渲染技術(shù)在MAYA三維動(dòng)畫(huà)中的應(yīng)用研究

摘要：本文從設(shè)置渲染通道和定義渲染選項(xiàng)、設(shè)置渲染屬性、觀看修改結(jié)果、渲染細(xì)節(jié)處理、通道合成幾方面入手，圍繞渲染技術(shù)在MAYA三維動(dòng)畫(huà)中的應(yīng)用展開(kāi)探究，以期為動(dòng)畫(huà)藝術(shù)設(shè)計(jì)師提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：渲染技術(shù);MAYA三維動(dòng)畫(huà);應(yīng)用

一、設(shè)置渲染通道和定義渲染選項(xiàng)

設(shè)置各類渲染通道，可以對(duì)同一場(chǎng)景的不同方面進(jìn)行獨(dú)立渲染，如遮罩通道、陰影通道等。盡管各通道的渲染目的不一致，但是，都可以創(chuàng)建燈光和物體分區(qū)，合理運(yùn)用材質(zhì)，對(duì)各類關(guān)鍵參數(shù)予以設(shè)置。分通道渲染可加快渲染速度，還可以為渲染通道和分區(qū)應(yīng)用材質(zhì)，很大程度提高了后期的可調(diào)空間。需要強(qiáng)調(diào)的是，往往只覆蓋所選渲染通道中獨(dú)立應(yīng)用到場(chǎng)景元素上的材質(zhì)。而這也意味著在特定的渲染通道中修改特定的元素屬性，并不會(huì)影響整個(gè)場(chǎng)景的元素屬性。

二、設(shè)置渲染屬性

所有的幾何物體、燈光和攝像機(jī)都是利用其渲染屬性來(lái)定義的。例如，設(shè)置渲染屬性，設(shè)定某一個(gè)幾何物體是否可見(jiàn)，幾何物體的投影是否可見(jiàn)，幾何物體的倒影是否可見(jiàn)。渲染屬性包括光線深度、抗鋸齒、運(yùn)動(dòng)模糊等內(nèi)容。

光線深度是指表面材質(zhì)的屬性，如透明度、反射率、折射率等。這些渲染屬性的設(shè)定，會(huì)加大渲染流程的復(fù)雜性，延長(zhǎng)渲染處理時(shí)間。為節(jié)省反射時(shí)間，往往會(huì)應(yīng)用一個(gè)不使用光線跟蹤的反射映射來(lái)模擬反射率，或者只對(duì)1個(gè)或2個(gè)場(chǎng)景中的幾何物體進(jìn)行透明度和反射率檢查。

鋸齒的出現(xiàn)，更多的是依賴圖像細(xì)節(jié)和對(duì)比度。而且，鋸齒可以在任何分辨率下出現(xiàn)。抗鋸齒就是從視覺(jué)層面抑制鋸齒效應(yīng)。抗鋸齒是通過(guò)平滑和銳化圖像中較為粗糙的部分或鋸齒邊緣，達(dá)到增強(qiáng)視覺(jué)效果的目的。

動(dòng)畫(huà)藝術(shù)設(shè)計(jì)師可以在一個(gè)渲染通道的渲染選項(xiàng)編輯器中設(shè)置下列選項(xiàng)，實(shí)施渲染效果的優(yōu)化處理。一是減緩快門(mén)速度，加快運(yùn)動(dòng)模糊計(jì)算速度。二是從運(yùn)動(dòng)模糊屬性頁(yè)面中，選擇預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)模糊，爭(zhēng)取使用最少的運(yùn)動(dòng)向量達(dá)到最理想的運(yùn)動(dòng)渲染效果。三是選擇掃描線選項(xiàng)渲染一個(gè)比使用光線跟蹤更快的掃描線運(yùn)動(dòng)模糊。

三、觀看修改結(jié)果

視圖可以將不同的模式作為場(chǎng)景顯像媒介，如線框結(jié)構(gòu)、陰影、紋理、螺旋區(qū)等。或者還可以使用渲染軟件，定位某一個(gè)渲染區(qū)域，對(duì)視圖中的部分內(nèi)容予以渲染，之后查看整個(gè)渲染效果。渲染軟件中的畫(huà)面預(yù)覽功能，就是為預(yù)覽經(jīng)渲染特效處理后的整幅畫(huà)像。在輸出渲染選項(xiàng)中，可以設(shè)置多種基本屬性，如文件名、渲染幀、渲染格式，以及輸出通道等。通常，動(dòng)畫(huà)藝術(shù)設(shè)計(jì)師會(huì)在渲染選項(xiàng)屬性編輯器的輸出頁(yè)面上設(shè)置。

四、渲染細(xì)節(jié)處理

多線程渲染，往往在一臺(tái)至少配有一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)上完成渲染。多線程渲染是一類渲染處理效率較高的方法。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的每一個(gè)處理器都可以存取場(chǎng)景。如果是在本地計(jì)算機(jī)上實(shí)施取景操作，則完全可以省略以互聯(lián)網(wǎng)為傳輸條件的遠(yuǎn)程場(chǎng)景文件交互。

在一個(gè)渲染操作體系中，盡管只有一個(gè)渲染選項(xiàng)進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，但是，渲染器還是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行。需要強(qiáng)調(diào)的是，此類渲染方式存在一定的缺陷。每個(gè)處理器在執(zhí)行渲染任務(wù)時(shí)，都需要一定的內(nèi)存作為支持條件。通常，渲染過(guò)程中涉及的處理器數(shù)量不得超過(guò)8個(gè)。

按照運(yùn)行流程差異，可將分布式渲染劃分為如下四種方式：從截面上交互操作、xsi-r命令行、命令行腳本xsi-Scripts、ray2.exe命令行。這四類分布式渲染方式都允許在命令提示中獲得詳細(xì)輸出。但是，由于該詳細(xì)輸出會(huì)減緩渲染處理速度，為此，不推薦使用。

針對(duì)批處理，可采用XSI-R命令行選項(xiàng)，從1個(gè)外殼程序來(lái)定義上百個(gè)渲染選項(xiàng)，而不用啟動(dòng)XSI。除編輯選項(xiàng)外，還可以加載引入特定場(chǎng)景，保存場(chǎng)景，啟動(dòng)渲染，創(chuàng)建文件，執(zhí)行查詢。

使用腳本渲染除了使用渲染按鈕以外，還可以使用腳本完成渲染。利用渲染通道使正處于執(zhí)行狀態(tài)的渲染選項(xiàng)覆蓋原有的渲染通道，或者使用渲染所有通道命令正處于執(zhí)行狀態(tài)的渲染選項(xiàng)覆蓋原有的渲染通道。修改極有可能破壞安裝，為此，動(dòng)畫(huà)藝術(shù)設(shè)計(jì)師不能編輯和保存此文件。此外，還可以單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)腳本，在不調(diào)用界面的前提下，利用批處理模式完成特定渲染。但是，這種渲染模式必須提供一個(gè)具體的參數(shù)標(biāo)定預(yù)渲染的場(chǎng)景文件。

針對(duì)Ray2.exe渲染，大多數(shù)Ray2.exe命令都能在界面上獲得，且使用獨(dú)立的命令行工具Ray2.exe進(jìn)行手動(dòng)編輯輸出。當(dāng)Ray2.exe從一個(gè)外殼命令行啟動(dòng)時(shí)，往往可以接受多個(gè)選項(xiàng)。

五、通道合成

較為常見(jiàn)的動(dòng)畫(huà)后期合成軟件NUKE，這個(gè)軟件可以合成和調(diào)整經(jīng)過(guò)渲染處理的素材，合成動(dòng)畫(huà)片的最終畫(huà)面效果。通過(guò)上述五個(gè)步驟，即設(shè)置渲染通道和定義渲染選項(xiàng)、設(shè)置渲染屬性、觀看修改效果、渲染細(xì)節(jié)處理、通道合成，完成MAYA三維動(dòng)畫(huà)的整個(gè)渲染工作。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，渲染技術(shù)在MAYA三維動(dòng)畫(huà)中的應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)性過(guò)程，具有較強(qiáng)的專業(yè)性，并且技術(shù)更新速度非常快，這就要求動(dòng)畫(huà)藝術(shù)設(shè)計(jì)師深入對(duì)渲染技術(shù)的了解，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，去創(chuàng)新去改革，提高創(chuàng)作水平。

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作者簡(jiǎn)介：潘青青（1984.4-），女，漢族，籍貫廣西賀州，北海藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，專業(yè)為動(dòng)畫(huà)，研究方向?yàn)閯?dòng)畫(huà)后期。