1.1 VRay渲染器發(fā)展史與渲染特色

學(xué)習(xí)課時(shí)：5分鐘

01 VRay渲染器的發(fā)展史。在2001年，Cha----osGroup公司發(fā)布了第一個(gè)版本，至今已更新到1.5版本，支持主流三維設(shè)計(jì)軟件的最新版。ChaosGroup公司是一家以制作3D動畫、電腦影像和軟件為主的公司，有50年的歷史，其產(chǎn)品包括電腦動畫、數(shù)字效果和電影膠片等，同時(shí)也提供電影視頻切換，著名的火焰插件（Phoenix）和布料插件（SimCloth）就是ChaosGroup公司的產(chǎn)品。本書將以3ds max 2009為后臺軟件，詳細(xì)講解VRay 1.50.sp2版本的使用方法和技巧。如圖1-1所示為VRay 1.50版本的信息圖像。

02 VRay渲染器的渲染特色。VRay渲染器是模擬真實(shí)光照的一個(gè)全局光渲染器，無論是靜止畫面還是動態(tài)畫面，其真實(shí)性和操作性都讓客戶為之驚訝。它具有對照明的仿真，以幫助作圖者完成猶如照片般的圖像。它可以表現(xiàn)出高級的光線追蹤，也可以表現(xiàn)出表面光線的散射效果、動作的模糊化。除此之外，VRay還有很多讓人驚嘆的功能，它極快的渲染速度和較高的渲染質(zhì)量，吸引了全世界很多的用戶。

1．真實(shí)的光跡追蹤效果（反射折射效果）

VRay的光跡追蹤效果來自于優(yōu)秀的渲染計(jì)算引擎，包括：準(zhǔn)蒙特卡羅、發(fā)光貼圖、燈光貼圖和光子貼圖。如圖1-2所示是一幅反映優(yōu)秀光跡追蹤特效的作品。

2．快速的半透明材質(zhì)（次表面散射SSS）效果

VRay的半透明效果非常真實(shí)，只需設(shè)置Fog Color（霧色）即可，非常簡單。如圖1-3所示是一幅反映次表面散射SSS的作品。

3．真實(shí)的陰影效果

VRay的專用燈光陰影會自動產(chǎn)生真實(shí)且自然的陰影，VRay還支持3ds max默認(rèn)的燈光，并提供了VRayShadow專用陰影。如圖1-4所示是一幅反映真實(shí)陰影效果的作品。

4．真實(shí)的光影效果（環(huán)境光和HDRI圖像功能）

VRay的環(huán)境光支持HDRI圖像和純色調(diào)，比如給出淡藍(lán)色，就會產(chǎn)生藍(lán)色的天光。HDRI圖像則會產(chǎn)生更加真實(shí)的光線色澤。VRay還提供了類似VRaySun和VRaySky等用于控制真實(shí)效果的天光模擬工具。如圖1-5所示是一幅反映真實(shí)光影效果的作品。

5．焦散特效

VRay的焦散特效非常簡單，只需激活焦散功能選項(xiàng)，再給出相應(yīng)的光子數(shù)量即可開始渲染焦散，前提是物體必須有反射和折射。如圖1-6所示是一幅反映焦散特效的作品。

6．快速、真實(shí)的全局照明效果

VRay的全局照明是它的核心部分，可以控制一次光照和二次間接照明，得到的將是無與倫比的光影漫射真實(shí)效果，而且渲染速度可控性很強(qiáng)。如圖1-7所示是一幅反映真實(shí)的全局照明效果的作品。

7．景深效果

VRay的景深效果雖然渲染起來比較慢，但精度是非常高的，它還提供了類似鏡頭顆粒的各種景深特效，比如讓模糊部分產(chǎn)生六棱形的鏡頭光斑等。如圖1-8所示是一些反映景深效果的作品。

8．置換特效

VRay的置換特效是一個(gè)亮點(diǎn)，它可以與貼圖共同來完成建模達(dá)不到的物體表面細(xì)節(jié)。如圖1-9所示是一幅反映置換特效的作品。

9．真實(shí)的毛發(fā)特效

VRay的毛發(fā)工具是新增的特效，它可以制作任何漂亮的毛發(fā)特效，比如一塊羊毛地毯、一片草地等。如圖1-10所示是一些反映毛發(fā)特效的作品。

了解了VRay渲染器的諸多優(yōu)點(diǎn)之后，我們就來深入學(xué)習(xí)它的用法。

1.2 VRay渲染器的安裝與設(shè)置方法

學(xué)習(xí)課時(shí)：15分鐘

ⅤRay渲染器的安裝方法與其他軟件稍有不同，因?yàn)閂Ray是作為一種插件的形式安裝在3ds max軟件中，下面我們來向大家介紹具體的安裝方法。

動手操練：

01 VRay渲染器的安裝。打開VRay渲染器的安裝包，雙擊鼠標(biāo)左鍵，打開（VRay渲染器的安裝程序）圖標(biāo)。在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-11所示。

02 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（我同意）按鈕，如圖1-12所示。

03 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-13所示。

04 接下來，在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-14所示。

05 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-15所示。

06 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-16所示。

07 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-17所示。

08 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-18所示。

09 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（下一步）按鈕，如圖1-19所示。

10 在彈出的對話框中用鼠標(biāo)單擊（完成）按鈕，如圖1-20所示。

11 執(zhí)行到這一步之后，VRay渲染器就安裝好了，打開3ds max 2009，將渲染器設(shè)置為VRay渲染器。按【F10】鍵，打開渲染面板，在卷展欄中設(shè)置渲染器，用鼠標(biāo)單擊后面的按鈕，選擇渲染器，然后用鼠標(biāo)單擊按鈕，如圖1-21所示。

1.3 VRay材質(zhì)的質(zhì)感特性

學(xué)習(xí)課時(shí)：15分鐘

材質(zhì)就是物體看起來的質(zhì)地，可以被看成是材質(zhì)和質(zhì)感的結(jié)合。軟件中的材質(zhì)就是表面各個(gè)可視屬性的結(jié)合，這些可視屬性是指表面的色彩、紋理、光滑度、透明度、反射率、折射率、發(fā)光度等。正是有了這些屬性，才能讓我們識別三維模型是用什么做成的，才會和真實(shí)世界一樣繽紛多彩。物體的質(zhì)感不同，源于組成材料的不同。物體的質(zhì)感是千差萬別的，同樣是玻璃制品，有的晶瑩剔透，有的卻色彩斑斕。這是因?yàn)樽陨砑y理豐富的程度不同，而且反射的環(huán)境圖案隨著造型而扭曲變形，不同造型的玻璃制品折射程度也不同。

單一的材質(zhì)在不同的光照條件下可以呈現(xiàn)出豐富的色彩變化。要想在虛擬場景中真實(shí)再現(xiàn)一種物質(zhì)，不但要了解它的物質(zhì)屬性，還要了解它的受光特性，熟悉不同光照環(huán)境中材質(zhì)的變化。

01 下面分別介紹一下材質(zhì)選項(xiàng)。按【M】鍵，打開材質(zhì)編輯器，選擇一個(gè)空白樣本球，用鼠標(biāo)單擊按鈕，在彈出的對話框中選擇材質(zhì)樣式，如圖1-22所示。

02 VRayMtl材質(zhì)的很多重要參數(shù)都集中在（基本參數(shù)）卷展欄中，如圖1-23所示。下面對其中各項(xiàng)參數(shù)的含義進(jìn)行解釋。

☉ （漫射）選項(xiàng)：用于設(shè)置物體的表面顏色。單擊后的按鈕，可修改顏色。單擊后的按鈕，可添加貼圖。

☉ （反射）選項(xiàng)：依靠顏色的灰度來控制反射，顏色越黑反射越弱，顏色越白反射越強(qiáng)。

☉ （高光光澤度）選項(xiàng)：用于控制物體的高光大小，通常和光澤度鎖定使用，可以單擊按鈕解除鎖定。

☉ （菲涅爾反射）選項(xiàng)：勾選此復(fù)選框后，反射的強(qiáng)度將取決于物體表面的入射角度。入射角度越小，反射越強(qiáng)，當(dāng)入射角度是垂直時(shí)，反射最弱。

☉ （光澤度）選項(xiàng)：用于控制物體的反射模糊程度。當(dāng)此參數(shù)值為1時(shí)，物體表面很光滑。

☉ （菲涅爾折射率）選項(xiàng)：此選項(xiàng)可以控制菲涅爾折射率。單擊按鈕解除鎖定，可以單獨(dú)設(shè)置菲涅爾折射率。

☉ （細(xì)分）選項(xiàng)：用于控制反射模糊的品質(zhì)。☉ （最大深度）選項(xiàng)：用于定義反射的最大次數(shù)。

☉ （使用插值）選項(xiàng)：當(dāng)勾選此復(fù)選框時(shí)能加快模糊反射的計(jì)算。

☉ （退出顏色）選項(xiàng)：當(dāng)物體的反射次數(shù)達(dá)到最高次數(shù)時(shí)就停止計(jì)算，在反射次數(shù)不夠的位置用退出顏色來代替。

☉ （折射）選項(xiàng)：依靠顏色的灰度來控制折射，顏色越黑折射越弱，顏色越白折射越強(qiáng)。

☉ （折射率）選項(xiàng)：用于控制透明物體的折射率。

☉ （煙霧顏色）選項(xiàng)：光線穿透材質(zhì)時(shí)，會變稀薄。此參數(shù)可模擬厚的物體透明度比薄的物體透明度低。

☉ （影響陰影）選項(xiàng)：勾選此復(fù)選框后物體將投射透明陰影。

☉ （影響Alpha）選項(xiàng)：勾選此復(fù)選框會影響透明物體的Alpha通道效果。

☉ （煙霧倍增）選項(xiàng)：用于控制煙霧的強(qiáng)度。

☉ （煙霧偏移）選項(xiàng)：低的參數(shù)值會使煙霧向相機(jī)方向偏移。

1.4 VRay渲染器的相關(guān)術(shù)語

學(xué)習(xí)課時(shí)：30分鐘

在一些案例中我們會看到英文的縮寫，其實(shí)就是渲染器的術(shù)語，下面我們就來了解一下它們各自所代表的意思。

☉ AA： 英文全稱： Antialiasing，中文名稱：抗鋸齒

解釋：用有灰度的像素值去平滑鋸齒形邊緣的出現(xiàn)，以減小混疊效應(yīng)的可見性的處理技術(shù)，簡單地說，這項(xiàng)技術(shù)可以讓物體的邊緣更平滑。

☉ DOF： 英文全稱：Depth of Field，中文名稱：景深效果

解釋：景深就是對好焦的范圍。它能決定是把背景模糊化來突出拍攝對象，還是拍出清晰的背景。

☉ DR： 英文全稱：Distributed Rendering，中文名稱：分布式渲染

解釋：分布式渲染可以讓多臺電腦聯(lián)合起來，同時(shí)渲染一張圖片或是一段動畫。

☉ GI： 英文全稱：Global illumination，中文名稱：全局照明或稱全局光

解釋：它是一種渲染算法（幾乎所有照片級渲染器都包含此種算法），在渲染過程中它不但計(jì)算直接光照，同時(shí)會計(jì)算由直接光照產(chǎn)生的間接光照。這種算法模擬了真實(shí)世界中光線是如何照亮物體的。

☉ HDRI： 英文全稱： High Dynamic Range Imaging，中文名稱：高動態(tài)范圍圖像

解釋：HDRI是一種亮度范圍非常廣的圖象，它比其他格式的圖像有著更大亮度的數(shù)據(jù)貯存，而且它記錄亮度的方式與傳統(tǒng)的圖片不同，不是用非線性的方式將亮度信息壓縮到8bit或16bit的顏色空間內(nèi)，而是用直接對應(yīng)的方式記錄亮度信息，可以說記錄了圖片環(huán)境中的照明信息，因此我們可以使用這種圖像來“照亮”場景。有很多HDRI文件是以全景圖的形式提供的，我們也可以用它做環(huán)境背景來產(chǎn)生反射與折射。這里強(qiáng)調(diào)一下，HDRI與全景圖有本質(zhì)的區(qū)別。全景圖指的是包含了360度范圍場景的普通圖像，可以是JPG格式、BMP格式、TGA格式等，屬于Low-Dynamic Range Radiance Image（高動態(tài)范圍圖像），它并不帶有光照信息。高動態(tài)范圍圖像的文件格式為HDR。

☉ IES： 英文全稱：Illuminating Engineering. Society，中文名稱：照明工程協(xié)會或光域網(wǎng)分布文件標(biāo)準(zhǔn)格式（Web Distribution）

解釋：光域網(wǎng)是燈光的一種物理性質(zhì)，確定光在空氣中發(fā)散的方式。不同的燈在空氣中的發(fā)散方式是不一樣的，比如手電筒，它會發(fā)出一道光束，還有一些壁燈、臺燈，它們發(fā)出的光又是另外一種形狀，這種形狀不同光，由于燈自身特性的不同，所呈現(xiàn)出來的那些不同形狀圖案就是光域網(wǎng)造成的。之所以會有不同的圖案，是因?yàn)槊總€(gè)燈在出廠時(shí)，廠家對每個(gè)燈都指定了不同的光域網(wǎng)。在三維軟件里，如果給燈光指定一個(gè)特殊的文件，就可以產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)生活相同的發(fā)散效果，這種特殊的文件，其標(biāo)準(zhǔn)格式是IES。

☉ IR： 英文全稱：Irradiance Map，中文名稱：發(fā)光貼圖

解釋：它是VRay四種全局照明引擎中的一種。

☉ LC： 英文全稱：Light Cache，中文名稱：燈光緩存

解釋：它是VRay四種全局照明引擎中的另一種，且是由Chaos Group（VRay）自主開發(fā)的。

☉ LWF： 英文全稱：Linear Workflow，中文名稱：線性工作流程

解釋：這是一個(gè)現(xiàn)在很熱門的話題，簡單地說它是一個(gè)讓你的顯示器、3ds Max、材質(zhì)顏色、材質(zhì)貼圖導(dǎo)入、VRay（或是其他渲染器）、渲染輸出、Photoshop等都工作在同一線性空間的工作流程，這樣可以避免因工作環(huán)境不同使預(yù)想的顏色、亮度等發(fā)生偏差。

☉ MO： 英文全稱：Motion Blur，中文名稱：運(yùn)動模糊

解釋：因物體運(yùn)動而產(chǎn)生的模糊效果。

☉ PPT： 英文全稱：Progressive Path Tracing，中文名稱：漸進(jìn)跟蹤路徑

解釋：PPT是LC四種渲染模式中的一種。簡單地說這種渲染模式就是把Primary GI engine和Secondary GI engine都設(shè)置為Light Cache，并將LC模式設(shè)置為Progressive Path Tracing，然后開始渲染直到達(dá)到你想要的效果。雖然這種渲染方式比較耗時(shí)，但渲染效果很好。

☉ QMC： 英文全稱：Quasi-Monte Carlo，中文名稱：準(zhǔn)蒙特卡羅采樣器

解釋：它可以說是VRay的核心，貫穿于VRay的每一種“模糊”評估中——抗鋸齒、景深、間接照明、面積燈光、模糊反射/折射、半透明、運(yùn)動模糊等。QMC采樣一般用于確定獲取什么樣的樣本，最終哪些樣本被光線追蹤。

☉ VFB： 英文全稱：VRay Frame Buffer，中文名稱：VRay幀緩沖窗口

解釋：VRay自帶的幀緩沖窗口，比3ds Max默認(rèn)的幀緩沖窗口功能更強(qiáng)。

1.5 VRay渲染器在3ds max中的位置

學(xué)習(xí)課時(shí)：30分鐘

1.5.1 動手操練——找到VRay在材質(zhì)編輯器中的位置

01 按【M】鍵，打開材質(zhì)編輯器，選擇一個(gè)空白樣本球，如圖1-24所示。

02 用鼠標(biāo)單擊按鈕，在彈出的對話框中選擇材質(zhì)樣式，如圖1-25所示。

03 在（基本參數(shù)）卷展欄中設(shè)置參數(shù)，如圖1-26所示。

1.5.2 動手操練——找到VRay在燈光命令面板中的位置

01 用鼠標(biāo)單擊按鈕進(jìn)入創(chuàng)建命令面板，再單擊（燈光）按鈕，在下面的列表中選擇VRay燈光。如圖1-27所示。

02 創(chuàng)建一盞VRayLight燈光。在VRay場景中，最常使用的是VRayLight燈光。依次單擊///按鈕，在Top（頂視圖），拖動鼠標(biāo)創(chuàng)建一盞VRayLight燈光，如圖1-28所示。

03 創(chuàng)建一盞VRaySun燈光。VRaySun主要用于模擬場景的太陽光照射。依次單擊///按鈕，在Top（頂視圖），拖動鼠標(biāo)創(chuàng)建一盞VRaySun燈光，如圖1-29所示。

1.5.3 動手操練——找到VRay在修改命令面板中的位置

用鼠標(biāo)單擊按鈕進(jìn)入修改命令面板，在修改列表中可選擇VRay修改器，如圖1-30所示。

VRay替換修改器可以用來制作地毯、樹木等一些面數(shù)比較多、比較復(fù)雜的物體。

1.5.4 動手操練——找到VRay在幾何體命令面板中的位置

01 用鼠標(biāo)單擊按鈕進(jìn)入創(chuàng)建命令面板，再單擊（幾何體）按鈕，在下面的列表中選擇VRay物體，如圖1-31所示。

02 創(chuàng)建VRayFur物體。選中需要使用VRayFur的物體，然后依次單擊///按鈕，在場景中創(chuàng)建一個(gè)VRayFur物體，如圖1-32所示。

03 創(chuàng)建VRayPlane物體。依次單擊///按鈕，在Top（頂視圖）單擊創(chuàng)建一個(gè)，如圖1-33所示。

04 創(chuàng)建VRaySphere物體。依次單擊///按鈕，在Top（頂視圖）拖動鼠標(biāo)創(chuàng)建一個(gè)，如圖1-34所示。