朱峰社區(qū)介紹MentalRay照明渲染技術(shù)

朱峰社區(qū)溫馨提示如果想要得到真實(shí)的效果，就應(yīng)該把材質(zhì)和照明放在一起考慮。首先讓我們來了解一些基本的原理和技巧，看看下面這兩張渲染圖，所用的場(chǎng)景幾乎是一樣的，很難相信吧？

保持簡(jiǎn)單

首先要做的就是別讓事情復(fù)雜化。會(huì)用的話通常2-3盞燈就足夠了，除非你遇到要做一排路燈這種特殊情況。另外，finalgather 默認(rèn)的設(shè)置就很好，一般不用對(duì)其設(shè)置做太大變動(dòng)；使用日光系統(tǒng)照明室內(nèi)的時(shí)候，還要記得在 logarithmic exposure control 中打開 exterior daylight。

final gather & global illumination

final gather & global illumination 是生成真實(shí)陰影效果的重要技術(shù)。沒有它們，陰影會(huì)變得暗淡呆板，這肯定不是我們想要的效果。因此在本文中，所有渲染都會(huì)用到 fg，下面我來介紹一下它的工作原理。

mental ray 首先通過光源發(fā)射出光線（photon光子），遇到物體后按照真實(shí)的物理法則進(jìn)行反復(fù)彈射，沒有照射到或彈射次數(shù)少的地方就會(huì)比較暗，生成陰影的效果。在 3ds max 9里，fg的設(shè)置非常簡(jiǎn)單：按f10打開 final gather 面板，將預(yù)設(shè)質(zhì)量設(shè)為 draft，bouncees 彈射次數(shù)設(shè)為1或2即可，渲染就能變得真實(shí)多了。

當(dāng)然，這只是最“傻瓜”式的，我建議你們多研究一下 max 自帶的范例文件來了解更多高端的 gi 設(shè)置技巧。

添加顏色

有些人總記不住光線的顏色并不是純白的。雖然不像人造光的顏色那樣容易區(qū)分，但日光每天都時(shí)刻發(fā)生著變化，日出和日落的時(shí)候可能明顯一點(diǎn)，能看出來是亮紅、粉色或者紫色。

除了陽光，天空和大氣還會(huì)對(duì)光線進(jìn)行散射，而散射出的光線會(huì)根據(jù)天氣的變化改變顏色：如果晴天就是藍(lán)色的，如果陰天就會(huì)變灰。

3ds max 的 mental ray 里有個(gè)全自動(dòng)為光線“上色”的系統(tǒng)，叫做“daylight”日光系統(tǒng)。將它設(shè)為“custom”自定義，調(diào)低太陽的高度，顏色就會(huì)隨之變暖，通常為橙色，同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)相應(yīng)的天空反射環(huán)境，并保存場(chǎng)景。這個(gè)功能唯一的缺點(diǎn)就是可控性太低了，有時(shí)想換個(gè)顏色都不行。

簡(jiǎn)單的做法就是2點(diǎn)照明，把燈放在物體的兩個(gè)不同方向上，并使用不同的顏色：比如一個(gè)橙色（日光）和一個(gè)藍(lán)色（天空散射）。當(dāng)然，你也無需拘泥于常規(guī)，cg擁有非常豐富的表現(xiàn)手法，多試試其它不常用的顏色，你也許會(huì)看到驚喜�；氐较旅孢@張圖，多么巨大的差異，左邊的渲染效果因?yàn)闊艄忸伾�的變化顯得真實(shí)多了！

提示：在你的作品中，不同的顏色能表達(dá)出不同的氛圍和情感，別忘了 photoshop 這個(gè)強(qiáng)大的后期處理高手，通過 image > adjustments > variations 和 image > adjustments > hue/saturation 就能輕松快速的改變畫面顏色，還可以通過噪點(diǎn)、蒙塵和劃痕等濾鏡效果，實(shí)現(xiàn)照片的感覺。

軟化陰影

mr（mental ray）的 area light 面光燈默認(rèn)開啟 raytraced shadow 光線追蹤陰影選項(xiàng)，但效果很假陰影的邊緣非常生硬。我的解決辦法很簡(jiǎn)單：增大面光燈的尺寸——發(fā)光面增大，陰影的發(fā)散效果自然也隨之變大。在這樣做的同時(shí)，還需要增加 samples 采樣值，15-15能生成質(zhì)量非常高的柔和陰影，但會(huì)耗費(fèi)大量的渲染時(shí)間。如果陰影面積不大的話，可以適當(dāng)降低一點(diǎn)采樣值。

另外，燈光與物體的距離也會(huì)對(duì)陰影的效果造成影響。將燈光從遠(yuǎn)處推近物體，就會(huì)產(chǎn)生下圖所示的變化——陰影同樣變?nèi)岷土恕?/p>

別忘了衰減！

燈光會(huì)隨著傳播的距離變?nèi)酰�最終失去所有能量，尤其是人造光，衰減的非�？�。在夜景中，你可以用衰減來加強(qiáng)特定區(qū)域的亮度，強(qiáng)調(diào)它的重要性，增加畫面的對(duì)比。你可以為每盞燈應(yīng)用不同的衰減強(qiáng)度，試著調(diào)整參數(shù)看看會(huì)產(chǎn)生哪些變化。下面是3種不同衰減設(shè)置的對(duì)比圖。

提示：衰減可以和體積光、輝光效果結(jié)合使用，比如讓主角站在街燈的光柱下，會(huì)讓畫面看起來更生動(dòng)。

完美會(huì)喪失真實(shí)感

這一點(diǎn)適用于很多CG領(lǐng)域，尤其是3D。現(xiàn)實(shí)生活中不存在完全筆直、干凈或者對(duì)稱的事物，如果你做出這么個(gè)模型，那看起來就不真實(shí)，因?yàn)檎鎸?shí)里沒有這樣的。添加一些細(xì)小的噪點(diǎn)，讓平滑的表面在光照下產(chǎn)生微妙的陰影變化；在應(yīng)用這種效果之前，網(wǎng)格先要具有足夠的密度（添加 turbosmoot 修改器）。下面的圖例中，我沒有改變燈光，但燈光卻對(duì)結(jié)果產(chǎn)生很大影響。因?yàn)閳?chǎng)景中燈光角度很低，所以噪點(diǎn)產(chǎn)生的陰影效果非常明顯。

拐角的斜切和高光效果

這也是破除“完美”的一種方法。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正方體由于沒有弧度，很難產(chǎn)生高光反射。但對(duì)拐角 chamfer 斜切之后，面和面之間就有了過渡，既產(chǎn)生了一個(gè)高光區(qū)，又避免了死板的陰影，從而呈現(xiàn)出真實(shí)自然的拐角效果。

但當(dāng)模型過于復(fù)雜時(shí)，斜切起來就很不方便。3ds Max 9 解決了這個(gè)問題！它內(nèi)置了 Mental ray A&D（Architectural & D
esign 建筑與設(shè)計(jì)）材質(zhì)，選擇 special effects > rounded corners 就瞬間解決問題，太爽了�！拔覜]有 Mental ray A&D 材質(zhì)怎么辦？”沒關(guān)系，Jeff Patton 發(fā)了一個(gè)了補(bǔ)救方法，你可以把它應(yīng)用到其它 Mental Ray shader 上。下圖是不同方法的效果對(duì)比。

布光

燈光的位置對(duì)渲染效果來說至關(guān)重要，尤其是距離和方向。在開始渲染前，我會(huì)先在透視圖找到一個(gè)合適的構(gòu)圖角度，按 ctrl+c 在當(dāng)前位置創(chuàng)建一個(gè)攝像機(jī)；然后進(jìn)入頂視圖添加燈光，在頂視圖可以方便的觀察燈光與攝像機(jī)的夾角，這是影響照明效果的關(guān)鍵。

千萬不要把主光源放在攝像機(jī)后面，不然你就看不到影子了，渲染出來也會(huì)非�；野�，缺乏對(duì)比。鏡頭周圍只適合放置補(bǔ)光，用來照亮主光產(chǎn)生的黑影。

通常我會(huì)把主光放在鏡頭右側(cè)大約90度夾角的地方，當(dāng)然這也不是絕對(duì)科學(xué)，還要根據(jù)你模型的具體情況而定，在確定位置前應(yīng)該多調(diào)整。有了明顯的陰影，畫面的對(duì)比度就出來了，模型也變得立體起來。

如果想要更高的對(duì)比度，或者讓你的模型變成黑色的剪影，可以試著把主光放在模型后面，與鏡頭相對(duì)。現(xiàn)實(shí)中逆光拍攝日落就是這種效果。

你還可以把主光放在模型正上方，類似于街燈的場(chǎng)景，在模型下方的地面上投射出清晰的影子。無論哪種方法，一定要多觀察多嘗試，把你自己的創(chuàng)造力充分發(fā)揮出來。

焦距和景深

景深（DoF）是一個(gè)非常有用的渲染功能，雖然不像燈光對(duì)真實(shí)度有那么大影響，但有助于引導(dǎo)觀眾的視線，突出畫面的亮點(diǎn)。如果你場(chǎng)景中的物體安排的錯(cuò)落有致，就會(huì)得到非常漂亮的效果，當(dāng)然，渲染時(shí)間肯定是要增長(zhǎng)的。還有一種方法就是渲染出 Zdepth 通道，導(dǎo)入到 Photoshop 中進(jìn)行調(diào)整，而且更快更靈活。下圖就是 DoF 景深的效果展示。