基于3ds Max下的VRay應用技術研究

李紅鋒 陳曉耀 田甜

摘 要：隨著虛擬現實的發展，人們越來越不滿足只能看到效果，而是追求照片級的虛擬現實圖片。該文以亳州康美中藥城為例，分析了VRay渲染引擎中材質、燈光、攝像機和渲染參數的設置方法。從一定程度上解決了虛擬現實中渲染的脫離真實，提高了虛擬現實的藝術性和理論性。隨著計算機技術的快速發展，在教學、工程、設計、建筑等領域虛擬現實技術也在高速進步中。傳統的手工繪圖已經不能滿足市場的需求，21世紀初的3ds Max默認掃描線渲染器和LightsCape渲染器也逐漸被淘汰。

關鍵詞：VRay 虛擬現實 康美中藥城

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（b）-0015-02

Abstract： With the development of virtual reality， people are more and more dissatisfied with only seeing the effect， but pursuing photo-level virtual reality pictures. This paper analyzes the setting method of material， light， camera and rendering parameters in VRay rendering engine， taking Qizhou Kangmei Chinese Medicine City as an example. To a certain extent， it solves the problem of rendering away from reality in virtual reality， and improves the artistic and theoretical nature of virtual reality.With the rapid development of computer technology， virtual reality technology in teaching， engineering， design， architecture and other fields is also making rapid progress. Traditional manual graphics can no longer meet the needs of the market， and the 3DS Max default scan line renderer and LightsCape renderer in the early 21st century have gradually been eliminated.

Key Words： VRay； VRrtual reality； Kangmei Traditional Chinese Medicine City

Chaosgroup和Asgvis公司出品的VRay渲染器面世后，因其操作方便和照片級的渲染效果迅速占領的市場，并廣泛被設計師所接受。基于VRay內核開發的有VRay for 3ds Max、Sketchup、Maya、Rhino等諸多版本，其主要應用領域有室內外效果圖渲染、動畫、工業設計等場景的渲染，近年虛擬現實在教學和產品推廣中也逐漸興起。相對于掃描線渲染器和FinalRender渲染器，它的照片級效果和快于FinalRender渲染器20%的渲染速度，是其能夠被業內人士所接受的優勢，目前為止，VRay是現在市場上最受歡迎的渲染引擎之一。VRay主要包括VRay材質、VRay燈光、VRay攝像機和VRay渲染設置4個方面。

1 渲染前的準備工作

建筑模型制作，實地測量亳州康美中藥城平面尺寸和各立面尺寸，運用Auto cad繪制平面和立面圖紙。運用3DS Max導入外部文件的方法把平面圖紙導入3ds Max工作界面，運用線命令勾出建筑物平面外輪廓，運用擠出、可編輯樣條線、可編輯多邊形、布爾運算和車削等命令完成基礎建模步驟。

2 V-Ray材質調節

VRayMtl材質是VRay自帶的一種材質類型，它是VRay材質類型中比較重要的一種材質類型，它的突出之處是可以輕松控制物體的模糊反射和折射以及類似蠟燭效果的半透明材質。

VRay基本參數調節包含漫反射參數、反射參數、折射參數和半透明參數。漫反射包含顏色通道和貼圖類型通道兩種形式，顏色通道是指制作材質為單色時，運用RGB值確定所制作材質的顏色，例如亳州康美中藥城所用的大紅色材質，RGB值是220、0、0的大紅色（見圖1）。

反射參數調節的意義是控制材質表面的反射程度和質感，反射參數設置越大其渲染速度越慢。反射通道有兩種控制方式，一種是通過顏色通道控制，顏色通道在控制反射高光時，當顏色選擇是白色、灰色和黑色時，白色是全反射（例如鏡子），黑色是不反射（例如水泥、乳膠漆），灰色是半反射，顏色越亮反射越高，反之相反。若在反射顏色通道中運用色彩調節反射高光，物體表面會呈現出與高光色互補的色彩。另一種方式是通過反射凹凸通道控制反射屬性，通過凹凸通道可以打開貼圖瀏覽器，進行調節。

反射高光光澤度是控制物體表面高光點大小設置的，默認數值是1，其數值越小高光點越大。反射光澤度是控制物體反射模糊程度的，數值越小物體表面越模糊。折射中的折射和光澤度是控制物體透明度的，主要調節玻璃、水、塑料等。

材質的基本屬性是在現實中物體表面越光滑其高光點越小，表面越粗糙高光點越大。

亳州康美中藥城建筑中，主要材質有中國紅亞光漆、玻璃、石材等。主要材質調節方法如表1所示。

3 V-Ray布光設置

布光是虛擬現實中重要的一部分，觀察建筑的模型圖，定下燈光的基調，需要自然光和人造燈光配合來形成。真實物理世界室內光和人造光的特點，必須遵照現實物理世界的光源和材質，渲染出來的效果圖才會真實可信。建筑模型主題光源為VR太陽光，室內光為輔助光源用VR燈光代替即可。太陽光設置：濁度12、強度0.8、大小倍增1.1。天空光運用VR光模擬：類型平面、倍增8、溫度6000K。

4 V-Ray攝像機設置

VRay攝像機設置，我們選擇目標點攝像機，鏡頭設為28，視野65.47°。

5 渲染參數設置

在公用面板里面選擇輸出大小：寬5000、高3750。渲染輸出選擇保存圖片文件夾，文件命名為“康美中藥城”。圖像采樣器（反鋸齒）選項中選擇“自適應細分”，其適應于大多數場景，對于細節的處理光滑、過渡自然，缺點是細節模糊。其參數為默認，數值越大效果越好，但對應的其渲染速度越慢，只有在需要表現較多細節時，才需要把數值提高到1以上。抗鋸齒過濾器選擇馬歇爾過濾器，在抗鋸齒中其效果是最優秀的。

VRay顏色貼圖指的是渲染中的曝光方式，曝光方式的主要功能是控制渲染環境中場景的燈光、衰減、色彩的飽和度等，如果在測試渲染階段發現場景中暗部的亮度不夠、亮部曝光或整體曝光不足，可以通過黑暗倍增器、變量倍增器和伽馬值調節，所有數值默認為1，大于1其所控制的亮度場景會增加曝光，反之相反。顏色貼圖中包含7種曝光方式：線性倍增、指數、HSV指數、強度指數、伽馬效正、亮度伽馬和萊恩哈德，線性倍增曝光方式色彩鮮艷，但容易曝光。指數曝光方式容易控制曝光，但渲染結果圖紙色彩飽和度不高。HSV指數綜合了線性倍增和指數的優點，一般而言選擇HSV指數曝光方式。

間接照明（GI）包含首次反彈和二次反彈兩個部分，首次反彈全局照明引擎選擇發光圖（閾值設為高），二次反彈全局照明引擎選擇燈光緩存（細分設為1500）。在測試渲染期間，可以預先保存好光子圖，這樣在進行二次渲染時可以直接調用，最終渲染效果圖。

6 結語

運用VRay渲染器渲染，需要在3ds Max中完成基礎建模，通過材質設置、布光、攝像機設置、渲染參數調節對場景進行精確合理設置，才能達到理想的虛擬現實效果。

參考文獻

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