【文章內(nèi)容簡介】 淺析照片級渲染技術(shù)在三維動畫中應(yīng)用 7 維動畫制作愛好者的熱情贊譽 。當(dāng)前，它已逐步成為在個人 PC 機上最優(yōu)秀的三維動畫制作軟件。 而 3D max 與 Vary 渲染器的結(jié)合更是讓該軟件如虎添翼。 VRay 是由 chaosgroup 和 asgvis 公司出品 一款高質(zhì)量渲染 軟件 。 Vary 是目前業(yè)界最受歡迎的 渲染引擎 。 總的來說： 三維動畫技術(shù) 利用 PC 計算機來 模擬真實物體的方式使其成為一個有用的工具。由于其精確性、真實性和無限的可操作性，目前被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教育、軍事、娛樂等 諸多領(lǐng)域。 圖 3Dmax 操作界面 照片級渲染技術(shù)的定義 渲染（ Render）在電腦繪圖中，是指：用軟件從模型生成圖像的過程。模型是用嚴格定義的語言或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對于三維物體的描述，它包括幾何、視點、紋理以及照明信息。圖像是數(shù)字圖像或者位圖圖像。渲染這個術(shù)語類似于“藝術(shù)家對于場景的渲染”。另外渲染也用于描述：計算視頻編輯文件中的效果，以生成最終視頻輸出的過程。 渲染是三維計算機圖形學(xué)中的最重要的研究課題之一，并且在實踐領(lǐng)域它與其它技術(shù)密切相關(guān)。在圖形流水線中，渲染是最后一項重要步驟，通 過它得到模型與動畫最終顯示效果。自從二十世紀七十年代以來，隨著計算機圖形的不斷復(fù)雜化，渲染也越來越成為一項重要的技術(shù)。 淺析照片級渲染技術(shù)在三維動畫中應(yīng)用 8 渲染的應(yīng)用領(lǐng)域有：計算機與視頻游戲、模擬、電影或者電視特效以及可視化設(shè)計，每一種應(yīng)用都是特性與技術(shù)的綜合考慮。作為產(chǎn)品來看，現(xiàn)在已經(jīng)有各種不同的渲染工具產(chǎn)品，有些集成到更大的建?；蛘邉赢嫲?，有些是獨立產(chǎn)品，有些是開放源代碼的產(chǎn)品。從內(nèi)部來看，渲染工具都是根據(jù)各種學(xué)科理論，經(jīng)過仔細設(shè)計的程序，其中有：光學(xué)、視覺感知、數(shù)學(xué)以及軟件開發(fā)。 本文所要闡述的“照片級渲染技術(shù)”的精髓與要義就是在于此處。首先照片級渲染技術(shù)要有超寫實的風(fēng)格。 并且“照片級渲染技術(shù)”能使在 三維軟件 中構(gòu)造出來的 虛擬場景 經(jīng)過 渲染 輸出后 看起和現(xiàn)實中沒有什么兩樣。甚至賦予這些虛擬物體“生命”。 給人們帶來真實感。并且“照片級渲染技術(shù)”對三維場景中的燈光、材質(zhì)、貼圖。都有著較高的要求。 “照片級渲染技術(shù)”是在整體把握畫面的同時，更強調(diào)對微觀世界的理解，側(cè)重質(zhì)感和細節(jié)的表現(xiàn)。通過深入表現(xiàn)，可以達到和照片一樣真實的畫面效果。 (如圖 ) 當(dāng)前設(shè)計業(yè)界 存在各種各樣的 表現(xiàn) 風(fēng)格，有崇尚手繪的，有崇尚藝術(shù)感的，也有崇尚寫實感的。“照片級渲染技術(shù) ”具有更強的視覺沖擊力，能更真實地表達設(shè)計意圖，可以更好地起到溝通作用。 圖 照片級渲染 淺析照片級渲染技術(shù)在三維動畫中應(yīng)用 9 2 照片級渲染技術(shù)在三維動畫中的應(yīng)用 照片級渲染技術(shù)的特點與優(yōu)劣 本章節(jié)主要談?wù)撜掌変秩炯夹g(shù)的特點與優(yōu)劣。談起照片級渲染技術(shù)，我們不得不要提到 Vary 渲染器。因為本次談?wù)摰恼掌変秩炯夹g(shù)主要是依托 Vary 渲染器來實現(xiàn)的。 現(xiàn)代的人精神物質(zhì)生活越來越加豐富，因此人們對精神生活要求更高。人們也開始越來越多的接觸到藝術(shù)品。 普通人群的藝術(shù)素養(yǎng)也在不斷的提高。人們也有自己評判標準。 例如某位畫家在博物館或 者文化館舉辦一場畫展，畫展面對的觀眾大部分都來自普通人群或者大眾消費者。那么大眾消費者評判此次畫展的好壞是什么呢？普通人群由于沒有過高于素養(yǎng)，掛在墻上的畫畫的像與不像便是他們評判他標準。畫的像了，畫的生動了。就是好畫。在例如某位印象派畫師在藝術(shù)圈和收藏圈是泰斗級人物，但是他的作品在網(wǎng)上卻受到的是另一番品論。甚至不免“我小學(xué)就是這個水平”等嘲諷的評論。 而照片級渲染技術(shù)便恰恰是這一點上迎合的大眾的消費胃口。 顧名思義“照片級渲染技術(shù)”便是能渲染出超寫實的圖片。在把握全局的同時能深度體現(xiàn)出畫面中的細節(jié)，深度體現(xiàn)出畫 面中的材質(zhì)，光感。用最真實的畫面呈現(xiàn)給人們。 照片級渲染技術(shù)雖然能夠呈現(xiàn)給人最真實的感覺。卻只小部分應(yīng)用與一些單幀作品中。例如：室內(nèi)效果圖。產(chǎn)品展示等。 在三維動畫中卻并沒有廣泛應(yīng)用 。當(dāng)然除了幾家世界頂級影視公司。 這其中的瓶頸便是對 PC 計算機的高要求。 在我國三維制作技術(shù)人員大多集中于小型工作室，能夠提供獨立的渲染工作站的公司少之又少。而這部分人們所使用的計算機 設(shè)備不夠先進 ，而照片級渲染技術(shù)對計算機的各個組件 如： CPU、內(nèi)存、 顯卡都要求過高。這便造成了渲染速度非常緩慢。因為每渲染一次 CPU 便要計算成千上萬的光子 、 緩存信息。所以我們經(jīng)常見到有些高質(zhì)量的室內(nèi)效果圖需要幾個小時的渲染時間。淺析照片級渲染技術(shù)在三維動畫中應(yīng)用 10 而由于動畫必要要達到 24 幀每秒才能保證畫面的流暢。照此計算一臺計算機一天制作不完一秒鐘的動畫。這便大大拖延了制作時間與制作成本。一些工作室為了項目的進度不愿意選擇這種技術(shù)。這便是“照片級渲染技術(shù) ”最大的劣勢。 實現(xiàn)照片級渲染的技術(shù)手段 雖然照片級渲染有其劣勢，但隨著計算機硬件水平和三維軟件的升級變得更加易于實現(xiàn)。以下列出幾種易于實現(xiàn)照片級渲染的的技術(shù)手段，它們可以使三維制作人員更加輕松的創(chuàng)建非常逼真的渲染。 基于圖像照明 在三 維場景中，對于燈光技術(shù)一般的人來說。渲染最困哪和最浪費時間的一個方面就是模擬真實的方式布置燈光。這可能是一個非常反復(fù)的過程。名為基于圖像照明（ IBL） 使新手不在通過猜測來布置燈光。 通過使用 IBL,制作人員環(huán)繞著模型放置高動態(tài)的貼圖（ HDR）。HDR 是一種用于背景（例如房間或庭院）的圖像格式，并且包含生產(chǎn)正確反射的正確光照和顏色。 HDR 圖像成為模型背景，這樣制作人員不必手動放置光源。通過使用 HDR 圖像，新手可以立即在其渲染中利用專業(yè)級的光照。 （如圖 ） 別且 HDR 很容易就能找到，通過Inter 可以下載 數(shù)以萬計的此類圖像。 圖 IBL 照明與反射 效果 淺析照片級渲染技術(shù)在三維動畫中應(yīng)用 11 制作 貼圖庫 照片級渲染另一個比較浪費時間的是，在制作符合模型的貼圖，以便模型有正確的高光、紋理、反射屬性。例如，玻璃、木頭、金屬或者塑料全都需要不同的一組屬性參數(shù)，其中可能包括反射率，光澤和紋理。 通過建立適合的貼圖庫，從中選擇并放置于合適的模型上。制作人員可以輕松快速的確保模型表面有其正確的屬性。 在物理陽光上正確的光照和全局照明 通過使用正確的物