Vray渲染器做小黃蜂卡通飛行器
今天和大家一起分享小黃蜂三維卡通飛行器這個靜幀的練習過程。這個練習靈感來自于一幅圖片，主要目的是想鍛煉一下最新Vray1.5 sp4a渲染器的功能，以及場景的布光。模型屬于硬表面建模，卡通風格。
這個三維模型整個制作都在3ds Max2010中完成，渲染器采用32位最新Vray1.5 sp4a，后期使用的Photoshop。我盡量把我制作時的構思和一些想法介紹給大家。制作流程分為以下幾個環節：
1、前期準備
2、建模
3、燈光
4、材質
5、后期
作者：李偉(tiger)，專攻次世代游戲建模、雕刻、燈光渲染學科。
最終效果圖：
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖00
小黃蜂
圖01
第一步前期準備
當項目確定下來后，我通常不會馬上開始建模。我會在重慶影視制作之前盡可能的收集相關素材，相信我，這非常有用。(圖02)
小黃蜂
圖02
(感謝這些素材的作者，令我的練習增色)
放開自己的思維，大膽的構思絕妙的想法并融入到自己的練習中去。既然是自己的練習，就不要拘泥于參考圖，我的練習中總是努力要加入一些虛幻出來的東西，讓它更富有生命力。
創意作品對提升你的想象力有幫助的。例如下面這些圖。(圖03、04、05)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖04
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖05
下面我列舉《小黃蜂》模型部件中的機械手臂的構思到實體的轉變過程：
機械手臂是完成后才添加的，在我審視完成搞時，總覺得工具箱里的工具和布娃娃在飛機起飛時受到顛簸一定會蹦出來，原本是要做一個透明罩子罩起來，可以想象，效果不理想，而且很多余。突然想到了機械手臂，由駕駛艙來控制這個手臂，機械手臂隨手可以拿出扳手修理或者拿出工具箱中的抹布擦拭玻璃(代替了雨刷器)，而且整個結構不會太過呆板。(圖06)
小黃蜂
圖06
第二步 建模
有了參考圖以及絕妙創意后(最好是畫出一張草圖)，我們就可以開始建模了，不過有一點要注意：不管是建立卡通飛行器模型還是其它模型，合理性是一定要遵守的，在添加上述一些虛構部分的時候，需要特別注意，否則不合理的結構會使別人不容易接受。
我們來參考幾個硬表面卡通風格作品，看看它們是如何保證合理性的。(圖07、08、09)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖07
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器解析
圖08
小黃蜂
圖09
如何保證模型的合理性呢，我們還來拿機械手臂來講。手臂有三個可自由旋轉的關節，重慶3d動畫制作左邊兩個可以180度全方位進行旋轉，右邊那個(靠近手套)的關節可以前后180度旋轉，這樣就保證了它的靈活性。我們可以利用旋轉工具對每個關節進行測試。(圖10)
小黃蜂
圖10
對于初學者，這里要介紹一下鏈接工具，當我們旋轉關節時候，肯定手臂上的小物件不會跟隨一起運動(如橡膠圈)，利用鏈接工具把不聽話的小物件綁定到正確跟隨關節運動的手臂上就ok了。
使用辦法：點擊鏈接圖標 ，然后點擊橡膠圈，此時不要松開鼠標，拖動到要鏈接的地方，如關節旁的圓柱體上，松開鼠標，會看到圓柱體會閃動一下，就表示鏈接成功了。
好了，下面看《小黃蜂》的模型部分，可以看到模型很簡單，制作上沒有什么難點。(圖11、12)
小黃蜂
圖11
小黃蜂
圖12
第三步 燈光
燈光共有兩個部分組成：
1、場景布光與燈光控制參數
2、天光與曝光參數、攝像機參數
所有模型(除了手部)沒有展UV，沒有繪制貼圖，也沒有高光控制。全部通過反射面片燈實現。看一下這個場景的布光吧。
小黃蜂
圖13
燈光控制參數(圖14)
小黃蜂
圖14
我布光的主題思想就是要實現黃色機身嶄新的金屬質感!布光不要以為燈光越多越好，我看到過大師經常用三點布光造就經典絕倫的作品，也看到過密密麻麻的燈光營造的慘白景象。重要的是你要清楚你要著重表達的是什么!每盞燈光的作用是什么!這個場景中大家可以看到，燈光并不復雜，用來照明的只有兩盞(主光和付光)。除了藍色燈光外，其余全部參與了反射。
下面我來一一介紹下：
主光付光=照亮機身+產生反射高光。
藍色燈光=只作用于環境(所搭建的plane平面，并非max環境)，使背部有個冷暖變化，不至于太過死板。它其實是可以省略的，給環境材質diffuse添加一個漸變貼圖，調整到需要的顏色。也可以實現這個效果。
反射光=作用于所有，產生反射高光。
頂光=只作用于玻璃面罩，產生反射高光。
天光和曝光控制參數、攝像機參數(圖15)
小黃蜂
圖15
用于反射和折射的hdri貼圖可以忽略，它們在這里練習中作用不大。大家主要看一下曝光控制和camera攝像機參數，說到燈光，不能不提曝光和camera。我看到很多人喜歡添加vray燈光后，直接降低亮度值來防止曝光，這是不對的，正確的做法是燈光要和曝光控制以及camera共同使用!
Reinhard曝光控制我個人比較喜歡，也經常使用，這里要隆重介紹一下。它集合了linear multiply(線性曝光)和exponential(指數曝光)的優點。
我們知道linear multiply為默認的曝光方式，優點是飽和度強，但靠近光源部分很容易曝，而exponential正好相反，缺點是飽和度又太低，于是聰明的vray開發者們就推出了一種融合的方式，保證了原飽和度而又控制住了曝光。
burn value=0接近exponential，burn value=1接近linear multiply，burn value=0.5全部融合。
下面這個是camera(攝像機)參數，我們常用到的是下面三個數值。(圖16)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖16
F-number=光圈，數值越小，光圈越大，畫面越亮。
Shutter speed =快門速度，數值越小 快門速度越慢，進光越多，畫面越亮。
Film speed(iso)=感光度，控制膠片對光的感應程度，數值越高，畫面越亮，但是會出現顆粒。
不過，這些數值沒有絕對值，不要死記它們。曝光控制和vray camera參數以及燈光強度與間接照明等共同作用，并相互影響。
第四步 材質
終于到了我喜歡的環節。嘿嘿。不過有個配色小插曲要提一下，希望能給你帶來靈感。
當初機身是白色，重慶vr公司而且已經渲染完畢，但是總感覺不好，缺點什么。有次晚上散步，看到樓下一輛電動腳踏車，黃色車身，好漂亮，立馬讓我想起了《變形金剛》中的大黃蜂，啊，為什么不借鑒大黃蜂配色呢，當晚回家找出大黃蜂的圖片，最終確定了黃色機身，全部重新渲染，并且決定取名“小黃蜂”。好了，閑話不多說，繼續。(圖17)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖17
Reflect=vray是根據灰度值來判定反射的強度的。純白色為鏡面反射，也就是100%反射，純黑色為沒有反射。
Fresnel reflections=菲尼爾反射，是一種真實的反射現象。如下面這張圖，攝影機和水面的夾角越小，反射就越強。我們想象一下。如果把攝像機移動到水面的上方，會怎么樣呢？或許能看到水里的魚，還能看到反射么？所以除了制作鉻以及這種鏡面反射物體外，其余反射都要都選這個選項。(圖18)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖18
BRDF=為高光的形態控制，有blinn、phong、ward三種，它能使高光更漂亮。
大燈材質這里要說明一下，因為它較復雜一些。(圖19)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖19
這里我用了vray混合材質，有兩層：
1、一層是vraylightmtl燈光材質，貼圖通道貼圖了一張素材圖片，并使用了顏色修正(max2010以上版本才有)(參看上圖)
2、另外一層是強烈反射和折射，參數分別是232.232.232.和245.245.245，此層的目的是實現玻璃質感。
可以看到，在BRDF中，我采用了ward類型的高光形態，這樣使反射高光不會太死板。并且在環境通道貼入了另外一張HDRI貼圖，使它的反射更加漂亮。
大家在做反射和折射的時候，記住不要把數值調整到0或者255絕對值，因為真實世界中不存在絕對的反射和折射。調色也要遵循這個道理，沒有絕對的顏色，比如說綠色，大家把顏色調整到正綠色時，把數值左右偏移一點，略帶點黃色或者藍色，也就是偏移一點色相值(H)，這樣的顏色才真實。(圖20)
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圖20
因為網上有人問我，說既然沒有畫貼圖，那機身上面的logo是如何實現的呢？這里我介紹一下方法。(圖21)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖21
1、為模型賦予uv貼圖修改器，修改貼圖通道為2，(默認為1)，如需添加更多貼圖，延續此數值。調整gizmo確定貼圖位置。
2、新建一個vraymtl材質，賦予貼圖兩張，一張為diffuse，一張為opacity，同樣修改兩張貼圖中的貼圖通道為2，并取消平鋪。
3、給原金屬材質賦予一個brayblendmel材質(混合材質)，把制作好的材質賦予coat materials(外層材質)，調整blend amount(混合數量)下的方塊顏色，這個顏色控制混合權重。
下面列出最終渲染參數，供初學者參考。(圖22)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖22
Default lights=通常我都會把默認燈光關閉掉。
Adaptive DMC=自適應準蒙特卡洛 這個場景有很多模糊反射的金屬和塑料，選擇這個圖像采樣類型，可以確保品質情況下提高渲染速度。
Mtchell-netravali=抗鋸齒 米歇爾可以使輪廓邊緣更清晰。
Irradiance map+brute force=vray默認的組合方式。我通常不會在間接照明的搭配上浪費時間，可以看到我會使用默認的low級別，只是把發光貼圖中的hsph.subdivs和interp.samples數值調整到50和30。
Noise threshold=這個數值可以很好的控制畫面的噪點，但是對速度影響很大。通常我會調整到0.01。
燈光的subdivs=陰影的細分值，我通常都會增加到24。
材質中的模糊反射和模糊折射 subdivs=增加這個數值，可以有效去除模糊反射和折射的噪點，我通常會加到32。
第五步 后期
雖然vray已經把小黃蜂渲染的很好的，但是后期還是要很重視的。不是有人說過么;三分靠渲染，七分靠后期，可見后期的重要性!
我在這個練習中，為每個材質分配了一個材質ID號，并使用了psd-manager2.1這個插件來實現分層渲染。它可以輸出psd的分層文件，方便我們在ps中處理。下面我舉個小例子來簡單介紹一下它的使用辦法。
1、創建一個場景，場景有四個物體，分別為它們賦予材質，并相應分配ID號1、2、3、4。(圖23)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖23
2、數字鍵“8”打開環境與效果面板，切換到效果面板，添加psd-manager效果(確保你機器已經裝有psd-manager這個插件)。(圖24)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖24
3、此時會有一個面板跳出，是要你指定渲染出的psd文檔存放的位置。(切記路徑以及文件名不要出現中文名!!)(圖25)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖25
4、繼續往下拖動面板，找到“G-buffer output”面板，這里有三種分離方式，分別是物體ID、材質ID、場景對象。這里我們用第二種：材質分離。(其他用法一樣，都很簡單)勾選第二個選項，并在material ids輸入欄中輸入剛才指定的ID號碼1-4。也可單獨渲染，只需要更改數字為你要渲染的ID號即可。(圖26)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖26
5、此時就可以渲染了，切換到max的渲染框，不要使用vray的frame buffer的渲染框，我發現使用vray的渲染框渲染的psd分層圖是無效的，雖然cebas官網介紹支持vray。大家也可以自行嘗試一下。渲染完畢后，找到剛你指定的存放目錄，用ps打開這個文檔。(初學的朋友按照這個步驟一路下來，會出現和我這個一樣的ps文檔。)(圖27)
特約教程：《小黃蜂》卡通飛行器制作解析
圖27
6、按著ctrl點擊material IDs中的四個層，看是不是把每個物體都分層渲染出來了。下面的就不用我在講了吧。我就是使用了這個辦法為每種材質又校準了一下顏色，其實很多中辦法可以實現分層渲染的。
Vray也自帶的有渲染物體ID或者材質ID的功能，不過個人覺得不是很好用，這里也簡單說一下吧。按F10打開渲染設置面板，切換到渲染元素面板，添加vraymtlid元素，無需參數，渲染就會出現左邊的圖，在ps中拿魔棒工具選擇即可。(圖28)
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圖28
Vraymtlselect也是實現依據材質實現分層渲染的，但是較繁瑣，不做介紹。
Ok，教程就到這里，感謝大家耐心觀看，希望本教程能夠給大家帶來幫助和靈感!不明白的地方可以大家可以提出來，我會盡可能的給大家回答，再會。(圖29、30、31、32)
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