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1、 第十六單元 渲染基礎(chǔ)1 本單元主要內(nèi)容： 一、第一個(gè)渲染 二、渲染介紹 三、燈光 四、材質(zhì) 五、渲染訓(xùn)練 我們要用渲染軟件渲染出逼真完美的圖象，包括VFR也是一樣，都必須先了解影象圖象品質(zhì)的三個(gè)要素：光線、材質(zhì)和貼圖，其中又以光線最為重要，一個(gè)場(chǎng)景的光照度會(huì)影響所有物體的顏色、陰影、反射、折射等這些表現(xiàn)物件真實(shí)度的元素。 VFR是一套具備全局照明（Global Illumination——簡(jiǎn)稱GI）功能的渲染軟件，使用者可以不用像早期的渲染軟件那樣為了控制整個(gè)場(chǎng)景的照明，而必須花很多時(shí)間調(diào)整燈光位置與亮度。 全局照明的概念非常簡(jiǎn)單，想象一間沒(méi)有開(kāi)燈的室

2、內(nèi)空間有一扇窗戶，室外的自然光就可以從這扇窗戶進(jìn)入到室內(nèi)來(lái)，室內(nèi)就不會(huì)因?yàn)闆](méi)有燈光照明而變成全黑的空間，所以全局照明被形容成“懶人燈光”，目的求是讓使用者以最自然的光線、不需要花很多時(shí)間調(diào)整燈光的方式就可以得到更好的照明效果。 VFR還另外支持HDRI（High Dynamic Range），也有文章稱作HDRI(High Dynamic Range Image），指的都是高動(dòng)態(tài)范圍貼圖照明這項(xiàng)技術(shù)。以一般的24bit圖像，每個(gè)像素為8bit的RGB圖像（Low Dynamic Range Image）來(lái)說(shuō)，能夠描述最亮的白色為R255，G255，B255，這個(gè)亮度與戶外太陽(yáng)光的亮度還是差

3、了數(shù)千萬(wàn)倍以上，HDR則是一個(gè)可以描述比一般圖像的亮度范圍（最暗至最亮）更廣的圖像，也就是說(shuō)，HDR圖像擁有更多控制光線亮度的能力。HDR是一種很特殊的圖像文件，通常是利用專業(yè)的照相器材所拍攝的360度拱形或環(huán)形的照片，之后透過(guò)專業(yè)的光線描述軟件將其轉(zhuǎn)換成最高96bit的全景圖片。HDR的優(yōu)點(diǎn)就是可以直接以這種全景圖片作為渲染場(chǎng)景的光源，模擬拍攝HDR圖像時(shí)候的場(chǎng)景照明，HDR圖像文件也可以用來(lái)渲染場(chǎng)景的環(huán)境背景。 VFR也支持一般的圖象文件作為全局照明的光源使用。 即使如此，HDR圖像文件能夠描述的環(huán)境照明還是有限的，以HDR或是一般圖像文件模擬的環(huán)境光源通常只是拿來(lái)作為輔助整個(gè)場(chǎng)景

4、的照明使用而已，在VFR里打上主要燈光并調(diào)整設(shè)置仍然是相當(dāng)重要的工作。后面將會(huì)詳細(xì)說(shuō)明關(guān)于光線、材質(zhì)與貼圖的使用方法。 一、 第一個(gè)渲染 1、打開(kāi)文件夾“第一個(gè)渲染”，打開(kāi)文件“渲染上手.3dm”文件，渲染要求： （1）給場(chǎng)景桌面著色； （2）為杯子選擇玻璃材質(zhì)、為碟子和勺子選擇陶瓷材質(zhì)。 （3）使用默認(rèn)的參數(shù)進(jìn)行渲染，獲取你的第一張渲染圖片。 （4）保存渲染圖片。 2、操作步驟： （1）開(kāi)啟vray渲染器。 （2）點(diǎn)擊Vray for rhino工具條上的“M”，或者如圖點(diǎn)擊菜單。 （3）彈出的這個(gè)就是“材質(zhì)框”。把鼠標(biāo)放到“Scene mate

5、rias”文字上，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，在彈出框中點(diǎn)“add material ”，再點(diǎn)“add vraymtl”。 （4）這時(shí)圖中新增了一個(gè)“Defaultmaterial ”的材質(zhì)項(xiàng),然后把鼠標(biāo)移到上面點(diǎn)右鍵，然后點(diǎn)“RENAME”，即重命名。這里我命名為“BEIZI”（杯子）。雖然這一步不是必要的，但為了清晰易讀，還是重命名為好。 （5）然后在鼠標(biāo)右鍵菜單中點(diǎn)“IMPORT”，它的意思是從其它地方調(diào)入一個(gè)“材質(zhì)”進(jìn)來(lái)。 （6）這是自動(dòng)打開(kāi)Vray For Rhino自帶的材質(zhì)庫(kù)，當(dāng)然你可以打開(kāi)你收藏的其它材質(zhì)。這里選擇一個(gè)“玻璃材質(zhì)”。 （7）可以點(diǎn)這里，預(yù)覽一下這個(gè)材質(zhì)的

6、模樣，通常這里只能作個(gè)初步估計(jì)。 （8）然后點(diǎn)擊圖中這項(xiàng)，這樣就完成對(duì)杯子的材質(zhì)附著。這一步與前面第3幅圖中選擇杯子前后照應(yīng)，就是說(shuō)材質(zhì)要一個(gè)一個(gè)地附著的要渲染的對(duì)象上，不“附著”就看不到材質(zhì)效果。 技巧：另一個(gè)問(wèn)題，前面我這個(gè)杯子是一個(gè)實(shí)體，比較好選擇，但可能許多新手朋友畫(huà)的圖是無(wú)法合并起來(lái)的大量曲面，這個(gè)需要一個(gè)曲面接一個(gè)曲面地“附著”材質(zhì)嗎？這個(gè)倒不是這么麻煩，可以把要渲染同一材質(zhì)的所有曲面轉(zhuǎn)換到另一圖層中，然后點(diǎn)圖中的“APPLYMATERIAL TO LAYER（S）”，這樣就可以把材質(zhì)以“圖層”為單位進(jìn)行附著。 （9）同樣的方法，新建材質(zhì)“DIEZI”（碟子）

7、，然后同樣從外面調(diào)入一個(gè)材質(zhì)進(jìn)來(lái)。選擇Vray For Rhino自帶材質(zhì)庫(kù)中的“磁器”。 （10）刷新材質(zhì)預(yù)覽框，觀察到這個(gè)磁器材質(zhì)顯得黃色過(guò)了。點(diǎn)“DIFFUSE”（材質(zhì)漫反射）下的“COLOR”（顏色）。在彈出的顏色框中，選擇“白色”，確定。 （11）下面為勺子附著材質(zhì)，先選擇上。 （12）雖然可以同前的方法另外找一個(gè)材質(zhì)來(lái)附著。為了簡(jiǎn)便些，就直接選擇剛才的“DIEZI”（碟子）上的材質(zhì)，仍然點(diǎn)這里，就附著給勺子了。 （13）前面的杯、碟、勺，都是使用同樣形式的方法來(lái)附著材質(zhì)的，即從外面找一個(gè)現(xiàn)成的來(lái)使用，或者在現(xiàn)成的材質(zhì)上進(jìn)行修改參數(shù)。

8、下面這個(gè)陪襯物就用另一種方法來(lái)制作材質(zhì)，還是先選擇上。 （14）同前的方法，新建材質(zhì)，命名為“ZUOZI”（桌子）。點(diǎn)點(diǎn)“DIFFUSE”（材質(zhì)漫反射）下的“COLOR”（顏色）旁邊的“M”，這個(gè)“M”通常是指這里可以插入圖片進(jìn)來(lái)。 （15）彈出這一個(gè)框，點(diǎn)類(lèi)型（TYPE）旁邊下拉窗口中的“BITMAP”，即要插入的類(lèi)型是一張“圖片”的意思。 （16）然后對(duì)話框變成這樣了，點(diǎn)這里的“M”符號(hào)，即從你電腦中找一張圖片。 溫馨提示：這個(gè)圖片是你自己收藏的，憑喜歡選擇一張。切記一點(diǎn)，Vray For Rhino對(duì)中文路徑并不支持，所以為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，圖片及文件路徑不要用漢字

9、，這個(gè)一定切記！ （17）刷新預(yù)覽一下。 （18）將材質(zhì)附著在桌子。 （19）點(diǎn)“渲染”觀察一下，感覺(jué)“ZUOZI”（桌子）的圖案不妥，立即中止渲染。 （20）重新打開(kāi)這個(gè)位置，調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)。簡(jiǎn)單的解釋一下，剛才這是兩個(gè)數(shù)是“1”，這里修改為“8”，表示每一邊增加為8個(gè)，這樣就顯得密集了。當(dāng)然，這兩個(gè)參數(shù)也可一大一小，這樣圖案就顯得狹長(zhǎng)。 （21）到此結(jié)束，就完成了材質(zhì)的制作與附著。下面調(diào)整一點(diǎn)渲染參數(shù)，打開(kāi)這個(gè)對(duì)話框。渲染參數(shù)的調(diào)整，是個(gè)高深的學(xué)問(wèn)，本著簡(jiǎn)單易行的原則，就從最簡(jiǎn)單的調(diào)整開(kāi)始。 （22）打開(kāi)對(duì)話框中的這一項(xiàng)卷展欄，去掉“GI”下“ON”的勾

10、勾?！癎I”的意思是全局照明，它的調(diào)整很復(fù)雜，這里干脆先不用，以求盡快上手。 （23）渲染觀察一下，觀察效果。 （24）為了便于觀察和修改渲染，系統(tǒng)默認(rèn)渲染的圖片是非常小的（手機(jī)大?。?，當(dāng)覺(jué)得滿意后，就打開(kāi)渲染參數(shù)框中這個(gè)位置，選擇一個(gè)大一些的渲染圖片尺寸。 （25）渲染獲得結(jié)果。 二、渲染介紹 什么是渲染？ 什么是“渲染”，最簡(jiǎn)單地說(shuō)就是給物體附著上材質(zhì)，然后放到光線下去展示，所以渲染的核心也就是調(diào)整“材質(zhì)+光線”的過(guò)程。我們先給杯子附著材質(zhì)，先選擇杯子。 V-Ray提供了四種：Light Cache（燈光緩存）、Photon M

11、ap（發(fā)光貼圖）、Irradiance Map（光子貼圖）、Quasi Monte-Carlo（真蒙特卡洛引擎）渲染引擎，每個(gè)渲染引擎都有各自的特性，使用者可以依據(jù)場(chǎng)景的大小、產(chǎn)品類(lèi)、建筑景觀類(lèi)、圖片尺寸以及對(duì)品質(zhì)的要求，互相搭配不同的渲染引擎以及參數(shù)設(shè)定去計(jì)算最終的圖片。 V-Ray的材質(zhì)設(shè)置相當(dāng)靈活，除了常見(jiàn)的漫射、反射、折射，還增加有自發(fā)光的燈光材質(zhì)，另外還支持透明貼圖、雙面材質(zhì)、紋理貼圖以及凹凸貼圖，每個(gè)主要材質(zhì)層后面還可以增加第二層、第三層來(lái)得到更真實(shí)的效果。利用光澤度的控制也能計(jì)算如磨沙玻璃、磨沙金屬以及其他磨沙材質(zhì)的效果，更可以透過(guò)光線的分散（sub-surface scatt

12、er--SSS）計(jì)算如玉石、蠟、皮膚等表面稍微透光的材質(zhì)。默認(rèn)的多個(gè)程序控制的紋理貼圖可以用來(lái)設(shè)置特殊的材質(zhì)效果。 最快的算圖速度 最讓使用者津津樂(lè)道的就是V-Ray的算圖速度非常快，一般在關(guān)閉默認(rèn)燈光、打開(kāi)GI，其它都使用V-Ray默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置，就可以得到逼真的透明玻璃折射、物體反射以及非常高品質(zhì)的陰影。即使是最花時(shí)間計(jì)算的景深（depth of field）、光線焦散（caustics）、透光（translucent）效果也都能在很短的時(shí)間計(jì)算出結(jié)果。 更棒的是每個(gè)渲染引擎計(jì)算的光照資料都可以單獨(dú)儲(chǔ)存起來(lái)，這在切換使用不同著色引擎或是另外要計(jì)算大尺寸圖片時(shí)候可以直接拿來(lái)套用而無(wú)

13、須再次重新計(jì)算，這樣便可省下非?？捎^的計(jì)算時(shí)間、提高作圖效率。 V-Ray是目前市售的高階算圖軟件中占有率最高、最容易上手、計(jì)算速度最快的渲染產(chǎn)品，無(wú)論您渲染的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)或是建筑設(shè)計(jì)圖片，如果您希望能在渲染品質(zhì)和算圖速度之間取得完美的平衡，更希望能享受算圖的樂(lè)趣，我們強(qiáng)力推薦您采用V-Ray for Rhino！ 三、燈光 回答兩個(gè)問(wèn)題： 1、什么是燈光？ 2、燈光在渲染中有什么樣的作用？ 1、 燈光類(lèi)型 （1）矩形燈光、聚光燈、點(diǎn)光源、太陽(yáng)光、管狀燈、平行光。 （2）天光 （3）帶發(fā)光層的材質(zhì)（但是發(fā)光層的材質(zhì)在渲染過(guò)程中要注意不顯示的在渲染范圍） （4）HDRI貼

14、圖 2、 燈光添加 （1）利用天光，然后添加1~2個(gè)矩形燈光作為輔助燈光，矩形燈光與渲染對(duì)象成45度，同時(shí)設(shè)置矩形燈光的強(qiáng)度。必須加一個(gè)地面（平面或曲面），否則會(huì)一片黑 （2）利用天光，然后添加1~2個(gè)平面，給其添加發(fā)光層，主要作為輔助燈光，發(fā)光強(qiáng)度10左右。 （3）利用背景添加HDRI貼圖，然后添加1~2個(gè)矩形燈光作為輔助燈光，矩形燈光與渲染對(duì)象成45度，同時(shí)設(shè)置矩形燈光的強(qiáng)度。 （4）利用背景添加HDRI貼圖，然后添加1~2個(gè)發(fā)光層平面作為輔助燈光。 燈光的補(bǔ)充知識(shí) 1、概況 照明在渲染出圖中扮演的角色絕對(duì)是最重要的，沒(méi)有好的照明條件便得不到好的

15、渲染品質(zhì)。這與拍照時(shí)沒(méi)有良好的光線、沒(méi)有控制好暴光的條件就無(wú)法拍到出色的照片是一樣的道理。 與現(xiàn)實(shí)世界的照明一樣，光線的來(lái)源分為直接光源和間接光源：直接光源指的是以燈光指令產(chǎn)生的矩形燈光、點(diǎn)燈光、聚光燈、平行光，并且用來(lái)直接照射物體；間接光源則是光源不是直接照射物件的方式達(dá)到照明的效果，例如環(huán)境光源或者是燈光以繞射（輻射、漫射）的方式到達(dá)物體。 這里要注意一點(diǎn)，在設(shè)置渲染場(chǎng)景的時(shí)候一定要優(yōu)先設(shè)置照明，再設(shè)置材質(zhì)。這樣比較容易控制物體材質(zhì)的效果。這個(gè)步驟既是測(cè)試白平衡。在不正確的照明下要預(yù)知渲染后大致的效果是相當(dāng)困難的，因?yàn)檫B材質(zhì)的顏色和亮度都會(huì)變的很難判斷。 2、室內(nèi)、室外 面對(duì)

16、照明的問(wèn)題時(shí)，先將場(chǎng)景分為室外與室內(nèi)兩種情形來(lái)設(shè)置。 室外在這里指的是開(kāi)放的空間，例如將物體放在一個(gè)很大的地板上，旁邊并沒(méi)有遮蔽光線的其他物體，調(diào)整這種開(kāi)放空間的照明會(huì)容易的多。 室內(nèi)指的是環(huán)境光源有被如墻面這類(lèi)物體擋住，不是直接影響場(chǎng)景物體亮度的封閉空間，或者墻面開(kāi)了幾個(gè)孔或是窗戶讓某部分環(huán)境光源進(jìn)入場(chǎng)景的半封閉空間，這類(lèi)空間照明控制就會(huì)比較困難。 3、調(diào)整亮度的技巧 在渲染之前，應(yīng)該盡量將場(chǎng)景中所有的物件模型都制作完成才會(huì)方便后面對(duì)燈光的設(shè)置，至于物體數(shù)量、擺放的位置、材質(zhì)種類(lèi)、顏色甚至尺寸大小的修改都會(huì)影響照明，但是只要整體照明控制適當(dāng)，都還不至于到非要調(diào)整亮度的程度。

17、與拍照一樣，先設(shè)置正確的白平衡才能正確的測(cè)光，得到暴光的結(jié)果也才會(huì)正確。VFR的環(huán)境光與燈光亮度并不是以標(biāo)準(zhǔn)的瓦數(shù)或是流明亮度單位作為設(shè)置的，所以無(wú)法找到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)亮度來(lái)設(shè)置白平衡，只能盡量依據(jù)渲染圖像的亮度來(lái)判斷照明是否足夠。 設(shè)置白平衡時(shí)，應(yīng)該以白色材質(zhì)（Val180-230之間，而不是全白的Val255）的地板來(lái)測(cè)試。這是因?yàn)槟壳斑€是尚未加上燈光的場(chǎng)景，如果直接設(shè)置白色時(shí)，未來(lái)加上燈光后會(huì)很容易得到?jīng)]有層次感的整片白色的地板。所以地板的亮度應(yīng)該稍微降低一點(diǎn)，這樣可以預(yù)留亮度空間給之后加上的燈光。 4、HDRI環(huán)境光源 除了可以用顏色作為環(huán)境光源之外，VFR還支持以HDR圖象文件作為

18、環(huán)境光源。由于HDR圖像是要用來(lái)作為環(huán)境光源而不是一般的貼圖，輸入進(jìn)來(lái)之后務(wù)必要將UVW改為Environment，右側(cè)貼圖則使用默認(rèn)的Spherical即可，Multiplier強(qiáng)度值可以先使用1的默認(rèn)值，如果渲染后發(fā)覺(jué)亮度不對(duì)再回到這里增減。 5、位圖環(huán)境光源 如果沒(méi)有HDR圖像文件，一般的位圖也可以直接拿來(lái)作為環(huán)境光源使用。一般只有24bit深度的位圖雖然有無(wú)法像HDR圖像那樣包含更多控制亮度的能力、光源不夠明確、陰影更淡等缺點(diǎn)，但是因?yàn)槿〉萌菀祝灰x對(duì)位圖、強(qiáng)度控制得宜還是可以成為很好的環(huán)境光源的。 6、半封閉空間的環(huán)境光源 當(dāng)開(kāi)始為一個(gè)室內(nèi)空間設(shè)置時(shí)，在習(xí)慣上還是會(huì)先開(kāi)啟

19、GI設(shè)置環(huán)境光源，但是正確的做法應(yīng)該是先暫停，試著檢查一下整個(gè)場(chǎng)景到底有多少能讓光線進(jìn)來(lái)的開(kāi)口，包括會(huì)被設(shè)置為透明材質(zhì)的玻璃門(mén)窗之類(lèi)等物件，以及使用者希望這個(gè)場(chǎng)景最后渲染的圖象是不開(kāi)燈的白天還是加上許多燈光的夜晚，都是可以幫助設(shè)置正確的環(huán)境光源亮度的參考依據(jù)，而不是在場(chǎng)景內(nèi)是否要加上燈光、數(shù)量有多少都完全不知道的情形下就以實(shí)驗(yàn)的方式開(kāi)始作圖。 7、間接光源越強(qiáng)時(shí)候，光斑越明顯，而且只有在使用Irradiance Map算圖引擎時(shí)才會(huì)發(fā)生。這是由于Irradiance Map引擎將光線轉(zhuǎn)換至圖像像素的成像過(guò)程，控制GI光線品質(zhì)的細(xì)分值（Hemispheric Subdivs)以及用來(lái)對(duì)GI光線照射的點(diǎn)做補(bǔ)差的取樣值（Samples）太少的關(guān)系。將Subdivs值由默認(rèn)的50增加到100，并且將旁邊的Samples由默認(rèn)的20增加到40，這樣渲染光斑就會(huì)減少到幾乎沒(méi)有。 四、材質(zhì) 回答四個(gè)問(wèn)題： 1、什么是材質(zhì)？ 2、材質(zhì)在渲染中起到什么樣的作用？ 3、如何修改材質(zhì)庫(kù)的材質(zhì)？ 4、如何自己制作材質(zhì)？ 詳細(xì)見(jiàn)材質(zhì)理論文檔 五、渲染訓(xùn)練 1、打開(kāi)文件1進(jìn)行渲染訓(xùn)練 2、打開(kāi)文件2進(jìn)行渲染訓(xùn)練