结合毕业设计《彩礼》浅谈Maya中renderpasses分通道渲染的应用

【前言】结合毕业设计《彩礼》浅谈Maya中renderpasses分通道渲染的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。分通道渲染是基于图像通道信息的物体将其拆分的渲染技术，错综复杂的画面可以给我们分成丰富的通道以便我们可以后期软件中进行较色合成，提升画面效果。例如借助alpha通道，景深通道直接光照通道、间接光照通道等，我们可以在后期合成中进行叠加、相乘、相除的关系。...

【摘要】分通道渲染作为三维动画渲染的类别之一是一种特殊有效易于操控的方式，尤其是对三维动画的制作帮助甚大，Maya2009软件中最新推出了renderpasses将分层渲染的应用推向了新的高峰。Renderpasses的出现提高了分通道在渲染在进行中的效率，对于三维动画最终形成的画面层级因素进行了极大程度的丰富并且提供了大量的素材从而方便动画的制作者，与此同时renderpasses的分通道效果在更大的程度上提供了对画面的调控空间，对于最终的动画画面效果，以及最后的动画输出效率有非常大的帮助。对于国内的三维动画从产业来说，renderpasses的出现对于动画制作者来说是一个巨大的发现，使得他们在进行分通道操作的时候变得更为容易简便快速，并且它同时提高整体的画面来说起着决定性的作用。

【关键词】renderpasses；分通道渲染；分层渲染

中图分类号：TP31 文献标志码：A 文章编号：1673-8500（2013）11-0014-02

一、Renderpasses分通道渲染的具体定义以及在三维动画中的应用

1.分通道渲染的具体定义

分通道渲染是基于图像通道信息的物体将其拆分的渲染技术，错综复杂的画面可以给我们分成丰富的通道以便我们可以后期软件中进行较色合成，提升画面效果。例如借助alpha通道，景深通道直接光照通道、间接光照通道等，我们可以在后期合成中进行叠加、相乘、相除的关系。一般情况下我们面对不同的渲染需求我们自然地会分出不同的通道，一般常用的又漫反射通道（Diffuse color）、直接光照通道、高光通道（Specular）、反射通道（Reflection）、阴影通道（shadow）、间接光照通道（Indirect illumination）等。随着三维软件自身技术的不断发展所能为后期合成所提供的渲染通道也在不断地增多。

2.maya2009中的mentalray中的renderpasses分通道渲染的具体定义

renderlayer为maya2009之前的software和mental ray所共有的，renderpasses（渲染通道）实在renderlayer（渲染层）的基础上进行通道分离的。以前所用的renderlayer只能让一个渲染层输出物体的一种属性，而renderpasses（渲染通道）则是可以在一个渲染层里面将物体的若干属性给分离开，即一个渲染层中可以创建许许多多的渲染通道以简单的方式完成复杂的图像制作。同时maya2009中的renderpasses添加了一个renderpasses contribution map的功能，其相当渲染层中的子级层。对于复杂的场景、动画我们可以利用contribution map 将物体按照我们想要的方式分离以便能够从容的面对巨大复杂的动画问题。

二、Renderpasses分层渲染技术在三维动画短片创作中的优势

1.renderpasses分层渲染技术方便了制作人员的分层创作

（1）三维动画中――灯光布局及设定的简单化

在制作复杂的场景时，制作者常常会苦恼怎么样做出一个满意的灯光效果，合适的灯光布局在从前的制作中往往要灯光渲染师反复的进行测试，花费大量的时间和精力。但是还不是全部因为场景中的不确定因素往往是很多的，我们拿一个简单的室内场景为例，照亮这个房间的最好的方法是在房间的中间布置灯光对着四周用任何的方式进行照射，经过调整得到满意的灯光效果这是我们加入动画角色，如果场景中的动画角色路过我们所布置的灯光时的话问题就出现了，他的身体上一定曝光这样我们前面所投入的精力就白费。Renderpasses提供了contribution map 这样的功能可以让灯光渲染师简单的将灯光分组并且与灯光所要照射的物体一起加入contribution map中，这样在后期中我们可以得到相对应contribution map的分组通道，从而能够对曝光的源头进行减弱的处理，此方法使得后期合成对灯光的可控性提高，并且简化了三维动画中复杂的灯光工作。

（2）三维动画中――材质创作的效率提升

处理复杂的三维动画场景时，为了得到高质量的画面质感材质上所投入的精力是非常大的，材质工作者在以前往往通过不停的渲染矫正才能放心的将材质交给渲染师。假如遇到了特别繁杂的工程量巨大的场景时甚至需要隐藏一部分物体来调节另一部物体，这样才能减少一部分的渲染时间。在有了renderpasses我们可以将控制材质属性的几项重要属性添加进包含物体的渲染层中去例如Specular（高光）、Diffuse color（漫反射）、Reflection（反射）等这些属性会通过渲染输出成相对应的通道可以在后期合成中进行最后画面的调节。这样的话材质制作者只需要大概的调节好物体的一些属性的数值，最后在后期合成中在进行校对同样可以得到高质量的效果，与此同时减少了出错率与渲染测试的时间，明显地提高了材质创作的效率。

2.对于渲染成片计算机的性能要求的降低

对于渲染一个较复杂的场景或者同一镜头中出现众多的角色的情况，普通的计算机设备往往会出现相应速度慢、内存溢出、程序异常退出等问题，使用分通道渲染就能很好的解决问题。可以分别地为角色和场景添加alpha通道，在单独将角色和场景分离开来进行渲染，这样思路方法可以使得我们突破计算机性能的瓶颈，从而降低了高质量渲染对于计算机性能的要求。

三、结合实例浅谈renderpasses在三维动画短片中的具体应用

1.renderpasses分成渲染技术在三维动画短片《礼金》中的方案制定

（1）表现角色皮肤的肌理与角色服装的质感

由于我们对于场景中角色的最后定为为较为写实的效果，所以我们的最终画面需要比较逼真的皮肤效果及服装纹理。渲染的方案也就需要为最终效果而制定。为了得到较为细腻的皮肤效果我们需要为有皮肤的地方单独地制作mental ray的次表面散射材质（3s材质），再与其他的常规的diffuse color、direct illumination、reflection、specular通道进行合成，所以皮肤的渲染方法相对场景及角色服装的渲染方法是不一样的。我们使用的renderpasses的Contribution map将所有皮肤的模型加入到单独的Contribution map中单独为其加入matte进行合成；结合后期的合成我们新的方案会带给我们更具真实的皮肤的直接光照。大大的发挥的metal ray的次表面散射材质（3s材质）的优势。也成功地表现了最终的皮肤效果。

（2）表现短片特殊场景中的灯光效果

在我们的复杂的场景中不同的位置应该依据场景的布置有不同的效果，利用renderpasses的contribution map的优势我们将场景中的灯光进行分类。例如在我们的室内场景中，我们有着窗口自然就伴随着自然光，房间的卧室有吊灯自然也就伴随着吊灯的光源，有了这两大类主光源也就有了房间四周的副主光源。分类好了室内的灯光组以后我们可以进行创建contribution map的工作，随后我们在单独地讲我们所需要的直接光照通道和高光通道加入到相对灯光的contribution map里清楚分明的灯光组，配合着后期的调整我们就可以等到相对灯光组所应该达到的灯光效果。通过renderpasses的功能我们能够更加清楚地自由地为灯光效果添加艺术效果更为符合我们所要求的艺术氛围。

2.在渲染工作中把握精确度，减少资源浪费与返工的情况

三维动画的渲染工作往往是最令人担心的了，在经过了长时间的渲染发现有瑕疵而重新返工的话这会大大影响片子制作的进度。使用分通道渲染的优势就是在于它可以紧密的与后期合成结合在一起，出现的一些瑕疵也可以通过在后期软件中进行处理，即使在后期合成中无法处理掉，这时我们也只需要通过渲染单独的通道来解决问题，而不用将整个复杂的场景全部的从头的再渲染一次减少了浪费资源的情况。例如在我们动画场景中存在着一些透明的物体并且有个一个镜头能够比较近距离地拍摄这些透明的物体，即使我们在maya中将材质的透明度开至1，但在后期的diffuse color通道中我们发现所有的透明物体全都变成了失去了透明的效果，因为renderpasses仅仅能够识别的是材质的diffuse color、specular、reflection等通道而不能识别透明通道，这时我们只需要通过renderpasses将所有透明物体的alpha通道渲染出在后期软件中与渲染出的beauty层相乘就可以解决，大大地解决了我们常常需要返工的情况节省了大量的工作量来得到更高的工作效率。

3.renderpasses分层渲染方便统一工作流程统一标准

三维动画由于其复杂的流程以及较长的制作周期，往往需要一个合作默契的或大或小的团队。然而在通常的制作中我们总是会遇见一些成员之间的配合不默契而导致画面所出现的问题 ，个别成员的技术的差异可能导致短片在风格上的或是在质量上的不统一，使用分通道渲染技术能够将这些画面上的问题统统在后期合成中统一。例如Ambient Occasion与Diffuse color的叠加和Diffuse color与Direct Illumination的叠加，可以以相对统一的合成参数能够将灯光师的风格和技术差异在合成后被最小化。分通道渲染对于画面的控制是非常强的，自然它就可以将材质工作灯光工作渲染工作相对统一，利于统一工作中的流程提高工作的效率。

4.进行科学的渲染测试工作，进行时间的、画面的调校，进一步把握渲染的精确度

在我们的短片制作中我们需要在中期时做足渲染测试工作，以便确认好渲染的方案以及后期合成的方案，并且能够精准的把握好最终画面的效果。我们通过使用renderpasses分通道渲染测试出最终的角色效果图，这样我们定出我们的后期合成方案从而在渲染的流程中进行修改，例如还需要某些特殊的通道或是删减一些不必要的通道以节省渲染时间。渲染测试能够给我们之后的灯光材质渲染工作进行一次全方位的校对检验。于此同时通过renderpasses 得出的渲染时间可以为我们在目标时间内完成工作给出一个准确的参考。科学的渲染测试工作以牺牲一点点时间为代价来换得更为准确的渲染方案，还能为合成的前的所有工作进行一次初步的检验。

四、结论

综上所述，renderpasses作为三维动画渲染的一种新技术在很大程度上促进的渲染技术的发展，renderpasses同时也作为一种三维渲染制作的新理念，它将大量控制画面的因素交给了动画制作的后期也大大节约了时间，为三维的动画的画面提供了重要的保障。在如今的三维动画片中，追求越来越高的灯光效果、画面质感、渲染精度已经成为主流趋势。观众不断地提高自我审美也同时在不断要求着更多来自画面的冲击力。再看看三维动画起初时只追求“立体感”的效果，当今的主流三维动画作品中对于画面的真实感、光影与材质方面都投入了大量的精力。渲染工作者及渲染工作者利用renderpasses可以在render layer的基础上更进一步的对复杂的场景进行着细腻的处理，并且因它所带来的科学的制作流程无疑是方便了动画的工作者们。

通过毕业设计的制作笔者深深地体会到了Maya Renderpasses所带来的优势，笔者认为伴随着三维动画的快速发展，分层渲染及分通道渲染将会成为这个时代的主流，renderpasses这样的新功能也会被极为广泛的应用。本文只是浅层面地分析了maya renderpasses的优势，没有能够深层的剖析。尚有不足之处还请各位老师能够慷慨赐教。