maya教程：2008分層渲染

maya 2008的render layer功能已經(jīng)有顯著改進(jìn)，在這里，我加上maya內(nèi)置的mental ray來示范一下它的新功能。

rendering in layers、passes這些方法在cg電影、電影制作上是很普遍的。當(dāng)然也有很多好處，例如一個復(fù)雜的場景，可以分開成不同的layers來渲染，也可以省下一些memory(記憶體)；在后期里可以更容易控制不同的layers & passes，而不需要再回3d 渲染，也可以個別調(diào)教偏色、�；�等等。

很多書籍都會提及rendering in layers、rendering in passes兩種功能，但我曾看過有些書籍或教程把這兩種不同的功能混為一談，再加上名字差不多的maya render layer，以致不少人會把這些意思搞亂了。

render layer：

　　maya控制渲染輸出功能的名稱。以前我們分拆layers是需要另存檔案的。一個場景到了渲染時，便會像癌細(xì)胞擴散一樣，一個變5至6個。如果之后要改鏡頭或動作，我們便要把原文件交給同事修改，然后再重新分拆layers，當(dāng)年這種情況的確是我們燈光師的噩夢�，F(xiàn)在的maya則可以在同一場景中，做到以前的分開儲存檔案的效果，而且一般來說也蠻穩(wěn)定的。

rendering in layers：

　　是把同一個場景中不同的物件分拆出來render(渲染)。就拿這個教程作舉例，椅子、 地板和背景便是分開渲染。它們的質(zhì)感及深度不同，在后期中我可以很方便地個別做出調(diào)教。在電影制作中，我們也會把前后景及人物分開渲染。

rendering in passes：

　　在同一場景、物件當(dāng)中，把不同的attribute(屬性)分拆出來渲染，以下是一些例子。

pass types：

　　color pass — 又稱為beauty pass。這是一個最基本及主要的pass，包含了物件的顏色、顏色貼圖和擴散光照，至于高光及反射則要看需要剔除與否。

　　注：有時候漫反射也會拆出來，所以diffuse pass可以獨立為一個pass。

　　highlight pass — 又稱為specular pass。highlight只渲染物件的高光。

　　注：本人喜歡用反射來模仿高光的，因為這樣較接近真實環(huán)境及物理學(xué)上的現(xiàn)象。

　　reflection pass — 把附近的物件及環(huán)境透過反射渲染出來，需要raytracing計算。

　　occlusion pass — 特殊的pass，以物件之間的距離計算，視覺上來看就像越近就會越黑，用以模擬真實環(huán)境物件之間的光子衰減。

　　mask pass — 應(yīng)物件本身的不同材質(zhì)需求，渲染mask(遮罩)以方便在合成中作出更多調(diào)教。

　　shadow pass — 通常是把物件落在地上或背景的陰影獨立渲染。

　　depth pass — 又稱為depth map or z-depth，里面每點也包含了場景中深度的數(shù)值，不過這需要用上特別的檔案及插件才可運用。

　　effect passes — 視乎情況的需要，分開渲染特別效果，一般指optical effect(光學(xué)特效)中的light fog、lens flare、particle effect(粒子特效)煙、塵等。

場景設(shè)定

(圖2)跟平常打燈的程序一樣。

　　 燈光、環(huán)境設(shè)置方式上用了mental ray及final gather渲染。這時候椅子、地板及背景是一起調(diào)教的，我們稱這為master layer。而我的工作習(xí)慣是maya做了大致的質(zhì)感后，光暗和顏色的微調(diào)都留在后期做。

　　建立render layers — color pass

(圖3 ）選擇render layer editor。

　　首先在右邊的channel box & layer editor下方，把原來的display layer editor，轉(zhuǎn)為render layer editor(圖1.3紅框中)，之后把場景中會影響到渲染的物件選起來。

(圖4) 建立新的render layer。

選好了物件后，便按“create new layer & assign selected objects”(圖4紅框中的按鈕)，這樣就會把你所選擇的物件，自動加入到新創(chuàng)建的layer中。 為了方便管理，將"layer1"這名字改為"color"，用滑鼠雙按layer1便可更改名字。

(圖5) attribute spread sheet能夠把大量物件一起更改屬性。

　　在color pass中是不需要渲染出地板及背景的，但我們不是直接隱藏它們。因為使用了raytracing及final gather原故，隱藏了就會影響反射和燈光，所以我們會用上一項功能叫primary visibility。maya最上面的命令菜單里，找出window > general editors > attribute spread sheet，另外選擇地板及背景等所有物件。然后如圖5所示，在 render tab中把primary visibility全部關(guān)上。(maya中on等于1，off則等于0)

(圖6) 椅子的color pass

　　設(shè)定好后，先渲染一幅圖來看看有沒有什幺遺漏。

specular pass

跟著到specular pass，這次我用另一個方法來建立layer及移除沒有需要的物件。

(圖7) 使用copy layer來復(fù)制另一個pass

確定我們?nèi)匀辉凇癱olor”的layer中工作，創(chuàng)建render layer editor > layers > copy layer (圖7)，然后把新增的layer改名為specular。

(圖8) 在layer中移除物件

　　由于椅子的specular pass不需要反射其物件本身的顏色，因此可以把椅子以外的東西全部拿掉。render layer editor > layers > remove selected objects rom selected layers (圖1.8)。

（圖9) specular pass用的燈光

另外建立一盞spot light，把燈光屬性中的emit specular勾選，emit diffuse留空便可，再調(diào)整適當(dāng)?shù)慕嵌燃靶Ч�。這盞spot light是在"specular" layer中建立，所以默認(rèn)就會加在目前工作的layer里。(圖9 inputsinputs一欄內(nèi)可看到)

(圖10)透過render layer，可以在不同的layers中設(shè)置各自的render setting。

我說過specular pass不需要反射至物件本身的顏色，那么我們可以優(yōu)化render setting，從而幫助渲染速度更有效率運行。(注:這是身為lighting artist 的責(zé)任) 在render layer editor，每行l(wèi)ayer也有4個圖示，分別是:recycle previously rendered image (重用已渲染的圖)、material override(物料取代)、member override (部分物件取代)、render setting override (渲染設(shè)定取代)。

render setting override設(shè)定(圖10)

(圖11)

　　現(xiàn)在只有 “specular” layer關(guān)掉了raytracing，沒有影響到 “color”layer的default render setting。

(圖12) specular pass。

reflection pass

返回“color”layer，在render layer editor > layers > copy layer，然后把新增的layer改名為reflection。

(圖13)mirror shader

跟著我們建立一個全reflection的shader，也稱為mirror shader，用來在后期控制物件reflection的多少。(圖13)

設(shè)置方法：除了specular color及reflectivity都是1外，其他attributes都設(shè)為0或者黑色。

(圖14) reflection pass

　　把這個mirror shader assign(指配)整個椅子，得出如(圖14)的效果。

occlusion pass

　　把正在工作的“reflection” layer，copy多一個layer (render layer editor > layers > copy layer)，然后把新增的layer改名為occlusion。

(圖15) mental ray中的occlusion shader

　　把hypershade左面的create maya nodes，轉(zhuǎn)為create mental ray nodes。在textures menu下，選擇mib_amb_occlusion。(圖15)

(圖16)

mib_amb_occlusion只是一個texture node，我們隨便assign去場景中任何一個 object，maya便會自動建立完整的shading network。(圖16)

(圖17) occlusion texture node設(shè)定

(圖18) occlusion material設(shè)定

mib_amb_occlusion shading network的設(shè)定:

(圖19) 開啟了material override(球形標(biāo)示轉(zhuǎn)為藍(lán)色)

返回hypershade，在mib_amb_occlusion1material按滑鼠右鍵彈出marking menu，揀選左面的assign material override for occlusion，這時render layer editor的球形標(biāo)示轉(zhuǎn)為藍(lán)色。(圖19)

注1: material override顧名思義就是把單一material assign在整個layer里。

　　注2: 了解這原理后，以后可以用presets > occlusion來代替以上步驟。

occlusion pass不需要final gather來計算，我們又可以用render setting override 來省略:

(圖20)椅子的occlusion pass

很多工作中的lighting artist都只顧到物件自身的occlusion，而忽略了物件和地面的occlusion關(guān)系。把“occlusion” layer多復(fù)制一個，改名為“bg_occlusion”。用attribute spread sheet，把椅子的primary visibility全部關(guān)上(0或off)。地板及背景則為1或on。

(圖21)地板的occlusion pass

mask pass

今次借用“specular”layer來copy layer。然后把新增的layer改名為“mask”。由于“specular” layer中有盞燈而在“mask” layer 用不著，所以我們選擇這盞spot light，在“mask” layer上按滑鼠右鍵，選取remove selected objects，移除這盞燈。

(圖22) r,g,b mask shaders

在hypershade建立3個surface shaders，out color分別設(shè)定為純紅(255,0,0)、純綠(0,255,0)及純藍(lán)色(0,0,255)。(圖1.22)

(圖23) mask pass

　　把3色surface shaders分別assign不同的物件。(圖23)

shadow pass

(圖24) 創(chuàng)建 "shadow" layer

在“master”layer內(nèi)，揀選椅子、地板及用來投射陰影的主燈后，便按“create new layer & assign selected objects”(圖1.24)，這樣便將所選擇的物件，自動加入到新創(chuàng)建的layer中，改名為“shadow”。打開attribute spread sheet，選擇椅子。在render tab中把primary visibility全部關(guān)上。

(圖25) use background shader。

在hypershade中，創(chuàng)建一個use background，然后把specular color、reflectivity、 reflection limit都改為0或黑色，只保留shadow mask為1。(圖25)接著將use background assign給地板，這樣地板便會渲染出投影，而沒有自身物料。

shadow pass不需要final gather來計算，又要用render setting override的方法來省略，請參考之前“occlusion”的設(shè)置。

(圖26) shadow pass

shadow pass是以alpha channel來儲存，所以在render view中要按display alpha channel(圖26紅框)才會見到。

(圖27) background layer

　　最后渲染出地板及背景，便可以進(jìn)入compositing(合成)的步驟了。(圖27)

compositing (after effects)

(圖28) 8個render passes及l(fā)ayers在ae的次序

(圖29) reflection pass及mask pass的用途

reflection pass我只應(yīng)用在皮革上，做出啞面的感覺。我添加了fast blur filter，然后利用mask pass以set matte，應(yīng)用在紅色mask的皮革范圍內(nèi)。

(圖30) 原本的reflection pass及啞面處理后的分別

(圖31) 用curves filter來調(diào)色

由于shadow、occlusion都分開渲染出來，我可以在顏色控制上處理更容易，在這里我調(diào)教了少許偏藍(lán)色。

　　到這里，整個教程就結(jié)束了。最終完成圖和沒有分拆render passes的比對，可看到明顯立體感的區(qū)別。rendering in layers、rendering in passes兩種功能各盡其能、物盡其用，才會有一個亮眼的效果，希望本教程對大家有所幫助。