剖析VRay渲染水晶材質流程

基本流程

       各種材質渲染方法是相通的，它們有著類似的基本流程。用VRay渲染水晶材質的方法總結起來可以歸納如下。

       下麵將該流程展開來進行講解，旨在大家能對VRay渲染水晶等透明物體的流程和方法有一個整體上的把握和認識，在以後的工作和學習中可以舉一反三。

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步驟一：材質分析

       將水晶材質的特點整理如下表所示。

        分析材質的特點是很必要的，這是為了找出影響材質表現的關鍵屬性，從而在後續工作中更好地調節材質的參數。

步驟二：場景設置

        初始場景如下圖所示，僅包含水晶模型和1個平麵。

        在製作渲染效果之前，為便於觀察和，需要對場景進行設置。場景的設置包括安全框的設置和構圖[寬屏較佳]的設置。

子步驟1：安全框設置       

        設置［輸出大小］的寬度和高度分別為1 200和649。

 子步驟2：構圖設置

        在攝影機視圖的左上角右鍵單擊鼠標，從彈出的菜單中選擇Show Safe Frame［顯示安全框]選項］，或按Shift+F鍵，即可將安全框顯示在攝影機視圖中。

        設置效果見下圖。

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步驟三：環境設置

        對於水晶、玻璃這類透明的物體，僅調節材質本身並不能將半透明物體晶瑩剔透的特征表現出來，還需要建立一個合適的環境，才能將物體的透明效果表現得更加充分。在本案例中，水晶模型的外部環境由平麵和泛光燈構成。 

子步驟1：平麵設置

        選擇場景中的平麵物體，打開［材質編輯器］，選擇一個空白材質球，將其賦予選中對象，單擊Diffuse［漫反射］後的材質槽，加載平麵的材質圖片，設置［自發光］的［顏色］為70。

子步驟2：泛光燈設置

1.選擇［創建］|［燈光］麵板，單擊［泛光燈］按鈕，在場景中創建一盞泛光燈；

2.調整其位置；

3.設置泛光燈的Multiplier［倍增］值為4.0，勾選［遠距衰減］的［使用］選項，並設置［開始］和［結束］值分別為1470和1820。

  
子步驟3：測試設置

        對於多數不是很熟悉的材質，渲染效果是逐步調整出來的，在調整的同時，為了查看效果，需要我們每隔一定步驟之後就要進行效果的測試，也就是渲染當前調試的材質效果。此時渲染設置的要求會比最終渲染設置的要求稍低。

1.輸出尺寸設置

        按F10鍵打開［渲染設置］麵板，設置［輸出大小］的寬度和高度為800和432。

2.抗鋸齒設置

1>打開Image sampler(Antialiasing)［圖像采樣器（抗鋸齒）］卷展欄，選擇Image sampler［圖像采樣器］類型為Adaptive subdivision［自適應細分］；

2>勾選Antialiasing filter［抗鋸齒過濾器］下方的On［啟用］選項，並設置類型為Catmull-Rom；

3>在Adaptive subdivision image sampler［自適應細分圖像采樣器］卷展欄中設置Min rate［最小比率］和Max rate［最大比率］分別為－1和2。

3.間接照明和發光貼圖設置

1>Indirect illumination ［間接照明］卷展欄：

<1>設置Primary bounces［初級反彈］為Irradiance map［發光貼圖］模式，Multiplier［倍增］為1；

<2>設置Secondary bounces［次級反彈］為Brute force［強力全局照明引擎］模式，Multiplier［倍增］值為0.5；

2>Irradiance map［發光貼圖］卷展欄：

<1>選擇Current preset［當前預設］為Custom［自定義］；

<2>設置Max rate［最大比率］和Min rate［最小比率］分別為－3、－2；

<3>設置HSph. subdivs［半球細分］為50。

子步驟4：效果測試I

        設置渲染模式為Single frame［單幀］模式，渲染當前場景。

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步驟四：材質設置

        在環境設置完畢後，需要為水晶模型創建一個材質，然後根據水晶自身材質的質感和光學特性，調節該材質的參數。

子步驟1：光學特性設置

1.選擇水晶模型，在［材質編輯器］中選擇一個空白材質球賦予當前選擇對象，將其指定為VRayMtl材質；

2.設置Diffuse［漫反射］顏色為RGB［211，217，235］；

3.設置Refl ect［反射］顏色為RGB［40，40，40］，設置Refl.glossiness［反射光澤度］為1.0，這樣會使材質的高光麵積很小；

4. 設置Refract［折射］顏色為RGB［255，255，255］，完全透明，設置IOR為0.9。為了讓水晶的藍色更加透徹， 可以設置Fog color［霧顏色］為RGB［205，224，247］，Fog multiplier［霧倍增］值為0.02。

 子步驟2：表麵凹凸設置

        在材質的凹凸通道設置一張圖來模擬它的凹凸感。

        打開Maps［貼圖］卷展欄，單擊Bump［凹凸］後的None［無］按鈕，選擇［位圖］，打開凹凸貼圖文件，並且設置［數量］為10。 

 子步驟3：效果測試II

         觀察渲染的草圖效果，由於水晶的折射環境還不錯，所以水晶材質的折射效果還比較讓人滿意。但是水晶的反射部分仍然是黑色的，因為水晶反射的環境是黑色的，而且整體場景也有些偏暗。所以接下來需要給場景布置一個合適的HDRI照明係統，以提供豐富的反射環境和照明。

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步驟五：天光和HDRI設置
 
子步驟1：創建HDRI材質

1.按M鍵打開［材質編輯器］，選擇一個空白材質球，單擊［漫反射］後麵的材質槽，在［材質/貼圖瀏覽器］中選擇VRayHDRI；

2.單擊Browse［瀏覽］按鈕，選擇HDRI貼圖。單擊VRayHDRI按鈕，將其拖曳到一個空白材質球上，即可顯示HDRI貼圖。

3.設置該HDRI貼圖類型為Mirrored ball［鏡像球體］貼圖，Horiz.rotation［水平旋轉］為39.0°，設置Multiplier［倍增］值為1.0。

注：這裏倍增值和旋轉角度是經過多次測試確定下來的，可以根據實際測試的情況，選擇合適的數值。

子步驟2：設置天光 

1.按F10鍵打開［渲染設置］麵板，打開Environment［環境］卷展欄，勾選GI Environment （skylight）override［GI環境（天光）替代］的On［啟用］選項，並設置顏色為RGB［230，242，255］，設置Multiplier［倍增］值為0.4；

2.將［材質編輯器］中調整完的VRayHDRI材質拖曳到Reflection/refraction environment override［反射/折射環境替代］和Refraction environment override［折射環境替代］後的None［無］按鈕中，在彈出的對話框中選擇［實例］。

子步驟3：隱藏背景

          為了方便後期處理，可以將背景物體不渲染出來，隻渲染主體物體，這樣就可以在後期中使用Photoshop軟件隨意為其添加背景了。
          選擇場景中的背景物體，右鍵單擊鼠標，從彈出的四聯菜單中選擇［對象屬性］，在彈出的［對象屬性］對話框中取消勾選［對攝影機可見］選項。

子步驟4：效果測試III

          觀察渲染結果，由於在環境中加入了HDRI貼圖，水晶的反射和折射效果得到了加強。

   
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步驟六：最終渲染設置

        最終渲染的設置與前麵的測試渲染參數設置相比，參數類型基本相同，精度要求會更高，此外，還多出了一項DMC采樣器的設置。

子步驟1：輸出尺寸設置

        按F10鍵打開［渲染設置］麵板，設置［輸出大小］的寬度和高度為1 500和810。

 子步驟2：抗鋸齒設置

1.Image sampler（Antialiasing）［圖像采樣器（抗鋸齒）］卷展欄：

        選擇Image sampler［圖像采樣器］類型為Adaptive subdivision［自適應細分］，設置Antialiasing fi lter［抗鋸齒過濾器］類型為Mitchell-Netravali；

2.Adaptive subdivision image sampler［自適應細分圖像采樣器］卷展欄：

        設置Min rate［最小比率］和Max rate［最大比率］分別為1和5。

子步驟3：全局照明和發光貼圖設置

        打開Irradiance map［發光貼圖］卷展欄，設置Current preset［當前預設］為Medium［中級］，HSph. subdivs［半球細分］為50。

 子步驟4：D MC采樣器設置

         打開DMC Sampler［DMC采樣器］卷展欄，設置Min samples［最小樣本數］為16，設置Noise threshold［噪波閾值］為0.005。

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步驟七：最終渲染與合成

         設置完渲染參數之後，使用渲染命令。

         將結果保存為TGA圖像，該類型的特點是含有一張帶有Alpha通道的圖層。

1.單擊渲染麵板中的［保存圖像］按鈕，將當前圖片保存為tga格式，單擊［設置］按鈕，在彈出的［Targa圖像控製］對話框中選擇32位。

        保存下來的tga格式圖像帶有自己的Alpha通道，可以方便地摳出模型的圖像，為其更換各種需要的背景。
 

       在Photoshop軟件中打開剛才渲染的tga格式的圖片，可以看到在圖片的通道選項卡中有一個Alpha1通道。按住Ctrl鍵的同時單擊Alpha1通道，即可選擇出水晶物體。

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        為圖像添加背景，最終效果如下圖所示。

         水晶材質本身的設置難度並不大，而要將水晶晶瑩剔透的效果製作出來的關鍵在於為水晶設置一個合適的環境。改變材質所處的環境，渲染出來的效果會完全不同。大家可以自行嚐試。更多VRay渲染方麵的知識可參考本書。