渲染篇：maya教程之常規(guī)粒子特效

與其他三維軟件一樣，maya常規(guī)粒子也具有發(fā)射器參數(shù)、粒子生命周，、力場控制等功能。朱峰社區(qū)在本節(jié)主要為大家介紹的是粒子的渲染方式。

【粒子類型與渲染器的使用】

maya中粒子根據(jù)渲染器的選擇，分為軟件粒子（softwareparticles）和硬件粒子（hardwareparticles）兩大類。除了blobbysurface，cloud，tube這三種軟件渲染類型的粒子，maya渲染多數(shù)粒子特效通常使用硬件渲染進(jìn)行。而這所說的硬件渲染，指的并不是渲染窗口renderview中的harderware渲染方式，而是hardware render buffer（硬件渲染緩沖）－―除了粒子特效，還常用于渲染模型線框。因?yàn)橥ㄟ^renderview或者batchrender使用hardwarerender所得到圖片，并不是“所見即所得”，它仍然經(jīng)過了maya軟件內(nèi)部的功能轉(zhuǎn)換－－雖然其對圖形的渲染質(zhì)量會優(yōu)于hardwarerenderbuffer截屏，但同時(shí)也會失去對某些即時(shí)效果的支持。而renderbuffer是通過直接截屏的方式獲取圖形，因此效果的優(yōu)劣取決于顯卡當(dāng)前的圖形處理性能，是真正意義上的硬件即時(shí)渲染。hardwarerenderer會隨著次世代顯卡性能的增強(qiáng)而得到功能的大幅提升。

軟件渲染包括mayasoftware（sw）和mentalray（mr）的渲染方式（mayavector矢量渲染器不支持粒子渲染）。mayasoftware只支持“滴狀表面、云、管狀”這三種類型粒子的渲染，支持粒子的燈光鏈接（lightlinking）及光線追蹤成影。

mentalray渲染器支持大部分maya粒子的渲染，且在節(jié)點(diǎn)連接不是很復(fù)雜的情況下，mr渲染軟件粒子的速度會比sw快很多（mr渲染效果與sw渲染效果會有所不同，尤其在粒子輝光效果上，mr通常比sw明亮）；不過mr不支持粒子的燈光鏈接。對硬件粒子進(jìn)行渲染時(shí)，mr還支持光影之外的屬性（如rampshader，mr材質(zhì)），其對硬件粒子的渲染范圍甚至超過硬件渲染器本身；但mr在渲染大量硬件粒子時(shí)會很吃力，因?yàn)閙r渲染是將每個(gè)粒子看作是一個(gè)直接賦予了材質(zhì)的幾何體。

如何選擇粒子的渲染方式？除了粒子類型的要求，特效的細(xì)節(jié)決定著渲染器的使用。通常而言，顆粒較為明顯的特效使用硬件渲染（如沙塵，火星濺射，精靈貼圖粒子等）；云霧狀類型的特效則使用軟件渲染（如水流，云煙，火焰等）―－根據(jù)特效渲染測試的質(zhì)量和效率，選用mr或者sw進(jìn)行。

*注意：軟件粒子不一定能100％被軟件渲染器識別，某些特殊情況下會失效，本篇范例中會提到。

在了解了粒子的渲染方式后，我們在選擇粒子形態(tài)時(shí)也就有了合理的方案－誰都不愿意看到辛苦完成的特效無法渲染出來。這里，以一個(gè)典型的粒子特效說明下粒子渲染的一些實(shí)用技巧。

一.制作貼圖發(fā)射粒子的特效

1.創(chuàng)建一個(gè)用于粒子發(fā)射的平面。使用其他較為復(fù)雜的模型也可，這里只是為了快速得出效果。

*模型是否貼圖不影響下面的粒子發(fā)射操作，但要注意uv的分布。

2.選擇平面，在dynamics動力學(xué)模塊下，執(zhí)行particles->emitfromobject�？梢栽趧�(chuàng)建前設(shè)置好發(fā)射屬性，也可以在創(chuàng)建后。

3.設(shè)置emitter（發(fā)射器）參數(shù)。以surface（表面）的發(fā)射類型，粒子發(fā)射比率為10000個(gè)/秒。

4.在particleshape（粒子行節(jié)點(diǎn)）下，perparticle（array）attributes區(qū)塊中存放的是單個(gè)粒子的各種屬性，而adddynamicattributes區(qū)塊的三個(gè)按鈕可增加隱藏的粒子屬性。點(diǎn)擊color按鈕，在彈出的小菜單中勾選add perparticleattribute，點(diǎn)擊addattribute完成單粒子顏色的增加。

*單粒子顏色屬性用于控制每個(gè)粒子的著色情況，在增加該屬性之前，我們只能通過修改粒子材質(zhì)來改變整體粒子的顏色顯示。

5.perparticlecolor屬性添加之后，perparticle（array）attributes區(qū)塊中會出現(xiàn)rgb pp的屬性欄。

*此時(shí)粒子顏色變?yōu)楹谏�，我們可以在rgb pp欄上右鍵創(chuàng)建ramp節(jié)點(diǎn)或者表達(dá)式來控制粒子顏色，這里跳過此步操作。

6.打開hypershade，將textures欄下的貼圖節(jié)點(diǎn)，用鼠標(biāo)中鍵拖至粒子發(fā)射器的textureemissionattributes(nurbs/polysurfacesonly) 區(qū)塊的particlecolor屬性上，并勾選inheritcolor（繼承顏色）屬性。

*開啟enabletexturerate可設(shè)置粒子區(qū)域的發(fā)射比率，通常使用灰度相差較大的圖案。

7.測試場景，可以看到粒子已經(jīng)繼承了貼圖的顏色。

*如果沒有添加單粒子顏色屬性，僅開啟顏色繼承是沒任何效果的。

8.particleshape節(jié)點(diǎn)的renderattributes區(qū)塊是控制粒子的渲染形態(tài)。默認(rèn)的points是硬件粒子，我們可以點(diǎn)擊currentrendertype展開粒子屬性調(diào)節(jié)粒子半徑。

*更換particlerendertype將得到不同的粒子渲染效果，包括(s/w)后綴的軟件粒子。

9.制作一個(gè)簡單的粒子動力學(xué)動畫。

(1)對粒子發(fā)射器的rate(particles/sec)設(shè)置關(guān)鍵幀，在特定幀數(shù)后停止發(fā)射粒子；將粒子的發(fā)射速度speed設(shè)置為0。

(2)創(chuàng)建一個(gè)air風(fēng)場，按下wake按鈕，將風(fēng)場設(shè)置為尾流效果。

(3)選擇風(fēng)場，加選一個(gè)設(shè)置了關(guān)鍵幀動畫的小球，執(zhí)行fields->useselectedassourceoffield，將力場綁定到物體上。

(4)因?yàn)樵趧?chuàng)建風(fēng)場時(shí)沒選擇粒子，因此需要手動將其與風(fēng)場進(jìn)行連接。

(5)選擇粒子，再對粒子增加一個(gè)vortex（旋渦場），并對magnitude（強(qiáng)度）屬性設(shè)置關(guān)鍵幀。

10.可以創(chuàng)建粒子的硬盤緩存：選擇粒子，執(zhí)行solvers->createparticlediskcache。不過生成的緩存文件會比較龐大。

二.粒子渲染

【硬件渲染】

1.此時(shí)使用hardware的渲染方式，是可以直接在renderview中看到效果的。

2.maya粒子還可受到各種變形器（除了蒙皮和blendshape）的控制，如對粒子創(chuàng)建一個(gè)bend彎曲變形器來控制粒子群的起伏。

3.此時(shí)再使用hardware進(jìn)行渲染，會看到結(jié)果出了問題。

4.這是因?yàn)閷αＷ邮褂米冃纹骺刂�，maya會將粒子的形節(jié)點(diǎn)分成兩個(gè)部分：一部分用于控制變形前的粒子形態(tài)（particleshape），一部分用于控制變形后的粒子（particleshapedeformed）渲染。因?yàn)閞gb pp屬性位于變形前的粒子形節(jié)點(diǎn)中，因此顏色繼承屬性無法用于控制粒子渲染的粒子形節(jié)點(diǎn)，而變形后的粒子形節(jié)點(diǎn)不能使用單粒子屬性（如rgb pp）來控制粒子的形態(tài)和渲染效果－－強(qiáng)行加入會導(dǎo)致渲染出錯。此時(shí)，除了使用mayahardbuffer進(jìn)行渲染，其他渲染器渲染將得不到貼圖的粒子發(fā)射效果。

*在執(zhí)行變形器對粒子的控制后，即使刪除了變形器，粒子形節(jié)點(diǎn)仍然不會回復(fù)到初始的連接。如果需要重置，刪除現(xiàn)有粒子，然后創(chuàng)建新的粒子，并將新粒子與當(dāng)前的發(fā)射器進(jìn)行動力學(xué)相連，并賦予粒子rgbpp屬性即可。

5.開啟硬件渲染緩沖的窗口：window->renderingeditors->hardwarerenderbuffer。

6.在窗口下的render菜單中選擇attributes，進(jìn)入全局渲染設(shè)置面板。

7.設(shè)置渲染幀數(shù)，圖片尺寸和alpha模式。

*增加multi-passrenderoptions區(qū)塊下的renderpasses（渲染通道）數(shù)量，可優(yōu)化渲染效果，減少鋸齒，但是也可能因?yàn)轱@卡驅(qū)動的問題導(dǎo)致渲染異常。

8.執(zhí)行render->rendersequence，渲染設(shè)置的序列幀。渲染得到的圖片會存放在工程目錄下的images文件夾下。

【軟件渲染】

1.將粒子的渲染類型更改為cloud(s/w)，仍然可以使用hardwarerenderbuffer渲染出來。但是使用mayasoftware或者mentalray卻得到了粒子云材質(zhì)的顏色，而不是我們需要的貼圖發(fā)射效果。

*對比會發(fā)現(xiàn)mr渲染粒子的速度快于sw（此例中）。

2.如果此時(shí)沒有對粒子進(jìn)行變形器控制，那么是可以使用mayasoftware和mentalray進(jìn)行渲染的。方法就是使用粒子采樣節(jié)點(diǎn)：particlesampleinfo。

3.在hypershade左邊的particleutilities欄下，點(diǎn)擊particlesampler圖標(biāo)，生成一個(gè)particlesamplerinfo節(jié)點(diǎn)；進(jìn)入particlecloud的屬性編輯面板，使用鼠標(biāo)中鍵將particlesampler圖標(biāo)拖至color欄上。

*粒子信息采樣節(jié)點(diǎn)會將貼圖顏色傳遞給粒子云材質(zhì)的顏色屬性

4.渲染測試。同樣使用產(chǎn)品級的渲染設(shè)置，mr要比sw快不少。

5.使用軟件渲染，我們可以設(shè)置分層渲染和批渲染。

【總結(jié)】

一旦啟用了顏色繼承（inheritcolor）屬性，maya的渲染器將遵循如下：

hardwarerenderbuffer渲染窗口可渲染場景中所看到的效果，包括使用(s/w)后綴的maya軟件粒子；

而mayasoftware和mentalray渲染器只能渲染使用了particlesampleinfo節(jié)點(diǎn)采樣的cloud(s/w)這三種類型的粒子；

如果對粒子使用變形器控制，則只有hardwarerenderbuffer可以渲染出粒子效果。