān)掉主光源，移動(dòng)各個(gè)燈，直到整個(gè)場(chǎng)景中的物體邊緣看起來(lái)都被均勻照明就可以了。

3. 燈光強(qiáng)度，這個(gè)對(duì)于不同的場(chǎng)景有不同的要求。自己調(diào)吧。

4. 陰影：注意，在燈管陣列中，陰影是應(yīng)該被打開(kāi)的，這樣可以模擬天空光在物體互相相對(duì)的位置最暗的特點(diǎn)。如果燈比較少，陰影的Sample Range 要設(shè)的高一些，這樣才可以模擬天光陰影特別柔和的特點(diǎn)。如果你打了一大堆燈，這個(gè)設(shè)置就次要一些，因?yàn)闊艋ハ嘀�間會(huì)沖掉對(duì)方的陰影。

可以看到效果是不錯(cuò)的，比用高級(jí)的渲染器的天光差不了多少，可是后者的那個(gè)快啊。（圖05、06）

圖05

圖06

第五步

現(xiàn)在整體的布光差不多結(jié)束了。還有最后的一點(diǎn)，就是我們所說(shuō)的Light bouncing，即周圍的物體向向光物體的背面投射光線的現(xiàn)象。這和color bleeding聯(lián)系比較緊密。在這個(gè)場(chǎng)景中，由于物體的尺度相對(duì)較大，color bleeding并不明顯，因此我們只用模擬一次光線反射就可以了。設(shè)置的方法也很簡(jiǎn)單，以模擬陽(yáng)光的directional light 軸線為軸，反反向再加一個(gè)平行光就可以了。最后的布光圖如下。（圖07）

圖07

最終布光效果。（圖08）

圖08

第六步

接下來(lái)，來(lái)講解材質(zhì)的設(shè)置。

在這個(gè)場(chǎng)景中，我們使用了大量的程序貼圖。很多的愛(ài)好者都沒(méi)有意識(shí)到程序貼圖的強(qiáng)大之處：不需要物體自身的 uvw坐標(biāo)，因此可以避免貼圖拉伸的情況；另外，程序貼圖有很多的參數(shù)可調(diào)，要重新設(shè)置效果也特別方便，不用在photoshop里呼天搶地�？墒沁@也是他的缺點(diǎn)。你沒(méi)有辦法去仔細(xì)控制它的每一個(gè)細(xì)節(jié)，具體的效果只有渲染了才知道。

讓我們開(kāi)始吧！首先是創(chuàng)建一個(gè) RayTrace材質(zhì)，之所以用RayTrace，因?yàn)樗�比默認(rèn)的phong,blin等等要先進(jìn)，計(jì)算方法要精確，可以在圖上見(jiàn)到巨大的差別。我們要對(duì)付的是三個(gè)通道Diffuse, Specular，再就是Bump。好，先把bump解決了吧！

把除了地面以外的所有東西先隱藏起來(lái)。想一下地面有什么特征才有趣？一個(gè)純色的，沒(méi)有任何起伏的地面時(shí)沒(méi)有什么意思的，那就像是水泥一樣。一個(gè)充滿了起伏和裂縫的地表才有意思。具體怎么做呢？方法就是把多層的程序貼圖混合起來(lái)。

首先在bump通道建一個(gè)Noise map，鉤選Fractal選項(xiàng)，把Size值設(shè)小一些以獲得更多的細(xì)節(jié)。把Noise Treshold的最大值和最小值設(shè)的比較靠近以增加對(duì)比度。現(xiàn)在還不用擔(dān)心更小的細(xì)節(jié)，因?yàn)槲覀儠?huì)在這個(gè)Noise下面再嵌套一個(gè)noise map。現(xiàn)在點(diǎn)我們的noise map的黑色方塊，再給他一個(gè)noise map。這個(gè)貼圖的size值應(yīng)該更小以便于創(chuàng)造更多的細(xì)節(jié)，把這個(gè)貼圖的類型改成Turbulence，這樣最終的結(jié)果會(huì)更有趣。把這個(gè)貼圖的顏色設(shè)成暗灰色�，F(xiàn)在退回到我們的最初的noise下面，點(diǎn)白色的按鈕，給他一個(gè) Cellular map，把size值改小并且把類型改成Chips。然后把bump通道的輸出值改成100。

說(shuō)了這么多頭都暈了，給一個(gè)設(shè)置圖和效果大家看下。（圖09、10）

圖09

圖10

第七步

然后就是更深入的設(shè)置了。由于在地面上我們不希望是這樣的一個(gè)單調(diào)的顏色，因此我們接下來(lái)要設(shè)置diffuse channel&specular channel.我們所有的貼圖都使用程序貼圖，因此有個(gè)復(fù)雜的材質(zhì)樹(shù)。（圖11）

圖11

設(shè)置完成之后，渲染看下效果。（圖12）

圖12

第八步

很好，接下來(lái)要設(shè)置的是石頭的材質(zhì)。仍然是以RayTrace材質(zhì)為主，用于保證貼圖的高光的正確性。好了，下面是石頭的材質(zhì)設(shè)置和效果。（圖13、14）

圖13

圖14

第九步

現(xiàn)在接近完成了，這一步要加入一些渲染后效果，如體積光，lens effects,Film Grain等效果。注意Film Grain的值設(shè)成0.2,Lens effects中加入Glow特效，體積光設(shè)置如下圖。（圖15）

圖15

最終效果。（圖16）

圖16

最后，給大家一點(diǎn)關(guān)于材質(zhì)設(shè)置的建議。我知道有相當(dāng)多的人對(duì)于材質(zhì)的高光并不在意，但非常遺憾的是，高光是影響一種材質(zhì)的最敏感部分。我們區(qū)分一個(gè)物體的表面光澤與質(zhì)感時(shí)，高光有巨大的影響，如下圖所示。（圖17）

圖17

人眼對(duì)于高光相當(dāng)?shù)拿舾�，因此每�?dāng)你需要材質(zhì)高光極為精細(xì)時(shí)，請(qǐng)使用RayTrace的方法生成真實(shí)的高光。最重要的，請(qǐng)大家不要忽視基本功的訓(xùn)練，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，同樣的工具，在有的人手中是利器，在有的人手中就無(wú)法發(fā)揮作用。即使是Defalt Scanline，MAX material，一樣可以創(chuàng)造迷人的效果。