Vray渲染器做小黃蜂卡通飛行器
今天和大家一起分享小黃蜂三維卡通飛行器這個(gè)靜幀的練習(xí)過(guò)程。這個(gè)練習(xí)靈感來(lái)自于一幅圖片，主要目的是想鍛煉一下最新Vray1.5 sp4a渲染器的功能，以及場(chǎng)景的布光。模型屬于硬表面建模，卡通風(fēng)格。
這個(gè)三維模型整個(gè)制作都在3ds Max2010中完成，渲染器采用32位最新Vray1.5 sp4a，后期使用的Photoshop。我盡量把我制作時(shí)的構(gòu)思和一些想法介紹給大家。制作流程分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
1、前期準(zhǔn)備
2、建模
3、燈光
4、材質(zhì)
5、后期
作者：李偉(tiger)，專攻次世代游戲建模、雕刻、燈光渲染學(xué)科。
最終效果圖：
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖00
小黃蜂
圖01
第一步前期準(zhǔn)備
當(dāng)項(xiàng)目確定下來(lái)后，我通常不會(huì)馬上開始建模。我會(huì)在重慶影視制作之前盡可能的收集相關(guān)素材，相信我，這非常有用。(圖02)
小黃蜂
圖02
(感謝這些素材的作者，令我的練習(xí)增色)
放開自己的思維，大膽的構(gòu)思絕妙的想法并融入到自己的練習(xí)中去。既然是自己的練習(xí)，就不要拘泥于參考圖，我的練習(xí)中總是努力要加入一些虛幻出來(lái)的東西，讓它更富有生命力。
創(chuàng)意作品對(duì)提升你的想象力有幫助的。例如下面這些圖。(圖03、04、05)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖04
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖05
下面我列舉《小黃蜂》模型部件中的機(jī)械手臂的構(gòu)思到實(shí)體的轉(zhuǎn)變過(guò)程：
機(jī)械手臂是完成后才添加的，在我審視完成搞時(shí)，總覺(jué)得工具箱里的工具和布娃娃在飛機(jī)起飛時(shí)受到顛簸一定會(huì)蹦出來(lái)，原本是要做一個(gè)透明罩子罩起來(lái)，可以想象，效果不理想，而且很多余。突然想到了機(jī)械手臂，由駕駛艙來(lái)控制這個(gè)手臂，機(jī)械手臂隨手可以拿出扳手修理或者拿出工具箱中的抹布擦拭玻璃(代替了雨刷器)，而且整個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)太過(guò)呆板。(圖06)
小黃蜂
圖06
第二步 建模
有了參考圖以及絕妙創(chuàng)意后(最好是畫出一張草圖)，我們就可以開始建模了，不過(guò)有一點(diǎn)要注意：不管是建立卡通飛行器模型還是其它模型，合理性是一定要遵守的，在添加上述一些虛構(gòu)部分的時(shí)候，需要特別注意，否則不合理的結(jié)構(gòu)會(huì)使別人不容易接受。
我們來(lái)參考幾個(gè)硬表面卡通風(fēng)格作品，看看它們是如何保證合理性的。(圖07、08、09)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖07
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器解析
圖08
小黃蜂
圖09
如何保證模型的合理性呢，我們還來(lái)拿機(jī)械手臂來(lái)講。手臂有三個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)，重慶3d動(dòng)畫制作左邊兩個(gè)可以180度全方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，右邊那個(gè)(靠近手套)的關(guān)節(jié)可以前后180度旋轉(zhuǎn)，這樣就保證了它的靈活性。我們可以利用旋轉(zhuǎn)工具對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行測(cè)試。(圖10)
小黃蜂
圖10
對(duì)于初學(xué)者，這里要介紹一下鏈接工具，當(dāng)我們旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)時(shí)候，肯定手臂上的小物件不會(huì)跟隨一起運(yùn)動(dòng)(如橡膠圈)，利用鏈接工具把不聽話的小物件綁定到正確跟隨關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的手臂上就ok了。
使用辦法：點(diǎn)擊鏈接圖標(biāo) ，然后點(diǎn)擊橡膠圈，此時(shí)不要松開鼠標(biāo)，拖動(dòng)到要鏈接的地方，如關(guān)節(jié)旁的圓柱體上，松開鼠標(biāo)，會(huì)看到圓柱體會(huì)閃動(dòng)一下，就表示鏈接成功了。
好了，下面看《小黃蜂》的模型部分，可以看到模型很簡(jiǎn)單，制作上沒(méi)有什么難點(diǎn)。(圖11、12)
小黃蜂
圖11
小黃蜂
圖12
第三步 燈光
燈光共有兩個(gè)部分組成：
1、場(chǎng)景布光與燈光控制參數(shù)
2、天光與曝光參數(shù)、攝像機(jī)參數(shù)
所有模型(除了手部)沒(méi)有展UV，沒(méi)有繪制貼圖，也沒(méi)有高光控制。全部通過(guò)反射面片燈實(shí)現(xiàn)。看一下這個(gè)場(chǎng)景的布光吧。
小黃蜂
圖13
燈光控制參數(shù)(圖14)
小黃蜂
圖14
我布光的主題思想就是要實(shí)現(xiàn)黃色機(jī)身嶄新的金屬質(zhì)感!布光不要以為燈光越多越好，我看到過(guò)大師經(jīng)常用三點(diǎn)布光造就經(jīng)典絕倫的作品，也看到過(guò)密密麻麻的燈光營(yíng)造的慘白景象。重要的是你要清楚你要著重表達(dá)的是什么!每盞燈光的作用是什么!這個(gè)場(chǎng)景中大家可以看到，燈光并不復(fù)雜，用來(lái)照明的只有兩盞(主光和付光)。除了藍(lán)色燈光外，其余全部參與了反射。
下面我來(lái)一一介紹下：
主光付光=照亮機(jī)身+產(chǎn)生反射高光。
藍(lán)色燈光=只作用于環(huán)境(所搭建的plane平面，并非max環(huán)境)，使背部有個(gè)冷暖變化，不至于太過(guò)死板。它其實(shí)是可以省略的，給環(huán)境材質(zhì)diffuse添加一個(gè)漸變貼圖，調(diào)整到需要的顏色。也可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果。
反射光=作用于所有，產(chǎn)生反射高光。
頂光=只作用于玻璃面罩，產(chǎn)生反射高光。
天光和曝光控制參數(shù)、攝像機(jī)參數(shù)(圖15)
小黃蜂
圖15
用于反射和折射的hdri貼圖可以忽略，它們?cè)谶@里練習(xí)中作用不大。大家主要看一下曝光控制和camera攝像機(jī)參數(shù)，說(shuō)到燈光，不能不提曝光和camera。我看到很多人喜歡添加vray燈光后，直接降低亮度值來(lái)防止曝光，這是不對(duì)的，正確的做法是燈光要和曝光控制以及camera共同使用!
Reinhard曝光控制我個(gè)人比較喜歡，也經(jīng)常使用，這里要隆重介紹一下。它集合了linear multiply(線性曝光)和exponential(指數(shù)曝光)的優(yōu)點(diǎn)。
我們知道linear multiply為默認(rèn)的曝光方式，優(yōu)點(diǎn)是飽和度強(qiáng)，但靠近光源部分很容易曝，而exponential正好相反，缺點(diǎn)是飽和度又太低，于是聰明的vray開發(fā)者們就推出了一種融合的方式，保證了原飽和度而又控制住了曝光。
burn value=0接近exponential，burn value=1接近linear multiply，burn value=0.5全部融合。
下面這個(gè)是camera(攝像機(jī))參數(shù)，我們常用到的是下面三個(gè)數(shù)值。(圖16)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖16
F-number=光圈，數(shù)值越小，光圈越大，畫面越亮。
Shutter speed =快門速度，數(shù)值越小 快門速度越慢，進(jìn)光越多，畫面越亮。
Film speed(iso)=感光度，控制膠片對(duì)光的感應(yīng)程度，數(shù)值越高，畫面越亮，但是會(huì)出現(xiàn)顆粒。
不過(guò)，這些數(shù)值沒(méi)有絕對(duì)值，不要死記它們。曝光控制和vray camera參數(shù)以及燈光強(qiáng)度與間接照明等共同作用，并相互影響。
第四步 材質(zhì)
終于到了我喜歡的環(huán)節(jié)。嘿嘿。不過(guò)有個(gè)配色小插曲要提一下，希望能給你帶來(lái)靈感。
當(dāng)初機(jī)身是白色，重慶vr公司而且已經(jīng)渲染完畢，但是總感覺(jué)不好，缺點(diǎn)什么。有次晚上散步，看到樓下一輛電動(dòng)腳踏車，黃色車身，好漂亮，立馬讓我想起了《變形金剛》中的大黃蜂，啊，為什么不借鑒大黃蜂配色呢，當(dāng)晚回家找出大黃蜂的圖片，最終確定了黃色機(jī)身，全部重新渲染，并且決定取名“小黃蜂”。好了，閑話不多說(shuō)，繼續(xù)。(圖17)
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圖17
Reflect=vray是根據(jù)灰度值來(lái)判定反射的強(qiáng)度的。純白色為鏡面反射，也就是100%反射，純黑色為沒(méi)有反射。
Fresnel reflections=菲尼爾反射，是一種真實(shí)的反射現(xiàn)象。如下面這張圖，攝影機(jī)和水面的夾角越小，反射就越強(qiáng)。我們想象一下。如果把攝像機(jī)移動(dòng)到水面的上方，會(huì)怎么樣呢？或許能看到水里的魚，還能看到反射么？所以除了制作鉻以及這種鏡面反射物體外，其余反射都要都選這個(gè)選項(xiàng)。(圖18)
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圖18
BRDF=為高光的形態(tài)控制，有blinn、phong、ward三種，它能使高光更漂亮。
大燈材質(zhì)這里要說(shuō)明一下，因?yàn)樗^復(fù)雜一些。(圖19)
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圖19
這里我用了vray混合材質(zhì)，有兩層：
1、一層是vraylightmtl燈光材質(zhì)，貼圖通道貼圖了一張素材圖片，并使用了顏色修正(max2010以上版本才有)(參看上圖)
2、另外一層是強(qiáng)烈反射和折射，參數(shù)分別是232.232.232.和245.245.245，此層的目的是實(shí)現(xiàn)玻璃質(zhì)感。
可以看到，在BRDF中，我采用了ward類型的高光形態(tài)，這樣使反射高光不會(huì)太死板。并且在環(huán)境通道貼入了另外一張HDRI貼圖，使它的反射更加漂亮。
大家在做反射和折射的時(shí)候，記住不要把數(shù)值調(diào)整到0或者255絕對(duì)值，因?yàn)檎鎸?shí)世界中不存在絕對(duì)的反射和折射。調(diào)色也要遵循這個(gè)道理，沒(méi)有絕對(duì)的顏色，比如說(shuō)綠色，大家把顏色調(diào)整到正綠色時(shí)，把數(shù)值左右偏移一點(diǎn)，略帶點(diǎn)黃色或者藍(lán)色，也就是偏移一點(diǎn)色相值(H)，這樣的顏色才真實(shí)。(圖20)
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圖20
因?yàn)榫W(wǎng)上有人問(wèn)我，說(shuō)既然沒(méi)有畫貼圖，那機(jī)身上面的logo是如何實(shí)現(xiàn)的呢？這里我介紹一下方法。(圖21)
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圖21
1、為模型賦予uv貼圖修改器，修改貼圖通道為2，(默認(rèn)為1)，如需添加更多貼圖，延續(xù)此數(shù)值。調(diào)整gizmo確定貼圖位置。
2、新建一個(gè)vraymtl材質(zhì)，賦予貼圖兩張，一張為diffuse，一張為opacity，同樣修改兩張貼圖中的貼圖通道為2，并取消平鋪。
3、給原金屬材質(zhì)賦予一個(gè)brayblendmel材質(zhì)(混合材質(zhì))，把制作好的材質(zhì)賦予coat materials(外層材質(zhì))，調(diào)整blend amount(混合數(shù)量)下的方塊顏色，這個(gè)顏色控制混合權(quán)重。
下面列出最終渲染參數(shù)，供初學(xué)者參考。(圖22)
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圖22
Default lights=通常我都會(huì)把默認(rèn)燈光關(guān)閉掉。
Adaptive DMC=自適應(yīng)準(zhǔn)蒙特卡洛 這個(gè)場(chǎng)景有很多模糊反射的金屬和塑料，選擇這個(gè)圖像采樣類型，可以確保品質(zhì)情況下提高渲染速度。
Mtchell-netravali=抗鋸齒 米歇爾可以使輪廓邊緣更清晰。
Irradiance map+brute force=vray默認(rèn)的組合方式。我通常不會(huì)在間接照明的搭配上浪費(fèi)時(shí)間，可以看到我會(huì)使用默認(rèn)的low級(jí)別，只是把發(fā)光貼圖中的hsph.subdivs和interp.samples數(shù)值調(diào)整到50和30。
Noise threshold=這個(gè)數(shù)值可以很好的控制畫面的噪點(diǎn)，但是對(duì)速度影響很大。通常我會(huì)調(diào)整到0.01。
燈光的subdivs=陰影的細(xì)分值，我通常都會(huì)增加到24。
材質(zhì)中的模糊反射和模糊折射 subdivs=增加這個(gè)數(shù)值，可以有效去除模糊反射和折射的噪點(diǎn)，我通常會(huì)加到32。
第五步 后期
雖然vray已經(jīng)把小黃蜂渲染的很好的，但是后期還是要很重視的。不是有人說(shuō)過(guò)么;三分靠渲染，七分靠后期，可見(jiàn)后期的重要性!
我在這個(gè)練習(xí)中，為每個(gè)材質(zhì)分配了一個(gè)材質(zhì)ID號(hào)，并使用了psd-manager2.1這個(gè)插件來(lái)實(shí)現(xiàn)分層渲染。它可以輸出psd的分層文件，方便我們?cè)趐s中處理。下面我舉個(gè)小例子來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下它的使用辦法。
1、創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景，場(chǎng)景有四個(gè)物體，分別為它們賦予材質(zhì)，并相應(yīng)分配ID號(hào)1、2、3、4。(圖23)
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圖23
2、數(shù)字鍵“8”打開環(huán)境與效果面板，切換到效果面板，添加psd-manager效果(確保你機(jī)器已經(jīng)裝有psd-manager這個(gè)插件)。(圖24)
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圖24
3、此時(shí)會(huì)有一個(gè)面板跳出，是要你指定渲染出的psd文檔存放的位置。(切記路徑以及文件名不要出現(xiàn)中文名!!)(圖25)
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圖25
4、繼續(xù)往下拖動(dòng)面板，找到“G-buffer output”面板，這里有三種分離方式，分別是物體ID、材質(zhì)ID、場(chǎng)景對(duì)象。這里我們用第二種：材質(zhì)分離。(其他用法一樣，都很簡(jiǎn)單)勾選第二個(gè)選項(xiàng)，并在material ids輸入欄中輸入剛才指定的ID號(hào)碼1-4。也可單獨(dú)渲染，只需要更改數(shù)字為你要渲染的ID號(hào)即可。(圖26)
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圖26
5、此時(shí)就可以渲染了，切換到max的渲染框，不要使用vray的frame buffer的渲染框，我發(fā)現(xiàn)使用vray的渲染框渲染的psd分層圖是無(wú)效的，雖然cebas官網(wǎng)介紹支持vray。大家也可以自行嘗試一下。渲染完畢后，找到剛你指定的存放目錄，用ps打開這個(gè)文檔。(初學(xué)的朋友按照這個(gè)步驟一路下來(lái)，會(huì)出現(xiàn)和我這個(gè)一樣的ps文檔。)(圖27)
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圖27
6、按著ctrl點(diǎn)擊material IDs中的四個(gè)層，看是不是把每個(gè)物體都分層渲染出來(lái)了。下面的就不用我在講了吧。我就是使用了這個(gè)辦法為每種材質(zhì)又校準(zhǔn)了一下顏色，其實(shí)很多中辦法可以實(shí)現(xiàn)分層渲染的。
Vray也自帶的有渲染物體ID或者材質(zhì)ID的功能，不過(guò)個(gè)人覺(jué)得不是很好用，這里也簡(jiǎn)單說(shuō)一下吧。按F10打開渲染設(shè)置面板，切換到渲染元素面板，添加vraymtlid元素，無(wú)需參數(shù)，渲染就會(huì)出現(xiàn)左邊的圖，在ps中拿魔棒工具選擇即可。(圖28)
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圖28
Vraymtlselect也是實(shí)現(xiàn)依據(jù)材質(zhì)實(shí)現(xiàn)分層渲染的，但是較繁瑣，不做介紹。
Ok，教程就到這里，感謝大家耐心觀看，希望本教程能夠給大家?guī)?lái)幫助和靈感!不明白的地方可以大家可以提出來(lái)，我會(huì)盡可能的給大家回答，再會(huì)。(圖29、30、31、32)
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