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的效果，就應該把材質(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，所用的場景幾乎是一樣的，很難相信吧？

保持簡單

首先要做的就是別讓事情復雜化。會用的話通常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 默認的設置就很好，一般不用對其設置做太大變動；使用日光系統(tǒng)照明室內(nèi)的時候，還要記得在 logarithmic exposure control 中打開 exterior daylight。

final gather & global illumination

final gather & global illumination 是生成真實陰影效果的重要技術(shù)。沒有它們，陰影會變得暗淡呆板，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的物理法則進行反復彈射，沒有照射到或彈射次數(shù)少的地方就會比較暗，生成陰影的效果。在 3ds max 9里，fg的設置非常簡單：按f10打開 final gather 面板，將預設質(zhì)量設為 draft，bouncees 彈射次數(shù)設為1或2即可，渲染就能變得真實多了。

當然，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，但日光每天都時刻發(fā)生著變化，日出和日落的時候可能明顯一點，能看出來是亮紅、粉色或者紫色。

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

3ds max 的 mental ray 里有個全自動為光線“上色”的系統(tǒng)，叫做“daylight”日光系統(tǒng)。將它設為“custom”自定義，調(diào)低太陽的高度，顏色就會隨之變暖，通常為橙色，同時創(chuàng)建一個相應的天空反射環(huán)境，并保存場景。這個功能唯一的缺點就是可控性太低了，有時想換個顏色都不行。

簡單的做法就是2點照明，把燈放在物體的兩個不同方向上，并使用不同的顏色：比如一個橙色（日光）和一個藍色（天空散射）。當然，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，左邊的渲染效果因為燈光顏色的變化顯得真實多了！

提示：在你的作品中，不同的顏色能表達出不同的氛圍和情感，別忘了 photoshop 這個強大的后期處理高手，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、蒙塵和劃痕等濾鏡效果，實現(xiàn)照片的感覺。

軟化陰影

mr（mental ray）的 area light 面光燈默認開啟 raytraced shadow 光線追蹤陰影選項，但效果很假陰影的邊緣非常生硬。我的解決辦法很簡單：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，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，但會耗費大量的渲染時間。如果陰影面積不大的話，可以適當降低一點采樣值。

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

別忘了衰減！

燈光會隨著傳播的距離變?nèi)�，最終失去所有能量，尤其是人造光，衰減的非�？臁Ｔ谝咕爸�，你可以用衰減來加強特定區(qū)域的亮度，強調(diào)它的重要性，增加畫面的對比。你可以為每盞燈應用不同的衰減強度，試著調(diào)整參數(shù)看看會產(chǎn)生哪些變化。下面是3種不同衰減設置的對比圖。

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，會讓畫面看起來更生動。

完美會喪失真實感

這一點適用于很多CG領域，尤其是3D。現(xiàn)實生活中不存在完全筆直、干凈或者對稱的事物，如果你做出這么個模型，那看起來就不真實，因為真實里沒有這樣的。添加一些細小的噪點，讓平滑的表面在光照下產(chǎn)生微妙的陰影變化；在應用這種效果之前，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，但燈光卻對結(jié)果產(chǎn)生很大影響。因為場景中燈光角度很低，所以噪點產(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。一個標準的正方體由于沒有弧度，很難產(chǎn)生高光反射。但對拐角 chamfer 斜切之后，面和面之間就有了過渡，既產(chǎn)生了一個高光區(qū)，又避免了死板的陰影，從而呈現(xiàn)出真實自然的拐角效果。

但當模型過于復雜時，斜切起來就很不方便。3ds Max 9 解決了這個問題！它內(nèi)置了 Mental ray A&D（Architectural & D
esign 建筑與設計）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)了一個了補救方法，你可以把它應用到其它 Mental Ray shader 上。下圖是不同方法的效果對比。

布光

燈光的位置對渲染效果來說至關(guān)重要，尤其是距離和方向。在開始渲染前，我會先在透視圖找到一個合適的構(gòu)圖角度，按 ctrl+c 在當前位置創(chuàng)建一個攝像機；然后進入頂視圖添加燈光，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后面，不然你就看不到影子了，渲染出來也會非�；野担�缺乏對比。鏡頭周圍只適合放置補光，用來照亮主光產(chǎn)生的黑影。

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

如果想要更高的對比度，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。現(xiàn)實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）是一個非常有用的渲染功能，雖然不像燈光對真實度有那么大影響，但有助于引導觀眾的視線，突出畫面的亮點。如果你場景中的物體安排的錯落有致，就會得到非常漂亮的效果，當然，渲染時間肯定是要增長的。還有一種方法就是渲染出 Zdepth 通道，導入到 Photoshop 中進行調(diào)整，而且更快更靈活。下圖就是 DoF 景深的效果展示。