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第1章初识VRay渲染器

VRay是由专业的渲染器开发公司Chaos Group开发的渲染软件，是目前业界最受欢迎的渲染引擎。基于VRay内核开发的有VRay for 3dsmax、Maya、SketchUp、Rhino等诸多版本，为不同领域的优秀三维软件提供了高质量的图片和动画渲染服务。除此之外，VRay也可以提供单独的渲染程序，方便使用者渲染输出各种格式的图像文件。

1.1 VRay渲染器发展史与渲染特色

学习课时：5分钟

01 VRay渲染器的发展史。在2001年，Cha----osGroup公司发布了第一个版本，至今已更新到1.5版本，支持主流三维设计软件的最新版。ChaosGroup公司是一家以制作3D动画、电脑影像和软件为主的公司，有50年的历史，其产品包括电脑动画、数字效果和电影胶片等，同时也提供电影视频切换，著名的火焰插件（Phoenix）和布料插件（SimCloth）就是ChaosGroup公司的产品。本书将以3ds max 2009为后台软件，详细讲解VRay 1.50.sp2版本的使用方法和技巧。如图1-1所示为VRay 1.50版本的信息图像。

■图1-1

02 VRay渲染器的渲染特色。VRay渲染器是模拟真实光照的一个全局光渲染器，无论是静止画面还是动态画面，其真实性和操作性都让客户为之惊讶。它具有对照明的仿真，以帮助作图者完成犹如照片般的图像。它可以表现出高级的光线追踪，也可以表现出表面光线的散射效果、动作的模糊化。除此之外，VRay还有很多让人惊叹的功能，它极快的渲染速度和较高的渲染质量，吸引了全世界很多的用户。

1．真实的光迹追踪效果（反射折射效果）

VRay的光迹追踪效果来自于优秀的渲染计算引擎，包括：准蒙特卡罗、发光贴图、灯光贴图和光子贴图。如图1-2所示是一幅反映优秀光迹追踪特效的作品。

■图1-2

2．快速的半透明材质（次表面散射SSS）效果

VRay的半透明效果非常真实，只需设置Fog Color（雾色）即可，非常简单。如图1-3所示是一幅反映次表面散射SSS的作品。

■图1-3

3．真实的阴影效果

VRay的专用灯光阴影会自动产生真实且自然的阴影，VRay还支持3ds max默认的灯光，并提供了VRayShadow专用阴影。如图1-4所示是一幅反映真实阴影效果的作品。

■图1-4

4．真实的光影效果（环境光和HDRI图像功能）

VRay的环境光支持HDRI图像和纯色调，比如给出淡蓝色，就会产生蓝色的天光。HDRI图像则会产生更加真实的光线色泽。VRay还提供了类似VRaySun和VRaySky等用于控制真实效果的天光模拟工具。如图1-5所示是一幅反映真实光影效果的作品。

■图1-5

5．焦散特效

VRay的焦散特效非常简单，只需激活焦散功能选项，再给出相应的光子数量即可开始渲染焦散，前提是物体必须有反射和折射。如图1-6所示是一幅反映焦散特效的作品。

■图1-6

6．快速、真实的全局照明效果

VRay的全局照明是它的核心部分，可以控制一次光照和二次间接照明，得到的将是无与伦比的光影漫射真实效果，而且渲染速度可控性很强。如图1-7所示是一幅反映真实的全局照明效果的作品。

■图1-7

7．景深效果

VRay的景深效果虽然渲染起来比较慢，但精度是非常高的，它还提供了类似镜头颗粒的各种景深特效，比如让模糊部分产生六棱形的镜头光斑等。如图1-8所示是一些反映景深效果的作品。

■图1-8

8．置换特效

VRay的置换特效是一个亮点，它可以与贴图共同来完成建模达不到的物体表面细节。如图1-9所示是一幅反映置换特效的作品。

■图1-9

9．真实的毛发特效

VRay的毛发工具是新增的特效，它可以制作任何漂亮的毛发特效，比如一块羊毛地毯、一片草地等。如图1-10所示是一些反映毛发特效的作品。

■图1-10

了解了VRay渲染器的诸多优点之后，我们就来深入学习它的用法。

技巧与提示

VRay是一款优秀的渲染器，同样也是一款优秀的设计工具。作为创作的工具而言，没有固定的模式，一切效果都需要我们自己动手去调试。

1.2 VRay渲染器的安装与设置方法

学习课时：15分钟

ⅤRay渲染器的安装方法与其他软件稍有不同，因为VRay是作为一种插件的形式安装在3ds max软件中，下面我们来向大家介绍具体的安装方法。

技巧与提示

本书使用VRay的DEMO版本，该版本几乎包含商业版的所有功能。如果作为商用，大家可以购买正式商业版，这样除了可以提高工作效率之外，还可以享受充分的售后技术支持。

动手操练：

01 VRay渲染器的安装。打开VRay渲染器的安装包，双击鼠标左键，打开（VRay渲染器的安装程序）图标。在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-11所示。

■图1-11

技巧与提示

在安装VRay渲染器的过程中，需要把3ds max软件关闭。

02 在弹出的对话框中用鼠标单击（我同意）按钮，如图1-12所示。

■图1-12

03 在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-13所示。

■图1-13

04 接下来，在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-14所示。

■图1-14

专家提示

此处要保证将插件安装到具体的路径中，否则将不能正确运行。

05 在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-15所示。

■图1-15

06 在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-16所示。

■图1-16

07 在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-17所示。

■图1-17

08 在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-18所示。

■图1-18

09 在弹出的对话框中用鼠标单击（下一步）按钮，如图1-19所示。

■图1-19

10 在弹出的对话框中用鼠标单击（完成）按钮，如图1-20所示。

■图1-20

11 执行到这一步之后，VRay渲染器就安装好了，打开3ds max 2009，将渲染器设置为VRay渲染器。按【F10】键，打开渲染面板，在卷展栏中设置渲染器，用鼠标单击后面的按钮，选择渲染器，然后用鼠标单击按钮，如图1-21所示。

■图1-21

专家提示

虽然完成了VRay渲染器的安装，但还需要在3ds max中设置VRay渲染器为当前工作渲染器，否则我们依然无法正确使用。

1.3 VRay材质的质感特性

学习课时：15分钟

材质就是物体看起来的质地，可以被看成是材质和质感的结合。软件中的材质就是表面各个可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。正是有了这些属性，才能让我们识别三维模型是用什么做成的，才会和真实世界一样缤纷多彩。物体的质感不同，源于组成材料的不同。物体的质感是千差万别的，同样是玻璃制品，有的晶莹剔透，有的却色彩斑斓。这是因为自身纹理丰富的程度不同，而且反射的环境图案随着造型而扭曲变形，不同造型的玻璃制品折射程度也不同。

单一的材质在不同的光照条件下可以呈现出丰富的色彩变化。要想在虚拟场景中真实再现一种物质，不但要了解它的物质属性，还要了解它的受光特性，熟悉不同光照环境中材质的变化。

01 下面分别介绍一下材质选项。按【M】键，打开材质编辑器，选择一个空白样本球，用鼠标单击按钮，在弹出的对话框中选择材质样式，如图1-22所示。

■图1-22

02 VRayMtl材质的很多重要参数都集中在（基本参数）卷展栏中，如图1-23所示。下面对其中各项参数的含义进行解释。

图1-23

☉ （漫射）选项：用于设置物体的表面颜色。单击后的按钮，可修改颜色。单击后的按钮，可添加贴图。

☉ （反射）选项：依靠颜色的灰度来控制反射，颜色越黑反射越弱，颜色越白反射越强。

☉ （高光光泽度）选项：用于控制物体的高光大小，通常和光泽度锁定使用，可以单击按钮解除锁定。

☉ （菲涅尔反射）选项：勾选此复选框后，反射的强度将取决于物体表面的入射角度。入射角度越小，反射越强，当入射角度是垂直时，反射最弱。

☉ （光泽度）选项：用于控制物体的反射模糊程度。当此参数值为1时，物体表面很光滑。

☉ （菲涅尔折射率）选项：此选项可以控制菲涅尔折射率。单击按钮解除锁定，可以单独设置菲涅尔折射率。

☉ （细分）选项：用于控制反射模糊的品质。☉ （最大深度）选项：用于定义反射的最大次数。

☉ （使用插值）选项：当勾选此复选框时能加快模糊反射的计算。

☉ （退出颜色）选项：当物体的反射次数达到最高次数时就停止计算，在反射次数不够的位置用退出颜色来代替。

☉ （折射）选项：依靠颜色的灰度来控制折射，颜色越黑折射越弱，颜色越白折射越强。

☉ （折射率）选项：用于控制透明物体的折射率。

☉ （烟雾颜色）选项：光线穿透材质时，会变稀薄。此参数可模拟厚的物体透明度比薄的物体透明度低。

☉ （影响阴影）选项：勾选此复选框后物体将投射透明阴影。

☉ （影响Alpha）选项：勾选此复选框会影响透明物体的Alpha通道效果。

☉ （烟雾倍增）选项：用于控制烟雾的强度。

☉ （烟雾偏移）选项：低的参数值会使烟雾向相机方向偏移。

1.4 VRay渲染器的相关术语

学习课时：30分钟

在一些案例中我们会看到英文的缩写，其实就是渲染器的术语，下面我们就来了解一下它们各自所代表的意思。

☉ AA：英文全称： Antialiasing，中文名称：抗锯齿

解释：用有灰度的像素值去平滑锯齿形边缘的出现，以减小混叠效应的可见性的处理技术，简单地说，这项技术可以让物体的边缘更平滑。

☉ DOF：英文全称：Depth of Field，中文名称：景深效果

解释：景深就是对好焦的范围。它能决定是把背景模糊化来突出拍摄对象，还是拍出清晰的背景。

☉ DR：英文全称：Distributed Rendering，中文名称：分布式渲染

解释：分布式渲染可以让多台电脑联合起来，同时渲染一张图片或是一段动画。

☉ GI：英文全称：Global illumination，中文名称：全局照明或称全局光

解释：它是一种渲染算法（几乎所有照片级渲染器都包含此种算法），在渲染过程中它不但计算直接光照，同时会计算由直接光照产生的间接光照。这种算法模拟了真实世界中光线是如何照亮物体的。

☉ HDRI：英文全称： High Dynamic Range Imaging，中文名称：高动态范围图像

解释：HDRI是一种亮度范围非常广的图象，它比其他格式的图像有着更大亮度的数据贮存，而且它记录亮度的方式与传统的图片不同，不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内，而是用直接对应的方式记录亮度信息，可以说记录了图片环境中的照明信息，因此我们可以使用这种图像来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的，我们也可以用它做环境背景来产生反射与折射。这里强调一下，HDRI与全景图有本质的区别。全景图指的是包含了360度范围场景的普通图像，可以是JPG格式、BMP格式、TGA格式等，属于Low-Dynamic Range Radiance Image（高动态范围图像），它并不带有光照信息。高动态范围图像的文件格式为HDR。

☉ IES：英文全称：Illuminating Engineering. Society，中文名称：照明工程协会或光域网分布文件标准格式（Web Distribution）

解释：光域网是灯光的一种物理性质，确定光在空气中发散的方式。不同的灯在空气中的发散方式是不一样的，比如手电筒，它会发出一道光束，还有一些壁灯、台灯，它们发出的光又是另外一种形状，这种形状不同光，由于灯自身特性的不同，所呈现出来的那些不同形状图案就是光域网造成的。之所以会有不同的图案，是因为每个灯在出厂时，厂家对每个灯都指定了不同的光域网。在三维软件里，如果给灯光指定一个特殊的文件，就可以产生与现实生活相同的发散效果，这种特殊的文件，其标准格式是IES。

☉ IR：英文全称：Irradiance Map，中文名称：发光贴图

解释：它是VRay四种全局照明引擎中的一种。

☉ LC：英文全称：Light Cache，中文名称：灯光缓存

解释：它是VRay四种全局照明引擎中的另一种，且是由Chaos Group（VRay）自主开发的。

☉ LWF：英文全称：Linear Workflow，中文名称：线性工作流程

解释：这是一个现在很热门的话题，简单地说它是一个让你的显示器、3ds Max、材质颜色、材质贴图导入、VRay（或是其他渲染器）、渲染输出、Photoshop等都工作在同一线性空间的工作流程，这样可以避免因工作环境不同使预想的颜色、亮度等发生偏差。

☉ MO：英文全称：Motion Blur，中文名称：运动模糊

解释：因物体运动而产生的模糊效果。

☉ PPT：英文全称：Progressive Path Tracing，中文名称：渐进跟踪路径

解释：PPT是LC四种渲染模式中的一种。简单地说这种渲染模式就是把Primary GI engine和Secondary GI engine都设置为Light Cache，并将LC模式设置为Progressive Path Tracing，然后开始渲染直到达到你想要的效果。虽然这种渲染方式比较耗时，但渲染效果很好。

☉ QMC：英文全称：Quasi-Monte Carlo，中文名称：准蒙特卡罗采样器

解释：它可以说是VRay的核心，贯穿于VRay的每一种“模糊”评估中——抗锯齿、景深、间接照明、面积灯光、模糊反射/折射、半透明、运动模糊等。QMC采样一般用于确定获取什么样的样本，最终哪些样本被光线追踪。

☉ VFB：英文全称：VRay Frame Buffer，中文名称：VRay帧缓冲窗口

解释：VRay自带的帧缓冲窗口，比3ds Max默认的帧缓冲窗口功能更强。