室内空间的极速运算 - Mental Ray 运用篇

艾西格亚

在进入本教程前，让我们先来认识一下文中的主角 - Mentay Ray；话说在工作站软件尚未全面进入PC领域之前，SGI上面的softimage就已经将mental ray做为渲染上面的主打工具，

后来微软收购Softimage，将其发扬光大到Windows NT平台，然后转卖给AVID公司，在那期间，Mental Ray一直扮演是动画渲染的绝佳帮手，若以电影工业来说，Mental Ray的地位绝对是排在前三甲，第一名无庸置疑的当属Pixel公司的Render Man。



话说Mental Ray一直以细腻的材质表现与渲染质量在市场上站有一席之地，比较大的致命伤就是速度问题，这个情况跟当年的Brazil渲染器有很多相似之处，Brazil刚推出时所造成的效应就像是在市场上投下一颗震撼弹，从没人想过在3dsmax上面竟然可以渲染出如此逼真的天光效果，这对当时渲染器尚未形成百家争鸣之前，Brazil的横空出世确实让许多动画师为之惊艳。





Brazil当年最著名的场景渲染效果图



而造成Brazil后来在市场上淡出的重大原因就是渲染时间的漫长，往往在渲染简单的场景时就需要耗上一段很长的等待时间，这点可说是让很多人都难以忍受，同时过多的选项设定也入门者无所适从。此外，第三方渲染插件的大举入侵也让用户有更多的选择。



速度，将会是决定在众多渲染器中孰能胜出的最大因素。



Mental Ray的渲染质量虽然属于电影层级，但是我们在使用时如采用默认的选项，估计很多人就会先去喝杯咖啡再回来看效果，这意味Mental Ray再强大，如果不能在速度上做出一定的提升，也会造成用户转向vray或是FinalRedner之类的渲染器。



OK，现在我们要开始进入本教程的重点，如何将Sketchup模型导入3dsmax後进行Mental Ray的渲染计算，在这个教程中我们将会学习到一个重点，就是如何使用快速的设定来提升Mental Ray的渲染速度。



画面中是Sketchup的一个室内场景（提供附件下载），主体结构并不是很复杂，主要的光线来源是外部投射进来的天光，室内空间并没有其他的光源。如果需要制作夜景效果，可以在导入3dsmax之后进行天光的调整与内部光源的添加。





3dsmax在2010后面的版本中可以直接导入Sketchup的专属格式，这对于制作效果图与景观设计的动画师来说是一个相当方便的功能。使用File > Import选择skp模型文件，在弹出的窗口勾选Objects选项内的Split Object by Layer，Camera与Daylight System,表示采用已经设定好的相机与天光位置，勾选Front/Back Material…表示将skp内的双面材质属性也一并导入，确认选项后按下OK开始进行导入。





由于选了Daylight System天光选项，系统接下来提示建议将影像曝光值先设定为15，之后可以在Environment里面进行修改，这个部分我们直接按下Yes确认即可。





导入模型后,选任一个窗口按下C键切换到相机视角,这个角度与Sketchup所设定的是相同的位置，如果是多相机导入，3dsmax仍然可以进行不同相机视角的切换。





按下Shift +Q 键进行默认渲染，这时会发现整个画面出现极为不自然的现象，天空也是漆黑一片，与我们在Sketchup所看的情况有很大的差异，接下来我们开始进行一些设定工作。



按下F10打开渲染设定面板，在Assign Renderer > Production 里面选择 mental ray然后再重新渲染一次，这次我们可以看到室内的材质已经呈现，但是整体来看仍然不符合要求。





  



选择场景内的天光，将Sun Light更换为mr Sun，这个选项表示启用Mental Ray天光的投射方向，Skylight选为mr Sky表示环境光线将会受到Mental Ray天空背景的影响。





再次渲染，阴影的投射效果已经产生，但是室内却呈现出整个黑暗的现象，看起来并没有任何天光的作用。





接下来我们需要调整一下环境的设定，在Rendering > Exposure Control > Exposure Value设定栏中将数值更改为8.0(数值越小场景越明亮)，更改之后按下上方的Render Preview可以看到小窗口内的渲染效果。





经过渲染，室内的墙壁与屋顶部分似乎比较明亮，但是在屋顶部分出现了一些大面积的斑点，看来我们还需要再增加一些设定。





选择Light > mr Sky Portal，这是一种天光通道，可以用来补强天光投射到室内后的光线不足之处，如图所示，将Sky Portal摆放到窗户的外面，尺寸约比窗户大些即可，并注意箭头方向需朝向室内空间。

  





整个场景内有六个窗户，使用复制功能将Sky Portal复制后摆放到每一个窗户的外边，我们希望藉由这些天光通道来改善室内的光线问题。





经过天光通道的补强之后，室内的光线效果明显改善了许多，这样我们已经学习到一个经验就是室内的光线如果有户外的天光作用，就必须搭配Sky Portal来强化整个室内环境效果。





场景中地板的部分占了一个很大面积，我们希望地板上能有些纹路的质感与些许反射作用，打开材质编辑器，选地板材质，按下Facing Materail进入地板主要材质设定栏。





将Diffuse Color的贴图复制道Bump，选择Instance方式进行复制，然后将Bump的凹凸强度降低到10，Reflect设定为Reflect/Refract模式，反射强度为5，我们不需要在地板上产生太强的反射效果。





使用Region方式框选地板范围进行效果的确认。





现在地板上已经有了纹路质感与反射效果。







到这个步骤大致上已经得到了一个初步的渲染效果，接下来使用的一些设定将会提升整个渲染的质量，在计算速度上也能充分的掌握。将EV设定为7以获得更明亮的空间效果，Image Control > Hightlight,Midtones,Shadows分别设定为0,0.5,0的数值来修改图像的色调。





在渲染面板中的Final Gather设定栏中，将FG Point Density设定为0.5，Rays per FG Points提高到100，这个数值主要用来增加每个光子的反弹数量，Interpolater Over Num. FG Points设定为100或是150，藉由这个数值的增加来补足光子与光子间的平滑度，Diffuse Bounces设定为1即可。





渲染出来后的整体效果比较接近我们的目标了，剩下空间最后面的地方由于光线无法进入而出现比较黑暗的现象，这时我们可以使用一个渲染技巧，就是将场景内的所有的质感以一种灰白色材质取代，以利于我们观察室内空间的整体光线分布。





勾选Processing > Material Override > Enable，按下Materail右边空白字段选择Standard > Architectural材质，这是一种Mental Ray提供的建筑质感，选择后就可以进行渲染来观看结果。









使用Material Override渲染后的空间效果





除了使用Material Override的方式来观看空间光线分布，另一种方式就可省略掉光子重复的计算时间，这一步骤相当重要，操作方式是先按下Generate Final Gather Map File Now进行一次光子贴图运算，然后再按下左上方的小方块…储存光子贴图，这些动作完成后，将Final Gather Map模式更换为Read FG Points Only…这个选项，如此一来下次渲染时就可跳过冗长的光子计算过程。

  







通过上面的案例，我们学习到了SKP模型的导入与渲染的相关设置，并且运用了简单的步骤来提升Mental Ray的计算速度，相信经过实际的练习后，我们将会对于Mental Ray有更进一步的了解，并且能快速的运用到效果图或是动画制作上面。

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  好东西啊 谢谢楼主