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VRay for Sketchup從菜鳥到高手!

建筑動畫教程 觀看預(yù)覽

建筑動畫教程

包含8節(jié)視頻教程
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建筑動畫系列教程從理論和實(shí)例上講解了如何來制作建筑動畫,如果你之前已經(jīng)掌握了制作靜幀作品,那這個(gè)教程可以快速讓你制作建筑動畫作品,老師會講解如何創(chuàng)造優(yōu)秀的建筑動畫,包含眾多技術(shù)和知識,比如夜景動畫、四季變化等高端技術(shù)。是不可多得的建筑動畫教程。

關(guān)閉

接下來進(jìn)入正題:



這就是vray for Sketchup的工具欄了,咱們的教程從“O”這個(gè)按鈕開始。


“O”,即Options(選項(xiàng)),點(diǎn)擊打開VRay參數(shù)選項(xiàng)面板:(我習(xí)慣使用的是英文版,因?yàn)楹玫慕坛潭际怯⑽牡,學(xué)起來有個(gè)對應(yīng),方便些,但是為了大家方便,我就搞雙語教學(xué)啦。)



我們一個(gè)一個(gè)的來看:



一、參數(shù)讀取選項(xiàng)



點(diǎn)Load,會彈出以下窗口:


這些參數(shù)預(yù)設(shè)還是有點(diǎn)用的:


A. 通常來講,如果你不懂Vray,選擇了high或Very high級別的參數(shù),且場景中沒有你自己添加的燈,又不是在室內(nèi)的話,就能得到一個(gè)俗稱“傻瓜渲”的效果,基本和skp中所見一致,清晰程度還是有保證的。


B. 第二個(gè)用處是你在學(xué)習(xí)VRay參數(shù)的過程中,可以看看這些不同精度參數(shù)的區(qū)別在哪里,從而理解怎么調(diào)叫提高參數(shù),怎么調(diào)叫降低參數(shù),呵呵。


C. 或者你已經(jīng)熟悉了VRay,當(dāng)你想渲正圖的時(shí)候,直接讀取一個(gè)Very high,然后在這個(gè)基礎(chǔ)上改參數(shù),還是很方便的。


存取參數(shù)的功能還會有其他方便的用途,比如在使用發(fā)光貼圖作為首次引擎,使用發(fā)光樣本文件進(jìn)行“渲小圖,出大圖“的時(shí)候,用這個(gè)切換參數(shù)會很方便!颁中D出大圖”放后面講。


二、全局開關(guān)


從這里開始,我要開始發(fā)散的講了,能不能理解每個(gè)參數(shù),并且用好就是另外一回事情了。第一個(gè)值得思考的問題,我們?yōu)槭裁茨芸吹缴磉厲|西、外面的世界?大家肯定懂得:首先,有光,然后物體會反射光,這些光被眼睛捕捉到,在腦中形成了視覺的形象。那么繼續(xù)思考,白天的光源只有太陽,那么不能被太陽直射到的地方的光是怎么來的呢?為什么背陰的房間也是亮的呢?因?yàn)楣饽軌虮环瓷,環(huán)境中的萬物都在反射光線,并且通常是由一點(diǎn)散射至四面八方的漫反射,大地、天空、建筑、樹,車、人等等。由于這樣的反射,把太陽這個(gè)主光源的光,分散到了世界的各個(gè)角落,整個(gè)世界都是亮的,每個(gè)角落,只要他不是封閉的,或多或少都能被漫射光間接地照亮。



舉個(gè)例子,一輛晴天場景下的汽車是如何被照亮的呢?他首先受到太陽這個(gè)直接光源的照射,同時(shí)受到周圍環(huán)境各種反射光的照射,因此他的背光部分也不會是全黑的,影子也不會是全黑的,都會受到周圍環(huán)境間接地照明,而且這些間接照明的光源,歸根結(jié)底還是太陽。


而GI(Global Illumination即全局照明)這一概念的含義就是:為了使渲染的光線效果更為真實(shí),在渲染時(shí)不僅考慮直接從光源發(fā)出的光線(direct illumination即直接照明,陽光,燈都屬于直接照明),而且考慮這些光線在被場景中的各種表面反射后對場景的照明(indirect illumination即間接照明,不發(fā)光物體的鏡面反射光,漫反射光都屬于間接照明)。


理論上,全局照明(GI)=直接照明+間接照明,但是CG業(yè)內(nèi)往往把GI和間接照明混為一談,因?yàn)槿终彰骷夹g(shù)的革命性因素就是間接照明,沒有間接照明,就談不上GI。


VRay在全局照明(GI)這一點(diǎn)上,是很不錯的,這也是它的精髓所在。



材質(zhì)控制組


反射/折射



反射/折射,控制是否渲染反射/折射效果,理論上來說,如果物體不能反射了,也就看不到任何物體了,但是當(dāng)不勾選這個(gè)選項(xiàng)的時(shí)候,我們?nèi)匀荒芸吹戒秩镜慕Y(jié)果,所以可以知道漫反射還在,GI也還在。其實(shí)在這里,“反射”指的是狹義的反射,即鏡面反射效果,對VRay來說就是VRay材質(zhì)的反射層。因此,當(dāng)把這個(gè)選項(xiàng)的對勾去掉后,場景全局的材質(zhì)的反射層,折射層就不起作用了。


上圖左右唯一的區(qū)別就是這個(gè)參數(shù)的變化,可以看到除了大方體的鏡面反射效果外,其他部位的著色沒有任何區(qū)別,光影也沒有任何區(qū)別,這說明了一個(gè)問題,VRay在計(jì)算反射效果時(shí),并沒有根據(jù)表面的光滑程度不同來改變反射光的強(qiáng)度,說白了通過反射層添加的“反射”僅僅是一個(gè)視覺效果而已,材質(zhì)開啟了反射,就能看到他所反射的像,但是反光的多少毫無變化,我管它叫“假反射”。通過常識也能知道,反射光量不隨表面光滑程度變化顯然是不對的,要想達(dá)到真實(shí)的效果,就要去間接照明卷展欄,把反射焦散這個(gè)選項(xiàng)打開,具體內(nèi)容,等到間接照明那一節(jié)會進(jìn)一步說明。



左圖的反射是“假反射”,僅有虛像的圖案而已,光線并沒有得到相應(yīng)的反射。可以看到右圖由于開啟了反射焦散,小綠盒子的背光面被鏡面的反射光正確的照亮了。這個(gè)細(xì)膩而真實(shí)的效果,當(dāng)你在渲染玻璃幕墻的特寫,或室內(nèi)庭院的小透時(shí),可能會用得到。平時(shí)是默認(rèn)關(guān)閉的,對大效果圖,鳥瞰圖,意義不大,沒有必要開。


最大深度




指的是在計(jì)算反射/折射效果時(shí),光線的反彈次數(shù),數(shù)值越高,反彈次數(shù)越多(對反射來說),或折射次數(shù)越多(對折射來說),越高越趨近真實(shí),但是其實(shí)僅僅影響的是“假反射”的效果,并不影響間接照明的反彈次數(shù)和真實(shí)程度,也就是說,這個(gè)參數(shù)的高低不影響照明的反彈次數(shù)和真實(shí)程度,只影響鏡面反射或是折射效果所看到的虛像的反射次數(shù),進(jìn)而影響其真實(shí)程度,舉個(gè)例子,如圖,我建立了一個(gè)場景,這個(gè)場景中間是一個(gè)紅盒子,兩邊對立兩個(gè)平面鏡,如果是現(xiàn)實(shí)中的話,我們應(yīng)該看見無數(shù)紅盒子的虛像,“盜夢空間”都看過吧。但是在VRay中是沒法也沒有必要進(jìn)行無數(shù)次反彈的計(jì)算的(我也說不準(zhǔn),如有誤歡迎指正)。那么我向一面鏡子里看過去,會看見什么呢?


結(jié)果很明顯,這里控制的是計(jì)算反射虛像時(shí),光線追蹤的次數(shù),超過這個(gè)反彈次數(shù),計(jì)算即停止,彈一次,一個(gè)虛像,彈五次,五個(gè)虛像,以此類推。而且可以看到,反射次數(shù)的增加,絲毫沒有影響光照效果,即所謂“假反射”,反射效果只是張畫兒而已。一般來說,測試時(shí)開1、2正圖開5,足夠了。


最大透明級別,透明終止閾值,這兩個(gè)用默認(rèn)值就好了,除非要給玻璃制品特寫,否則不用調(diào)高,建筑學(xué)基本不用改這個(gè)數(shù)。


貼圖,這個(gè)鉤去掉了,材質(zhì)貼圖就不會被渲染,只會渲染單色表面,也有人因?yàn)檎`操作取消了這項(xiàng)一直渲不出來紋理的。沒有特殊需求,一般勾選。


貼圖過濾,一般來講,渲染時(shí)會對貼圖紋理進(jìn)行些許的抗鋸齒處理,對質(zhì)量高的貼圖來說,鉤不鉤選真沒什么區(qū)別。一般勾選。


模糊效果,全局模糊總開關(guān),取消掉的話,就不能渲染模糊反射和模糊玻璃,一般咱們測試渲染的話,往往目的就是為了看模糊玻璃或是模糊反射的效果,所以對咱們來說,測試還是正圖都要打開。


覆蓋材質(zhì),特別好用的一個(gè)功能,使用它可以把全場景用單一顏色的漫反射材質(zhì)覆蓋,一般用于場景布光效果的快速測試。建筑學(xué)上一般可以利用這個(gè)功能快速渲染出白模型的效果,覆蓋顏色一般為180到220左右的灰色,即RGB均為同一值,如R:210,G:210,B:210


切忌使用灰度值為255的純白色,因?yàn)轭伾幕叶戎禃绊懛磸椆饩的強(qiáng)度,也就是影響全局照明,純白物體意味著最強(qiáng)烈的反射,在自然界中也是沒有這樣的情況,如果覆蓋了純白材質(zhì),場景會不真實(shí)的過亮,成圖也必然會曝光過度,達(dá)不到我們測試布光的目的。建模時(shí)不使用純白顏色這一原則在大多數(shù)情況下都適用,通常為了防止材質(zhì)過曝。在實(shí)際操作中,Sketchup中的白色材質(zhì)都是95%白色。



間接照明控制組


不渲染最終圖像,勾選后,VRay在計(jì)算過發(fā)光樣本后就會停止,不進(jìn)行圖像采樣器的計(jì)算,這個(gè)功能在“渲小圖出大圖”時(shí)尤其有用,通常不勾選,具體使用方法會在后面講解。


光線追蹤控制組


二級光線偏移,這個(gè)值控制反彈光的偏移值,值越大場景漫射光越柔和,為零時(shí)圖面光線會很硬朗,就保留默認(rèn)的0.001吧,網(wǎng)上說這個(gè)值有防止重面的功能,親測沒有明顯的效果。


渲染控制組


批處理渲染,渲動畫時(shí)必開,平時(shí)無所謂。


低線程優(yōu)先,若勾選,在進(jìn)行渲染計(jì)算時(shí),同時(shí)還可以進(jìn)行其他的操作,比如看看圖,做做PS什么的,渲染速度會受影響。若不勾選,渲染時(shí)就會把電腦的機(jī)能吃盡,渲染速度會變快,但是做什么都會特別卡,對咱們來說,還是勾選吧,這樣在調(diào)整時(shí),拖動窗口,關(guān)閉窗口等等操作不會很卡。機(jī)器好的話還可以做點(diǎn)別的。如果一直不進(jìn)行其他操作,渲染速度勾不勾選差不了太多。



顯示進(jìn)程窗口,就是這個(gè)窗口,勾選顯示


不勾選,不顯示


燈光控制組


這個(gè)組的全局開關(guān),理論上能控制全局的vRay燈光,但是我用的這版本,絕對有BUG,測試過程中發(fā)現(xiàn),燈光選項(xiàng),僅能控制默認(rèn)燈光的開閉,并不能控制全局的vRay燈光,而這本應(yīng)是默認(rèn)燈光選項(xiàng)的功能……而隱藏?zé)艄庖嗖荒苡绊懰^隱藏?zé)艄,需要隱藏?zé)艄獾臅r(shí)候,僅需勾選燈光的“不可見”選項(xiàng)即可,和這個(gè)總開關(guān)毫無瓜葛。因此我決定這個(gè)控制組略過,一般來說,燈光,勾選。隱藏?zé)艄,根?jù)是否需要隱藏?zé)艄催x,感覺燈光的不可見命令完全可以滿足這一需要。默認(rèn)燈光,一般不勾選,默認(rèn)燈光是一個(gè)與VRay陰影方向一致的平行光燈,如果不關(guān)閉,在你布光的過程中會一直形成干擾,在VRay for rhino中,是造成重影的罪魁禍?zhǔn)。但是在渲染立面圖時(shí),由于不能使用物理相機(jī),因此就不能使用天空貼圖,投影只能用默認(rèn)相機(jī)解決,此時(shí)要勾選打開。陰影,除非有特殊需要不渲陰影,否則常開。僅顯示GI,一般不勾選,但是我建議勾選后渲染一個(gè)場景,就能直觀的理解到什么叫間接照明光。在這里GI(全局照明)和間接照明說的是一個(gè)東西。


Gamma校正控制組


Gamma是一個(gè)略為專業(yè)的概念,我不太懂,對建筑學(xué)專業(yè)來說也不需要太懂,但是我知道的是,一般渲染,保持這個(gè)默認(rèn)值即可。當(dāng)你需要把渲染成果輸出為32位浮點(diǎn)亮度模式,如*.exr格式,以便后期進(jìn)行CG編輯的話,則需要以sRGB顏色空間為基礎(chǔ)進(jìn)行工作,此時(shí)同時(shí)勾選,校正RGB和校正LDR紋理可以完成線性顏色空間到sRGB空間的轉(zhuǎn)化,勾選后不用進(jìn)行其他調(diào)整,sRGB空間的輸出結(jié)果會和不勾選時(shí)RGB空間的結(jié)果相仿。如果你看不懂,無所謂,請略過。如果你習(xí)慣于使用32位高動態(tài)格式,你一定知道我在說什么。



三、系統(tǒng)


這個(gè)卷展欄里的參數(shù),都是為了優(yōu)化渲染策略而準(zhǔn)備的,它們對渲染速度的貢獻(xiàn)可以用一條曲線來粗略的表示:兩邊低中間高,橫軸表示參數(shù)高低,縱軸表示渲染速度,這條曲線肯定不精確,但是可以看到大的趨勢:過低或過高的設(shè)置都不能達(dá)到最快的渲染速度,合適的設(shè)置會使速度達(dá)到峰值,但是這個(gè)峰值又非常難以把握,因?yàn)槊總(gè)場景的最佳設(shè)置都會不同。找到峰值的唯一辦法是實(shí)測渲染,所以對咱們來說,所謂最佳策略就是浮云,從我的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來說,默認(rèn)值問題不大,修改參數(shù)進(jìn)行對比試驗(yàn)也沒覺出有多大差別,這里只是講一下各參數(shù)的意義,其實(shí)在系統(tǒng)卷展欄,鼠標(biāo)停留在參數(shù)名稱上,會彈出官方解釋,英語和計(jì)算機(jī)好的可以自己看。




比如:最大樹深度


翻譯過來是這樣:最大樹深度,更大的數(shù)值會允許VRay占用更多的內(nèi)存,同時(shí)渲染速度會相應(yīng)提高——直到某個(gè)特定點(diǎn)。超過這個(gè)特定點(diǎn)的參數(shù)(根據(jù)場景不同,數(shù)值亦會不同),會使渲染變慢。小的數(shù)值會使BSP樹占用更小的內(nèi)存,但是渲染會更慢。


我不懂什么是BSP樹,反正每次這個(gè)值默認(rèn)60,略保守,我每次都改成90,就是提高150%的心理吧,實(shí)際對速度影響,誰也不知道,因?yàn)檎l也不會去測,難道你會把一張正圖渲兩遍嗎?貌似不會。但是根據(jù)網(wǎng)上達(dá)人的實(shí)測,我可以提供一組數(shù)據(jù)給大家,同樣場景:


最大樹深度30,渲染時(shí)間47分45.1秒


最大樹深度60,渲染時(shí)間22分14.6秒


最大樹深度90,渲染時(shí)間21分33.3秒


可以看到,默認(rèn)值60挺好的,每次用90也沒有壞處。



后面的最小葉片(Min Leaf),默認(rèn)值0,面/級別(Face/Level)默認(rèn)值2,一般都是留著默認(rèn)值不動的,這個(gè)內(nèi)存限制(Mem Limit),是這樣的,默認(rèn)值400,就是渲染時(shí),光線追蹤部分最多占400M內(nèi)存,你有兩條內(nèi)存的話,每條內(nèi)存最多就占200M,根據(jù)你的機(jī)能改吧,我的臺式是兩條2G,所以,每次這個(gè)參數(shù)都設(shè)1200,速度上,只要不是數(shù)值過小,都差不太多。區(qū)域劃分指的是,渲染時(shí)跑來跑去那個(gè)小塊兒的大小,過小會引起內(nèi)存頻繁讀寫,過大會造成卡死,默認(rèn)挺好,大家也都習(xí)慣,就48x48像素挺好。倒序勾選的話,小塊兒會反著跑,沒什么區(qū)別,反正圖又不分先來后到。


分布渲染,是指用多臺電腦渲一張圖,速度是線性疊加的,多人合作電腦多的要死時(shí)可以一試,特別是筆記本電腦都有無線網(wǎng)卡時(shí),方法請自行百度,網(wǎng)上有很不錯的教程,我沒操作過,因此不瞎講。


四、相機(jī)參數(shù)面板


相機(jī),終于又到了重頭戲時(shí)間,這個(gè)面板是如此的重要,發(fā)散的知識也很多,我們開始吧。


默認(rèn)相機(jī)面板:



這個(gè)默認(rèn)相機(jī)的空間位置是和Sketchup中的相機(jī)永遠(yuǎn)一致的,skp軟件一直有一個(gè)弱點(diǎn),就是我們不能操作攝像機(jī)的位置,只能通過視覺上看到的場景來大致估計(jì)相機(jī)的空間位置,這雖然在很多情況下可以忍,但還是不夠精確,沒轍,忍忍吧。默認(rèn)相機(jī)在什么情況下使用呢?對于建筑學(xué)同學(xué)來說,一般有如下情況:


A. 渲染人工光源的室內(nèi)場景,如劇場室內(nèi)。(選擇默認(rèn)相機(jī)的原因,不涉及太陽光)


B. 渲染小體塊分析圖或家具設(shè)計(jì)等等,總之是小東西,人工打光。(選擇默認(rèn)相機(jī)的原因,不使用太陽光)


C. 渲染夜景。(原因同上)


D.使用HDR環(huán)境貼圖作為光源(原因仍是不使用太陽光,這個(gè)不一定,有的HDR質(zhì)量較高,陽光很充足,使用默認(rèn)相機(jī)可能會過曝)


E. 渲染鳥瞰,但是想獲得手工模型感。(選擇默認(rèn)相機(jī)的原因,不使用太陽光,人工光會改變模型的尺度感)


F. 渲染立面圖。(選擇默認(rèn)相機(jī)的原因,物理相機(jī)無法看到平行投影的視角,因?yàn)楣饩無法聚焦,而默認(rèn)相機(jī)可以,所見即所得。)


總結(jié)來說,只要不使用VRay陽光系統(tǒng),默認(rèn)相機(jī)都能夠比較好的完成任務(wù),而且能解決軸測圖,立面圖的問題。這里的人工光指的是,VRay片燈,VRay點(diǎn)狀燈(泛光燈)和VRay環(huán)境燈(GI燈)。


相機(jī)類型下拉菜單里還有很多種相機(jī),會產(chǎn)生各種有趣的結(jié)果,如果你理解這些類型的相機(jī),且做圖有需要的話,可以盡管使用,通常意義上的效果圖是用不到它們的。


覆蓋視野,勾選的話,渲染相機(jī)的視野和skp中的視野不一致,通常不勾選,因?yàn)樗娂此帽緛硎且患檬,但是在渲染大視角畫面時(shí),skp本身的預(yù)覽效果比較差,通過勾選這個(gè)參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)廣角畫面的渲染。


物理相機(jī):講物理相機(jī)之前,必須先講怎么加載VRay陽光:


想要渲染陽光,就要加載VRay內(nèi)置的物理天空貼圖作為光環(huán)境。點(diǎn)開環(huán)境卷展欄:



點(diǎn)擊GI后面那個(gè)小m按鈕,打開貼圖控制面板:


點(diǎn)擊None下拉菜單,加載Sky



點(diǎn)擊應(yīng)用(Apply)


此時(shí)小m會變成大M,表示此時(shí)加載有貼圖,當(dāng)后面是大M時(shí),這兩個(gè)參數(shù)失效:



用同樣的方法給背景欄(background)加載天空貼圖。這里的M,即是map,map就是我們中文所說的“貼圖”。和老韓學(xué)英語,來:“這是一張不錯的的貼圖。”“This is a pretty good map.”


這時(shí)如果使用默認(rèn)相機(jī)對場景進(jìn)行渲染,會因?yàn)殛柟膺^強(qiáng)而曝光過度,俗稱“曝成一坨shi”,想像你在大晴天里把一卷膠卷全部拉開會沖洗出什么樣的結(jié)果吧,something like that。


當(dāng)使用VRay物理天空貼圖時(shí)時(shí)必須使用物理相機(jī)。


物理相機(jī)參數(shù)面板如下:



關(guān)于這個(gè)面板,喜歡攝影的同學(xué)會有更深的理解,我沒有過攝影的經(jīng)歷,沒有操作相機(jī)的經(jīng)歷,為了理解這個(gè)面板曾特意借來一本攝影教材,所以關(guān)于這些參數(shù)的關(guān)系還是可以略微談?wù)劊缬胁粚φ堉附,因(yàn)槲覍?shí)在沒有什么經(jīng)驗(yàn),都是紙上談兵。


相機(jī)類型一般就是用默認(rèn)的這個(gè)了。


覆蓋焦距,一般不勾,這樣和skp窗口看到的一致,如果你對物理相機(jī)有理解,請勾選后按自己的喜好設(shè)置。但是小心對焦不準(zhǔn),但其實(shí)你不開景深計(jì)算的話,這參數(shù)沒用。


以上灰字部分為謬誤,參照54樓秋朦的提醒,我發(fā)現(xiàn)這里我理解錯的,這個(gè)覆蓋焦距還是很有用的,通過它可以設(shè)置鏡頭的焦距類型,長焦鏡頭,視野小,透視小,短頭廣角,透視變形明顯


快門 ,快門即是指相機(jī)拍攝景物時(shí),快門一開一閉所持續(xù)的時(shí)間,也就是膠片接受曝光的時(shí)間,快門打開時(shí)間越長,照片就越亮。這里的數(shù)值是指多少分之一秒,即300是快門打開1/300秒,150是指1/150秒,后者就比前者多曝光一倍時(shí)間,進(jìn)光量也多一倍,照片就會更加亮,攝影上叫高一擋曝光(高一個(gè)stop,stop是“擋”)。常見快門檔位有1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500,可以看到基本上前者曝光時(shí)間是后者的一倍。


覆蓋膠片寬度,這個(gè)參數(shù)一般不勾,膠片寬度由視角(field-of-view)和焦距(Focal Length)共同決定(不知道大家好不好理解,不理解也無所謂)。勾選的話就可以自己指定膠片寬度,理解這個(gè)參數(shù)的同學(xué)請勾選后按自己的喜好設(shè)置。


變焦,其實(shí)就是拉近,可以理解為放大多少倍。


光圈,和快門同樣重要的一個(gè)物理相機(jī)參數(shù),表達(dá)光圈的大小我們使用F值,對于光圈你可以理解為鏡頭內(nèi)用于光線通過的孔的直徑,但是不同焦距的鏡頭,要保證進(jìn)光量相同,孔的直徑大小也會不一樣,所以為了保證進(jìn)光量的統(tǒng)一,使用一個(gè)公式:光圈F值=鏡頭的焦距/鏡頭光圈的直徑。這樣來把不同焦距的鏡頭的進(jìn)光量等價(jià),統(tǒng)一。由公式可以很容易的看出,孔越大,進(jìn)光越多,F(xiàn)值越小,常見的F值有:f1.0,f1.4,f2.0,f2.8,f4.0,f5.6,f8.0,f11,f16,f22,f32,f44,f64,前者的光孔面積是后者的一倍,進(jìn)光多一倍,曝光高一擋。


因此,配合快門,在同一曝光下,可以有多種不同的光圈快門組合。既然亮度一樣,那么這么多排列組合有什么用呢?對于我們建筑學(xué)的渲染來說,效果圖屬于靜幀渲染的范疇,被攝主體是建筑,鏡頭不動,被攝主體也不動,這時(shí)候光圈快門還不那么重要。但是如果被攝主體是高度運(yùn)動中的物體,那么長時(shí)間曝光下,會拍攝到大量的運(yùn)動模糊,這時(shí)候就需要用高速快門,比如1/1000秒吧,快速的拍攝物體瞬間的形象,俗稱“抓拍”,此時(shí)光圈F值就要相應(yīng)的變化,以使曝光合適。再比如使用長曝光技巧拍攝天空,快門打開時(shí)間很長,光圈就要非常小,否則就會過曝。


感光度,即膠片對光的敏感程度,在相同的光圈快門下,感光度提高一倍,畫面曝光提高一擋,相當(dāng)于進(jìn)光量提高一倍,因此高的ISO值可以允許在更暗的環(huán)境下使用相同的快門,拍攝到曝光合適的照片,比如你手持拍攝室內(nèi)景物,此時(shí)沒有三腳架允許你長時(shí)間曝光,適當(dāng)提高ISO即可解決這個(gè)問題。常見ISO值有100,200,400,800,1600。.


Distortion和Lens shift一般還是不調(diào)了吧。


白平衡,當(dāng)你對渲染結(jié)果不滿意,覺得它偏向某一顏色,就可以在這里設(shè)置這一顏色,來在新的結(jié)果中去掉這一顏色傾向,比如你嫌結(jié)果偏藍(lán),就把這里設(shè)成藍(lán),試試就知道了,不推薦使用這一功能,因?yàn)楹笃谌S里會比這控制的精確得多。


曝光計(jì)算,必須勾選,如果不勾選,就會按照默認(rèn)相機(jī)的感光度進(jìn)行計(jì)算,什么光圈,快門,ISO統(tǒng)統(tǒng)失效,又要曝成一坨shi了。


鏡頭漸暈,就是真實(shí)照片四角偏暗的暗角,不推薦勾選,后期去PS里會比這控制的精確得多。雖然PS里是二維操作吧,但是畢竟這個(gè)效果不可逆,還是別勾選了。


相機(jī)卷展欄里還有景深和運(yùn)動模糊,這里就先不講了,建筑學(xué)效果圖用不到,景深一般用來給小物體特寫時(shí)表現(xiàn)空間層次,建筑上不是很必要。運(yùn)動模糊在做動畫時(shí)有用,想用VRay做建筑動畫沒有工作站是有點(diǎn)難的,學(xué)生沒這條件,這里先不討論了。


而且更重要的一點(diǎn)是,這兩個(gè)模糊效果和鏡頭漸暈一樣,不可逆,前期的RAW素材保持清晰,后期加模糊所見即所得,程度還可控,后期來加才是正確的思路,在CG行業(yè)內(nèi)也是如此。渲染所提供的,應(yīng)該是一份清晰的底圖。技術(shù)上,景深模糊可以通過Z-Depth通道來解決,運(yùn)動模糊可以通過After Effect來解決,景深通道的使用會在通道那一章講解。


五、輸出參數(shù)面板


這個(gè)面板很簡單,大家肯定會用,我想通過這個(gè)章節(jié)發(fā)散點(diǎn)別的,面向二年級同學(xué),老鳥請?zhí)蛳乱徽隆?/p>



覆蓋視口,一般是要勾選的,因?yàn)椴还吹脑挄达@示器分辨率渲染,一般這個(gè)精度不夠出圖的需要(顯示器滿屏分辨率一般寬屏1280*800,經(jīng)典方屏1024*768,你們懂的),但不勾的話,渲染出來的圖像長寬比例和skp里看到的一致,所見即所得,可能我說的不清楚,試一下就知道了。


然后有一系列4:3的預(yù)設(shè)值,只是方便,也基本上是常見的數(shù)碼產(chǎn)品的屏幕分辨率。


獲取當(dāng)前視口,點(diǎn)了以后立刻渲染的話,相當(dāng)于你沒有勾選覆蓋視口,一樣一樣的效果,所見即所得。這按鈕還蠻方便的。通常配合圖像寬高比后面那個(gè)L按鈕使用。


請注意,每個(gè)人的skp的工具欄擺放都不同,這就影響了視口的比例!比如你有同一個(gè)skp文件,并且保存了視角書簽,但是去不同的電腦上渲染渲出來的視野范圍可能會不同,很多同學(xué)喜歡用skp取景,但又發(fā)愁渲染結(jié)果和skp看到的不一致,方法就是要點(diǎn)獲取當(dāng)前視口。


舉個(gè)例子:



比如我要渲染一張Sang哥的畢業(yè)照(什么,你不知道Sang哥是誰?那每次開skp被刪掉的那個(gè)人太冤了),屏幕取景我就調(diào)成這個(gè)樣子,在點(diǎn)擊獲取當(dāng)前視口之后,輸出長寬數(shù)據(jù)會立刻顯示在輸出面板:



渲出來自然就是這么一張圖:


但是Sang哥表示你這個(gè)分辨率太小才300多,這要是洗相片出來才一寸這么大,不行不行,那腫木辦。(高品質(zhì)的相片的Dpi是300,意味著300X300像素的圖是一英寸見方,但其實(shí)一般Dpi不那么高)


這時(shí)候點(diǎn)擊圖像寬高比后面那個(gè)L,lock鎖定比例



這時(shí)候?qū)挾容?000并回車,高度按寬高比自動更新,這時(shí)候圖片比例,內(nèi)容都沒變,只是分辨率提高了,4000這么高的分辨率我瞎輸入的,幾乎可以出一張一號圖。


圖像寬高比和獲取視口這個(gè)流程就講完了,后面的像素寬高比有沒有用呢?有,但我們一般不改動這個(gè)值。


發(fā)散知識時(shí)間


像素寬高比(Pixel Aspect)是1,就意味著每一個(gè)像素都是正方形,術(shù)語叫square pixel,即方形像素,最為常見,電腦屏幕,打印,電子產(chǎn)品,數(shù)字電視,都是用正方形像素,但是另有一種特別常見的媒介不是方形像素,那就是家家都有的電視機(jī)。中國使用的電視機(jī)屏幕是PAL制,PAL制的分辨率是720x 576,但是電視屏幕畫面比例是4:3,你自己可以算算,720x 576的點(diǎn)陣可不是4:3的關(guān)系喲,橫向稍微少了一些(少了48個(gè)像素),那為什么我們看到的是滿屏畫面呢?因?yàn)槊恳粋(gè)像素都是胖子,像素寬高比為16:15,約等于1.07。.


也就是說,當(dāng)你想用VRay渲染滿鋪電視屏幕的畫面時(shí),請?jiān)O(shè)置分辨率720x 576,像素寬高比1.07。做視頻更是如此,在電腦上播,用投影播,在優(yōu)酷上發(fā)布,就要1:1方形像素,1024X768(傳統(tǒng)臺式屏幕);在電視上播,就要1.07,就要720x 576,就要每秒25幀。不知道這些,視頻就會有令人不快的黑邊,細(xì)節(jié)決定成敗。


另外一個(gè)想說的是畫圖時(shí)Dpi設(shè)置多少,這個(gè)大家會有不同意見,因人而異吧,有時(shí)也會因圖而異。Dpi是Dots Per Inch的縮寫,即每英寸打印點(diǎn)數(shù),又稱打印分辨率,電腦屏幕的DPI一般是72(PS的默認(rèn)選項(xiàng)也是這個(gè)),最高不超過96,但是咱們出圖的dpi肯定要超過100,這是底線了。


我想通過例子來說明,比如我們要畫一張一號圖,橫圖,尺寸841X594mm,首先,要去Photoshop里面新建一張紙:



建好之后看左下角


150dpi的情況下,一號圖長邊4967像素,短邊3508像素,這時(shí)候你就明確了,我想渲一張占圖紙3/4版面的大效果圖,分辨率就是3700X2600左右,在輸出的時(shí)候直接渲染這么大的圖,放到PS里不用ctrl+T調(diào)整大。ㄗ杂勺儞Q會損失原有數(shù)據(jù)精度,是原圖的重新采樣)。



同樣一張渲染圖,放到DPI越大的紙里,就會顯得越小,因?yàn)橄袼財(cái)?shù)沒變,像素密度增加了。那么打印機(jī)究竟能打印到什么精度呢?其實(shí)打印機(jī)的dpi可以非常高,(可以上千)但是那么高的油墨密度,如果不是打在特種紙上,會使油墨過飽和,連成一片,反而損失打印精度。通常來講,如果是相片,出版物,dpi會要求300,比如UA競賽的圖紙由于出版要求也是300,但是對于我們?nèi)粘Tu圖來說,由于是遠(yuǎn)觀,看大效果,Dpi絕對不用像雜志那么高,只要超過120dpi,肉眼就很難看出清晰度的差別了,所以,我喜歡150dpi是給它一個(gè)余量,根本不用200dpi,300dpi,更清晰都是無用功,打印不出來的。而且dpi設(shè)置小一些,圖像體積成幾何級縮小,畫圖效率也會很高,渲染圖也不用渲那么大了。


繼續(xù)聊輸出面板:


Render output(渲染輸出)



勾選保存文件的話,會讓你選擇一個(gè)路徑,渲染好后會自動保存到那個(gè)位置,請注意是英文路徑兼容性會好一點(diǎn),這都不是問題,很唯美的功能有木有???。。!方便大家啊,空調(diào)睡眠功能啊有木有?半夜掛機(jī)不用怕斷電啊,有木有!但是尼瑪為什么我渲完一張圖你這功能不自動消失呢?尼瑪為什么我渲張新圖你不提示我改名字就蔫不出溜的把上一張圖覆蓋掉了呢?紗布么這不是?蠢成馬了都,怎么和你玩?尼瑪我好不容易掛了一晚上渲出來的圖,巴巴的等你渲完,換個(gè)角度想渲下一張,剛一點(diǎn)渲染腸子就悔青了有木有!剛才的圖木有剪切走木有保存呢還!老子不就是熬了個(gè)夜腦子不清醒嗎?好,流著淚等你第二個(gè)角度渲完,趕緊回去補(bǔ)第一張視角,剛一點(diǎn)渲染腸子就悔青了有木有!第二張圖又被覆蓋掉了!我承認(rèn)我熬完夜紗布了,但尼瑪就不知道提示我一下嗎?windows自古就有的功能,宇宙都通用的覆蓋提醒,尼瑪就不知道借鑒一下????誰編的程?坑爹呢這不是?!


冷靜,我們來看下一章:


六、環(huán)境參數(shù)面板



又一個(gè)重要的面板,環(huán)境面板主要用于提供全局照明的光環(huán)境還有反射環(huán)境,之前已經(jīng)講過怎么通過這里鏈接陽光系統(tǒng),現(xiàn)在我們來詳細(xì)的挖掘一下這個(gè)面板的功能。


天光,翻譯成天光似乎不夠全面,當(dāng)后面是小m,即沒有貼圖的時(shí)候,強(qiáng)度及顏色由這個(gè)面板這里控制,顏色為白色,倍增值為1時(shí),不使用物理相機(jī)并且關(guān)閉默認(rèn)燈光,將得到合適的曝光,此時(shí)的光環(huán)境等價(jià)于如下的情形,在假設(shè)有地面的情況下:



所謂天光,可以理解為空間中一個(gè)球形光源,灑下均勻的光線,就像無影燈一樣,在這樣的光環(huán)境里,可以想象,如果渲染一個(gè)球體,將毫無立體感:



左側(cè)是模型,右側(cè)為渲染,光環(huán)境為只開天光,關(guān)閉默認(rèn)燈光,可以看到右側(cè)球體的每一點(diǎn)都受到同樣強(qiáng)度的光照,著色毫無變化,毫無立體感,這個(gè)渲染實(shí)驗(yàn)很簡單,卻能引出一些話題:


模型看著挺好的,渲出來卻很“平”,沒有立體感,看著還沒有模型的感覺好,渲了還不如不渲,難道是軟件不給力?怎么才能渲出好的視覺效果?再延伸一步:我明明導(dǎo)入了玻璃材質(zhì),我明明導(dǎo)入了金屬材質(zhì),怎么看起來一點(diǎn)都不亮?看起來一點(diǎn)都不像金屬、玻璃?這都是大家在做設(shè)計(jì)時(shí)非常關(guān)心的問題,也是我們最常遇到的難題。通過以上這個(gè)球體的渲染的極端例子,大家應(yīng)該就能明白光的重要,一個(gè)立體的的東西,我們總是覺得它理所應(yīng)當(dāng)看起來就是立體的,但其實(shí)光環(huán)境起到了決定性的作用,沒有受光部,沒有暗部,沒有黑白灰,就沒有形體的塑造,我在學(xué)素描時(shí)沒能理解透徹的道理在渲染時(shí)突然有了很深的感受,當(dāng)你在作寫生畫時(shí),如果只是單純的抄明暗調(diào)子,畫的再仔細(xì)也是二維的思維方式。如果你能夠觀察并理解場景的光源分布,觀察場景的反射環(huán)境,你的畫一定是會生動,準(zhǔn)確,富有靈性的;氐叫Ч麍D的創(chuàng)作,也是一樣在,CG創(chuàng)作中,有意識的控制場景的光環(huán)境分布,設(shè)計(jì)好場景的反射環(huán)境,向自然學(xué)習(xí),多觀察真實(shí)世界的光的作用方式,多利用照片作參考圖,多思考你想要什么效果,現(xiàn)實(shí)中如何達(dá)到這個(gè)效果,你的CG作品一定會大有進(jìn)步。


比如剛才那個(gè)悲催球:我給自己定下一個(gè)課題,如何生動的表現(xiàn)一個(gè)球?下面是我的解答:球的模型都一樣,還是skp里那種有棱有角的球……



看起來是個(gè)球了吧。分析:這幅圖通過球體表面扭曲的反射,成功的說服了觀者的大腦:“你好,我是一個(gè)球。”


那么由此也引出了接下來要講解的問題,上圖的背景圖片是怎么插入的呢?使用球天素材制作反射環(huán)境該如何設(shè)置?請跟我來:


和設(shè)置天空光一樣,點(diǎn)擊這個(gè)小m



進(jìn)去后選擇下拉菜單:位圖(Bitmap)


然后是導(dǎo)入三部曲:



第三步,關(guān)于球狀還是盒狀,球狀的hdri是大廣角的圖(360度廣角),盒狀hdri是方盒子的展開圖




關(guān)于hdri的原理,請參照Photoshop幫助文件,那里講的很不錯,更高端的用法,請自行百度,球天素材需要專業(yè)的采集設(shè)備,因此有一些公司專門制作這種素材的dvd,比較有名的是Dosch和SACHFORM,去verycd檢索這兩個(gè)公司,(關(guān)鍵字: Dosch.HDRI.SKIE還有SACHFORM HDRIbase)就能搜索到這些球天資源了,另外他們公司的主頁還提供免費(fèi)的樣本下載,非常高清,值得收藏。


有了hdri,就有了豐富的反射環(huán)境,這對于玻璃,金屬物體的表現(xiàn)大有幫助。但是我得說,在做效果圖時(shí),一張合適的hdri是可遇不可求的,大多數(shù)時(shí)候,反射環(huán)境還得用真實(shí)模型來創(chuàng)建。


在天光通道添加hdri后,用同樣的操作在背景通道添加同一張圖片,這樣在渲染的時(shí)候,就能直觀的看到周邊的環(huán)境,同時(shí)場景中的反射材質(zhì)也開始反射出環(huán)境圖像。


背景通道就是一張360度的圖片,它不影響亮度,但影響物體的反射。


在渲染結(jié)果出來后,保存成png,背景會被自動摳掉。保存成jpg則會保留背景。因?yàn)閔dri的分辨率一般達(dá)不到出圖的要求,通常我們會保存成png并使用新的天空,但是可以存一張jpg作為后期PS的參考圖。


但是要注意的是,使用hdri貼圖,光線分布會非常均勻,近似陰天的效果,因?yàn)樵诓杉痟dri圖片時(shí),很少有能夠把陽光采集的足夠亮的。也就是說,極少有能夠照出投影的hdri素材。因此不管hdri環(huán)境看起來是多么晴朗,我們的模型永遠(yuǎn)是像被無影燈照著,陰沉著臉,毫無生氣,相當(dāng)于一開始所講的默認(rèn)天光效果。這時(shí)候就要使用VRay泛光燈,來做主光源,模擬太陽光。還是剛才那個(gè)球的場景,如果只是在天光和背景通道加入了hdri貼圖,渲染效果如下:可以看到雖然天上掛著個(gè)大太陽,但是我們的主角還是非常不精神。



這時(shí)候我們以這張圖作為參考圖,憑借著建筑人基本的空間想象力,在太陽相應(yīng)的位置,添加一盞VRay泛光燈,俗稱VRay球燈。就是這貨:



反復(fù)調(diào)整位置,使燈和太陽位置基本重合。


下圖是從skp窗口里看:



從渲染視角看:



燈參數(shù)設(shè)置如下:



最后的渲染效果:



細(xì)心的同學(xué)可能注意到了VRay無限平面,這是個(gè)好東西,可以看到場景里我用無限平面畫了一個(gè)小矩形,在渲染中形成了無限擴(kuò)大的地面效果,若是真的在skp里畫地面的話,一是畫不出無限大的面,二是模型量巨大,這個(gè)好東西的按鈕在這里:



以上帝視角看剛才的場景,我希望你看一看線性衰減的光照范圍,理解它和現(xiàn)實(shí)的差距有兩點(diǎn):1太陽不會在地球表面上感受到這么明顯的衰減,但是在圖面所及的尺度內(nèi)(小球周圍),它和太陽的光感近似。2現(xiàn)實(shí)中的燈不會以這種方式衰減,最起碼是反轉(zhuǎn)(inverse),真實(shí)的運(yùn)算公式是反轉(zhuǎn)正方形(inverse square),所以當(dāng)使用VRay泛光燈模擬路燈,臺燈時(shí),請不要使用線性衰減?偨Y(jié):對于陽光,它衰減的太快,對于燈具,它衰減的太慢。



上文講解了使用環(huán)境參數(shù)面板,使用VRay泛光燈+VRay默認(rèn)相機(jī),進(jìn)行自然光模擬的基本思路,之前也簡單講解了VRay陽光+物理相機(jī),這個(gè)常用組合。關(guān)于陽光系統(tǒng),有一個(gè)比較重要的細(xì)節(jié)需要補(bǔ)充,請看選擇sky貼圖后,右側(cè)的參數(shù)選項(xiàng):



圖中圈紅圈的的參數(shù)是個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),改成3或4后,陽光的陰影虛邊會變大,更接近實(shí)際,其實(shí)參數(shù)4會比實(shí)際夸張一些,根據(jù)需要吧,別太追求虛邊,現(xiàn)實(shí)中遠(yuǎn)景,鳥瞰圖,根本看不到這種細(xì)節(jié)的,參數(shù)太高了就假了,尺度不對了。


七、圖像采樣器+間接照明采樣器


好啦,下面進(jìn)入VRay的重頭戲:間接照明采樣器和圖像采樣器,這兄弟倆一個(gè)負(fù)責(zé)計(jì)算光,一個(gè)負(fù)責(zé)計(jì)算圖像。一個(gè)是燈光師,一個(gè)是畫師,理解它們的參數(shù)的實(shí)際意義,將使你對時(shí)間和質(zhì)量的平衡進(jìn)行一個(gè)有效的把握。


本段所有知識,來自于Gnomon workshop的Chris Nichols的視頻教程,我只是進(jìn)行了轉(zhuǎn)述。


雖然在參數(shù)面板自上而下的順序上,講到了圖像采樣器,但我仍然想把間接照明采樣器提到前面來說,因?yàn)檫@涉及到VRay實(shí)際的計(jì)算順序。


間接照明采樣器,參數(shù)面板如圖:



GI,我在第二章已經(jīng)介紹過它的概念,在這個(gè)參數(shù)面板中,GI特指間接照明(而非全局照明),即取消勾選后,就不會計(jì)算間接光照,只顯示直接光照,假想生活中所有的光線只反彈一次,渲染的結(jié)果可想而知會是如下左圖這樣:



間接照明關(guān)閉后,陰影部分得不到任何的環(huán)境光照射,會呈現(xiàn)死黑,地面和物體本身也因?yàn)闆]有環(huán)境光而顯得暗淡。


發(fā)散思維時(shí)間


關(guān)閉GI可以渲染出黑白分明的效果,除了可以制作特殊風(fēng)格的效果圖以外,還有一個(gè)很不錯的功能,這個(gè)是本人原創(chuàng)哦,就是用來進(jìn)行視線分析,請看下面的案例:



這是我們3年級時(shí)所做禪修中心方案的地形,地處山區(qū),景區(qū)核心部位有一大佛像,像高90余米,當(dāng)時(shí)的方案選址在佛像南部,模型右側(cè)的山后,就是這個(gè)山坳里,還連帶南部的一部分平緩地區(qū):



地形平面圖如下:



當(dāng)時(shí)允許在藍(lán)線框內(nèi)任意選址,南北各有其特點(diǎn),但是一個(gè)共同的要求是,和景區(qū)的佛像有視線關(guān)系,為了分析出場地內(nèi)哪里能看到佛像,我在佛像半身標(biāo)高處放置一紅色VRay泛光燈,讓它去照亮場地的skp模型,同時(shí)關(guān)閉GI反彈。就分析出了能夠看到半身佛像的區(qū)域,最終用這樣的辦法輔助確定了方案的選址。


圖為渲染結(jié)果:



圖為視線能及佛像且在紅線內(nèi)的方案用地范圍:



這個(gè)視線分析的例子很典型,用這種方法分析復(fù)雜地形的視線關(guān)系非常精確。


反射焦散和折射焦散已經(jīng)在前文簡單的介紹過,通常是反射焦散不勾選,折射焦散勾選,為什么呢?因?yàn)榉瓷浣股⑿Ч⒚睿菀妆蝗撕雎,而折射焦散往往很搶眼?/p>


下圖為典型的反射焦散的例子:



金屬圓環(huán)內(nèi)圈形成了高亮的聚光,很搶眼,但是我更希望大家關(guān)注的是外圈那層細(xì)膩的光影,高反射度的物體,周邊必然會引起較明顯光影的變化,在實(shí)際設(shè)計(jì)中,有一種反射焦散極為生動,下圖為卒姆托瓦爾斯溫泉浴場露天浴池的墻面,這種光影效果,我們在生活中習(xí)以為常,以致見怪不怪,但是對表達(dá)光影氛圍卻非常重要。



想要這種效果,必須依靠反射焦散命令,材質(zhì)的反射度,光滑度調(diào)得再高,沒有用,那里只管材質(zhì)反射到什么東西,看起來是什么樣子,是個(gè)視覺上的效果,和光能傳遞沒有關(guān)系。


折射焦散在生活中給人的印象更為深刻,因?yàn)樗憩F(xiàn)為強(qiáng)烈的聚光,以下是生活中的折射焦散:



野外生存,冰透鏡引火



在VRay中,我們可以為透明物體設(shè)置折射率,即IOR值,1為真空的折射率,光線穿過不發(fā)生偏移,水為1.33,玻璃由1.5~1.9不等,VRay默認(rèn)1.55,這個(gè)折射率控制透過折射物體的表面能夠看到什么,同材質(zhì)反射,這也只是個(gè)視覺效果,并且,VRay中的折射是白光折射,即從紅光到紫光一視同仁,一同折射,并不由波長不同而有所變化,不存在色散現(xiàn)象,舉個(gè)例子就是說一束白光通過三棱鏡,也不會有七色光的。在這一點(diǎn)上,maxwell就更勝一籌了,它的渲染體系就是基于波長,所以它可以精確地渲染出真實(shí)的色散效果。


材質(zhì)的折射只是圖案而已,并不影響光能傳遞,但VRay默認(rèn)是勾選折射焦散的,可是想渲染折射焦散還要把默認(rèn)不勾選的焦散卷展欄打開,真亂。


而且,而且,由于skp的先天不足,他不能形成真正連續(xù)光滑的曲面,這點(diǎn)和rhino是完全不同,所以想用skp+VRay模擬現(xiàn)實(shí)中那種折射焦散基本可以說是不可能的,好在建筑學(xué)用不著太多這種技巧。工業(yè)設(shè)計(jì)和室內(nèi)設(shè)計(jì)的同學(xué)肯定還得用rhino或3dsMax。


關(guān)于這兩個(gè)焦散,我只能講講概念,因?yàn)榻ㄖ䦟W(xué)上用的實(shí)在是不多,我自己也沒有很多經(jīng)驗(yàn),只是希望讀者能夠通過這一點(diǎn)提示,找到一些表現(xiàn)的思路,具體案例和教程,網(wǎng)上其實(shí)很多的,可以具體問題,具體研究。


后期處理控制組


這一組的最常用的功能,我認(rèn)為是控制色溢,什么是色溢呢?我個(gè)人理解是這樣的:在計(jì)算間接光照時(shí),每一個(gè)反射面都看做是新的光源。舉個(gè)例子,一塊紅色的板子,為什么是紅色的?因?yàn)樗瓷浼t光,吸收其他色光,那么從實(shí)質(zhì)上來講它此時(shí)就變成了一個(gè)紅色的光源,盡管光很弱,但還是會體現(xiàn)出來,生活中的確是如此,但是這個(gè)很弱的光有多弱?VRay默認(rèn)是有一個(gè)常數(shù)的,在這里就可以修改這個(gè)值對圖面的影響力。如下圖所示,這是我模擬我曾經(jīng)遇到的一個(gè)場景,模型如下,這樣一個(gè)空間:



右側(cè)是玻璃,下側(cè)是綠色鋪地,當(dāng)時(shí)渲染時(shí)遇到一個(gè)問題,明明是綠地白墻,但是默認(rèn)參數(shù)渲染出來整個(gè)場景綠的一塌糊涂,房頂全綠了,我知道的確綠色的地面反射了大量的綠光,但是實(shí)在超出了真實(shí)感的限度。如下:



當(dāng)時(shí)毫無辦法,后來知道是色溢,于是調(diào)整這個(gè)參數(shù):



改為0.5后效果好了很多:



剩下的三個(gè)選項(xiàng),對比度基數(shù)盡量別動,對比度就是調(diào)整對比度,每幀保存貼圖沒用過,難道是動畫時(shí)有用?不知道。


首次引擎是用于計(jì)算首次間接光反彈的引擎,這里可選的有發(fā)光貼圖,和確定性蒙特卡羅兩種。你選擇后,就會出現(xiàn)相應(yīng)的卷展欄。


二次引擎是用于計(jì)算剩下的間接光反彈的引擎,這里常用的有確定性蒙特卡羅,燈光緩沖。


首次引擎和二次引擎里都有光子貼圖,光子貼圖引擎對光源有特殊要求,適合做動畫,效果和運(yùn)算效率很差,肯定不用。首次不是發(fā)光貼圖,就是蒙特卡羅,妥妥的。二次引擎你還有第三個(gè)選擇:關(guān)掉不開。


接下來是間接照明采樣器里最重要的講解了,各發(fā)光引擎參數(shù)意義。


先從參數(shù)最簡單的確定性蒙特卡羅開始。參數(shù)面板如下:



當(dāng)首次和二次引擎都使用確定性蒙特卡羅時(shí),上圖的兩個(gè)參數(shù)都可以調(diào)整,當(dāng)二次引擎不使用確定性蒙特卡羅時(shí),二次反彈選項(xiàng)會變灰,不可使用。二次反彈決定了計(jì)算間接光照時(shí),光線追蹤的最大反彈次數(shù),越大越真實(shí)啦。3次的默認(rèn)值已經(jīng)不錯。


下面來引入VRay的核心概念之一:細(xì)分


細(xì)分(Subdivision)在VRay參數(shù)面板中非常多見,它的含義如下圖所示:


這張圖來自于Chris Nichols的視頻教程,讓我們對他表示由衷的感謝,圖中每一個(gè)大方塊,也就是四分之一的圖面,代表一個(gè)光源樣本,數(shù)字代表細(xì)分那一欄設(shè)置的數(shù)值,小方塊是形象的表示“細(xì)分”分的有多“細(xì)”,大方塊里的小塊數(shù)量代表光線數(shù)量。你可以看到,細(xì)分這個(gè)參數(shù)是呈現(xiàn)平方關(guān)系的,比如說我的細(xì)分值是4,那么就是我的每一個(gè)光樣本,由16條散射光所搜索到的數(shù)值貢獻(xiàn)而成,如下圖:



圖中有16條散射光線。散射光線和入射光線與物體表面相接觸的地方,就是一個(gè)光樣本。


如果細(xì)分設(shè)為8,則如下圖:



圖中有64條散射光線,即每個(gè)光樣本由64個(gè)數(shù)值貢獻(xiàn)而成。


以此類推,如果細(xì)分值設(shè)置為16,則如下圖:



圖中每個(gè)光樣本由256個(gè)散射光線貢獻(xiàn)而成。


更狠一點(diǎn),細(xì)分32:



一共1024條散射光線?梢钥吹酱藭r(shí)已經(jīng)非常接近半球形了,意味著和真實(shí)效果會很接近。用確定性蒙特卡羅引擎,細(xì)分設(shè)置到32的話,基本可以達(dá)到完美的渲染效果。


但是剛才只是探討了一個(gè)光樣本,渲染一幅圖,要計(jì)算多少個(gè)光樣本呢?對于確定性蒙特卡羅來說,每個(gè)像素,需要一個(gè)光樣本,也就是說渲染一幅800X600的小圖,就要計(jì)算480000個(gè)光樣本,若細(xì)分為16,每個(gè)樣本要計(jì)算256條散射光,若二次反彈為3,則光線充足位置的光線還會進(jìn)行3次反彈,由此可見計(jì)算量之大。這也就是為什么使用確定性蒙特卡羅引擎會比較慢。但是這個(gè)引擎仍有其優(yōu)化之處,它和發(fā)光貼圖一樣,都是基于鏡頭采樣的,基于鏡頭采樣說白了就是看得見的我計(jì)算,看不見的我就不計(jì)算,它實(shí)際上是從鏡頭射出反向光線,進(jìn)行散射,由散射光去查找環(huán)境中的光源,確定這個(gè)點(diǎn)受多強(qiáng)的光照,什么顏色的光照,自己固有色又是什么,這樣綜合來確定這個(gè)點(diǎn)最終是什么顏色。由于確定性蒙特卡羅每個(gè)像素點(diǎn)的采樣是各自獨(dú)立的,所以用它渲染的圖像會有顆粒的質(zhì)感。


下面來看一個(gè)案例:



使用確定性蒙特卡羅作為單一引擎,不開抗鋸齒功能,細(xì)分設(shè)為2,輸出640X800,圖面效果及渲染時(shí)間如下:



細(xì)分設(shè)為8,時(shí)間及效果如下:



細(xì)分設(shè)置為32,效果及時(shí)間如下:



對比一下細(xì)分8和細(xì)分32的局部細(xì)節(jié):



可以看到右圖表面的質(zhì)感比左圖要細(xì)膩得多,同樣是顆粒感,右圖的過渡比左圖要平滑,雜色更少,當(dāng)然以上兩圖如果開啟了抗鋸齒,效果都會提高不少。


確定性蒙特卡羅先講到這里。它還有一些自己的特性,放后面說。


發(fā)光貼圖引擎


剛才所講的確定性蒙特卡羅引擎是每個(gè)像素采一個(gè)光樣本,那么在它的“眼中”,一張圖是2維的,計(jì)算量分布比較平均,我們可不可以把好鋼用在刀刃上,把計(jì)算量全部用在細(xì)節(jié)上,其它的沒有細(xì)節(jié)的東西一帶而過呢?這個(gè)概念叫做優(yōu)化計(jì)算,發(fā)光貼圖引擎允許你這樣做。


首先,它和確定性蒙特卡羅一樣,都是基于鏡頭采樣,也是看得見的計(jì)算,看不見的不計(jì)算。要明確一點(diǎn),基于鏡頭采樣只對建筑學(xué)表現(xiàn)圖這種靜幀渲染是好事,渲染技術(shù)更多的需要拿去做動畫,基于鏡頭就會變成一個(gè)麻煩的事情了。


更優(yōu)化的計(jì)算方式自然要求更復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置,發(fā)光貼圖參數(shù)面板如下:



這里又有一個(gè)新的概念了,作用非常像細(xì)分,它叫“比率(Rate)”,比率允許你進(jìn)行比細(xì)分更加大范圍的樣本精度控制,它不以一個(gè)像素作為劃分基礎(chǔ),它允許設(shè)置好多個(gè)個(gè)像素共用一個(gè)光樣本(這叫不足采樣under sampling),還允許在一個(gè)像素里“擠下”多個(gè)光樣本(這被稱為過度采樣over sampling),圖示如下:



仔細(xì)聽哈,在這張圖里,0那個(gè)方塊的面積是一個(gè)像素,這是個(gè)8X8的棋盤格,上面一共有64個(gè)像素。


0代表在這一個(gè)像素里,有一個(gè)光樣本(這個(gè)情形和確定性蒙特卡羅等價(jià)),1,這個(gè)像素被分成了4份,代表在這一個(gè)像素里,擠了4個(gè)光樣本;-1,代表每個(gè)像素分到了1/4個(gè)光樣本,就是4個(gè)像素共用一個(gè)樣本;-2,代表每個(gè)像素只分得了16分之一個(gè)樣本,16個(gè)像素共用一個(gè)光樣本。


規(guī)律是什么呢,這個(gè)參數(shù)其實(shí)就是一個(gè)以4為底數(shù)的指數(shù)參數(shù),4的0次方,是1,就是1像素1樣本;4的1次方,1像素4樣本。4的-2次方,1/16,1個(gè)像素1/16個(gè)樣本,16個(gè)像素,一個(gè)樣本。


所以呢,在最小樣本處,我們一般填-4,-3這種值,最大樣本處,正圖我們一般填-1,0,測試時(shí)一般還是-3左右。


這個(gè)最大最小又是什么意思呢?


它的意思是對樣本進(jìn)行優(yōu)化的采集,有細(xì)節(jié)的地方,使用最大的那個(gè)參數(shù),沒細(xì)節(jié)的地方,比如地面,使用最小的那個(gè)參數(shù)。


那什么是細(xì)節(jié)呢?


1就是圖案復(fù)雜的地方(顏色突變多的地方,由顏色閾值控制)



2邊邊角角,表面轉(zhuǎn)折大的地方(法線變化速度快的地方,由法線閾值控制)


3縫隙里(兩表面距離近的地方,由距離閾值控制)。


那么這3個(gè)閾值有沒有必要背,個(gè)人覺得不用,每次渲染的時(shí)候,通過這里讀取就可以了,load一個(gè)基礎(chǔ)參數(shù),再去改其它的。



半球細(xì)分,默認(rèn)值50,已經(jīng)很高了,這里對應(yīng)確定性蒙特卡羅的細(xì)分,50就是2500條散射光線,已經(jīng)非常多了。


但是在渲染室內(nèi)時(shí),往往50還不夠,房頂,背光的窗戶上,容易有這樣的斑,使用VRay渲染的作品,最常見的瑕疵就是這種,我增加下對比度,會看得更清楚些:



針對這個(gè)問題,把半球細(xì)分提高到80,會有所緩解:



提高半球細(xì)分,會降低這種班,但是渲染時(shí)間是成平方極增加的。


想要更好地解決,就要把后面那個(gè)“樣本”一同提高,樣本提高到50:



樣本,其實(shí)是插補(bǔ)樣本,發(fā)光貼圖允許不足采樣,那么就會有絕大多數(shù)的像素分不到一個(gè)完整的樣本,那么這些得不到樣本的像素的顏色就由周圍的樣本進(jìn)行插值計(jì)算得出,比如一個(gè)平整的表面,通常會是-3的采樣精度,就是64個(gè)像素共用一個(gè)樣本,如下圖,一個(gè)亮點(diǎn)是一個(gè)樣本,可以看到有大量的像素上沒有樣本,但是渲染的結(jié)果卻很平滑。



這就好像每個(gè)樣本都和周圍的樣本去進(jìn)行漸變過渡,這樣來生成彼此們之間的光照數(shù)據(jù),可以想象,用這種方法渲染出來的平整表面,肯定要比確定性蒙特卡羅要平滑干凈的多,因?yàn)榭晒﹨⒖嫉臉颖敬罅繙p少,顏色的過渡由計(jì)算機(jī)用插值計(jì)算填補(bǔ)了。


那么這個(gè)默認(rèn)值為20的插補(bǔ)樣本設(shè)置越低,則在不足采樣的地方顏色過渡越不平滑,比如如果設(shè)為1,則顏色過渡像鱗片般生硬:



但是如果設(shè)置的太高,則會把細(xì)節(jié)部分細(xì)膩的光影變化都覆蓋掉。光線充足的話,默認(rèn)20建議不要動。


顯示計(jì)算階段,默認(rèn)是勾選的,勾選的話,在幀緩存里會顯示一遍遍的跑小方塊的過程,每跑一編,就是計(jì)算了一個(gè)比率的采樣級別,比如最小比率是-3,最大比率是0,那么第一遍先計(jì)算-3,然后是-2,然后是-1,然后是0,逐漸增加精度,每遍的速度也會變慢,在這里會顯示計(jì)算到了哪一步:



1of4,這就是說從-3,到0,第一遍跑-3,然后-2,-1,直到0跑完為止。現(xiàn)在圖中正在跑-3。


顯示樣本,勾選的話,就不會出圖,而是出一張樣本分布圖,幫助分析設(shè)置是否得當(dāng)。比如還是這個(gè)案例,勾選顯示樣本:



可以看到在左側(cè)方塊的下部,樣本非常密集,基本上每個(gè)像素都有樣本,是0的比率,球的下部由于進(jìn)入了距離閾值的范圍,樣本比周圍平地要密集。


這里我把距離閾值增大,這個(gè)值越大,就會把越大的距離判定為“縫隙”,從而增加采樣比率,距離閾值由0.1,調(diào)整為0.5,可以預(yù)見到,球底部的樣本會增多。


細(xì)節(jié)對比圖如下:



顯示直接光照,默認(rèn)沒有勾選,好像新版的默認(rèn)是勾選了,我的經(jīng)驗(yàn)是只要首次引擎用發(fā)光貼圖,第一個(gè)就要把它勾上,因?yàn)槿绻伙@示直接光照,那么場景在渲染幀緩存窗口會非常黯淡,會影響你在前期調(diào)整光線時(shí)的判斷。勾選的話,在調(diào)光時(shí)可以第一時(shí)間預(yù)覽到畫面的亮度。



由圖可見,勾選顯示直接光照后,在剛剛開始渲染時(shí)就能預(yù)見到結(jié)果是否亮度適中,在反復(fù)調(diào)整時(shí)非常方便。


現(xiàn)在我們可以對比一下,使用確定性蒙特卡羅細(xì)分32,和使用發(fā)光貼圖,-3到0,細(xì)分50



可以看到遠(yuǎn)看效果,兩者在高參數(shù)下可謂旗鼓相當(dāng),但是細(xì)看則各有各的優(yōu)勢和缺點(diǎn),但是就渲染時(shí)間來說,發(fā)光貼圖的優(yōu)勢就很大了,這得益于非常優(yōu)化的樣本分布配置,計(jì)算都給了細(xì)節(jié),好鋼用在了刀刃上。


接下來介紹二次反彈的常用引擎,前文稍稍提過,二次反彈的常用引擎有兩個(gè),一個(gè)是確定性蒙特卡羅,我們已經(jīng)講過,另外一個(gè)是燈光緩沖。


首先來說一下二次反彈的意義,渲染軟件追求模擬真實(shí),首次反彈引擎的作用是把物體的邊角,縫隙,顏色反差大的這些地方的光影變化都收集到,話句話說就是首次引擎負(fù)責(zé)細(xì)部的光影。但是僅僅這樣還不夠真實(shí),現(xiàn)實(shí)中光線的反彈次數(shù)是“無數(shù)次的”,二次引擎的作用就是去盡可能收集這些不斷反彈的,不斷衰減的光線對于圖面的貢獻(xiàn),來模擬真實(shí)。比如確定性蒙特卡羅就可以設(shè)定反彈次數(shù),默認(rèn)是3次,越高就越真實(shí),當(dāng)然越高計(jì)算量就越大。



使用確定性蒙特卡羅,會得到非常精確細(xì)膩的二次反彈結(jié)果,但是計(jì)算效率較低,得到相近的效果時(shí)間花費(fèi)較大。是確定性蒙特卡羅引擎有一個(gè)顯著的特點(diǎn),就是對內(nèi)存的占用較小,它不像發(fā)光貼圖,燈光緩沖這樣,把發(fā)光樣本全部積累在內(nèi)存中,整張圖計(jì)算完再進(jìn)行調(diào)用,而是在出圖時(shí)隨時(shí)計(jì)算,每次只計(jì)算一小塊,算完一塊,立刻釋放內(nèi)存,再計(jì)算下一塊:這個(gè)引擎可能對于一些電腦配置不夠高,但是模型又比較大的同學(xué)是個(gè)可選辦法,有的模型渲染時(shí)會因?yàn)閮?nèi)存不足而崩潰,這時(shí)候就可以嘗試用確定性蒙特卡羅同時(shí)作為首次和二次引擎。



接下來介紹燈光緩沖引擎,燈光緩沖引擎是一個(gè)非常高效且易控制的二次引擎,面板如下:



之所以高效,是因?yàn)樗桶l(fā)光貼圖一樣,是基于相機(jī)采樣的,工作原理是:它從相機(jī)處發(fā)射出樣本,均勻分布于整個(gè)圖面,去收集它所反彈到的物體表面的顏色信息,事實(shí)上這個(gè)引擎甚至沒有控制反彈次數(shù)的參數(shù),它只會讓樣本在空間中不斷的反彈,直到其對圖面的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)為止,但是在計(jì)算時(shí)間上卻非常非常高效,幾乎可以認(rèn)為是一個(gè)完美的二次引擎。但是由于它是基于相機(jī)采樣的,就導(dǎo)致了離相機(jī)近的地方樣本稠密,離相機(jī)遠(yuǎn)的地方樣本稀疏,假設(shè)在離相機(jī)非常非常非常遠(yuǎn)的地方,有一個(gè)點(diǎn)光源,這個(gè)引擎射出的樣本,有可能打中這個(gè)光源,使其在圖面上得到表現(xiàn),更大的可能是打不中它,把它忽略掉。當(dāng)然這只是理論缺陷,實(shí)際應(yīng)用中不會困擾到我們。


燈光緩沖的主要參數(shù)有七個(gè):


細(xì)分:如同前文確定性蒙特卡羅細(xì)分,發(fā)光貼圖的半球細(xì)分一樣,樣本細(xì)分?jǐn)?shù)即是參數(shù)的平方,1000即代表1000X1000個(gè)樣本從相機(jī)射出。通常測試渲染設(shè)置200-300,正圖渲染1000-1200。


尺度,取樣大小這兩個(gè)參數(shù)是一起調(diào)節(jié)的,尺度有兩個(gè)選項(xiàng):屏幕尺度或世界尺度,屏幕尺度用于靜幀表現(xiàn)圖,世界尺度用于漫游動畫,一般我們不動這兩個(gè)選項(xiàng),如真的想提高參數(shù),請把取樣大小設(shè)為0.01,計(jì)算量會精細(xì)4倍,時(shí)間也會變成4倍。


線程數(shù)量,這個(gè)參數(shù)由你的cpu決定,如果是雙核處理器,就設(shè)置成2,如果是雙核超線程處理器就設(shè)置4,如果是現(xiàn)在比較熱門的i7處理器,高達(dá)4核8線程,每個(gè)核心都是兩個(gè)線程,所以就設(shè)置成8。如果你不知道自己的計(jì)算機(jī)是幾核幾線程,簡單來說這個(gè)數(shù)字和你渲染時(shí)跑來跑去的小方塊數(shù)量是一致的。下圖就是8線程渲染,8個(gè)小方塊,很高效。



儲存直接光,這個(gè)參數(shù)很有意思,要知道其實(shí)燈光緩沖引擎是可以作為首次引擎進(jìn)行渲染的,如果把首次引擎和二次引擎都設(shè)置成燈光緩沖,并且取消儲存直接光的勾選,則可以得到一個(gè)還不錯的渲染結(jié)果:



該渲染方式非?焖,這張800X600的汽車模型圖片在我的兩線程筆記本電腦上耗時(shí)僅29秒,但缺陷是遠(yuǎn)處的地面不夠平整,陰影里也有斑點(diǎn)。


如果勾選儲存直接光,會生成這樣的結(jié)果:



可以看到陰影全部變得亂糟糟的,這個(gè)參數(shù)意義何在呢?


這個(gè)參數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中是很有用處的,可以節(jié)省光采樣的時(shí)間,在實(shí)際應(yīng)用中,如果不是特別受內(nèi)存限制的話,我們一般會采用發(fā)光貼圖作為首次引擎,燈光緩沖作為二次引擎,在計(jì)算時(shí),VRay會先計(jì)算二次反彈,即燈光緩沖,就是這樣的畫面,像點(diǎn)陣一樣:



燈光緩沖建立完后,會進(jìn)行發(fā)光貼圖的計(jì)算。



我們可以注意到,在建立燈光緩沖時(shí),已經(jīng)采集了大量的光樣本,而發(fā)光貼圖仍然要再次重新采集一遍,如果勾選了儲存直接光照,就會把燈光緩沖里采集到的直接光照信息直接轉(zhuǎn)交給首次引擎——發(fā)光貼圖去使用,避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)計(jì)算。這樣一來,在計(jì)算發(fā)光貼圖時(shí),速度會大幅增加。如上的這個(gè)模型,圖幅1280X960,發(fā)光貼圖參數(shù)-3,0,燈光緩沖800,勾選儲存直接光照,光采樣用時(shí)1分30秒,不勾選儲存直接光照,光采樣用時(shí)1分51秒,這增加的20秒便是重復(fù)計(jì)算的時(shí)間。這個(gè)選項(xiàng)勾選與否,對于光采樣這個(gè)階段大約會影響20%左右的時(shí)間。勾選后,速度快了,但會在一些細(xì)節(jié)角落出現(xiàn)瑕疵,一般來說是可以接受的。


最后是顯示計(jì)算階段和自適應(yīng),勾選自適應(yīng)后,燈光緩沖會根據(jù)空間,細(xì)節(jié)對采樣進(jìn)行一定的取舍,而不是將其視為2d圖像,勾選與否差別不是太大,因?yàn)楫吘故嵌畏磸,效果比較細(xì)微。


以上,間接照明采樣器講解完畢。


圖像采樣器


我建議所有堅(jiān)持讀到這里的同學(xué),往回找到“七”這個(gè)章節(jié),讀一下第七節(jié)的第一段話,這個(gè)章節(jié)太長了,回想一下圖像采樣器和間接照明采樣器的關(guān)系是很重要的。


圖像采樣器,不嚴(yán)格地說又叫抗鋸齒采樣器,它的作用,是根據(jù)模型信息和之前所采集的光照信息,繪制出紋理清晰,表面平滑,邊緣平滑的圖像,它的參數(shù)平衡著渲染的時(shí)間與質(zhì)量,合理的參數(shù)可以幫助你在滿意的出圖質(zhì)量下節(jié)省時(shí)間。僅僅調(diào)節(jié)它的參數(shù),就可以讓你得到一個(gè)20秒左右的測試渲染圖,或是一個(gè)30分鐘的正圖。


關(guān)于圖像采樣器,推薦大家去VeryCD搜索如下關(guān)鍵詞:speed vs quality,會搜索到關(guān)于圖像采樣器的教程,甚至有中文翻譯版,非常透徹。這里我只從專業(yè)應(yīng)用的角度,針對建筑系同學(xué)講一點(diǎn)參數(shù)上的東西。


圖像采樣器由兩部分組成:第一部分叫圖像采樣器,第二部分叫抗鋸齒過濾器。


圖像采樣器決定了抗鋸齒樣本的采集方式,抗鋸齒過濾器決定了處理這些樣本的計(jì)算方式。


抗鋸齒專題


為什么要抗鋸齒?


當(dāng)需要在數(shù)字媒介上表現(xiàn)自然界物體的時(shí)候,需要抗鋸齒。換個(gè)形象點(diǎn)的說法,假設(shè)你要在一個(gè)網(wǎng)格上表現(xiàn)一條曲線,問題就會出現(xiàn)了,為了表現(xiàn)這條曲線,如果網(wǎng)格上的每個(gè)點(diǎn)要么被填滿,表明曲線的存在,要么是空白,表示曲線沒有通過這個(gè)格子,不允許有部分被填滿的格子(因?yàn)槊總(gè)格子已經(jīng)是最小單位了),那顯然這條線不是“曲”的,整條線會像貪吃蛇一樣,是由一個(gè)個(gè)方塊拼湊的。為了使計(jì)算機(jī)屏幕上所顯示的曲線是平滑的,抗鋸齒算法引入了灰色的格子,根據(jù)曲線在這個(gè)格子中存在的權(quán)重,決定這個(gè)格子是傾向黑還是傾向白。這樣一來,從足夠遠(yuǎn)的地方看,或格子足夠小的話,我們就會在數(shù)字媒介上,看到平滑的曲線。Windows最經(jīng)典的畫圖軟件沒有抗鋸齒的功能,它所繪制的曲線邊緣是鋸齒狀的,大家可以自己看一下。而photoshop在4.0版本以后引入了抗鋸齒算法(請注意是4.0而不是CS4)。


在PS中,圓形的邊緣是有灰階的,在100%視圖下,看起來是平滑的邊緣。


甚至,抗鋸齒不僅僅表現(xiàn)在邊緣,還表現(xiàn)在表面,比如在現(xiàn)實(shí)世界中一盞燈在一個(gè)單色表面造成的退暈效果,繪畫中一筆由濃到淡的筆觸,都應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的,而在數(shù)字媒介中表達(dá)的時(shí)候,則必須用特定的顏色值去賦予表面的每一個(gè)點(diǎn),數(shù)值不可能是連續(xù)的,但是足夠細(xì)致的顏色色階細(xì)分?jǐn)?shù)可以模擬連續(xù)的色彩,這就是為什么顯示器設(shè)定有8位色(2的8次方,256色),16位色(65536色),24位色(達(dá)到人眼分辨極限),32位色。


在VRay渲染中,根據(jù)之前所得到的光采樣數(shù)據(jù),在圖像采樣器中進(jìn)行抗鋸齒采樣,并通過抗鋸齒過濾器的算法表達(dá)出來,這就是圖像采樣器的工作流程了,抗鋸齒采樣越精細(xì),邊緣就越平滑,表面也越平整,顏色過渡也越自然,噪點(diǎn)和瑕疵就越少。當(dāng)然時(shí)間也就越長了。


下面來看第一個(gè)圖像采樣器,固定比率:



固定比率只需要調(diào)整一個(gè)值,就是它的細(xì)分,默認(rèn)細(xì)分為1,1的意思是說,VRay在確定圖面的每一個(gè)像素的顏色時(shí),會參考1個(gè)樣本。此時(shí)的出圖質(zhì)量會非常差,瑕疵,鋸齒都會非常明顯,曲線邊緣的效果和windows畫圖一樣,沒有抗鋸齒計(jì)算(因?yàn)闆]有更多參考數(shù)據(jù)),但是由于幾乎沒有進(jìn)行采樣計(jì)算,所以出圖會非常非常的快,并且,此時(shí)場景的光感是與正圖無異的,因此,在調(diào)整燈光的時(shí)候,它就是標(biāo)準(zhǔn)的測試參數(shù)了。如果調(diào)高參數(shù)的話,比如調(diào)為4,就意味著每繪制一個(gè)像素,要參考這個(gè)像素周圍4的平方個(gè)樣本,也就是16個(gè)樣本,此時(shí)你會開始看到物體邊緣的平滑效果,此時(shí)勾選下面的抗鋸齒過濾器,調(diào)整不同的計(jì)算公式,將會看到不同的抗鋸齒效果,想達(dá)到正圖參數(shù)的話,一般要設(shè)置細(xì)分為16。此時(shí)每一個(gè)像素的顏色都會被256個(gè)樣本共同決定,這就是固定比率的意思:“每一個(gè)像素的樣本比率是固定的,每個(gè)點(diǎn)都一樣的精度”。 用這個(gè)采樣器出正圖會非常非常慢,因?yàn)橛?jì)算量過大了。


這個(gè)采樣器一般就用來測試渲染,細(xì)分1即可。


到這里大家可能會想到,沒必要每個(gè)點(diǎn)都采這么多樣本啊,和光采樣一樣,更多的采樣只集中在細(xì)節(jié),對于平整的表面進(jìn)行更少的采樣,多好呢。


后面的兩個(gè)圖像采樣器都有一定的自適應(yīng)性,它們會根據(jù)像素的重要程度來安排不同的采樣精度,達(dá)到高效的樣本采集。


這是自適應(yīng)DMC采樣器:



這里就通過最小細(xì)分和最大細(xì)分來給采樣器設(shè)定一個(gè)精度范圍,噪波閾值控制噪點(diǎn)之間的色階差,這個(gè)色階差越小,顏色的過度就越平滑,關(guān)于噪波閾值我想用一個(gè)不太精確的圖來說明:



噪波閾值限制了圖面的每兩個(gè)像素之間最大的色階差,這個(gè)值越大,兩個(gè)點(diǎn)之間的色差就越大,值越小,點(diǎn)與點(diǎn)之間顏色的過渡就越平滑。一般來說,正圖的噪波閾值在0.01-0.005左右,但是這樣的話會計(jì)算得很慢。


所以噪波閾值決定了圖面的精致標(biāo)準(zhǔn),即“我希望圖面有多精細(xì)”(請注意這只是一個(gè)希望)


但是最大細(xì)分則決定了封頂?shù)木,即“我?shí)際上最多能有多精細(xì)”。


那么在出圖的時(shí)候,有兩種情況:


噪波閾值設(shè)得很。ǜ哔|(zhì)量參數(shù))比如,0.001,但是最大細(xì)分只有4,那么即使是在最細(xì)節(jié)的部分,最多也就計(jì)算到4的精度就停止了,0.001形同虛設(shè)而已,這么少的樣本根本達(dá)不到這么精細(xì)的目標(biāo)。圖面會比較粗糙,計(jì)算時(shí)間也會比較短。


最大細(xì)分很高了,比如16,但噪波閾值只有0.1,最后的結(jié)果估計(jì)和最大細(xì)分4差不了太多,因?yàn)閮蓚(gè)相鄰像素點(diǎn)的色差一達(dá)到0.1,用戶就滿意了,計(jì)算停止,更高的采樣根本形同虛設(shè)。


總之就是這兩個(gè)參數(shù)都控制計(jì)算的停止,要么達(dá)到噪波閾值,要么達(dá)到最大細(xì)分。所以給出一套合理的經(jīng)驗(yàn)值就比較重要了。事實(shí)上默認(rèn)參數(shù)最小細(xì)分1,最大細(xì)分16,噪波閾值0.01,已經(jīng)是正圖參數(shù)了,如果你想設(shè)定的更高,請使用最大細(xì)分24,噪波閾值0.005。


另外說到它的自適應(yīng)性,在VRay中,在計(jì)算一個(gè)像素時(shí)先判斷其重要性,距離鏡頭越遠(yuǎn)的像素,和越暗地方的像素,重要性越低,在計(jì)算時(shí)就會越趨于采用最小細(xì)分,離鏡頭越近,越明亮的地方的像素,就越接近最大細(xì)分,通常來講使用這種自適應(yīng)的計(jì)算方式,與固定比率相比,達(dá)到同樣的效果,時(shí)間能節(jié)省一半或更多(因場景而異)。


這個(gè)自適應(yīng)DMC采樣器非常適合場景材質(zhì)光影復(fù)雜,模糊效果多的場景(因?yàn)樵赩Ray中所有的模糊效果都是由DMC引擎產(chǎn)生的,所以它在處理模糊數(shù)據(jù)時(shí)非常高效)。


下面來看第三個(gè)圖像采樣器:自適應(yīng)細(xì)分



這個(gè)采樣器的思路不同于之前的兩個(gè),它是唯一一個(gè)允許不足采樣的圖像采樣器,這種采樣方式在處理細(xì)節(jié)少,表面平整的場景時(shí)有極大的效率優(yōu)勢,它的繪圖方式是,通過對圖面的自適應(yīng)性采樣,在模型的邊界,縫隙,轉(zhuǎn)角,貼圖處使用過采樣(over sampling),在平整光滑的表面,使用不足采樣(under sampling)?梢钥吹剿膮(shù)由比率控制,比率不同于細(xì)分,它是一個(gè)以4為底的指數(shù),最小比率-1的意思就是,在平面處,使用4的-1次方的采樣精度,等于1/4,也就是4個(gè)像素共用一個(gè)樣本,在細(xì)節(jié)處使用最大比率2,也就是4的2次方,每個(gè)像素16個(gè)樣本。它的特點(diǎn)是在不足采樣的地方,必須使用插補(bǔ)計(jì)算的方法編造出連續(xù)的色彩數(shù)據(jù),優(yōu)點(diǎn)是平面顏色過渡會非常完美,但是同時(shí)就有可能失去細(xì)節(jié),比如我渲染一張網(wǎng)格,如果最大和最小比率全部都是-1的話,結(jié)果就像下面這樣,可以看到較遠(yuǎn)的地方的直線全部變成虛線的感覺了,這是因?yàn)椴蓸訒r(shí)并沒有采到那個(gè)位置,那個(gè)位置本來有線的,但是在繪制的時(shí)候根據(jù)周圍的面,就編造了那個(gè)地方是面。



這時(shí)候把最大比率調(diào)回2,就可以得到很不錯的結(jié)果:



通常來講,這個(gè)采樣器使用默認(rèn)值:最小比率-1,最大比率2,就可以認(rèn)為是正圖參數(shù)了,更進(jìn)一步的話,可以采用0,3的組合。


這個(gè)采樣器傾向于把表面“抹平”,它適于有大量平整表面的模型,貼圖也不要很多,否則就沒有效率了。它是渲染體塊分析圖的利器,速度快,表面會非常平滑,顏色過渡也會很完美。


最后說一下抗鋸齒過濾器,一般出正圖時(shí)都會使用Catmull Rom,在大多數(shù)情況下,它會獲得最清晰銳利的邊緣,但是當(dāng)場景中有明亮的自發(fā)光材質(zhì),毛發(fā),或密集網(wǎng)格時(shí),很容易造成這些細(xì)節(jié)的邊緣過于夸張而走樣。


Area算法大小可以在1.5-0.5之間調(diào)整,數(shù)值越大越平滑,越小越銳利。


以下三個(gè)的說明從網(wǎng)絡(luò)摘抄:


Box(方形)類型的過濾是在過濾區(qū)域內(nèi)使用均等的權(quán)重把采樣疊加在一起,在這些過濾方法中,Box是最快的,它的數(shù)值最好設(shè)置為1.0。


Triangle(三角)類型的過濾使用了線性的曲線來影響像素,這樣在采樣區(qū)的邊沿很少會發(fā)生過濾現(xiàn)象。Triangle過濾的數(shù)值最好設(shè)置為2.0。


Lanczos類型的過濾使用了窄鐘狀曲線,這種曲線可以在采樣區(qū)域的邊沿產(chǎn)生負(fù)值,它的數(shù)值最好設(shè)置為4.0。


總之,正圖時(shí)別忘了開這個(gè)抗鋸齒。測試時(shí)開不開對速度影響不大。


八,專題:渲小圖,出大圖


渲小圖出大圖是在制作建筑表現(xiàn)圖時(shí)非常常用手法,因?yàn)榻ㄖ憩F(xiàn)圖通常需要較大的分辨率,但是其實(shí)對于材質(zhì)以及光影并不需要達(dá)到逼真的級別,對很多建筑人來說,圖大而清晰就行了。


而且在建筑出圖的時(shí)候,往往要渲染4000甚至6000分辨率的圖,這樣的一張圖,在前期進(jìn)行光采樣時(shí),一定會花費(fèi)非常非常多的時(shí)間(對于筆記本電腦來說可能是好幾個(gè)小時(shí)),內(nèi)存也不一定夠用。


渲小圖出大圖的思路就是,把光采樣和圖像采樣的過程分離,用一張小圖采集的光數(shù)據(jù),提供給大圖進(jìn)行圖像采樣。


操作步驟如下,首先打開全局開關(guān):



勾選不渲染最終圖像,這樣一來,點(diǎn)擊渲染之后,只會計(jì)算光照數(shù)據(jù)而不會進(jìn)行圖像抗鋸齒采樣。


然后在輸出面板中選擇光采樣的圖幅大小,原則是邊長大約在正圖的三分之一到四分之一左右,長寬比與正圖一致。比如我要出4000X3000的正圖,那么光采樣圖幅就大約1600X1200,1200X900也可以。



然后設(shè)置間接照明引擎,必須是發(fā)光貼圖+燈光緩沖的組合,發(fā)光貼圖設(shè)置正圖參數(shù):最小比率-3,最大比率0,半球細(xì)分50,插補(bǔ)樣本35(室內(nèi)的話請相應(yīng)提高)。


燈光緩沖細(xì)分800-1000,有需要的話請把取樣大小改為0.01。


點(diǎn)擊渲染,VRay會開始計(jì)算光樣本。當(dāng)計(jì)算完畢后,打開發(fā)光貼圖卷展欄,拖動右邊的滑條往下看:



點(diǎn)擊保存,選擇一個(gè)英文路徑,并起一個(gè)英文文件名,這時(shí)會有一個(gè)后綴為vrmap的文件被保存,這個(gè)文件就是發(fā)光貼圖數(shù)據(jù)。我一般會存在D盤根目錄下,并且以數(shù)字或拼音命名。


同樣的進(jìn)入燈光緩沖卷展欄,向下拖動,點(diǎn)擊保存



也存在英文路徑下,起一個(gè)英文名,這時(shí)會生成一個(gè)后綴為vrlmap的文件,這個(gè)文件就是燈光緩沖的數(shù)據(jù)。


光數(shù)據(jù)采集完并保存好了,我們就可以出正圖了。


首先,取消不渲染最終圖像的勾選。



在輸出中設(shè)置正圖的長寬:



設(shè)置圖像采樣器為正圖參數(shù):



或者:



然后我們要使VRay不再重新計(jì)算該分辨率下的光照(400X3000),而是直接調(diào)用1600X1200的光照文件。


打開發(fā)光貼圖卷展欄,往下拖動



數(shù)據(jù)模式由“單幀”(Single Frame)改成“從文件”(From File),點(diǎn)擊瀏覽(Browse),選擇剛才保存的發(fā)光貼圖數(shù)據(jù)(*.vrmap)


同樣打開燈光緩沖卷展欄,往下拖動



數(shù)據(jù)模式同樣由“單幀”(Single Frame)改成“從文件”(From File),點(diǎn)擊瀏覽(Browse),選擇剛才保存的燈光緩沖數(shù)據(jù)(*.vrlmap)。


至此,設(shè)置完畢,點(diǎn)擊渲染會看到VRay直接跳過光采樣過程開始出正圖。使用本方法,光影會在細(xì)膩程度上有一些損失,但是圖面的清晰程度非常高,非常節(jié)省渲染時(shí)間。


九,顏色映射


顏色映射其實(shí)就是曝光,簡單說兩句,使用線性曝光(linear),圖面明暗反差會非常強(qiáng)烈,光感會很強(qiáng),但是容易過曝或死黑,與之相對的是指數(shù)曝光(exponential),它會最大限度的保留細(xì)節(jié)的范圍,但是圖面會比較灰,明暗對比不強(qiáng),需要后期調(diào)整對比度。一般使用萊因哈德(reinhard),倍增值1,混合值(burn value)0.8?梢哉壑羞@兩種曝光算法。



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