黃向偉

摘要：Vray渲染器應(yīng)用在3ds max軟件中，通過材質(zhì)設(shè)置、燈光設(shè)置與渲染設(shè)置來完成室內(nèi)設(shè)計效果圖。結(jié)合具體案例，介紹使用材質(zhì)、燈光、渲染的設(shè)置，并結(jié)合一些設(shè)置方法來提高效果圖渲染速度，從而進(jìn)一步闡述Vray的強(qiáng)大渲染功能。

關(guān)鍵詞：Vray;參數(shù)設(shè)置;渲染

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0223-03

3ds max是一款強(qiáng)大的建模、角色、動畫等制作的三維軟件，但在材質(zhì)、燈光和渲染的功能方面較弱，真實(shí)感差，渲染速度較慢。而Vray渲染器是一款高質(zhì)量的渲染器插件，其便捷的操作方式主要作用于3ds max、Sketchup、Maya等三維軟件中，Vray渲染器通過材質(zhì)、燈光與渲染的設(shè)置可以輕易渲染出高品質(zhì)的效果圖，彌補(bǔ)3ds max軟件中的一些不足。在當(dāng)今室內(nèi)設(shè)計、建筑表現(xiàn)、影視動漫、工業(yè)設(shè)計等行業(yè)廣泛使用，得到眾多優(yōu)秀設(shè)計師的認(rèn)可。

3ds Max這門軟件課是中職學(xué)生最喜愛的課程之一，但是在3ds max軟件教學(xué)過程中仍然存在一些問題，首先現(xiàn)在3ds Max軟件更新?lián)Q代快，要求配置較高，部分中職學(xué)校電腦硬件配置落后與老化嚴(yán)重;其次學(xué)生制作一張效果圖單單調(diào)節(jié)材質(zhì)、燈光、渲染設(shè)置大約要花上2-3天的時間，更別提三維建模方面;最后部分中職學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對問題的理解、接受、操作的能力都存在一些差距，沒耐心，主動性較差。因此，在教學(xué)過程中，在電腦設(shè)備達(dá)不到的情況下，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，教師通過改變教學(xué)方法，利用Vray渲染器的參數(shù)設(shè)置，來提高渲染速度，提升學(xué)生的作圖速度，從而提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的積極性。具體操作如下：

1 Vray材質(zhì)的設(shè)置

Vray作為3ds max軟件的渲染器插件， 它必須配對同版本的3ds max軟件，否則無法使用。在3ds max軟件中，設(shè)置材質(zhì)參數(shù)是一件非常簡單的操作，任何三維模型都可以附上栩栩如生的材質(zhì)，通過材質(zhì)參數(shù)的設(shè)置才能渲染出物體顏色、肌理、反射的效果，沒有材質(zhì)的場景一點(diǎn)真實(shí)感都沒有，不具備欣賞性。Vray材質(zhì)的基本參數(shù)常用的主要由漫反射、反射、折射三部分組成，通過基本參數(shù)設(shè)置對場景模型賦予各種的材質(zhì)，Vray材質(zhì)主要有VrayMtl材質(zhì)、Vray燈光材質(zhì)、Vray混合材質(zhì)、Vray雙面材質(zhì)等，通過參數(shù)設(shè)置完成墻面漆、木地板、地毯、水晶、陶瓷、石材、不銹鋼等材質(zhì)設(shè)置。每種材質(zhì)有各自的特性，只有了解各種材質(zhì)間的色彩、反射、折射、肌理等特征與屬性才能對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

Vray材質(zhì)的參數(shù)設(shè)置是學(xué)生的必修課，只有掌握各種參數(shù)的屬性才能更好地發(fā)揮Vray渲染器的強(qiáng)大功能。但在制作每張效果圖的過程中，都要把模型附上各種材質(zhì)，重復(fù)同樣的工作量。以中職學(xué)校3ds max課程教學(xué)為例，學(xué)生如何設(shè)置材料來提高作圖速度？學(xué)生通過不同的三維室內(nèi)空間案例來提高作圖的經(jīng)驗和速度，在室內(nèi)空間里，常用的材質(zhì)主要有：木地板、石材、玻璃、墻紙、白墻、地毯、塑料等材質(zhì)，通過調(diào)整材質(zhì)的漫反射、反射、折射來完成各種材質(zhì)參數(shù)的設(shè)置，比如木地板材質(zhì)，在不同場景中，它的材質(zhì)屬性基本相同，唯有貼圖圖案、色彩、比例等有區(qū)別。學(xué)生可根據(jù)作圖的經(jīng)驗，制作屬于自己的常用材質(zhì)庫。

創(chuàng)建材質(zhì)庫，首先要打開Vray的材質(zhì)編輯器（快捷鍵M），點(diǎn)擊材質(zhì)編輯面板第一個按鈕（獲取材質(zhì)），進(jìn)入材質(zhì)/貼圖瀏覽器，點(diǎn)擊material/map browser最左邊倒三角形下拉菜單，點(diǎn)擊新建材質(zhì)庫，選擇路徑保存材質(zhì)庫，并對自己新建的材質(zhì)庫進(jìn)行命名;接著開始創(chuàng)建各類材質(zhì)（木地板、石材、玻璃、墻紙、白墻、地毯、塑料等），點(diǎn)擊材質(zhì)編輯器放入庫按鈕，彈出put new library（放置入庫）面板對新材質(zhì)進(jìn)行命名，起的名字要簡單易懂，一看就明了的效果，按照此步驟將各類材質(zhì)參數(shù)設(shè)置好并命名保存到自己的材質(zhì)庫里;最后我們打開一個場景模型，打開Vray的材質(zhì)編輯器（快捷鍵M），進(jìn)入材質(zhì)/貼圖瀏覽器，點(diǎn)擊material/map browser最左邊倒三角形下拉菜單，點(diǎn)擊打開材質(zhì)庫，雙擊前面創(chuàng)建的材質(zhì)庫文件即可調(diào)用。創(chuàng)建好的材質(zhì)庫可以隨時進(jìn)行修改、刪除與保存，材質(zhì)庫的使用可縮短設(shè)置參數(shù)的時間，提高學(xué)生作圖的速度，方便學(xué)生參考使用，給學(xué)生帶來很多的便利。當(dāng)然常用的材質(zhì)不是生搬硬套的，也不是無規(guī)律可循，如何渲染出照片級的逼真效果，還需要我們不斷累積經(jīng)驗。

2 Vray燈光的設(shè)置

在三維場景空間中，即使模型有多精細(xì)、材質(zhì)有多真實(shí)、攝像機(jī)角度多好，沒有光源，場景一片漆黑，所制作的一切都是空談。Vray渲染器里的燈光系統(tǒng)有四種類型：Vray Light、Vray IES、Vray ambient light、Vray sun，在室內(nèi)三維場景中最常用的是Vray Light和Vray sun這兩種類型光源。

2.1 Vray Light的設(shè)置

Vray Light簡稱為面光源，是制作室內(nèi)效果圖使用頻率較高的一種燈光，它有五種類型：平面、球體、穹形、網(wǎng)格、圓形。平面光源可作為主光源或輔助光源，多用來模擬自然光、燈帶、太陽光等。球體光源主要模擬室內(nèi)臺燈、吊燈、落地?zé)舻?，穹形光源可作為天光使用，網(wǎng)格光源能將三位模型指定為光源體，圓形燈與平面燈類似，只是形態(tài)不一樣。根據(jù)場景內(nèi)容不同調(diào)整燈光類型，設(shè)置亮度、選項、采樣、紋理等來模擬室內(nèi)真實(shí)光源效果，表現(xiàn)真實(shí)的空間效果。但缺點(diǎn)就是它根據(jù)真實(shí)的光學(xué)衰減來計算照明采樣，陰影容易出現(xiàn)許多光子顆粒，我們可以通過調(diào)整細(xì)分來去除顆粒，細(xì)分值設(shè)置的越大，陰影越細(xì)膩，相應(yīng)的渲染時間也會加長。

2.2 Vray Sun的設(shè)置

Vray Sun簡稱Vray太陽光，一般是來模擬真實(shí)的室外太陽光，它可作為場景的主光，在不同的環(huán)境下，參數(shù)設(shè)置也是不同的，Vray基本參數(shù)為渾濁、臭氧、強(qiáng)度倍增值、大小倍增值、陰影細(xì)分、陰影偏移等，這些參數(shù)都需要我們花點(diǎn)時間與心思一點(diǎn)點(diǎn)去實(shí)驗，才能達(dá)到最好的效果。舉例白天陽光的燈光參數(shù)的設(shè)置：

1）白天的時候，陽光充足，陰影與暗部都比較深，光照面與陰影交界線黑白對比明顯。在擺放陽光位置要注意，高度會影響光照的亮度，參數(shù)中的渾濁數(shù)值越大空氣越渾濁，光線變暗，色調(diào)變暖，中午陽光充足數(shù)值可調(diào)整為3-5之間，下午可調(diào)整6至9之間，傍晚可調(diào)整到15至20之間。

2）臭氧默認(rèn)參數(shù)為0.35，一般可不調(diào)整，值較小陽光更黃，值較大陽光更藍(lán)。強(qiáng)度倍增值可設(shè)置為0.3左右，它與渾濁相互影響，因為空氣中灰塵渾濁參數(shù)變大，陽光的強(qiáng)度就會減弱。

3）大小倍增值與陰影細(xì)分也是相互制約的，大小倍增一般數(shù)值為3至15之間，陰影細(xì)分?jǐn)?shù)值一般設(shè)置為6至15之間，兩者數(shù)值變大時，陽光的陰影比較模糊，并且不會產(chǎn)生雜點(diǎn)。

4）Vray天空是Vray燈光系統(tǒng)中一個程序貼圖，它要與Vray Sun配合使用，在設(shè)置Vray太陽光時，系統(tǒng)會彈出Vray天空貼圖，加載環(huán)境貼圖，來模擬環(huán)境貼圖和天光，讓場景的效果更加逼真。

一副好的效果圖取決于燈光的設(shè)計，燈光顏色冷暖的對比、顏色的過度都將影響整個場景的效果。那如何把握好燈光的層次感呢？我們可以運(yùn)用Vray light的疊光（Vray面片燈一前一后接近疊放一起，一個添色，一個添亮）和補(bǔ)光結(jié)合，搭配Vray太陽光增加場景光感，再結(jié)合3ds max軟件自帶的光度學(xué)燈光的設(shè)置，讓室內(nèi)營造溫馨的暖色調(diào)，與室外的冷色調(diào)形成對比，讓室內(nèi)光影更具層次感。

3 渲染設(shè)置

Vray渲染器是一款高渲染品質(zhì)的渲染引擎，在保證渲染質(zhì)量的同時也具有較快的渲染速度，雖然如此，為了更快渲染出圖，我們將渲染分為兩個階段——測光階段和渲染出圖階段。前者是將渲染參數(shù)調(diào)低，目的是為了提高渲染出圖速度，觀察場景模型、材質(zhì)、燈光的效果;后者是將渲染參數(shù)調(diào)高，細(xì)分值調(diào)大，渲染出最終效果圖。

3ds max場景模型的復(fù)雜性，導(dǎo)致渲染一個室內(nèi)空間場景會耗費(fèi)很長的渲染時間，一堂課45分鐘，基本很難完成出圖，同時也消磨了學(xué)生的耐心，因此，如何把“硬件傷”這個問題解決是非常關(guān)鍵的。

3.1 快速測光階段

在渲染出圖前整個過程是在不斷調(diào)試，從中也會遇到許多的問題。因此我們要用最快的渲染速度來查看制作的圖存在什么問題，如渲染出來的圖材質(zhì)表現(xiàn)不真實(shí)、燈光比較灰暗或過亮、顏色搭配問題等，這些都要我們通過測試處理的，看看是不是個別材質(zhì)參數(shù)設(shè)置問題、燈光倍增值過小或過大問題、還是材質(zhì)溢色的問題，排除各種問題，完美表現(xiàn)最終效果。我們測試過程中將對渲染器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置（以Vray 3.6版本為例），如下：

1）在Vray渲染設(shè)置面板里選擇公用>公用參數(shù)>在輸出大小設(shè)置里輸入圖像分辨率500*250。

2）圖像采樣器里類型選擇漸進(jìn)。在漸進(jìn)圖像采樣器最大細(xì)分調(diào)整為4-10，噪波閾值調(diào)整為0.01-0.03。

3）圖像過濾面板里關(guān)閉“圖像過濾器”。

4）顏色貼圖面板類型改為指數(shù)。

5）打開GI，在全局光照面板里首次光照引擎改為發(fā)光貼圖：當(dāng)前預(yù)設(shè)為非常低，細(xì)分30，插值采樣20。二次引擎改為燈光緩沖，細(xì)分150-300。

6）渲染設(shè)置面板里不勾起高性能光線跟蹤。

3.2 渲染出圖階段

經(jīng)過前期快速測光完成后，將對場景進(jìn)行最終渲染出圖，那我們?nèi)绾慰s短渲染的時間來渲染出大圖呢？我們可以渲染光子圖來提高渲染的速度，它的功能是以小圖渲染出大圖的原理把室內(nèi)場景的光子信息渲染儲存好，一般只需幾分鐘的時間。渲染完成后保存光子圖，再導(dǎo)入保存好的光子圖，使系統(tǒng)可直接省略渲染發(fā)光貼圖和燈光緩存的光子信息，從中我們可以大大提高渲染的速度。但要注意的是最終渲染出圖的分辨率不得高于出光子圖的分辨率的4倍，否則會降低圖像的質(zhì)量。如果想出高質(zhì)量的效果圖則不能使用光子圖的出圖方法，我們要重新設(shè)置參數(shù)，主要操作如下：

1）在Vray渲染設(shè)置面板里選擇公用>公用參數(shù)>輸出大小設(shè)置里調(diào)整圖像的分辨率，大小可根據(jù)作圖者的需要進(jìn)行設(shè)置。

2）圖像采樣器里類型選擇塊。在漸進(jìn)圖像采樣器最大細(xì)分調(diào)整為20至100之間，細(xì)分越大越精細(xì)，噪波閾值調(diào)整為0.001至0.005，數(shù)值越小噪點(diǎn)越少，時間越慢。

3）圖像過濾面板里打開“圖像過濾器”，選擇過濾器Catmull-Rom。

4）顏色貼圖面板類型改為指數(shù)。

5）打開GI，在發(fā)光貼圖面板里當(dāng)前預(yù)設(shè)改為中，細(xì)分60-80，插值采樣30-50。在燈光緩沖面板中里，細(xì)分調(diào)整為1200-1500。

6）渲染設(shè)置面板里勾起高性能光線跟蹤。

我們要制作高質(zhì)量的效果圖必然會增加我們渲染的時間，我們要不斷調(diào)試Vray渲染器的參數(shù)，用活這個渲染插件，這樣才能繪制出你想要的效果圖。所以想繪制高質(zhì)量的作品，不僅在硬件方面有較高要求，而且繪圖人員要有一定的美術(shù)功底、3ds max軟件的繪圖技能，擁有大量的素材，且有一定鑒賞美的能力。我們要不斷地學(xué)習(xí)，理解Vray渲染器各參數(shù)的含義，學(xué)會舉一反三靈活運(yùn)用這個渲染插件。

參考文獻(xiàn)：

[1] 時代印象.中文版3ds Max 2014完全自學(xué)教程[M].第一版.北京：人民郵電出版社，2013.

[2] 劉正旭.3ds Max/Vray速查手冊[M].第二版.北京：電子工業(yè)出版社，2014.

[3] 莊東曉.三維電腦繪圖燈光應(yīng)用新技術(shù)探討[J].湛江師范學(xué)院學(xué)報，2005，26（3）：107-110.

【通聯(lián)編輯：王力】