探析渲染对三维动画效果的影响

伴随着国际动漫产业的快速发展，中国动漫业也毫不逊色，短短几年时间就取得突飞猛进的进步，从最早的几百家动漫企业已经发展到上万家企业，从业人员超过百万。三维动画作为计算机科学、计算机图形学与传统试听媒体艺术形态相结合的艺术形式，凭借多样的表现手法，逼真的画面效果，得到广大观众的青睐。但是制作一部能让亿万观众为之兴奋、为之震撼、为之欢呼的三维动画片需要精心完成前期、中期、后期3个制作过程。在诸多的制作步骤中，渲染任重道远，成为影响三维动画效果的关键。

渲染在三维动画效果中的作用

1.从艺术表现的角度看渲染在三维动画中的作用

渲染技术在三维动画中起着至关重要的作用，从艺术的角度看，渲染起到整个流程的承前启后作用。利用计算机的特殊的计算能力，把三维场景转化为图像是一个需要精心设计的过程，也是影片画面风格和画面质量得以保证的根本。因此说，动画制作的中期制作很大一部分工作都是为了确保渲染结果能够与前期设定的要求达到一致。当然，后期的制作也是对渲染结果的完善，对影片的画面效果能起到完美的修饰与修饰作用，渲染的结果不同，决定了在后期制作中要采用的制作方式，要达到最佳的画面效果，就要充分意识到渲染的重要性。

2.从产业生产的角度看渲染在三维动画中的作用

从动画产业的生产角度看，三维动画制作过程中需要花费时间最多的步骤之一就是渲染，高清精致的动画画面，需要花费较长的渲染时间，当今社会，科技迅速发展，资讯相当快速，观众选择三维动画片的时候拥有者高度的主动权，动画片的画面效果是否理想成为观众是否喜爱这部动画片的重要因素，更决定观众是不是愿意继续欣赏观看这部动画片。因此，动画制作人员对渲染流程的设计与创新业对优化三维动画片的制作效果和流程起到一定的现实意义。

3.从商业价值的角度看渲染在三维动画中的作用

制作一部三维动画片的制作时间太长的话不仅会带来投资成本的增加，也在一定程度上延长了资金回笼的周期，更会为影片的播放带来不利的影响，断断续续的时间延误会让观众失去开始时候的激情，在激情消失之后再观看已经很显然没有最初的感觉，直接影响收视率。渲染作为动画片制作过程中重要的一环，渲染的效率直接影响到影片的制作周期，成功的动画片必然有管理规范和技术过硬的渲染团队，渲染技术人员在渲染的时候和各部门工作人员协调工作程序步骤，节约了大量时间，所以才使得这部动画片制作时间短而且画面质量较高。因此说，花费较短的时间，却达到较高的画面效果，才是商业动画片的重要要求。

如何通过渲染让动画效果更加真实

1.使用高级渲染器

一般的三维软件都不会计算光线的物理特性，只能通过一定的辅助方法，如辅助灯光模拟的方法来得到二次照明的效果。这种渲染软件虽然在渲染的过程中有较快的速度，但在复杂的灯光条件下会耗费大量的时间来模拟光照环境；同时，对于操作人员的要求也较高，操作人员必须具有一定的美学艺术修养，而且在整个作品的艺术加工过程中，渲染一般不是一个操作人员来完成的，每个操作这对于光线照明有其主观性，这就导致了在将每幅画面连接在一起时，会出现照明效果忽明忽暗的情况；而且，一旦摄像机角度发生变化，灯光必然产生变化，这就要回到起点进行重新灯光模拟，效率较低。

相比而言，高级渲染器引入了物流学计算的方法，使得光线分布均匀，场景中没有死角，操作人员不必添加辅助光线既可得到很好的二次照明效果，这不仅降低了操作人员的艺术水平要求，而且使得画面之间切换时，画面并不会出现照明效果的明显异同，保证了场景照明的一致。

2.严格控制建模、贴图的数量

严格控制建模和贴图的数量对于渲染效果的增强可从以下三个方面进行阐述：首先，在单个渲染场景的模型中，模型的多边形数目应控制在一个较低的范围，且利用Mentalray的mentalraySubdivApprox节点来自动设置光滑程度，这种控制多边形和光滑度的模型通常用于场景照明或者远离摄像机时使用[2]；其次，严格控制贴图的数量和大小，并且利用贴图重复和材质网络节点，以提高渲染效果和效率；最后，渲染过程本身就是一个极耗时间的一个过程，要利用一切可以利用的手段来提高渲染的效率，例如尽量控制透明通道贴图的使用，因为光线跟踪渲染模式时，对于透明通道贴图阴影部分的计算会消耗大量的时间，影响渲染的效率。

3.多使用合成的手段

合成的速度一直比渲染的速度要快，所以要尽可能将动画制作工作留给合成，这要比坚持在渲染中得到所有效果要好。例如可以采取分层渲染和深度通道渲染的方法，分层渲染是指将画面中的不同部分分开进行渲染，这种渲染方式不仅可以方便校色，还可以在相同的没有透视变化的背景下只渲染一张既可，减少校色的工作量；而深度通道渲染是指花费一定的时间做出深度通道，在合成的时候即可做出景深等效果。

如何减少渲染时间，提高画面效果

1.使用专业性的硬件设备

渲染在很大程度上依赖于计算机的计算能力，如果可以提供更多的计算资源，渲染时间会大大减少。渲染器有很多种，比如我们常用的Mental Ray（简称MR）、Brazil（简称BR）、FinalRender（简称FR）、VRay（简称VR）。

Mental Ray是早期出现的两个重量级的渲染器之一，集成在著名的3D动画软件Softima-ge3D中，由于其Mental Ray高效和质量， Softima-ge3D一直在好莱钨电影制作中占有非常大的份额； Brazil作为3DS MAX的渲染插件，在公开测试版的时候，作为一个免费的渲染插件，其渲染效果已经让人们完全接受，其强大的光线跟踪处理技术让你印象深刻，但是渲染速度有待进一步提升； VRay作为目前业界最受欢迎的渲染引擎，基于V-Ray 内核开发诸多版本，为不同领域的3D建模软件提供了高质量的图片和动画渲染，而且VRay也可以提供单独的渲染程序，方便使用者渲染各种图片。

2.用非真实感的渲染方法节约渲染时间，提高渲染效果

三维动画一方面可以实现逼真的真实感强的渲染，就像进入真实世界的影视画面效果，另一方面也能够实现非真实感的渲染，让影视效果得到其他艺术形式的画面效果，例如卡通动画、水墨动画、剪纸动画、皮影动画等等，非真实感的渲染速度要比真实感的渲染速度快好多[3]。通常非真实感的渲染方法更受动画设计师制作导演的青睐，因为相比较而言，非真实感这种渲染方法，不但能够节省渲染时间，还能够降低对模型、材质、灯光等方面的要求，节约制作费用，更主要的是能够展现一种独特的，不同于普通三维动画的效果，给观众耳目一新的感觉。

3.通过流程优化减少渲染时间

尽管渲染是计算机控制和完成的一道程序步骤，尽管随着各大厂商对渲染器的效率有较大的提升，但是总体而言渲染在作品制作过程中仍占据大量的时间，由此，要从全局考虑，如何使得渲染的效率增加。动画制作作为一项整体的艺术加工过程，在前面的一些制作步骤会对后续的加工产生重要的影响，对渲染而言，对渲染的效率产生影响进而对渲染时间。这就需要通过流程具体的设计和优化，通过利用材质以及灯光等方法将其他生产流程对渲染的难度降到最低，提高渲染效率，降低渲染时间和作品制作周期。

结语

曾经，中国特色的山水画动画成为了一代人的记忆，如今，在外国各种动漫的冲击下，尽管我国动漫工作者也在奋起直追，然而，市场份额却被压缩的所剩无几。动画已经不再仅仅是作为视频，而且其附加经济价值和文化价值日益凸显，这就要动漫从业者不仅对于动画的内容进行雕琢，同样在动画制作水准也应该向世界先进水平靠拢，创造出属于我们民族的动画，属于下一代的记忆。

（作者单位：皖西学院艺术学院）