基于VRAY渲染器的建筑動畫技術應用技巧

粟曉文陳敏銳

摘 要目前，VRAY是大多數建筑CG行業從業者習慣使用的渲染器，其強大、真實的渲染效果深受大家喜愛。但在建筑動畫作品制作過程中，使用VRAY渲染器經常會出現畫面閃爍的問題，本文將就其中的幾個方面進行探討，并提出了一些針對性的解決方案。

關鍵詞建筑動畫;VRAY;渲染;畫面閃爍;CG

0 前言

目前，建筑CG表現行業主要通過 CAD、3DSMAX 等軟件實現虛構出一個三維環境，用靜態、動態或交互的方式全方位展示自己的建筑作品，讓觀者身臨其境，在設計項目匯報、招投標、宣傳推廣等環節中發揮了巨大的作用，建筑動畫則是其中的一個具體的應用。而VRay是由chaosgroup公司開發，是目前業界最受歡迎的渲染引擎，它是一種結合了光線跟蹤和光能傳遞的渲染器，擁有完備的燈光，材質和渲染工具，其真實的光線計算創建了專業的照明效果，從渲染速度、使用范圍、渲染質量、易用性等多個關鍵指標上來看，vray渲染器都是最均衡的。因此，vray渲染器成為國內外建筑CG表現從業者的首選。但是，長期以來vray渲染出來的作品有個比較困擾的問題，那就是渲染出來的動畫作品容易出現畫面閃爍。對于動畫來說，如果不是特殊畫面效果的需要，一般來說是追求一個光滑，干凈、平滑過渡的畫面，閃爍是不應該出現在畫面中的。自從VRAY渲染器面世以來，已經走過多次版本的更新迭代，由最初的版本到現在的VRay Next版，雖然畫面閃爍的問題有所改善，但除去渲染器本身的因素，在整個作品制作和設計環節中還會有其他的因素導致畫面閃爍。本文對目前建筑動畫的畫面閃爍產生的原因進行了分析，并提出了一些針對性的解決方案。

1 畫面閃爍的成因分析和解決方法

1.1 模型造成的畫面閃爍

眾所周知，在建筑CG場景制作中，有經驗的設計者都會注意減少模型點面的數量，避免在場景過大時，由于數目巨大的點面加重系統的負擔。但在使用VRAY渲染器進行設計時，對模型的要求就不能出現厚度為零的物體。比如，在制作一面外墻或玻璃時，大家都比較習慣把墻體或玻璃的模型設計為厚度零的BOX，以減少面數，一旦出現這種情況，在渲染時，這樣的模型肯定會出現閃爍或黑面。針對這種情況，要么給它個厚度，要么設置為一個面，面重疊是VRAY最忌諱的。如果在渲染器設置正確的情況下渲染還是有閃爍的話，十有八九是有重疊面，或者是模型破面。另外，場景中同類的模型務必要合并起來，優化后模型數量不應超過1000個。（有時候反復的布爾運算或者反復的編輯模型點面，也會造成模型錯誤而導致畫面閃爍）

1.2 材質問題造成的畫面閃爍

相對于模型而已，由于材質導致的畫面閃爍原因會更多樣。首先，制作建筑模型紋理時，要盡量選用高精度的大尺寸圖片，即便是光滑的墻面，也要適當賦予貼圖凹凸，因為燈光作用在場景中大面積光滑墻面時，光線的直線反射會造成場景光線的混亂。而凹凸的表面，可以避免此類直射光線的產生。其次，白色的墻體和窗臺這些區域不能直接賦予白色材質，因為在VR渲染中，即便是白色，也需要給材質貼圖，并且不能用純白貼圖，因為燈光打到白色的貼圖，會容易過曝，從而導致閃爍。最后，玻璃材質也是比較容易引起畫面閃爍的原因之一，所以，在處理玻璃材質的時，玻璃盡量直接用vray材質，禁止使用raytrace。尤其是在vrayNext之后的版本，甚至需要全局使用vray材質。

1.3 燈光問題造成的畫面閃爍

在vray渲染器大行其道之前，大家都習慣使用水晶石的布燈技法，在場景使用燈光陣列來模擬真實光線， 這樣的好處就是打出來的光線層次比較豐富，但由于使用了大量燈光后，導致場景的光影關系變得非常復雜而且不易控制。而VRAY的GI渲染，它自身的光線跟蹤和光能傳遞功能足以用簡單的燈光來還原場景復雜的光線，但很多人還是習慣用燈光陣列方式，用大量的燈光來照亮場景，反而導致燈光混亂，畫面閃爍也在所難免。室外場景，一般遵循自然光線的原則，VraySUN是個好選擇，可惜參數過于復雜和專業，所以用一盞vray穹頂燈模擬環境光加上一個平行主光模擬陽光（或者月光），就是一個相對簡單的打光方法，日景夜景陰天都可以勝任。對于室內的場景，除了需要有模擬太陽的主光源外，室內的補光也是少不了的，這時候，可以遵循哪里需要亮就往哪里打燈的原則來進行布光，但有一點需要注意，一定要了解太陽光進入室內的方向、太陽光和室內光線光比關系等問題，這樣才能打出自然而真實的光影效果。

1.4 配景模型導致的畫面閃爍

在建筑動畫作品中，特別是室外場景，園林配景是不可或缺的部分。畫面出現閃爍時，很多時候是由于選擇配景模型不當所致。比如，細小的樹葉比寬大的樹葉容易引起閃爍（尤其樹葉茂密及葉片上貼了透明貼圖），茂密的樹葉比稀疏的樹葉容易引起閃爍等原因。在選定樹形樹種后，切記檢查模型樹葉的貼圖是否設置了反射或者貼圖亮度比較高，因為亮度太高的貼圖在受到燈光作用時，樹葉會形成反射面，在攝像機運動過程中，每片葉子的晃動都會讓畫面產生閃爍。（一些老舊的配景模型要檢查是否帶有raytrace貼圖及材質）

1.5 攝像機運動造成的閃爍

很多初學者如果沒有學習過鏡頭語言，鏡頭感表現會比較差，在設置攝像機時，過于隨意，很喜歡使用長鏡頭、高速運動或者運動過程中突然改變方向，這些習慣都會導致畫面的閃動。因此，在建筑動畫作品鏡頭設計環節，注意控制攝像機運動的節奏，一般來說，一個鏡頭長度維持4-5秒時長（150幀）比較合適，運動速度以人的步行速度為宜，如沒特殊需求，每個鏡頭維持一種鏡頭運動類型即可。一個場景多個鏡頭的處理，務必使用多個鏡頭畫面來控制，不能一鏡到底，鏡頭的路徑設置保持平直，切忌左右搖晃或者大幅度掉頭。

2 結語

不可否認，Vray渲染器深受大多數建筑CG表現從業者喜愛，在建筑CG表現作品設計中起到了很多的作用，但對于優秀的建筑CG作品而言，把所有希望寄托于渲染器身上，顯然并不現實。建筑動畫項目，更像一個龐大的工程，需要從業者熟悉和了解流程，在各個環節上嚴加把控，最后交由強大的渲染引擎進行產品輸出，才能向客戶交付最好的作品。

參考文獻

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