文 胡安林

基于光譜分析計算的照片級渲染軟件MAXWELL的特性

Maxwell Render是NextLimit公司開發(fā)的目前最先進的，基于真實物理環(huán)境計算的一款高級渲染器。它并非是一般簡單的渲染外掛插件，而是有別于其他所有渲染器的計算方式，為何這樣說呢？因為它采用的是光譜計算技術，這是其他任何渲染器目前都不能做到的?，F在的主流渲染器包括V-Ray、Brazil、Final Render、Mental Ray、Lightscape、Insight Render等，這些都是采用一種特定顏色空間的計算方式（RGB），并且這種方式都發(fā)展成了現今CG渲染的一種標準。其實這種計算方法是相當不完善的，自身就具有很大局限性，在出現時就決定了本身的先天缺陷，所以，它們渲染出來的圖像不能算是真實地，雖然看上去很真實，不過也只是一種視覺欺騙罷了。

Maxwell是完全依照真實世界中的光傳遞來完成計算的，這種計算方法是基于光譜能量和頻率。計算時Maxwell把光線定義為一種符合光譜頻率的電磁波，并且規(guī)定光譜的范圍是從紅外線到紫外線的，在圖像中的每個點都與光譜中相應頻率的能量相對應。這些光線被設定為可以被虛擬攝像機的底片或觀察者眼睛里的視網膜所能接受。這也是Maxwell為什么必須要渲染攝像機視圖的重要原因。這些像素點的顏色最后被紀錄為達到底片或視網膜的不同頻率的光線的描述。Maxwell采用了一種新的MXI內置存儲器來儲存這些信息。Maxwell成功的把光譜分析的結果轉化成已知的色彩數據格式。在我們的現實生活中，用攝像器材拍攝的膠片照片里每一個膠片感光點都會有光譜的干涉或偏移情況，這是避免不了的，現在只有Maxwell能夠完全模擬出這種效果，這種效果最接近于用膠片攝像機拍攝的畫面精度，更適合于人眼的觀看習性?？傊?，光譜分析渲染計算是Maxwell的新技術所在，也是Maxwell有別于其他所有渲染器的特別之處。

Maxwell渲染器的渲染技術是嚴格建立在光能傳遞的計算方程之上的。我們在使用其他的渲染器時，往往要設置大量的非自然燈光來完善場景照明的不足，Maxwell則沒有采用傳統的照明方法來模擬真實光照，我們只用考慮在真實環(huán)境下如何處理照明的問題，這也就是Maxwell極具革命性的創(chuàng)新。在軟件的實際操作中，Maxwell沒有專用的燈光類型，也不能使用3ds max的默認燈光，只能使用Maxwell Emitter材質類型或天光來為場景提供照明?！癕axwell Emitter”材質賦予指定物體后，指定物體即會成為真正的發(fā)光光源，照明周圍場景。其實這樣的兩種照明方式是極有好處的，它完全省去了設置大量燈光的繁瑣步驟，并且更能渲染出超真實地效果。

Maxwell渲染器是一款獨立的渲染軟件，它擁有自己獨立的操作和編輯功能，包括場景布置、材質貼圖及貼圖坐標編輯、攝像機設置、MXI視圖編輯、物理天光和渲染設置等眾多編輯功能，能脫離其他三維制作軟件而單獨工作，目前，最新的版本號是3.0。它雖然是一款獨立的渲染軟件，但是也直接提供了和其他三維制作軟件的接口程序，通過接口程序能與不同的三維制作軟件配合使用，目前支持的三維制作軟件包括了3ds max、Maya、Cinema4D、Lightwave3D、Rhino、Sketchup、Form Z、Soli Works等。

現在Maxwell渲染的圖像效果和照像機實拍照片相差無幾，如圖1所示，難以置信的超級真實的視覺效果。但是Maxwell在有些方面做的并不是今人非常滿意，例如渲染速度，相對于其他渲染器來說是相當慢的。不過渲染的速度也取決于很多方面，比如你的場景很復雜、物體個數及網格面數量太多等，都會影響到渲染時的計算數據量。

圖1 Nikon D70相機實拍的照片和Maxwell渲染器模擬渲染的圖片

技術總是隨著時間的推移而進步，任何新生事物都是如此，軟件也不例外。這是一個長期進行的優(yōu)化過程。我們只能期待軟件開發(fā)人員再次創(chuàng)造奇跡，期待更強大的新版本軟件上市。