Vray教学中的“质\速”双全之道

摘要:3DS max中Vray渲染器的画面质量和完成速度间的矛盾,始终是困扰使用者的一个瓶颈问题,正确认识其中的技术特点,才能达到“质、速”双全的效果。

关键词:建筑室内设计;CG技术;Vray;质量及速度

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)09-2182-02

Seeking for the Balance Point between Image Quality and Rendering Time in Vray Renderer

SHEN Wei

(Shanghai Civil Engineering School, Civil Engineering Teaching and Research Section, Shanghai 201906, China)

Abstract: The contradiction between Vray Renderer's image quality and rendering time is always the bottleneck for its users. It is important to understand the technical features and reach the balance point of a favorable effect.

Key words: interior design, CG technology, vray, image quality and rendering time

作为室内设计专业的学生来说,不断提升自己设计方案的表现水平无疑是贯穿学习生涯始终的重要内容,真实、细致的效果图表现在一定程度上可以对最终成果起到“推波助澜”的作用。

如今众多专业建模、渲染软件的出现,使照片级效果图的表现在技术层面上不再是难题。其中vray for max渲染软件便是非常优秀的一款渲染工具。目前在建筑、装饰业界得到相当广泛的应用。同样,我们在室内外设计专业的计算机辅助教学中也加以使用,并取得了较为理想的效果。

但在此课堂教学和学生练习过程中,产生最大的瓶颈问题即:

渲染时间比max自带线扫描渲染引擎耗时较多,严重影响学生在此过程中的学习积极性和成就感。对此,本文拟就该软件设置中影响渲染速度的各方面因素加以探讨。 并寻求其中质、速双全的解决方案

1 Vray的工作流程

1) 在max环境中创建场景模型;

2) 对已完成的场景模型敷贴材质;

3) 把渲染器选项卡设置成VRay测试阶段的参数;

4) 根据场景实际光环境设计方案布置相应的灯光;

5) 根据测试渲染情况再次调整整个场景的灯光和材质;

6) 渲染并保存光子文件;

7) 调高精度,正式渲染。

2 分析以上流程后,拟从模型、材质、景灯光、渲染参数等方面进行研讨

2.1 三维场景模型的影响因素

从vray手册中我们知道: VRAY渲染引擎在模型的每个复杂转角,都进行了密集光子分布;模型表面相对简单,光子分布稀少。通过比对测试,正是这些密集的光子计算耗费了更多的时间。得出结论:多面数模型,会耗费更多的时间。有时候由于设计方案的需要,无法避免复杂模型的出现。因此,只能根据需求,分近景、中景、远景恰当优化面数,通过调整相机拍摄的角度来解决。

2.2 敷贴材质的影响因素

2.2.1 Vraymtl 材质中反射对渲染速度的影响

反射:颜色亮度值越高,速度越慢;光泽度:值越低速度越慢,反射效果越模糊;材质细分:值越高,速度越慢,越细腻;最大深度:次数越多,速度越慢。

2.2.2 Vraymtl 材质中折射对渲染速度的影响

折射:值越高,速度越慢,折射越强烈;光泽度:值越低,速度越慢,折射越模糊;细分:此值越高速度越慢,越细腻;最大深度:次数越多,速度越慢。

3 场景灯光布置的影响因素

整个场景中灯光照明强度越大,速度越慢。在Vray中的灯光细分值也决定着速度快慢,值越高,速度越慢,阴影效果越好;灯光数量越多,速度越慢。这就是为什么夜景效果图的渲染时间往往要多于白天效果图的原因。

4 渲染设置参数的影响因素

渲染面板参数的设定是对vray渲染画面质量、渲染时间二方面影响最大的决定因素。

4.1 抗锯齿参数设定对渲染速度的影响

Vray渲染器为我们提供了3种不同的方式,严格地说,无论采用哪种采样方式都会增加渲染时间,因此要针对不同情况,使用不同的图像采样器(反锯齿)来有效地节省时间。

4.1.1 固定图像采样器

对于具有大量模糊特效或高细节的纹理贴图场景,使用其是兼顾图像品质与渲染时间的最好选择。建议基本使用这种(抗锯齿)方式的默认设置来进行测试阶段的渲染。

4.1.2 自适应准蒙特卡洛图像采样器

此采样器没有自身的极限控制值,它受(Vray:rQMC采样器)中(噪波阈值)的制约。当一个场景具有细节纹理贴图或大量几何学细节而只有少量模糊特效的时候,特别是这个场景需要渲染动画时,使用这个采样器是不错的选择。

4.1.3 自适应细分图像采样器

对于没有Vray模糊特效(直接GI、景深、运动模糊等)的场景中,这个采用器是最好的选择。在室内效果图的制作中,这个采样器几乎可以适用于所有场景,是平衡时间与渲染品质的较好选择。

除以上3种“图像采样器”外,Vray还提供了多达14种的(抗锯齿过滤器)的选择,选择不同的模式对渲染速度也会有不同的影响,因此笔者在教学中建议学生使用默认的(区域)方式即可,然后将图像的锐化等工作留到后期处理完成。

4.2 全局光引擎对渲染速度的影响

Vray渲染器共提共了4种不则的(全局光引擎):即(发光贴图)、(光子贴图)、(准蒙特卡洛算法)和(灯光缓冲)等,这4种不同的(全局光引擎)可以在(首次反弹)和(二次反弹)中相互配合使用。在室内设计效果图中,使用(发光贴图)配合(灯光缓冲)方式进行计算,是取得质、速平衡的最好选择。在这里笔者只对这两种引擎进行讲述,至于其他渲染引擎的搭配使用,留待以后测试。

在首次反弹中,(倍增器):增加这个值可以使渲染的图像更明亮,同时也会增加渲染时间。需要注意的是,默认值为1.0可以达到很好的效果。

在二次反弹选项中,(倍增器):决定场景照明中二次漫射反弹的效果。增加这个值可以使图像更明亮,同时也会增加渲染时间。默认值为1.0~0.85可以得到很好的效果。当然,在此也需要根据实际情况酌情调整。

在Vray:发光贴图卷展栏中

(当前预置)提供了多达8种的预设模式用户选择,一般预置模式足够使用。

(模型细分):这个参数决定样本品质。较大的值可以得到平滑的效果,但是渲染时间增加,较小的取值虽然速度快,不过可能产生黑斑。影响质量,这个值受Vray:rQMC采样器取值的制约。

(插补采样):定义用于插值计算的GI样本数量。较大的值会得到平滑的效果,模糊GI的细分,也会增加渲染时间。较小的取值可能会产生黑斑。

5 几个典型比对渲染测试分析

通过以下几个典型比对渲染测试分析说明整个测试研讨的基本方法。

由于Vray渲染器并不支持Max对于材质和贴图的超级采样机制,而用图形采样来控制纹理的抗拒齿效果;默认情况下,Vray用图形采样来控制一切,渲染输出图象的质量、速度也全由它来控制。相似质量但采用不同的采样方式速度不同(均没有加入模糊效果),其中用Adaptive采样速度最快!

其中速度的差异,源于渲染时进行的抗拒齿处理的机制。测试场景如图1所示。

但如果采用adaptive 采样器在光滑处理大量粗糙凹凸物体场景时,渲染出图时如要达到相同图象质量,它的速度将会慢于其他两种采样方式。这是一个例外,需要加以注意。

同样threshold这个参数,它对速度的影响也非常大,采用simple two-level和Adaptive subdivision方式采样时,。它的默认值是0.1,经测试即使改为1.0,图象质量尚可。

因此得出结论:在不影响图象质量的情况下,适当加大 threshold值,速度会加快很多!

6 结论:寻找“质、速”双全的平衡点

从以上大量渲染测试比对中我们知道画面质量的高低和渲染完成时间的长短往往成反比关系,如何寻找其中的平衡点是我们实施整个测试研讨的目的。通过对一系列测试数据的分析,分阶段按不同要求,最终确定基本参数,在教学中供学生参考使用。

6.1 灯光测试渲染阶段

在进行灯光测试渲染时,首先在Global switches(全局转换)卷展栏中取消勾选 Hidden light、default复选框,即将系统的默认、隐蔽灯光取消。

在Image sample(采样设置)卷展栏中设置type为fixed。

在Indirect illumination(间接照明)卷展栏中,不开启效果,即不产生全局二次反弹光效,有利于观察到每个灯光的光影效果。

然后渲染出图观察灯光设置效果,图面大小一般不大于640×480.

6.2 场景初步测试渲染阶段

在对场景进行初步测试渲染时,Global switches(全局转换)、Image sample(采样设置)卷展栏按上一阶段参数设置,然后开启Indirect illumination(间接照明)卷展栏,并且将一次反弹设为irradiance map(发光贴图)强度倍增为1;二次反弹设为light cache(灯光缓存),强度倍增为1~0.85。

在irradiance map(发光贴图)卷展栏中,选择custom(自定义)预设模式,设置min rate为-4;max rate为-4,并修改Hsph subdivs(半球细分)值为20。

同样为了提高渲染速度,light cache(灯光缓存)卷展栏中,设置Subdivs(细分)值为300。

6.3 场景最终出图渲染阶段

输出画面大小按实际打印幅面设定,如3200×2400,将irradiance map(发光贴图)卷展栏中,选择High(高品质),并修改Hsph subdivs(半球细分)值为80.设置如下:

为得到更高的画面渲染质量,在light cache(灯光缓存)卷展栏中,设置Subdivs(细分)值为1200.如下图:

将Vray:Dmc Sampler(随机准蒙特卡罗采样器)卷展栏中的Adaptive amount(自适应数量)值修改为0.6;Noise threshold(噪波极限)值修改为0.001,以降低的噪点。各参数设置完毕后即可正式输出最终图像。

7 结束语

在建筑室内外设计专业领域中的数字化过程中,把握各环节关键技术无疑对整个设计行程影响深远。但我们应该清醒的看到分条析理地了解相关技术特点,仅仅是为了让数字化技术作为一件称手利器,为我所用。避免为追求所谓炫目的特效,被繁杂的参数所困扰。我们应该看到:把握软件技术的,始终、也只能是作为审美主体的设计人本身。

参考文献:

[1] vray官方完全手册.

[2] 王琦.Autodesk 3ds Max 9标准培训教材Ⅱ[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[3] 尹定邦.设计学概论[M].长沙:湖南科学技术出版社,1995.