玻璃与液体VRAY渲染详解

说明:

本文章是假设你已经完成了上一篇文章(标准摄影棚照明设置).同样你确保你已经掌握了3DS Max的基本技

术,因为Vray是3D Studio Max的一个插件,它就要依赖Max的大部分功能.

你将在摄影棚照明设置里学习到怎样去建模和渲染一个装有液体的玻璃杯.

1.用摄影棚照明文章的结果来继续

删除或者隐藏那3个球体,我们不再需要它们了.

如下面所示设置渲染属性:

- 输出尺寸为400*480像素
- 全局切换(global switches):关闭默认灯光(default lights)
- 图样采样器(antialising filter)设为adaptive QMC
- 打开间接照明(indirect illumination)
- 二次反弹:QMC GI并改倍增值为0.8
- 打开折射GI散焦(refractive GI caustics)
- 发光贴图(irradiance map)设置
    - 改为'custom' min/max=-4/-3
    - hsph subdivs = 20 = interp samples
    - clr=nrm=0.4
    - dist=0.1
- 环境(environment)
    - 天光(skylight)纯白色,倍增值0.1
    - 反射/折射(reflection/refraction)纯黑色,倍增值1.0
- QMC sampler: noise threshold = 0.005
- 系统(system)
  - 渲染区域细分(render region division)50*50像素
  - 帧标记(frame stamp):删除除渲染时间外的东西

Vray灯光的'store with IR map'选项应该要打开来开始.
左边的灯的亮度改成3,右边的改为5.位置像我的截图那样放置.

同样像我做的那样来调节摄像机的位置,将其镜头(lens)长度改成85mm.

你的场景应该将系统和显示单位都设为mm.

此主题相关图片如下：

2.导入玻璃模型

玻璃是每个人在学习或者测试一个新的渲染器时都会去尝试渲染的一个材质.Vray能够在一个非常短的时

间内渲染出非常真实的玻璃.

我已经在基本材质指南里解释了很多有关创建玻璃材质的了.其中的大部分这里将会重复,但是这次我们将

渲染一个真实的物体而不是其他匪夷所思的东西.

点击这里下载玻璃模型(

下载信息

点击浏览该文件:

为zip格式!).使用导入功能将其放到场景中去(在导入选项里取消'convert units'的勾选).玻璃杯的大小比例应该跟我的截图相似.若不是,简单的重新设置它的比例就好了:-)(若玻

璃杯导入后太大或太小就可能是你的单位设错或者convert units是打开的)

此主题相关图片如下：

3.把玻璃杯放高一点点

任何渲染器通常都在完全重合的面里有很大问题.特别在使用透明材质,这会引起很显然的问题.玻璃的底

面准确地放在地平面上,它们都在一个同样的位置上.虽然这里不是很明显,但这也是一个需要记住的规则,

避免这种重合的面!将它放高0.2mm已经很足够了.

此主题相关图片如下：

4.创建基本的玻璃材质

创建一个新的Vray材质.我们首先做一个高度反射的清玻璃.首先设置diffuse颜色为纯黑色,然后将折射的

颜色设到纯白色.纯白色表示100%的折射,结果就是diffuse颜色不会产生任何影响.

将反射颜色设成几乎全白的颜色同时勾选Fresnel reflections.

这就是我们的玻璃材质的基本设置.这是100%清澈,高度反射的玻璃.

指派到玻璃物体并渲染.应该和我的例图差不多.

此主题相关图片如下：


此主题相关图片如下：

5.在背部反射(reflect on backside)

注意到玻璃交错面处的黑色边没有?要消除它,我们将在玻璃材质的options卷展栏出打开'reflect on

backside'选项.

再次渲染来看看有什么不同.

这个选项创建了内里的反射,一个在现实生活中的效果.

此主题相关图片如下：


此主题相关图片如下：
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6.反射/折射深度(reflection/refraction depth)

这些选项控制光线可以反射/折射的次数,在进一步计算之前这些反射/折射就要计算完成.较低的值渲染较

快,但太低的话,整个物体或者物体的一些部分会变黑.

将它们到设成10并再次渲染.不同的地方就在玻璃杯的脚的边缘和玻璃杯的中间部分(因为在这些部位,内

在反射非常多,很快就超过最大深度).

10这个值就OK啦,不要用太高的值,因为渲染时间会增加很多.

此主题相关图片如下：

7.调整摄影棚设置

我们的摄影棚设置对这个场景来说'太过了'.我们将要调整它,就关掉左边的灯.为了对减弱的灯光做补偿,

将环境天光的倍增值改成0.4.

渲染场景,应该跟我的图例差不多的.

此主题相关图片如下：

8.给玻璃杯倒水

要在玻璃杯里放上水,你要对水进行建模.但这个并不像说得那么简单.

首先,由于玻璃杯的支持,水与玻璃杯接触的地方要弯曲.这叫半月形的曲线面.这些效果应该在建模里表现

出来,要不然你的水会非常不真实.

然后,在重合的面有一个问题.若你将液体的模跟玻璃杯的内表面是准确的形状的话,渲染出来看起来很不

可思议的,因为那个重合的面(右玻璃杯).最好的方法就是水的模建得比玻璃杯的内表面大一点点(中玻璃

杯).若水的模有点小的话,就不真实了(左玻璃杯).

点下图来看这三个例子.我是用rhino建的玻璃杯,只是一个旋转曲线.我将这写曲线显示出来看玻璃杯和水

是怎么样建的.

此主题相关图片如下：


下载水的模型并导入到max里(关掉'convert units').这水必须要完美地放到玻璃杯中正确的位

置.

创建一个新的Vray材质,命名为water并给它一纯白的diffuse颜色.

渲染场景.

此主题相关图片如下：
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10.水的材质

打开水的材质并按下图设置.实际上,这些设置跟清玻璃的设置差不多,仅仅是IOR不一样而已.

同样来到options卷展栏下勾选'reflect on backside'选项,就想玻璃材质那样.

此主题相关图片如下：

11.再次渲染

现在我们就有一个装有水的葡萄酒杯了:-)

如你所见,在Vray中做出象样的玻璃/液体是相当简单的.我们现在的渲染看起来已经相当的不错了,但为了

更好的调节好它,你需要了解一些窍门.关于玻璃的问题在Vray论坛里出现好多,所以我希望这个文章能把

它搞清楚一点:-)

此主题相关图片如下：

12.红酒(red wine)

将水的材质球复制一份并命名为'ren wine'.将其fog color改成一个饱和的红色,并将fog multiplier改

到0.05.这样色彩就折射出红色.将这个酒材质指派到水物体.渲染并看看效果.

也可以用不同的颜色和倍增值来进行试验来创建出其他液体来.

当然你一样可以在玻璃材质上做文章,创建一个有色玻璃.

此主题相关图片如下：


此主题相关图片如下：

13.丰富场景

要给场景一个更加有趣的表现,我们将复制一个玻璃杯并把它放在地板上,就像它翻到了下来一样.

因此选择玻璃杯模型并复制,旋转并放置成下图那样.

将输出尺寸改为430*480像素.

此主题相关图片如下：

14.旋转摄像机

使用旋转(rotate)工具,将摄像机旋转个-8度.同样移动一下来创建出一个更好的作品.渲染场景,应该跟下

图差不多.

此主题相关图片如下：

15.缩小Vraylight

这里的阴影非常的暗淡模糊,是因为我们的区域灯光太大了.我们要调节一下Vraylight,把它弄小点并放置

过位置.你可以按截图所显示的那样放置.不仅要缩小而且要放远一点.

U-size=250mm 和 V-size=300mm
灯光亮度设到22.这已经高很多,因为灯的面积小了很多.

同样将天光的倍增值(Vray的环境设置)改到0.15来代替0.4.这样,环境光不会将阴影照得发亮了.

此主题相关图片如下：
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16.细致的散焦

更小的灯将产生更容易令人注意的散焦.

记得Vray材质设置基础里的GI散焦没?好,这里我们再次用到它.

首先用新的灯光设置来渲染场景.看起来应该跟我的例图差不多的.注意阴影非常的明显了.光源越小,阴影

越锐利清晰.

此主题相关图片如下：

17.无GI散焦效果

在GI设置里,关掉折射GI散焦.你会很清晰地看到阴影变得更黑了.没有光线能通过透明材质.

这里只是提示一下GI散焦的影响.

将折射GI散焦(refractive GI caustics)重新打开.

我通常不会使用反射GI散焦,因为其在大多数情况下错比对多.折射的就重要多了,就跟你从这个例子中见

到的一样.

此主题相关图片如下：

18.更锐利的散焦

因为阴影和散焦的质量是完全由发光贴图来控制的,我们将要更精细地调整它们.

注意那阴影是由发光贴图创建的,因为我们打开了Vraylight的'store with IR map'选项.所以我们的

Vraylight不会投射出直接光线,在这里只会投射出GI光线.

打开发光贴图(irradiance map)卷展栏并按下面所示来设置:
Min/max=-4/-1
Hsph subdivs= 35

这样一来就少了很多低采样,而且因为更大的hsph subdivs值,样本质量也增加了.

打开'show calc fase'以便你可以看到发光贴图的计算过程.这样会从心理上来加快渲染速度:-)

此主题相关图片如下：

19.高质量GI设置

若你想要一个更好的GI处理来大大增加散焦和阴影的质量,你就需要进行一些设置.

首先增加min/max设置,例如-2/1.相对于这里这么低的图像解晰度来说,-2/1是相当高质量了,不要设得比

这个高了,否则你就会失去在低采样下所得到的好处.

你同样可以增加hsph subdivs的值,这会在每次计算中使用更多的采样.

这个颜色极限值(clr threshold)同样是很重要的,将其从0.4改到0.3会产生一个显著的效果,但同样发生

在渲染时间上...这里的距离极限值(dist threshold)同样很有用(物体互相靠近的地方将作更多的采样,

对玻璃杯脚下的部分非常重要)

所以什么样的设置是最好的?万中选一:-)

这个min/max设置有着最大的影响.对这次渲染我使用以下设置:
- min/max=-3/1
- Hsph subdivs= 40
- clr=0.35
- nrm=0.4
- dist=0.25

那散焦(特别是在放倒的玻璃杯的下面,看它脚的那个区域)现在更好了.但渲染时间增加了很多...通常情

况之下你不需要这种高设置,因为没有客户会看出这些不同之处...

注意max值+1仅仅并只是在430*480这么低的图像解晰度下使用.

对于640*480的图像解晰度,使用-3/0作为最高的设置(-4/-1对于1280到1600等等...).我会在另一个文章

里解释发光贴图的.

此主题相关图片如下：
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20.保存到发光贴图选项

如你所见,我们需要非常高的发光贴图设置来确保阴影和散焦的准确计算.

像我之前所说的,因为Vraylight的'store with IR map'选项,阴影的质量是由发光贴图控制的,它将灯光

视为GI灯光而非直接灯光.

将这个选项关闭,阴影将可以进行光线跟踪,这可以做出非常高的质量.渲染时间将会更多,但既然现在完全

是由灯光的subdivs值来控制质量了,我们可以降低发光贴图的设置!所以发光贴图的计算将会加快,但实际

渲染动作将减慢,结果是在几乎同样的渲染时间下,可以得到更好的阴影细节.

当你使用光线跟踪区域阴影时,注意GI散焦将依然由发光贴图的设置来计算(在这时Vraylight是仅有的能

产生直接光线和GI散焦的灯光,那么将它作为产品渲染的理想灯光吧).所以我们不能把这些设置降的太低

否则散焦的质量将会大大降低.

关掉Vraylight的'store with IR map'选项,并将subdivs值改为30.

在发光贴图设置将min/max改到-4/-1,和将hsph subdivs改成35.

渲染图像,看这它的计算过程.注意在发光贴计算的过程中,所有的东西看起来比较暗,是因为Vraylight不

再投射出任何GI光线了.这里发光贴图计算将会非常的快,但因为直接照明(和区域阴影)需要计算,时间渲

染时间将增加...

得到的结果是非常令人满意的.散焦的细节差了点,但这有光线跟踪区域阴影补偿上了.

此主题相关图片如下：

21.最终图像

我们将在一个较高的图像解晰度下渲染图像.

将输出尺寸改为713*800像素.

我们需要得到跟前一张图像一样的GI质量,但是因为发光贴图设置是依赖于解晰度的,我们需要改小点.我

们差不多将渲染解晰度加大了一倍,所以为了得到同样的GI质量,你只需要将min/max值同时减少1就可以了

.因此设置成-5/-2.而极限值(threshold)和半球细分(hsph subdivs)不是依赖于渲染解晰度的,所以将它

们留着当前值就可以了,不用改变.

消除在阴影里的噪波和尽进行抗锯齿处理,到QMC sampler卷展栏下将noise threshold改成0.002.

渲染图像!

点击下图来看最后成图.

此主题相关图片如下：