基于3ds max與VRay制作高品質(zhì)室內(nèi)空間效果圖方法探析

李麗萍

摘要：制作高品質(zhì)室內(nèi)空間效果圖，不僅僅要求設(shè)計(jì)師具有別具一格，獨(dú)出心裁、符合用戶需求的風(fēng)格設(shè)計(jì)，創(chuàng)意理念。在如今快節(jié)奏的計(jì)算機(jī)時(shí)代，更離不開借助3ds max與Vray將設(shè)計(jì)師的構(gòu)思具體展現(xiàn)出來。本文主要探析使用 3ds max與Vray制作細(xì)膩模型，光影真實(shí)的燈光布置，有質(zhì)感的材質(zhì)編輯和Vray渲染器的合理參數(shù)設(shè)置的一些方法。

關(guān)鍵詞：3ds max;Vray渲染器;效果圖

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1009-3044（2018）34-0259-02

創(chuàng)造真實(shí)的、高品質(zhì)的室內(nèi)空間效果圖基于對(duì)真實(shí)世界的理解，創(chuàng)造細(xì)膩的模型、真實(shí)的圖畫色彩的把握、根據(jù)場(chǎng)景選擇最有魅力時(shí)間段光影的真實(shí)、材質(zhì)的搭配、畫面構(gòu)圖這幾個(gè)因素必不可少。

1 真實(shí)的效果圖源于細(xì)膩的模型

一張真實(shí)自然的效果圖的源頭在于模型的真實(shí)，這種真實(shí)是指無論在宏觀上還是細(xì)節(jié)上模型要盡可能的符合物理實(shí)際。例如基本尺寸要符合人體工程學(xué)原理，軟質(zhì)家具要恰到好處的添加褶皺、一般模型的過度邊緣為了避免過于生硬要倒角等。高品質(zhì)的效果圖是建立在真實(shí)自然的高品質(zhì)模型基礎(chǔ)上，正所謂萬丈高樓平地起，好模型才可以渲染出好效果。

1.1多邊形工具是效果圖建模的利器

多邊形建模工具是3ds max最常用最重要的建模工具。只要熟練掌握多邊形工具，并能針對(duì)不同模型快速準(zhǔn)確地找到布線思路，就可以完成絕大多數(shù)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的室內(nèi)模型的制作。

根據(jù)筆者多年的建模經(jīng)驗(yàn)，多邊形建模一般布線原則是盡量在四邊面布線，避免三邊面，五邊面以及三星邊，五星邊的出現(xiàn)。這樣做的好處一是四邊形布線簡(jiǎn)潔有序，利于整體調(diào)節(jié)：二是利于展UV，三是利于使用網(wǎng)格或渦輪平滑修改模型，增加模型的細(xì)膩與真實(shí)。可是存在的問題是，像球體一類曲面的布線總有數(shù)條線相交于一點(diǎn);還有類似L形的轉(zhuǎn)折點(diǎn)至少有無根線，那這樣特殊線條怎么去處理？對(duì)于光滑的曲面，只要不出現(xiàn)打結(jié)，破面或者嚴(yán)重的模型缺陷就可以了，如果不能避免，就盡量在展示的面合理布線，把不合理的布線轉(zhuǎn)移到攝像機(jī)看不見的地方。

1.2減少模型面數(shù)，將大大提高渲染速度

三維模型點(diǎn)面數(shù)量越多占用系統(tǒng)內(nèi)存就越大，渲染速度也就越慢。在保證模型結(jié)構(gòu)的同時(shí)減少面數(shù)，將在同等渲染參數(shù)設(shè)置下，將大大提高渲染速度。高面數(shù)模型，我們除了借助減面插件外，還可以用VRAY代理的方法。

1.3利用法線貼圖優(yōu)化低面模型細(xì)節(jié)

低面模型因注意布線而往往忽視了細(xì)節(jié)，為了保證低面模型的細(xì)節(jié)建議使用法線貼圖。法線貼圖的好處是占用資源少，且細(xì)節(jié)高。一般在游戲中我們看到的高精度模型都是在低面模型基礎(chǔ)上添加法線貼圖使其具有豐富的細(xì)節(jié)紋理。同理，室內(nèi)效果圖場(chǎng)景中也可以將已經(jīng)創(chuàng)建好的高精度模型用烘焙的方法來生成法線貼圖，建議3DSMAX結(jié)合ZBRUSH來使用生成法線貼圖具體方法是先在MAX里創(chuàng)建好低面數(shù)的模型，然后導(dǎo)入ZBRUSH里雕刻再生成法線貼圖，最后回到MAX里貼上這層法線貼圖，這樣就保證模型精致而又容量小了。

2 深度掌握Vray是渲染高品質(zhì)效果圖的捷徑

2.1? Vray簡(jiǎn)介

Vray渲染器是效果圖制作渲染器領(lǐng)域的統(tǒng)治者。是由Chaos Group公司開發(fā)的基于3ds max模擬真實(shí)光照的全局光渲染器。Vray渲染器的算法是基于James T.Kajiya提出的渲染方程，這個(gè)方程主要描述了燈光是怎樣在一個(gè)場(chǎng)景中傳播和反射的[1]。但是，這個(gè)方程描述的和物理世界中的真實(shí)光的活動(dòng)是不一樣的，它假定光線無窮小，光速無窮大。正是因?yàn)樗趲缀喂鈱W(xué)，所以它的計(jì)算速度快，可控性好。它具有對(duì)照明的仿真，以幫助制作者完成猶如照片般的圖像，表現(xiàn)出高級(jí)的光線追蹤和表面光線的散射效果[1]。

2.2 合理設(shè)置Vray物理攝像機(jī)參數(shù)有效提高效果圖渲染品質(zhì)

攝像機(jī)對(duì)于整個(gè)流程有著縱觀全局的重要意義，將會(huì)直觀的影響效果圖的構(gòu)圖。Vray物理攝像機(jī)的功能和現(xiàn)實(shí)中相機(jī)功能相似，都有光圈、快門、曝光、ISO等調(diào)節(jié)功能，用戶可以通過設(shè)置合理的功能參數(shù)，可以做出更真實(shí)的效果圖。例如通過Vray物理攝像機(jī)渲染景深特效，“光圈”數(shù)值越小，渲染出來的景深就越模糊越亮。此時(shí)，可以用“快門速度”來控制亮度，“快門速度”的值越大，渲染出來的圖像越暗。

2.3使用Vray材質(zhì)制作與真實(shí)材料相一致的視覺效果

3ds max中，材質(zhì)就是對(duì)真實(shí)材料質(zhì)地和質(zhì)感的模擬。真實(shí)自然的材質(zhì)，不僅可以最大限度地模擬真實(shí)的場(chǎng)景，而且可以取得賞心悅目的效果。制作逼真材質(zhì)需要在了解真實(shí)材質(zhì)的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，使用Vray材質(zhì)編輯器，合理引用漫反射位圖，增加凹凸或置換貼圖，調(diào)節(jié)反射和折射參數(shù)，可制作出包括乳膠漆、不同光澤度的金屬、瓷磚、不同紋理圖案的布料、木地板、不同折射率的玻璃、地毯等材質(zhì)，在必要時(shí)使用UVW貼圖，將材質(zhì)賦予相應(yīng)的模型。用vr的包裹材質(zhì)可以很好地控制室內(nèi)空間內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生色溢的現(xiàn)象。

同一對(duì)象，在不同的光照條件下表現(xiàn)出來的質(zhì)感是不同的，如再耀眼的鉆石，在黑暗中都不會(huì)放光，光照越明亮，鉆石越璀璨奪目;又如金屬，光照越強(qiáng)反光質(zhì)感越強(qiáng)。所以，給室內(nèi)空間賦材質(zhì)是一定要結(jié)合場(chǎng)景所反映的時(shí)間，例如同一對(duì)象在晨光、中午、黃昏、和夜晚不同時(shí)間段材質(zhì)的放射、折射、紋理表現(xiàn)是不一樣的，結(jié)合，為了得到真實(shí)質(zhì)感的材質(zhì)需要多次渲染測(cè)試細(xì)調(diào)。

2.4利用Vray燈光模擬真實(shí)的光影空間

在效果圖制作過程中，燈光是營(yíng)造環(huán)境氛圍的重要手段，光影效果是否真實(shí)是衡量一張效果圖質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。理想的燈光設(shè)置能提升作品的表現(xiàn)力，并有助于展現(xiàn)設(shè)計(jì)師的意圖。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)總結(jié)幾種室內(nèi)空間設(shè)計(jì)中常見Vray燈光的參數(shù)設(shè)置。

2.4.1Vray暗藏?zé)舸蚍?/p>

根據(jù)室內(nèi)暗藏?zé)艄獾姆较颍x擇合適的視圖畫出vrlight，強(qiáng)度一般控制在5左右測(cè)試合適為止。燈光調(diào)整為不可見。但是有造型的燈槽是不能用vrlight來實(shí)現(xiàn)的，可以通過一些替代物去施加自發(fā)光，通過這些可以制造出異形暗藏?zé)簟Ｅe個(gè)例子，比如頂棚上有一個(gè)圓形燈槽，在頂視圖上畫出一個(gè)圓形，將其厚度加粗。選中圓形在修改面板中勾選復(fù)選框在視口中啟用和在渲染中啟用。將其捕捉對(duì)齊到圓形暗槽內(nèi)，然后將物體賦予Vray自發(fā)光材質(zhì)（vraylight），更改其顏色，適當(dāng)調(diào)節(jié)倍增值。在對(duì)象屬性中設(shè)置將產(chǎn)生陰影，接受陰影，同時(shí)關(guān)閉可見性和攝像機(jī)可見。

2.4.2室內(nèi)射燈打法

射燈使用的是光度學(xué)燈光中目標(biāo)點(diǎn)光源。根據(jù)燈光投射范圍和燈距離設(shè)置不同倍增參數(shù)，通常情況在以CD為單位時(shí)設(shè)置在800～3000之間。需要注意的一是陰影下面的啟動(dòng)要點(diǎn)選，設(shè)置類型為vray陰影;二是在強(qiáng)度顏色分布下面的分布中要選擇web;三是不要把Vray區(qū)域陰影下的面積陰影打開，如果打開會(huì)消耗很多時(shí)間的同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)很多雜點(diǎn)。

2.4.3各式燈箱燈柱燈柱設(shè)置技法

將燈箱在賦予材質(zhì)的基礎(chǔ)上追加VRay燈光材質(zhì)，在燈光材質(zhì)的貼圖通道中導(dǎo)入一張燈箱貼圖，另外需要在VRay材質(zhì)基礎(chǔ)上追加包裹材質(zhì)，如若發(fā)現(xiàn)燈箱里面的圖片不清晰，要想改變其清晰程度則，在自發(fā)光中將倍增降低到0.5左右，然后在包裹器下面將產(chǎn)生GI提高到2左右即可實(shí)現(xiàn)燈箱變亮卻沒有色溢。

2.4.4吊燈、臺(tái)燈設(shè)置技法

對(duì)于吊燈，設(shè)置vraylight類型為球形，大小比吊燈大一些，調(diào)整到合適位置，調(diào)節(jié)顏色和倍增0.5左右，且勾選燈光的不可見性。臺(tái)燈燈光設(shè)置除了跟前面燈光打法一樣外還可以用自由點(diǎn)光源去創(chuàng)建。只要加入一張臺(tái)燈的廣域網(wǎng).ies文件即可，數(shù)值給到500左右。陰影類型選擇為標(biāo)準(zhǔn)陰影，在燈光修改面板參數(shù)中選擇排除，將臺(tái)燈自身的物體排除在外。

2.4.5 VRay太陽光配合VRay天光制作日光

利用VRay 太陽光配合 Vrsky貼圖作為日景效果圖的主光源。其中它們的參數(shù)參考設(shè)置Vrsun中濁度給到15，強(qiáng)度倍增0.02，Vrsky中濁度給到5，強(qiáng)度倍增給到0.03。

2.5 VRay渲染參數(shù)的設(shè)置技巧

合理VRay渲染參數(shù)，不僅可以提高渲染品質(zhì)，更主要會(huì)大大節(jié)省渲染時(shí)間。

2.5.1圖像采樣器的參數(shù)設(shè)置

圖像采樣器類型選擇自適應(yīng)細(xì)分模式就行。筆者通過多次效果圖渲染圖對(duì)比得出，Mitchell-Netravali過濾器的抗鋸齒效果最好。如果想得到清晰的紋理， Mitchell-Netravali方式是個(gè)不錯(cuò)的選擇。同時(shí)，Catumll-Rom過濾器效果也不錯(cuò)，它的效果就像用了Photoshop里的銳化效果一樣，這種模式能夠渲染出比較清晰的圖像。

2.5.2色彩映射的參數(shù)設(shè)置

色彩映射就是常說的曝光模式，主要控制燈光的色彩模式以及衰減。VRay渲染器提供了7種曝光模式，不同模式下的局部參數(shù)也不一樣。最常用的曝光方式有線性倍增模式、伽瑪校正模式、萊恩哈德模式。先筆者就這三種模式的局部參設(shè)設(shè)置做詳細(xì)描述。

1）線性倍增模式的局部參數(shù)設(shè)置技巧

線性倍增模式將基于最終色彩亮度來進(jìn)行線性倍增，這種模式和指數(shù)曝光模式降低靠近光源處表面的曝光效果相反，可能增加靠近光源物體的亮度。

暗部倍增值：對(duì)暗部的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，加大此值虧提高暗部的亮度。

亮部倍增值：對(duì)亮部的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，加大此值虧提高亮部的亮度。

2）伽瑪校正模式的局部參數(shù)設(shè)置技巧

倍增值：圖的總體亮度倍增。

反伽瑪值：反伽瑪是VRay內(nèi)部轉(zhuǎn)換的，比如輸入2.3就是和顯示器的伽瑪2.3一樣。

3）萊恩哈德模式的局部參數(shù)設(shè)置技巧

萊恩哈德模式曝光模式是把線性倍增和指數(shù)倍增曝光模式混合起來。混合值這個(gè)值控制線性倍增和指數(shù)倍增曝光模式的混合值，0表示線性倍增模式不參加混合，1表示指數(shù)模式不參加混合，0.5表示線性倍增和指數(shù)倍增模式的曝光效果各占一半。

2.5.3 VRay全局光系統(tǒng)

全局光是采用光子圖貼圖來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)光從光源發(fā)射出來后，碰到障礙物后會(huì)反射和折射，經(jīng)過無數(shù)次的反射和折射[7]，物體的表面和角落都會(huì)有光感。全局光屬于間接照明，簡(jiǎn)稱為GI。在室內(nèi)效果圖渲染設(shè)置中通常將首次反彈類型設(shè)置為發(fā)光貼圖，二次反彈類型設(shè)置為燈光緩存。

燈光材質(zhì)調(diào)整好后，就可以最終渲染出圖了。在出圖渲染時(shí)，無論是使用光子圖保存最終的光照布局，還是利用光子圖進(jìn)行渲染測(cè)試，都可以大大節(jié)省時(shí)間。首先要設(shè)置圖的尺寸大

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小，光子圖的尺寸與最終效果圖的尺寸越接近，最終渲染出的效果圖的品質(zhì)越高，一般情況最終效果圖與光子圖尺寸比例為4：1，即可達(dá)到正常出圖渲染的品質(zhì)要求，也可以成倍節(jié)省渲染時(shí)間。

將渲染參數(shù)調(diào)高可以消除場(chǎng)景中的鋸齒、雜點(diǎn)和黑斑[6]。所以光子圖在渲染前要對(duì)部分之前測(cè)試渲 的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。將 “發(fā)光貼圖”卷展欄中的“當(dāng)前預(yù)置”設(shè)置為 “高”或“中”，將“半球細(xì)分”數(shù)值設(shè)置為50。將“燈光緩存”卷展欄中的“細(xì)分”設(shè)置 為800到1000，“進(jìn)程數(shù)量”設(shè)置為4，勾選“顯示 計(jì)算相位”。同時(shí)建議勾選“全局開關(guān)”卷展 欄中“不渲染最終的圖像”，縮短光子圖的渲染時(shí)間。渲染最終大圖時(shí)調(diào)高抗鋸齒參數(shù)，并且調(diào)用光子貼圖文件進(jìn)行最終渲染[3]。

3 結(jié)束語

在進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖制作時(shí)， 3ds max與VRay僅是將設(shè)計(jì)師的思想、具體內(nèi)涵和設(shè)計(jì)理念真正的轉(zhuǎn)變成為具體的工具與幫手。為了更好地表達(dá)設(shè)計(jì)師的理念、設(shè)計(jì)的精髓，就需要熟練應(yīng)用三維軟件進(jìn)行空間燈光材質(zhì)效果表現(xiàn)，設(shè)計(jì)出令用戶滿意的高品質(zhì)室內(nèi)效果圖。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】