基于3ds Max下的VRay應(yīng)用技術(shù)研究

李紅鋒 陳曉耀 田甜

摘 要：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越不滿(mǎn)足只能看到效果，而是追求照片級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)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(zhì)、燈光、攝像機(jī)和渲染參數(shù)的設(shè)置方法。從一定程度上解決了虛擬現(xiàn)實(shí)中渲染的脫離真實(shí)，提高了虛擬現(xiàn)實(shí)的藝術(shù)性和理論性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在教學(xué)、工程、設(shè)計(jì)、建筑等領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在高速進(jìn)步中。傳統(tǒng)的手工繪圖已經(jīng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，21世紀(jì)初的3ds Max默認(rèn)掃描線(xiàn)渲染器和LightsCape渲染器也逐漸被淘汰。

關(guān)鍵詞：VRay 虛擬現(xiàn)實(shí) 康美中藥城

中圖分類(lèi)號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jí)的渲染效果迅速占領(lǐng)的市場(chǎng)，并廣泛被設(shè)計(jì)師所接受?；赩Ray內(nèi)核開(kāi)發(fā)的有VRay for 3ds Max、Sketchup、Maya、Rhino等諸多版本，其主要應(yīng)用領(lǐng)域有室內(nèi)外效果圖渲染、動(dòng)畫(huà)、工業(yè)設(shè)計(jì)等場(chǎng)景的渲染，近年虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)和產(chǎn)品推廣中也逐漸興起。相對(duì)于掃描線(xiàn)渲染器和FinalRender渲染器，它的照片級(jí)效果和快于FinalRender渲染器20%的渲染速度，是其能夠被業(yè)內(nèi)人士所接受的優(yōu)勢(shì)，目前為止，VRay是現(xiàn)在市場(chǎng)上最受歡迎的渲染引擎之一。VRay主要包括VRay材質(zhì)、VRay燈光、VRay攝像機(jī)和VRay渲染設(shè)置4個(gè)方面。

1 渲染前的準(zhǔn)備工作

建筑模型制作，實(shí)地測(cè)量亳州康美中藥城平面尺寸和各立面尺寸，運(yùn)用Auto cad繪制平面和立面圖紙。運(yùn)用3DS Max導(dǎo)入外部文件的方法把平面圖紙導(dǎo)入3ds Max工作界面，運(yùn)用線(xiàn)命令勾出建筑物平面外輪廓，運(yùn)用擠出、可編輯樣條線(xiàn)、可編輯多邊形、布爾運(yùn)算和車(chē)削等命令完成基礎(chǔ)建模步驟。

2 V-Ray材質(zhì)調(diào)節(jié)

VRayMtl材質(zhì)是VRay自帶的一種材質(zhì)類(lèi)型，它是VRay材質(zhì)類(lèi)型中比較重要的一種材質(zhì)類(lèi)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(lèi)似蠟燭效果的半透明材質(zhì)。

VRay基本參數(shù)調(diào)節(jié)包含漫反射參數(shù)、反射參數(shù)、折射參數(shù)和半透明參數(shù)。漫反射包含顏色通道和貼圖類(lèi)型通道兩種形式，顏色通道是指制作材質(zhì)為單色時(shí)，運(yùn)用RGB值確定所制作材質(zhì)的顏色，例如亳州康美中藥城所用的大紅色材質(zhì)，RGB值是220、0、0的大紅色（見(jiàn)圖1）。

反射參數(shù)調(diào)節(jié)的意義是控制材質(zhì)表面的反射程度和質(zhì)感，反射參數(shù)設(shè)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(guò)顏色通道控制，顏色通道在控制反射高光時(shí)，當(dāng)顏色選擇是白色、灰色和黑色時(shí)，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(yùn)用色彩調(diào)節(jié)反射高光，物體表面會(huì)呈現(xiàn)出與高光色互補(bǔ)的色彩。另一種方式是通過(guò)反射凹凸通道控制反射屬性，通過(guò)凹凸通道可以打開(kāi)貼圖瀏覽器，進(jìn)行調(diào)節(jié)。

反射高光光澤度是控制物體表面高光點(diǎn)大小設(shè)置的，默認(rèn)數(shù)值是1，其數(shù)值越小高光點(diǎn)越大。反射光澤度是控制物體反射模糊程度的，數(shù)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(diào)節(jié)玻璃、水、塑料等。

材質(zhì)的基本屬性是在現(xiàn)實(shí)中物體表面越光滑其高光點(diǎn)越小，表面越粗糙高光點(diǎn)越大。

亳州康美中藥城建筑中，主要材質(zhì)有中國(guó)紅亞光漆、玻璃、石材等。主要材質(zhì)調(diào)節(jié)方法如表1所示。

3 V-Ray布光設(shè)置

布光是虛擬現(xiàn)實(shí)中重要的一部分，觀察建筑的模型圖，定下燈光的基調(diào)，需要自然光和人造燈光配合來(lái)形成。真實(shí)物理世界室內(nèi)光和人造光的特點(diǎn)，必須遵照現(xiàn)實(shí)物理世界的光源和材質(zhì)，渲染出來(lái)的效果圖才會(huì)真實(shí)可信。建筑模型主題光源為VR太陽(yáng)光，室內(nèi)光為輔助光源用VR燈光代替即可。太陽(yáng)光設(shè)置：濁度12、強(qiáng)度0.8、大小倍增1.1。天空光運(yùn)用VR光模擬：類(lèi)型平面、倍增8、溫度6000K。

4 V-Ray攝像機(jī)設(shè)置

VRay攝像機(jī)設(shè)置，我們選擇目標(biāo)點(diǎn)攝像機(jī)，鏡頭設(shè)為28，視野65.47°。

5 渲染參數(shù)設(shè)置

在公用面板里面選擇輸出大?。簩?000、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(xiàng)中選擇“自適應(yīng)細(xì)分”，其適應(yīng)于大多數(shù)場(chǎng)景，對(duì)于細(xì)節(jié)的處理光滑、過(guò)渡自然，缺點(diǎn)是細(xì)節(jié)模糊。其參數(shù)為默認(rèn)，數(shù)值越大效果越好，但對(duì)應(yīng)的其渲染速度越慢，只有在需要表現(xiàn)較多細(xì)節(jié)時(shí)，才需要把數(shù)值提高到1以上?？逛忼X過(guò)濾器選擇馬歇爾過(guò)濾器，在抗鋸齒中其效果是最優(yōu)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(huán)境中場(chǎng)景的燈光、衰減、色彩的飽和度等，如果在測(cè)試渲染階段發(fā)現(xiàn)場(chǎng)景中暗部的亮度不夠、亮部曝光或整體曝光不足，可以通過(guò)黑暗倍增器、變量倍增器和伽馬值調(diào)節(jié)，所有數(shù)值默認(rèn)為1，大于1其所控制的亮度場(chǎng)景會(huì)增加曝光，反之相反。顏色貼圖中包含7種曝光方式：線(xiàn)性倍增、指數(shù)、HSV指數(shù)、強(qiáng)度指數(shù)、伽馬效正、亮度伽馬和萊恩哈德，線(xiàn)性倍增曝光方式色彩鮮艷，但容易曝光。指數(shù)曝光方式容易控制曝光，但渲染結(jié)果圖紙色彩飽和度不高。HSV指數(shù)綜合了線(xiàn)性倍增和指數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一般而言選擇HSV指數(shù)曝光方式。

間接照明（GI）包含首次反彈和二次反彈兩個(gè)部分，首次反彈全局照明引擎選擇發(fā)光圖（閾值設(shè)為高），二次反彈全局照明引擎選擇燈光緩存（細(xì)分設(shè)為1500）。在測(cè)試渲染期間，可以預(yù)先保存好光子圖，這樣在進(jìn)行二次渲染時(shí)可以直接調(diào)用，最終渲染效果圖。

6 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用VRay渲染器渲染，需要在3ds Max中完成基礎(chǔ)建模，通過(guò)材質(zhì)設(shè)置、布光、攝像機(jī)設(shè)置、渲染參數(shù)調(diào)節(jié)對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行精確合理設(shè)置，才能達(dá)到理想的虛擬現(xiàn)實(shí)效果。

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