6:Environment

文/韩世麟

　　六、环境参数面板

　　又一个重要的面板，环境面板主要用于提供全局照明的光环境还有反射环境，之前已经讲过怎么通过这里链接阳光系统，现在我们来详细的挖掘一下这个面板的功能。


　　天光，翻译成天光似乎不够全面，当后面是小m，即没有贴图的时候，强度及颜色由这个面板这里控制，颜色为白色，倍增值为1时，不使用物理相机并且关闭默认灯光，将得到合适的曝光，此时的光环境等价于如下的情形，在假设有地面的情况下：


　　所谓天光，可以理解为空间中一个球形光源，洒下均匀的光线，就像无影灯一样，在这样的光环境里，可以想象，如果渲染一个球体，将毫无立体感：


　　左侧是模型，右侧为渲染，光环境为只开天光，关闭默认灯光，可以看到右侧球体的每一点都受到同样强度的光照，着色毫无变化，毫无立体感，这个渲染实验很简单，却能引出一些话题：

　　模型看着挺好的，渲出来却很“平”，没有立体感，看着还没有模型的感觉好，渲了还不如不渲，难道是软件不给力？怎么才能渲出好的视觉效果？再延伸一步：我明明导入了玻璃材质，我明明导入了金属材质，怎么看起来一点都不亮？看起来一点都不像金属、玻璃？这都是大家在做设计时非常关心的问题，也是我们最常遇到的难题。通过以上这个球体的渲染的极端例子，大家应该就能明白光的重要，一个立体的的东西，我们总是觉得它理所应当看起来就是立体的，但其实光环境起到了决定性的作用，没有受光部，没有暗部，没有黑白灰，就没有形体的塑造，我在学素描时没能理解透彻的道理在渲染时突然有了很深的感受，当你在作写生画时，如果只是单纯的抄明暗调子，画的再仔细也是二维的思维方式。如果你能够观察并理解场景的光源分布，观察场景的反射环境，你的画一定是会生动，准确，富有灵性的。回到效果图的创作，也是一样在，CG创作中，有意识的控制场景的光环境分布，设计好场景的反射环境，向自然学习，多观察真实世界的光的作用方式，多利用照片作参考图，多思考你想要什么效果，现实中如何达到这个效果，你的CG作品一定会大有进步。

　　比如刚才那个悲催球：我给自己定下一个课题，如何生动的表现一个球？下面是我的解答：球的模型都一样，还是skp里那种有棱有角的球…


　　看起来是个球了吧。分析：这幅图通过球体表面扭曲的反射，成功的说服了观者的大脑：“你好，我是一个球。”

　　那么由此也引出了接下来要讲解的问题，上图的背景图片是怎么插入的呢？使用球天素材制作反射环境该如何设置？请跟我来：

　　和设置天空光一样，点击这个小m


　　进去后选择下拉菜单：位图（Bitmap）

　　然后是导入三部曲：


　　第三步，关于球状还是盒状，球状的hdri是大广角的图（360度广角），盒状hdri是方盒子的展开图



　　关于hdri的原理，请参照Photoshop帮助文件，那里讲的很不错，更高端的用法，请自行百度，球天素材需要专业的采集设备，因此有一些公司专门制作这种素材的dvd，比较有名的是Dosch和SACHFORM，去verycd检索这两个公司，（关键字： Dosch.HDRI.SKIE还有SACHFORM HDRIbase）就能搜索到这些球天资源了，另外他们公司的主页还提供免费的样本下载，非常高清，值得收藏。

　　有了hdri，就有了丰富的反射环境，这对于玻璃，金属物体的表现大有帮助。但是我得说，在做效果图时，一张合适的hdri是可遇不可求的，大多数时候，反射环境还得用真实模型来创建。

　　在天光通道添加hdri后，用同样的操作在背景通道添加同一张图片，这样在渲染的时候，就能直观的看到周边的环境，同时场景中的反射材质也开始反射出环境图像。

　　背景通道就是一张360度的图片，它不影响亮度，但影响物体的反射。

　　在渲染结果出来后，保存成png，背景会被自动抠掉。保存成jpg则会保留背景。因为hdri的分辨率一般达不到出图的要求，通常我们会保存成png并使用新的天空，但是可以存一张jpg作为后期PS的参考图。

　　但是要注意的是，使用hdri贴图，光线分布会非常均匀，近似阴天的效果，因为在采集hdri图片时，很少有能够把阳光采集的足够亮的。也就是说，极少有能够照出投影的hdri素材。因此不管hdri环境看起来是多么晴朗，我们的模型永远是像被无影灯照着，阴沉着脸，毫无生气，相当于一开始所讲的默认天光效果。这时候就要使用vray泛光灯，来做主光源，模拟太阳光。还是刚才那个球的场景。如果只是在天光和背景通道加入了hdri贴图，渲染效果如下：可以看到虽然天上挂着个大太阳，但是我们的主角还是非常不精神。


　　这时候我们以这张图作为参考图，凭借着建筑人基本的空间想象力，在太阳相应的位置，添加一盏vray泛光灯，俗称vray球灯。就是这货：


　　反复调整位置，使灯和太阳位置基本重合。

　　下图是从skp窗口里看：


　　从渲染视角看：


　　灯参数设置如下：


　　最后的渲染效果：


　　细心的同学可能注意到了vray无限平面，这是个好东西，可以看到场景里我用无限平面画了一个小矩形，在渲染中形成了无限扩大的地面效果，若是真的在skp里画地面的话，一是画不出无限大的面，二是模型量巨大，这个好东西的按钮在这里：


　　以上帝视角看刚才的场景，我希望你看一看线性衰减的光照范围，理解它和现实的差距有两点：1太阳不会在地球表面上感受到这么明显的衰减，但是在图面所及的尺度内（小球周围），它和太阳的光感近似。2现实中的灯不会以这种方式衰减，最起码是反比（inverse），真实的运算公式是平方反比（inverse square），所以当使用vray泛光灯模拟路灯，台灯时，请不要使用线性衰减。总结：对于阳光，它衰减的太快，对于灯具，它衰减的太慢。


　　上文讲解了使用环境参数面板，使用vray泛光灯+vray默认相机，进行自然光模拟的基本思路，之前也简单讲解了vray阳光+物理相机，这个常用组合。关于阳光系统，有一个比较重要的细节需要补充，请看选择sky贴图后，右侧的参数选项：


　　图中圈红圈的的参数是个关键点，改成3或4后，阳光的阴影虚边会变大，更接近实际，其实参数4会比实际夸张一些，根据需要吧，别太追求虚边，现实中远景，鸟瞰图，根本看不到这种细节的，参数太高了就假了，尺度不对了。