V-Ray 3 for SketchUp 官方课程(完整版)

第二课:室外渲染

主要课程


第二课讲解了渲染写实室外图的工作流程:

  • 树木和草地都需要很多的模型面数,所以我们使用 V-Ray 代理和 V-Ray 毛发 来高效的生成
  • 我们使用覆盖材质(Override Material) 功能来加速布光流程
  • 我们使用 V-Ray 太阳和天空系统来匹配世界上任意地区一年中任意时间的光照
  • 使用物理摄影机选项调整图像的曝光和白平衡
  • 我们把照明切换成基于图像的照明 – 使用高动态全景图和V-Ray穹顶灯光来照明场景
  • 我们会展示如何使用穹顶灯光以及第一课附加课程所讲解的其他灯光设置夜景照明
  • 我们用 VFB 镜头效果进一步加强夜景效果

V-Ray 代理物体


本课由摆放植被开始。因为植被面数通常非常多,SketchUp 一般承载不了,我们使用了一些 V-Ray 的功能
一开始我们使用V-Ray 代理物体来布置一些树木和灌木。代理物体让我们可以把任意模型存在硬盘上,读进 SketchUp而不影响 SketchUp模型的面数。 V-Ray 在渲染的时候才会读取这些模型。
几何体可以由任意支持 V-Ray的或者可以导出.alembic的三维建模软件导出 (保存格式是 .vrmesh文件)

V-Ray 毛发


V-Ray 毛发是一种程序生成的几何体,用于模拟毛发,头发,草地等效果。在本课中,我们使用它快速建立镜头前的一片草坪。长度(Length)粗度(Thickness)弯曲(Bend)尖度(Taper) 参数让我们可以控制草叶的形态。多样性(Variance)参数让我们可以给草地增加随机性,让它看起来更自然- 较高的数值意味着更强的多样性,由基础参数(Basic Parameters)决定。分布(Distribution)参数让我们可以控制草的密度。我们可以用两种方式控制草的数量:

  • 每面 – 每个三角面都有相同数量的草,如果每个面面积不同那么草的密度就不一样。
  • 单位面积 – 草的分布会很均匀

实例替换(Instancing)


当使用代理物体的时候,最好是复制相同的代理物体,而不是多次把同一个代理物体导入。这个方法有助于节省内存,占用内存的只有一个代理物体。

材质覆盖(Material Override)


这个选项在布光而且场景中已经有材质的时候很有用。它让我们可以用同一个材质渲染整个场景加快渲染的速度。在我们的工作流程中,我们在打光的过程中开启它,在最终图渲染的时候关闭它。

太阳和天空


本章节展示了设置 V-Ray 太阳和天空系统的基本操作。重点在于光照 (颜色和强度) 基于太阳的位置。设置场景的地理位置使得我们可以创建任意日期任意时间段的准确照明。天空的强度和颜色将会是物理准确的。
尺寸倍增值(Size Multiplier)参数,不是物理准确的 – 太阳本来有固定的大小,这个值让我们可以出于艺术目的控制阴影边缘的柔和程度。数值越大,阴影边缘越柔和。
天空模型(Sky Model)参数让我们可以选择生成天空纹理的不同算法。我们推荐使用 Hosek et al 算法,我们相信这个算法产生的结果更好。
最后我们探讨了 Albedo 选项,这个选项控制着地平线以下天空的颜色,以及它在地平线以上和天空混合的方式。

基础摄影机(Basic Camera)


本章节的工作流程讲述了 V-Ray 物理摄影机用来调整曝光和白平衡的选项。我们使用的是摄影机的基础模式,此时只有一个参数- 曝光值(Exposure Value(EV))来控制图片的明暗 。更高的 EV 值让图片变得更暗。白平衡参数让我们可以根据图像的照明情况调整图像的白平衡。
你调整好了这两个参数后,你就可以禁用材质覆盖(Material Override)来渲染日景。

穹顶灯光(Dome Light)


本章节演示了另一个日景布光的方法。我们将使用一个 V-Ray 穹顶灯光(Dome Light)以及一张高动态范围图片(high dynamic range image (.hdr))来创建基于图片的照明(Image Based Lighting)。穹顶灯光会让基于图片的照明计算更快更便捷,而且不需要特别高的GI 参数就可以达到很好的结果。先启用材质覆盖加速渲染,都做好以后,禁用这个选项,开始最终图的渲染。

夜景设置


在这个部分,我们演示了如何设置夜景照明。我们调节穹顶灯光强度参数,让他看起来像晚上。我们旋转的图像的方向,这样我们就可以在镜头中看到图像的其他部分,并且避免了图片中阳光直射的光线。我们添加了若干盏光源,调整它们的颜色强度来营造一种温暖的人工光氛围。为了加速渲染,启用材质覆盖,并在最终禁用它,渲染正式图。

VFB 镜头效果


在工作流程的最终部分我们使用镜头效果添加光晕和光芒进一步加强图片效果。因为这些效果计算得非常快,在渲染结束以后,我们可以反复调整。

附加课程


空气透视(Aerial Perspective)


本附加模块涵盖了环境面板(Environment)空气透视(Aerial Perspective)的参数设置。它让我们可以模拟其效果比如雾气。它使用一个简单的算法,不会创建体积阴影,但是可以制作出写实的效果,用于不同的艺术特效 。这个特效主要用于大尺度场景(从远处观看一座城市) 模拟通过地球大气观察远处物体的效果。

高级太阳和天空参数


在这个模块中,我们会讲解 V-Ray 太阳和天空系统的更多参数。我们会使用滤镜颜色(Color)浑浊度(Turbidity)臭氧(Ozone)参数来影响太阳光和天空的颜色。影响高光(Affect specular)选项用来控制阳光对高光反射的影响。我们可以用它来调整高光反射的强度,修复高光反射中过亮的点。

环境覆盖(Environment Overrides)


在这个模块中,我们会讲解环境覆盖(Environment Overrides)。这个选项让我们可以在计算反射,折射,GI的时候使用不同的图片作为环境。这就让我们在制作最终图的时候,有了更多出于艺术目的的控制方式。举个例子,我们可以用一张图片作为背景环境,但是使用另外一张图片作为主体的反射或折射环境。

高级摄影机(Advanced Camera)


在本课中,我们会讲解 V-Ray 物理摄影机(Physical Camera)的高级选项 。

  • 胶片敏感度(Film Sensitivity)(ISO) 控制着胶片/感光元件的敏感程度- 值越高,图片越明亮。
  • 光圈(Aperture)(F number) 控制着镜头光孔的打开程度。数值越低,开孔越大,进光也就越多,图片越亮。
  • 快门速度(Shutter Speed)(1/s) 控制着快门开启和关闭的速度。这个数值是秒数的倒数,意思就是实际速度是用一秒除以这个数。数值越高,快门打开和关闭的速度就越快,进光就越少,图片就越暗。

场景中所有的灯光都已经被设置为适中的亮度,曝光值 EV也已经被预设为比较合理的曝光值。尝试分别调整这三个参数,看看它们对最终图片的影响。这个方法适合匹配真实照片和 CG 图片,因为物理摄影机(Physical Camera)的参数是和真实摄影机吻合的。

网格灯光(Mesh Light)(Advanced Camera)


本模块中,我们会演示如何把物体转化成光源。一般的做法是给模型附加自发光材质 ,依靠间接光计算它对场景的照明效果。这个方法,需要间接光参数非常高,而且不一定能产生很好的结果。有了 V-Ray ,你可以按照视频中的方法,轻松把任意模型转化成直接光源。

高级镜头效果(Advanced Lens Effects)


在本课中,我们会演示如何使用基于像素亮度的蒙版控制光晕(Bloom)光芒(Glare) 效果的分布。强度蒙版的原理很简单。V-Ray 帧缓存以32位浮点数据保存图片。使用强度蒙版的话, V-Ray 仅仅会在像素强度高于指定值的位置应用光晕和光芒效果。这样你可以避免整张图片模糊的效果,仅仅在最亮的地方产生光晕和光芒。

代理物体材质(Proxy Shading)


本课中我们探讨如何为 V-Ray 代理模型附加多个材质。这在我们有一个复杂几何体需要多个材质的时候很有用,例如,有叶子的树。原始几何体必须有正确的 face ID,这个方法才能成功。在这个条件下,我们就可以用多重材质(Multi Material)基于不同的 face ID 来附多个材质。

高级毛发(Advanced Fur)


在本课中,我们来看一看使用纹理控制 V-Ray 毛发参数的方法。长度(Length)粗度(Thickness)重力(Gravity)弯曲(Bend),和密度(Density) 纹理使用灰度图。纹理中的数值会和基础参数(Basic Parameters)中的数值相乘,白色= 1 黑色 = 0。弯曲方向纹理(Bend Direction texture) 初始方向纹理(Initial Direction textures)可以使用 RGB 纹理 在纹理空间内来控制弯曲的方向和草叶初始的朝向:红通道控制 U 方向 的参数,绿通道- V 方向,蓝通道沿着表面法线方向。