計算機首飾設計三維效果圖渲染方式探討

虞光云

(浙江樹人大學藝術學院,浙江杭州 310015)

計算機首飾設計三維效果圖渲染方式探討

虞光云

(浙江樹人大學藝術學院,浙江杭州 310015)

首飾設計通過三維軟件建模完成后,需要對產品進行材質賦予并渲染輸出,本文通過分析當前主流渲染軟件,探討首飾設計的渲染方式。

計算機 首飾設計 渲染

1 首飾效果圖制作分析

(1)手繪效果圖能夠快速有效的表達設計師的構思與創意,設計師通常使用馬克筆、水粉、水彩及水溶彩鉛對設計稿進行上色處理,不同的首飾材質其表現方法也各不相同。例如在種色俱佳的翡翠戒面表現技法上需要著重描繪玉石的玻璃質感以及玉石本身的明暗關系,而黃金飾品的技法表現上則要體現出強烈的金屬質感。(2)計算機首飾設計在建模后期需要對模型進行效果圖制作,這種后期制作的方式其目的在于讓客戶能夠快速看到首飾實物完成后的效果,并提出意見便于修改。設計師首先需要對模型進行材質的設定,然后布光、放置攝像機,最后渲染輸出成圖。這種由計算機進行全程設計制作的特點是快速、精確,在設計的時,可以隨意更換材質,更換場景,甚至可以更換不同類型的寶石、爪鑲等等。

2 三維效果圖渲染所需的硬件設備

在三維首飾模型設計前期所涉及的硬件設備與后期渲染所需的設備都有很大關聯,依賴GPU的實時渲染在制作中起到很好的輔助作用,而CPU不論在靜幀渲染還是動畫渲染的速度上都起著決定性的作用。

2.1 渲染軟件-V-RAY

由渲染器開發公司CHAOSGROUP開發的V-Ray是當前使用較為廣泛的渲染軟件,并支持不同版本的多個三維開發軟件,例如3DMAX、Rhino、MAYA等。V-Ray的渲染方式使用簡單,效果逼真。VrayMtl作為其渲染系統中的標準材質,能夠使模型材質參數調節更加方便,在反射、折射、紋理上有出眾的表現,渲染準確,精度較高。首選需要為飾品三維模型設定V-Ray材質,以翡翠為例：

(1)創建VrayMtl標準材質,并命名為“翡翠”。(2)設定漫反射為RGB(9,128,0)。(3)反射值設定為RGB(54,54,54)。(4)反射光澤度為0.978。(5)加大“細分值”到20。(6)折射設定為RGB(86,86,86)。(7)折射率為1.66。如圖2.1

V-Ray布光：(1)為場景增加反光板,并賦予材質為標準材質,環境光和漫反射為RGB(255,255,255),勾選自發光,并設置自發光。(2)設置2盞VR-光源,燈光1從場景頂部照射物體,倍增值為3,光源2從場景下方照向反光板,倍增值為1。燈光需勾選“不可見”。

V-Ray渲染設置：(1)顏色映射：勾選“子像素映射”和“鉗制輸出”。(2)開啟全局照明。(3)將二次反彈倍增設定為“0.7”,全局光引擎為“燈光緩存”。(4)VR設置中,噪波閾值為“0.01”,全局細分倍增器“2”。

圖2 .1

圖2 .2

在設置好燈光、材質以及VR渲染設置后進行渲染出圖,出圖的時間根據模型的復雜程度而不同,例如做素金戒指和鉆戒,渲染時間上鉆戒要長很多,因為素金戒指的材質較為單一,通常調整VR的反射值和反射光澤度就可以體現K黃金的質感。而鉆戒除了本身模型上需要裝配爪鑲和鉆石以外,在材質的設定上也復雜很多,例如要體現鉆石的璀璨效果,不僅僅需要調節反射值,同時也需要調整折射值,這將大大增加CPU的計算時間,如果鉆戒的主石旁再鑲嵌有小的碎鉆,那么渲染時間更是成倍增加,因此在制作三維首飾效果圖渲染的時候,在前期建模上應該考慮到渲染的時間成本。

2.2 渲染軟件-KEYSHOT

KEYSHOT是一款實時渲染軟件,不需要太多復雜的設置,就可以在視圖中觀看到渲染的效果,并能夠非常快速的輸出效果圖,廣泛應用在工業產品設計行業。快速與便捷是這款渲染軟件的特點。

KEYSHOT渲染設置：(1)導入戒指模型,并打開KEYSHOT材質庫。(2)拖動材質球到所需的模型上。如圖2.2。(3)觀看效果圖。(4)設定尺寸并輸出效果圖。在輸出是可以對圖片的質量、采樣、光線反射、抗鋸齒等參數進行詳細設置。

2.3 首飾設計渲染軟件分析

從以上兩個案例中,可以看到在首飾三維模型渲染上,兩款軟件都有不同的特色和效果。V-Ray在設置上較為復雜,需要通過布光、材質以及渲染設置進行操作,出圖效果非常好,圖片精致細膩,效果逼真,還可以進行復雜的動畫設置,在三維首飾圖展示上具有很大優勢,最終的圖片具有“照片級”的特點。但是如果模型具有大量碎鉆或者密鑲鉆,那么反射值和折射值將為CPU增加巨大的運算負擔,在渲染時間上也會有所增加。

KeyShot作為實時渲染軟件,不論在材質的設定上,還是最終輸出時間上,都具有很大的優勢,客戶可以在渲染前看到實時三維效果,便于修改。當模型具有大量反射和折射需求的時候,運算時間并未降低太大,即便在后期渲染出圖上,KeyShot同樣具有時間上的優勢,很大程度上降低了首飾設計的時間成本。在產品設計的展現上,KeyShot似乎更適合。

3 結語

不同的渲染軟件在操作與設置上各有不同,從方便與快捷的角度出發,KeyShot具有很大優勢,使用者無需學習太多的操作就會使用,而V-Ray則需要花一定的時間去研究渲染器本身的設置,當然在最終出圖效果上,V-Ray具有的照片級效果,是占有很大優勢的。隨著當代科技發展,各種渲染軟件被開發應用于不同的領域,增加效果的同時軟件的操作更簡便。

[l]王淵等主編.珠寶首飾繪畫表現技法.上海人民美術出版社,2012.6．

[2]中國圖象圖形學學會主編.第十五屆全國圖象圖形學學術會議論文集.清華大學出版社,2010.12．

虞光云(1976-),男,浙江杭州人,講師,主要從事計算機輔助教學與研究。