Maya Mental Ray加速渲染的一些小技巧：渲染設置篇

今天小編給大家帶來的是關於Maya Mental Ray加速渲染的一些小技巧，分享給大家，希望可以幫助到大家的學習！

文章轉載於雪人明明的QQ空間，地址：http://user.qzone.qq.com/641454768/2

mr(mental ray)3.12是maya2015集成的最新的OEM版本，這個版本和之前的版本在渲染機製與UI上差別很大。

PS：其實在Maya2014裏就已經更新成這個界麵，隻不過在2015裏麵更加的成熟與穩定了。

在渲染的上舍棄了之前的采樣渲染方式，全新采用了最新的一種叫做統一采樣（Unified Sampling)的技術，據官方說明這種技術在渲染上會加速很多，據說VR已經采用了這項技術於自己的渲染中，具體的關於該技術的運行方式請參考官方的文檔，網上也有不少關於該技術的視頻教程，至於UI的變化請參見下圖紅框內：

既然渲染采樣已經采用了新的技術，那麼之前的品質控製選項也得到了相應的優化，現在的品控基本優化為3項，可以在渲染設置上方的Presets中打開，如下圖：

之前總結了關於反射的shader的優化，但是沒有關於帶有折射透明屬性的優化調節，我想結合一下渲染設置麵板，來說一下關於折射透明物體的優化，在mr的渲染中，凡是帶有折射透明的物體最好使用mr自身的mia_material_x_passes這樣有幾點好處：

1.mr自身的mia_material_x_passes在調節在調節透明折射屬性的時候自身帶有很多預設，可以很輕鬆的創建，而不用像Maya自身shader那樣需要額外連接多餘的節點。

2. mia_material_x_passes自身有很多優化前選項，效率不輸甚至更勝Maya自身的shader。

3.mia_material_x_passes在mr新的統一采樣的渲染機製下更為快速和易於控製。

mia_material_x_passes在max的mr當中被統一叫做建築材質，在Maya和Max的界麵中如下：紅色框內為Maya,綠色框內為Max。

首先，渲染這種折射透明屬性主要在渲染設置麵板需要用到光線追蹤的選項，主要在渲染模版需要調節的就在於這個選項下，如圖：

那麼以上是成品品質的各個參數的數值，我們先看一下現在的參數渲染的時間和效果：

此場景在默認情況下的渲染時間為45秒（此場景已經開啟fg)，那我們來看一下，調節參數後的渲染時間。

將參數調整完的渲染時間縮短了3秒，其實不要小看這3秒，隻是調整了這一方麵的參數縮短的3秒鍾在渲染序列的時候會有很大的效率提升，雖然畫麵有稍許區別，但是在渲染時間和畫麵之中找到一個平衡點才是渲染的根本，而不是局限於隻追求物理上的精確。那麼是不是在降低點參數就會更快呢，這是必然的，但是在降低參數換來的不但是物理上的不準確，而且在視覺上也不討好，下麵就是再次降低參數換來的結果。

可以看到雖然渲染時間快了，但是換來的畫麵質量和效率並木有取得一個很好的平衡點，這樣的渲染顯然不是一個渲染人所需要的。

PS：其實之前的渲染時間並不十分準確，之前的測試我電腦開了很多程序，用了很長時間。而當我重新啟動電腦，並且隻開啟Maya的時候，渲染時間比之前至少要縮短5秒，但是上述測試時間並不影響相對的速度，也就是說，參數調整之後確實是要比沒調整之前要快，隻不過現在相對應的都減少了一些時間而已。

接下來說完渲染設置對透明折射shader的影響之後，就要結合shader自身的優化說一下mr的mia_material_x_passes，同樣在透明折射方麵也有自己的優化。

下麵我們看一下mia_material_x_passes在這方麵的優化，在反射一欄的高級選項裏有一項叫做跳過內部的反射，默認是勾選的。也就是說當你使用透明折射屬性後，默認是不計算內部的反射，隻計算表麵，雖然結果不是很物理精確，但是在不影響大局的情況下速度會顯著提升，下麵我們看看打開和關閉這個選項的渲染結果，如下圖：

看上去似乎隻有時間上的區別，並木有什麼大的變化，這就是為什麼mr會默認打開跳過內部反射的原因，但是仔細看，你會發現如果計算內部反射會帶來更豐富的反射效果，這隻是簡單的球體。如果是項目中很複雜的形體那麼結果會更明顯，也會更漂亮。但是隨之而來的渲染時間會相應的增加，需要一些權衡和技術手段的調控，如下圖紅圈內標注：

在渲染麵板的fg選項裏，還有一點會影響到折射透明屬性的選項需要說明，就是fg射線也有穿過物體內部的選項，但是一般情況下保持默認足矣，這個提升畫質的效果並不是特別明顯，隻是亮度上的增加和飽和度的變化而已，如下圖：

接下來簡單說一下mr的主要利器fg（Final Gathering ) ，其實現在大多數渲染器基本都具備這個功能，隻不過每個渲染器的這個功能的名字不一樣，其實大同小異。關於fg，我不談太多了，其實有些東西參數什麼的我也沒有完全掌握明白，大多數是靠平時工作的一些經驗來設置數值，真正用的好的，完全理解的，國內大神級別人物很多，我現在是肯定沒有達到的，隻能淺談一下這個功能。其他的參數不表，單獨說說fg在相同參數下的噪點抑製的一個小小的技巧，fg的采樣模式有4種，默認的采樣是Automatic(自動方式），如下圖：

這種方式在默認的參數下早點控製是不好的，也就是說fg的采樣如果很低，就算保持默認，那麼以這種方式計算，會有很多噪點，尤其如果場景是半封閉的情況下，此情況更為嚴重，如下圖：

但是如果保持fg的采樣參數相同的情況下，調整一下采樣模式，那就會大大改善現有的情況，如下圖：

將采樣模式改為動畫優化模式，噪點大大減少，而且這種模式是為了減少動畫閃爍而研發的，在渲染動畫的時候選擇這一項可以大大減少fg閃爍，而且在渲染序列幀的情況下會有加速效果。當然在避免fg閃爍的方麵還要有其他措施相輔助，網上教程很多，這裏就不一一闡述了。那麼在這一個模式下不用太多的增加fg采樣就可以達到比較光滑的效果，隻要稍微增加一些，就可以收到不錯的平滑效果了。以下是配合mr的窗口入射光渲染得到的結果：

另外需要說明的是場景中可以單獨設置每個物體不同的fg采樣，這樣打來的好處就是場景中所有物體不用同樣采樣數，大場景，比如上圖的室內就可以單獨為它設置高采樣，小物體，比如上麵的球體可以單獨設置低采樣，這樣極快的加速了渲染，同時也能保證精度。

如果想為物體單獨設置采樣，具體方法是在場景中選擇物體，按鍵盤Ctrl+A調出物體屬性，並且在Mental Ray下麵找到Final Gather Override設置合理參數，如下圖：

更新內容：

1.fg方麵的優化，其實這方麵的優化分2種。一種是對於靜幀圖像，而另一種是對於動畫渲染序列而言的。2種的優化既有聯係也有不同，其實我要講的可能還沒有深入到最底層，是淺嚐輒止，簡單說一下，也是平時工作的一些經驗。可能有一些誤解，但是按照本人現在的認知來說也隻能到這步，剩下的如何進階就要靠我日後努力了。

先說一下關於靜幀的fg優化，其實fg它是一種模擬光子的一種技術，並不是真正的GI。由於真正的GI速度和可控性上麵很難拿捏，渲染效率上也比較慢，相對來說，在動畫渲染上麵還是采用fg的情況比較多。其他大製作公司我不了解，所以不敢妄下結論，所以隻討論fg的部分，至於有興趣了解GI的朋友們，網上有很多相關的教程請自行查找觀看。

先說說fg，我理解的意思就是一種以攝像機為發射點的采樣射線，它具備像GI那樣的反彈功能，但是這種反彈的功能隻是一種模擬，而不是真正的像GI那樣具有真實反彈的效果，在現實世界中，我們經常會看見這種現象，如下圖：

世界上如果隻有光線，而沒有反彈，那麼世界上物體的暗部將一片死黑，正因為有了光線的反彈，才能有暗部的結構 ，那麼mr當中的fg如何優化呢，首先在靜幀的情況，基本的選項都處於渲染設置的這裏，如下圖紅框內：

這一選項分別控製fg射線的重新計算的可控，和存儲fg射線圖片的位置，Rebuild分別為開啟、關閉、凍結，這3項在實際的渲染中起到至關重要的作用，如下圖：

那麼這幾個選項在何種情況下使用呢，下麵就來說一下：

第一種情況，當Rebuild為On，也就是打開的時候，fg是每次都會在場景中重新計算，可想而知，這樣是非常費時的，但是在渲染初期我們還沒有達到想要的效果的時候最好保持這種狀態，以低質量的渲染品質渲染場景，一旦達到自己比較滿意的結果之後就要用到下麵的情況，也就是第二種。

第二種情況，一旦渲染效果已經很滿意了，那就切換Rebuild為Freeze狀態，然後渲染，這個時候會將你所渲染的FG凍結以便後續使用，然後在切換渲染品質到成品級別進行渲染。因為是靜幀，此時的的狀態也可以切換至off進行預渲染，因為fg射線是隨著攝像機的變化兒改變，所以在攝像機在場景中沒有變換移動的情況下，2種情況均可。如果想達到更為快速的情況，可以將此時的fg生成貼圖，具體操作是將以下的選項激活，將勾勾上，就可以在你自己設置的項目工程目錄的renderData\mentalray\finalgMap路徑裏生成一種叫做fgmap的貼圖，然後再次渲染成品品質，此時的速度可以自己嚐試對比，會提升很多，因為fg貼圖已經計算，不再重複計算。

下麵主要再講一下，關於場景中有透明貼圖物體的優化問題。

很多項目都會用到有透明貼圖的物體，那麼很多時候這樣的物體越多，比如樹木上的樹木，那麼渲染的會越慢。在mr中也不例外，但是mr自身有節點可以對其的渲染速度進行大幅度的優化，如果不了解，會產生mr這個渲染器太落後了，太慢啦的誤區，但是如果真正了解了mr，其實它的速度不比任何一款渲染器慢，大多數技術應用範圍隻取決於人而非渲染器。

那麼來看一下一個簡單的場景，這樣的情況就是用到透明貼圖的場景，如下圖：

那麼默認的blinn連接節點方式所用到的渲染時間如下：
（我將所有shader的反射高光歸0，以保證不同shader在相對公平的情況下渲染，注意這隻是測試，不是注重效果的渲染）。

如果按照默認連接渲染時間為55秒。（注意此場景已經采用IBL燈光輔助照射並且開啟fg，而且渲染質量控製為成品品質）。

相對應的shader節點連接如圖：（節點連接最終的目的是要以最精簡的方式去達到效果，而不是說誰連的節點越多越牛）。

此為默認連接，我們可以看見默認連接的弊端第一是渲染時間慢，第二我們看見透明貼圖周邊的通道並木有完全摳幹淨，如下圖紅框內：

當然以Maya自身的shader是可以做出很幹淨的通道的，稍後，莫急！

下麵來看一下mr的自身shader，也是前麵提過很多次的mia_material_x_passes，渲染時間如下圖：

時間縮短為34秒，這就是以shader為優化的結果，時間大幅度縮短，再看通道邊緣超級幹淨，毫無瑕疵，而且節點連接也很簡單，如下圖：

之所以通道如此幹淨是因為mia_material_x_passes節點自身具有一種剪切技術，可以完全將透明部分剪切掉，如下圖：
 

那麼之前說過maya自身的shader如何幹淨的扣掉alpha，mr自身提供了節點為其服務（可能還有別的方法，但是我用這種），先看一下這種連接的渲染時間：

渲染時間雖然不如第二種，但是介於第一種和第二種之間，而且可以連接任意Maya shader，看一下節點連接：

用第二種和第三種的方法製作的好處不光是透明通道剔除的很幹淨，而且fg影像會顯示你alpha通道的形狀，如下圖：我把shader改成紅色自發光，並且隱藏麵片，看看2者的區別 ：

可以看見經過mr連接後fg更符合alpha通道的形狀。

最後希望國內的同行互相交流的環境越來越好，隻有共同的交流，才有不斷的提升，技術和知識永遠不是用來收藏的，而是用來互動交流的，否則就成了一潭死水，好啦，就寫到著吧，有機會還會發些小文章與大家交流！