1、第第6 6章章 3ds Max3ds Max渲染渲染6.1 3ds Max渲染简介6.2 渲染器简介6.3 渲染对话框6.4 渲染输出窗口6.5 应用案例本章小结习题6.1 3ds Max渲染简介渲染用于图形或视频格式文件的输出。场景创建完成后，需要通过渲染才能得到最终的作品，所以对三维动画设计软件而言，渲染技术非常重要。3ds Max 2009可支持网络渲染功能，可以通过多台计算机网络协作完成渲染，从而缩短了渲染所用的时间。6.2 渲染器简介6.2.1 Scanline Renderer(扫描线渲染器)简介扫描线渲染器是3ds Max的默认渲染器，该渲染器以逐条水平线渲染的方式完成场景的渲染
2、。扫描线渲染器可以渲染光线跟踪和光能传递，也可以渲染到纹理(“烘焙”纹理)，适用于游戏引擎准备场景。该渲染器的特点是渲染速度快，但不支持光度学灯光等新技术，渲染精度较低。在只有标准灯光的场景中，选用默认扫描线渲染器效果较好。6.2.2 Mental Ray渲染器简介Mental Ray是世界顶级的渲染器，它被广泛应用于三维动画、视觉特效、电影特技、建筑建模、产品可视化等领域。Mental Ray可以生成高质量、真实感强的图像，在星球大战、绿巨人、骇客帝国等影视制作中都有使用。Mental Ray在早期的3ds Max版本中是以插件的形式出现的，只能提供很有限的功能，到了3ds Max 6.0版
3、本，开始把Mental Ray 3.2版本整合到了3ds Max内部。3ds Max 2009中的Mental Ray在增强操控性的同时，新增加了ProMaterials材质和特殊的Environment系列材质。前者可以说是以前版本中Arch/Design材质的增强版，可以实现更为真实的，诸如金属、石料、玻璃等材料；后者则使3ds Max在制作虚拟场景和真实场景结合方面更加游刃有余，使用特殊的Environment材质可以在非全景背景的环境中生成完美的反射，光照控制也会变得更加地自由灵活。6.2.3 VUE文件渲染器简介当以产品级别渲染场景并使用VUE文件渲染器时，渲染对话框中的标签面板共有
4、4个，其中“公用”、“光线跟踪器”和“高级照明”三个标签面板在扫描线渲染器也有，而该渲染器标签面板包含了其特有的参数，即“VUE 文件渲染器”卷展栏，如图6.1所示。使用此卷展栏可以创建一个VUE(.vue)渲染文件。VUE文件是可以编辑的ASCII格式的文本文件，它包括了设置渲染场景的一些脚本命令。图6.1 “VUE文件渲染器”卷展栏6.3 渲染对话框可以通过下列三种方法打开渲染对话框：在菜单栏执行“渲染”/“渲染”命令；单击主工具栏上的(渲染场景)按钮；按快捷键【F10】。渲染对话框如图6.2所示，它由多个命令面板组成，其中部分面板固定不变，显示公共参数，部分面板随渲染器的不同而有所改变。
5、图6.2 渲染对话框6.3.1 渲染设置“公用”选项卡“公用”选项卡是所有渲染器共享设置的面板，如图6.3所示。图6.3 “渲染设置”面板1.“公用参数”卷展栏(1)“时间输出”选项组，可以设置输出动画的时间长度。单帧：只对当前帧进行渲染，得到静帧图像。活动时间段：对当前活动的时间段进行渲染，当前时间段依据屏幕下方时间滑块的设置状态，渲染结果可以是一个视频文件，也可以是一个图像序列帧。范围：指定渲染范围，包括起始帧号和终止帧号。帧：指定单帧或时间段进行渲染，单帧用“，”号隔开，时间段起止帧之间用“-”连接，例如1，5，7-10表示第1帧，第5帧，第7到10帧。每N帧：在活动时间段中设置间隔多少
6、帧渲染一帧，例如输入3，表示每隔3帧渲染1帧，即1，4，7等帧参与渲染。对于较长时间的动画，采用这种方式来简略观察动作是否完整，可大大缩短渲染时间。文件起始编号：设置起始帧保存的文件序号，当输出序列帧时起作用。(2)“要渲染的区域”选项组，可以设置渲染的范围，如图6.4所示。区域：选择“区域”进行渲染的时候会在视图中显示一个裁切框，框内为选定的渲染区域，如图6.5所示。视图：渲染当前设置好的视图。选定对象：渲染场景中被选中的模型。裁剪：渲染裁剪的范围，选择时视图中会自动出现裁剪范围框。放大：将选中的范围放大到设置好的尺寸进行渲染，如图6.6所示。图6.4 设置渲染的范围图6.5 区域渲染图6.
7、6 放大渲染(3)“输出大小”选项组，该选项组可以设置输出画面的大小。自定义列表：列出了一些其它的固定尺寸以便有需求的用户使用，“宽度”和“高度”在自定义下可以由用户自行设置，如图6.7所示。图像纵横比：即图宽度和高度的比值，点击其右边的按钮可以锁定图像纵横比。像素纵横比：用于修正图像。在不同的显示设备中，成像的最小单位像素的长宽比是不一样的，有时候在一台电脑上渲染出来的图像，在另一台电脑上显示时会发生挤压变形，这时可以通过调整像素纵横比来修正图像。光圈宽度：用于指定渲染输出的摄影机光圈宽度，更改此值将更改摄影机的镜头值，这将影响镜头值和FOV值之间的关系，但不会更改摄影机场景的视图。图6.7
8、 设置输出大小(4)“选项”选项组，该选项组可以对一些效果进行开关设定，如图6.8所示。大气：用于控制场景中设置的大气效果是否参与渲染，大气效果有体积雾、体积光等。效果：用于控制场景中设置的特效是否参与渲染，特效包括运动模糊、镜头效、镜头光晕、辉光等。置换：控制是否对场景中的置换帖图进行渲染。视频颜色检查：检查渲染的图像中的像素的颜色有没有超过NTFC制式或PAL制式电视的阈值，如有超出则将超出的值转化为合理的范围值。图6.8 效果设置开关渲染为场：设置渲染到场。在电视上播放的动画要勾选此参数，否则电视画面会出现抖动现象。渲染隐藏几何体：是否渲染隐藏的模型。区域光源/阴影视作点光源：将所有的区
9、域光源或阴影当作从点对象发出进行渲染，这样可以加快渲染速度。这对草图渲染非常有用，因为点光源的渲染速度比区域光源快很多。该切换不影响带有光能传递的场景，因为区域光源对光能传递解决方案的性能影响不大。强制双面：渲染模型的法线正反面。超级黑：为进行视频压缩而对几何体渲染的黑色进行限制。(5)“高级照明”选项组，可以对高级照明进行开关设置。“高级照明”选项在默认状态下是开启的，要设置参数则需要通过高级照明系统控制面板进行设置，如图6.9所示。(6)“位图代理”选项组，可以减少帖图对内存的消耗，加快渲染速度，“位图代理”常常在草图阶段使用，如图6.10所示。图6.9 “高级照明”设置 图6.10 “位
10、图代理”设置(7)“渲染输出”选项组，可以对动画的输出进行设置，如图6.11所示。保存文件：设置文件的保存格式，一般情况有两种类型：一种是动画文件；另外一种是静帧的图像。目前广播级别的电视或是电影制作都要求使用逐帧渲染单帧图像方式进行动画输出，最后将这些序列帧通过后期软件进行合成。输出时系统会自动为每个单帧图像加上0001、0002等的序列后辍名。渲染帧视图：在渲染时显示一个渲染视图，在其面板上显示出图像的渲染情况，如图6.12所示。网络渲染：使用backburner进行分布式网络渲染。跳过现有图像：当存在相同文件名的文件时，则跳过同名文件不保存。图6.11 “渲染输出”设置图6.12 渲染视
11、图2.“电子邮件通知”卷展栏使用此卷展栏可使渲染作业发送电子邮件通知，如网络渲染那样。如果启动冗长的渲染(如动画)，并且不需要在系统上花费所有时间，这种通知是非常有用的，如图6.13所示。启用通知：开启此选项后，渲染器将在某些事件发生时以发送邮件的方式进行通知。图6.13 电子邮件通知(1)“类别”选项组。通知进度：以电子邮件方式发送当前渲染的进度。通知故障：当渲染出现错误时以电子邮件的方式发送通知。通知完成：当渲染完成时，发送电子邮件通知。(2)“电子邮件选项”选项组。收件人：输入启动渲染作业的用户的电子邮箱地址。发件人：输入需要了解渲染状态的用户的电子邮箱的地址。SMTP服务器：输入作为邮
12、件服务器使用的系统的数字IP地址。3.“指定渲染器”卷展栏(如图6.14所示)点击“指定渲染器”按钮可以对渲染器进行选择。在默认状态下系统自动指定扫描线渲染器。3ds Max自带的渲染器有扫描线渲染器、Mental Ray渲染器和VUE文件渲染器。如果安装了第三方渲染插件，在选择渲染器对话框中也可以选择所需渲染器，如图6.15所示。图6.14 指定渲染器图6.15 选择渲染器6.3.2 渲染设置“渲染器”选项卡“渲染器”选项卡，默认为扫描线渲染器参数面板，只包含一个“默认扫描线渲染器”卷展栏，可用于对默认扫描线渲染器的参数进行设置，如图6.16所示。图6.16 “渲染器”面板“默认扫描渲染器”
13、卷展栏：(1)“选项”选项组，如图6.17所示。贴图：控制渲染时是否渲染贴图。默认状态为开启，如果将它关闭，将会在渲染时忽略材质中的贴图设置，只以颜色进行渲染。“贴图”选项一般用于测试渲染阶段，以加快渲染速度。它不会影响到自动反射或环境贴图。阴影：若选项关闭，将在渲染时忽略所有灯光的阴影设置。自动反射/折射和镜像：此选项开启时，渲染时将忽略场景中所有自动反射、自动折射、镜面反射的材质。主要用于测试渲染，以加快渲染速度。强制线框：该选项开启时，系统将场景中所有的物体以线框方式进行渲染。线框厚度：设置线框显示的粗细，单位为像素。启用SSE：设置使用SSE指令，对模糊渲染效果和阴影贴图效果会有显著的
14、提升。图6.17 “选项”选项组(2)“抗锯齿”选项组，如图6.18所示。抗锯齿：对物体边缘进行抗锯齿处理，用来消除锯齿边缘，产生光滑的过渡边界。测试渲染时可以将该选项关闭，加快渲染速度。过滤器：在下拉列表中有多种抗锯齿过滤器可供选择，可根据图像输出的需要进行选择。过滤帖图：对贴图材质所贴的图像进行过滤处理。测试渲染时可以将其关闭，以加快渲染速度。过滤器大小：设置抗锯齿的程度，通常将其值设置为1.5，设置过高的值会导致图像模糊。图6.18 “抗锯齿”选项组(3)“全局超级采样”选项组，如图6.19所示。禁用所有采样器：禁用所有的超级采样。启用全局超级采样器：开启该选项时可以打开全局采样的设置，
15、在下拉列表中有多种全局采样方式可供选择。图6.19 “全局超级采样”选项组(4)“对象运动模糊”选项组，如图6.20所示。应用：开启该选项时，系统将渲染场景所有设置为“对象模糊”的物体。采样数：设置模糊是由多少个物体的重复而成。参数还与“持续时间细分”细分的值有关。持续时间(帧)：设置模糊虚影的值。参数越大，虚影越长。持续时间细分：设置持续时间(帧)的细分值。图6.20 “对象运动模糊”选项组(5)“图像运动模糊”选项组，如图6.21所示。应用：开启此选项时，系统将渲染场景中所有设置为“图像模糊”方式的物体。持续时间(帧)：设置运动产生的虚影的长度。参数越大，虚影越长。透明度：开启此选项可以使
16、运动产生的模糊效果作用于透明物体。应用于环境贴图：选项开启时，运动模糊的效果可以作用于透明物体。图6.21 “图像运动模糊”选项组(6)“自动反射/折射贴图”选项组，如图6.22所示。渲染迭代次数：开启此选项时将对曲面自动反射和折射帖图进行设置。使用了“反射/折射”的贴图物体之间会相互反射，参数控制反射的次数。物体之间会发生多次重复反射，直到无穷尽，参数越大，渲染的时间越长。(7)“节省内存”选项组，如图6.23所示。节省内存：开启“节省内存”模式时，系统将会节省出一部分的内存用其它应用程序的运行。该选项开启会对渲染时间有少量影响。图6.22 “自动反射/折射贴图”选项组 图6.23 “节省内
17、存”选项组 6.3.3 渲染设置“渲染元素”选项卡“渲染元素”选项卡是一个经常会用到的面板，它可以将场景中的不同信息，如漫反射颜色、高光、反射、阴影等通道，分别渲染成为一个个单独的图像文件，方便后期对其进行合成，如将其进行不同方式的叠加。采用渲染元素选项卡的好处在于比如一个动画中如果觉得阴影过暗了可以单独调节阴影的亮度，或者是动画中的某个物体相对场景中其它物体过暗需要单独调节，使用该方式可以避免场景中因改动了某一参数而需要重新对场景进行渲染，从而可以减少重新渲染的时间。国外的许多科技电影中往往采用这种方法，一个镜头中往往有几十层到上百层的合成，如图6.24所示。图6.24 “渲染元素”面板6.
18、3.4 渲染设置“光线追踪”选项卡“光线追踪”选项卡用于设置光线在场景中的反弹次数和光线追踪参数，图6.25所示。(1)“光线深度控制”卷展栏。该卷展栏中的参数主要用来控制光线在场景中的反弹次数。(2)“全局光线抗锯齿器”卷展栏。开启此选项时，系统将对场景中所有的光线跟踪材质和贴图进行抗锯齿处理。(3)“全局光线跟踪引擎选项”卷展栏。该卷展栏中的参数将全局控制光线跟踪器。即它们影响场景中所有光线跟踪材质和光线跟踪贴图，也影响高级光线跟踪阴影和区域阴影的生成。图6.25 “光线追踪渲染”面板6.3.5 渲染设置“高级照明”选项卡“高级照明”基于真实的物理计算出光的反弹，主要包含了两种计算方式，即
19、“光跟踪器”和“光能传递”，分别针对室内和室外的光能计算，如图6.26所示。(1)“光跟踪器”计算方式。“光跟踪器”为明亮场景(比如室外场景)提供柔和边缘的阴影和映色，它通常与“天光”结合使用，如图6.27所示。提示：虽然对室内场景可以使用“光跟踪器”，但是“光能传递”通常更适合这种场景。图6.26 “高级照明”选项卡图6.27 由“天光”照明，并用光跟踪渲染的室外场景(2)“光能传递”计算方式。“光能传递”是一种渲染技术，它可以真实地模拟灯光在环境中的相互作用，更精确地模拟场景中的照明，如图6.28所示。图6.28 对比效果6.4 渲染输出窗口渲染输出窗口用于显示渲染结果，如图6.29所示。
20、若输出的是视频文件，则显示视频最后一个渲染帧。窗口上提供了多个功能按钮，用于完成文件保存，克隆窗口，红、绿、蓝颜色通道操作等功能。在“文件”菜单中选择“查看图像文件”命令，则会在渲染帧窗口中显示静态图像和图像序列。查看IFL文件中按顺序编号的图像文件或图像时，渲染帧窗口将显示可以逐幅查看图像的导航箭头。图6.29 渲染帧窗口6.4.1 渲染帧窗口的操作用户可以在渲染帧窗口中对图像进行“缩放”和“平移”操作，也可以在渲染过程中进行这些操作，操作方法如下：按下【Ctrl】键，在窗口中单击左键可以放大图像，单击右键可以缩小图像。按下【Shift】键，拖动鼠标可以平移渲染窗口中的图像；如果鼠标带有滚轮
21、，向前移动滚轮，可以放大图像；向后移动滚轮，可以缩小图像；按住滚轮拖动，可平移图像。6.4.2 渲染帧窗口工具栏 该工具栏如图6.30所示，主要包含以下命令按钮：要渲染的区域：设置渲染的区域。视口：设置渲染的视图。渲染预设：可以调用现有的预设参数进行渲染。渲染按钮：点击开始渲染，按钮下方的下拉菜单可以选择渲染产品品质的等级。图6.30 “渲染帧窗口”工具栏保存位图：把渲染帧窗口中的图像保存到磁盘上。克隆虚拟帧窗口：创建另一个包含显示图像的虚拟帧窗口。在调整渲染参数时，经常用这种方法对调整前后的效果进行比较。启用红/绿/蓝颜色通道：控制渲染图像的红/绿/蓝颜色通道。处于按下状态时，对应的颜色通道
22、将显示；处于弹起状态时，对应的颜色通道将不显示。显示 Alpha 通道：该选项组显示 Alpha 通道(Alpha 通道，用于表示图像的透明度)。单色：显示渲染图像的8 位灰度图像。清除：从渲染帧窗口中清除图像。通道显示列表：列出图像渲染的通道。在从列表中选择通道后，它会在渲染帧窗口中显示出来。对于大多数的文件来说，只有红/绿/蓝通道和 Alpha 通道可用。色样：存储上次右键单击像素的颜色值，可以在程序中将此色样拖入到其它的色样中，单击色样将显示颜色选择器，显示颜色的详细信息。6.5 应 用 案 例(1)重置 3ds Max 场景，打开配套光盘中的“电池-开始.max”文件，场景中出现一组电
23、池的模型，如图 6.31 所示。(2)点击(创建)/(灯光)，选择“标准灯光”下拉菜单下的“目标聚光灯”在场景中创建一个聚光灯，如图6.32 所示。(3)在“修改”面板中，将灯光的阴影开启，并将阴影模式设置为“阴影贴图”模式。(4)把灯光的强度倍增设置为 0.8。图6.31 测试场景图6.32 创建一个聚光灯(5)再次在场景中创建一盏天光，天光的位置可以随意摆放但对最终渲染结果是不会产生影响的。将天光的倍增值设置为0.5。(6)打开“渲染设置”面板，打开“高级照明”选项卡，在“高级照明”中选择“光跟踪器”作为光能传递计算方式，设置完成后点击渲染按钮渲染出图，如图6.33所示。(7)可以对比一下不使用光能传递的场景的效果，可以看到使用光能传递之后能对光子进行多次反弹计算，从而形成更加逼真的光照效果，如图6.34所示。图6.33 渲染效果 图6.34 不使用光能传递的效果 本 章 小 结本章着重介绍了3ds Max 2009渲染的使用方法，渲染在动画制作中是比较重要的一个环节，掌握好渲染是动画作品成功的关键。习 题1.创建一个室内场景，思考怎样进行室内的布光，并将其渲染出来。2.创建一个室外场景，使用“光跟踪器”将其渲染出来。
