Vray渲染器在3ds max軟件中應用的方法探析

黃向偉

摘要：Vray渲染器應用在3ds max軟件中，通過材質設置、燈光設置與渲染設置來完成室內設計效果圖。結合具體案例，介紹使用材質、燈光、渲染的設置，并結合一些設置方法來提高效果圖渲染速度，從而進一步闡述Vray的強大渲染功能。

關鍵詞：Vray;參數設置;渲染

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0223-03

3ds max是一款強大的建模、角色、動畫等制作的三維軟件，但在材質、燈光和渲染的功能方面較弱，真實感差，渲染速度較慢。而Vray渲染器是一款高質量的渲染器插件，其便捷的操作方式主要作用于3ds max、Sketchup、Maya等三維軟件中，Vray渲染器通過材質、燈光與渲染的設置可以輕易渲染出高品質的效果圖，彌補3ds max軟件中的一些不足。在當今室內設計、建筑表現、影視動漫、工業設計等行業廣泛使用，得到眾多優秀設計師的認可。

3ds Max這門軟件課是中職學生最喜愛的課程之一，但是在3ds max軟件教學過程中仍然存在一些問題，首先現在3ds Max軟件更新換代快，要求配置較高，部分中職學校電腦硬件配置落后與老化嚴重;其次學生制作一張效果圖單單調節材質、燈光、渲染設置大約要花上2-3天的時間，更別提三維建模方面;最后部分中職學生在學習過程中，對問題的理解、接受、操作的能力都存在一些差距，沒耐心，主動性較差。因此，在教學過程中，在電腦設備達不到的情況下，根據學生的特點，教師通過改變教學方法，利用Vray渲染器的參數設置，來提高渲染速度，提升學生的作圖速度，從而提高學生對學習的積極性。具體操作如下：

1 Vray材質的設置

Vray作為3ds max軟件的渲染器插件， 它必須配對同版本的3ds max軟件，否則無法使用。在3ds max軟件中，設置材質參數是一件非常簡單的操作，任何三維模型都可以附上栩栩如生的材質，通過材質參數的設置才能渲染出物體顏色、肌理、反射的效果，沒有材質的場景一點真實感都沒有，不具備欣賞性。Vray材質的基本參數常用的主要由漫反射、反射、折射三部分組成，通過基本參數設置對場景模型賦予各種的材質，Vray材質主要有VrayMtl材質、Vray燈光材質、Vray混合材質、Vray雙面材質等，通過參數設置完成墻面漆、木地板、地毯、水晶、陶瓷、石材、不銹鋼等材質設置。每種材質有各自的特性，只有了解各種材質間的色彩、反射、折射、肌理等特征與屬性才能對其參數進行設置。

Vray材質的參數設置是學生的必修課，只有掌握各種參數的屬性才能更好地發揮Vray渲染器的強大功能。但在制作每張效果圖的過程中，都要把模型附上各種材質，重復同樣的工作量。以中職學校3ds max課程教學為例，學生如何設置材料來提高作圖速度？學生通過不同的三維室內空間案例來提高作圖的經驗和速度，在室內空間里，常用的材質主要有：木地板、石材、玻璃、墻紙、白墻、地毯、塑料等材質，通過調整材質的漫反射、反射、折射來完成各種材質參數的設置，比如木地板材質，在不同場景中，它的材質屬性基本相同，唯有貼圖圖案、色彩、比例等有區別。學生可根據作圖的經驗，制作屬于自己的常用材質庫。

創建材質庫，首先要打開Vray的材質編輯器（快捷鍵M），點擊材質編輯面板第一個按鈕（獲取材質），進入材質/貼圖瀏覽器，點擊material/map browser最左邊倒三角形下拉菜單，點擊新建材質庫，選擇路徑保存材質庫，并對自己新建的材質庫進行命名;接著開始創建各類材質（木地板、石材、玻璃、墻紙、白墻、地毯、塑料等），點擊材質編輯器放入庫按鈕，彈出put new library（放置入庫）面板對新材質進行命名，起的名字要簡單易懂，一看就明了的效果，按照此步驟將各類材質參數設置好并命名保存到自己的材質庫里;最后我們打開一個場景模型，打開Vray的材質編輯器（快捷鍵M），進入材質/貼圖瀏覽器，點擊material/map browser最左邊倒三角形下拉菜單，點擊打開材質庫，雙擊前面創建的材質庫文件即可調用。創建好的材質庫可以隨時進行修改、刪除與保存，材質庫的使用可縮短設置參數的時間，提高學生作圖的速度，方便學生參考使用，給學生帶來很多的便利。當然常用的材質不是生搬硬套的，也不是無規律可循，如何渲染出照片級的逼真效果，還需要我們不斷累積經驗。

2 Vray燈光的設置

在三維場景空間中，即使模型有多精細、材質有多真實、攝像機角度多好，沒有光源，場景一片漆黑，所制作的一切都是空談。Vray渲染器里的燈光系統有四種類型：Vray Light、Vray IES、Vray ambient light、Vray sun，在室內三維場景中最常用的是Vray Light和Vray sun這兩種類型光源。

2.1 Vray Light的設置

Vray Light簡稱為面光源，是制作室內效果圖使用頻率較高的一種燈光，它有五種類型：平面、球體、穹形、網格、圓形。平面光源可作為主光源或輔助光源，多用來模擬自然光、燈帶、太陽光等。球體光源主要模擬室內臺燈、吊燈、落地燈等，穹形光源可作為天光使用，網格光源能將三位模型指定為光源體，圓形燈與平面燈類似，只是形態不一樣。根據場景內容不同調整燈光類型，設置亮度、選項、采樣、紋理等來模擬室內真實光源效果，表現真實的空間效果。但缺點就是它根據真實的光學衰減來計算照明采樣，陰影容易出現許多光子顆粒，我們可以通過調整細分來去除顆粒，細分值設置的越大，陰影越細膩，相應的渲染時間也會加長。

2.2 Vray Sun的設置

Vray Sun簡稱Vray太陽光，一般是來模擬真實的室外太陽光，它可作為場景的主光，在不同的環境下，參數設置也是不同的，Vray基本參數為渾濁、臭氧、強度倍增值、大小倍增值、陰影細分、陰影偏移等，這些參數都需要我們花點時間與心思一點點去實驗，才能達到最好的效果。舉例白天陽光的燈光參數的設置：

1）白天的時候，陽光充足，陰影與暗部都比較深，光照面與陰影交界線黑白對比明顯。在擺放陽光位置要注意，高度會影響光照的亮度，參數中的渾濁數值越大空氣越渾濁，光線變暗，色調變暖，中午陽光充足數值可調整為3-5之間，下午可調整6至9之間，傍晚可調整到15至20之間。

2）臭氧默認參數為0.35，一般可不調整，值較小陽光更黃，值較大陽光更藍。強度倍增值可設置為0.3左右，它與渾濁相互影響，因為空氣中灰塵渾濁參數變大，陽光的強度就會減弱。

3）大小倍增值與陰影細分也是相互制約的，大小倍增一般數值為3至15之間，陰影細分數值一般設置為6至15之間，兩者數值變大時，陽光的陰影比較模糊，并且不會產生雜點。

4）Vray天空是Vray燈光系統中一個程序貼圖，它要與Vray Sun配合使用，在設置Vray太陽光時，系統會彈出Vray天空貼圖，加載環境貼圖，來模擬環境貼圖和天光，讓場景的效果更加逼真。

一副好的效果圖取決于燈光的設計，燈光顏色冷暖的對比、顏色的過度都將影響整個場景的效果。那如何把握好燈光的層次感呢？我們可以運用Vray light的疊光（Vray面片燈一前一后接近疊放一起，一個添色，一個添亮）和補光結合，搭配Vray太陽光增加場景光感，再結合3ds max軟件自帶的光度學燈光的設置，讓室內營造溫馨的暖色調，與室外的冷色調形成對比，讓室內光影更具層次感。

3 渲染設置

Vray渲染器是一款高渲染品質的渲染引擎，在保證渲染質量的同時也具有較快的渲染速度，雖然如此，為了更快渲染出圖，我們將渲染分為兩個階段——測光階段和渲染出圖階段。前者是將渲染參數調低，目的是為了提高渲染出圖速度，觀察場景模型、材質、燈光的效果;后者是將渲染參數調高，細分值調大，渲染出最終效果圖。

3ds max場景模型的復雜性，導致渲染一個室內空間場景會耗費很長的渲染時間，一堂課45分鐘，基本很難完成出圖，同時也消磨了學生的耐心，因此，如何把“硬件傷”這個問題解決是非常關鍵的。

3.1 快速測光階段

在渲染出圖前整個過程是在不斷調試，從中也會遇到許多的問題。因此我們要用最快的渲染速度來查看制作的圖存在什么問題，如渲染出來的圖材質表現不真實、燈光比較灰暗或過亮、顏色搭配問題等，這些都要我們通過測試處理的，看看是不是個別材質參數設置問題、燈光倍增值過小或過大問題、還是材質溢色的問題，排除各種問題，完美表現最終效果。我們測試過程中將對渲染器的參數進行設置（以Vray 3.6版本為例），如下：

1）在Vray渲染設置面板里選擇公用>公用參數>在輸出大小設置里輸入圖像分辨率500*250。

2）圖像采樣器里類型選擇漸進。在漸進圖像采樣器最大細分調整為4-10，噪波閾值調整為0.01-0.03。

3）圖像過濾面板里關閉“圖像過濾器”。

4）顏色貼圖面板類型改為指數。

5）打開GI，在全局光照面板里首次光照引擎改為發光貼圖：當前預設為非常低，細分30，插值采樣20。二次引擎改為燈光緩沖，細分150-300。

6）渲染設置面板里不勾起高性能光線跟蹤。

3.2 渲染出圖階段

經過前期快速測光完成后，將對場景進行最終渲染出圖，那我們如何縮短渲染的時間來渲染出大圖呢？我們可以渲染光子圖來提高渲染的速度，它的功能是以小圖渲染出大圖的原理把室內場景的光子信息渲染儲存好，一般只需幾分鐘的時間。渲染完成后保存光子圖，再導入保存好的光子圖，使系統可直接省略渲染發光貼圖和燈光緩存的光子信息，從中我們可以大大提高渲染的速度。但要注意的是最終渲染出圖的分辨率不得高于出光子圖的分辨率的4倍，否則會降低圖像的質量。如果想出高質量的效果圖則不能使用光子圖的出圖方法，我們要重新設置參數，主要操作如下：

1）在Vray渲染設置面板里選擇公用>公用參數>輸出大小設置里調整圖像的分辨率，大小可根據作圖者的需要進行設置。

2）圖像采樣器里類型選擇塊。在漸進圖像采樣器最大細分調整為20至100之間，細分越大越精細，噪波閾值調整為0.001至0.005，數值越小噪點越少，時間越慢。

3）圖像過濾面板里打開“圖像過濾器”，選擇過濾器Catmull-Rom。

4）顏色貼圖面板類型改為指數。

5）打開GI，在發光貼圖面板里當前預設改為中，細分60-80，插值采樣30-50。在燈光緩沖面板中里，細分調整為1200-1500。

6）渲染設置面板里勾起高性能光線跟蹤。

我們要制作高質量的效果圖必然會增加我們渲染的時間，我們要不斷調試Vray渲染器的參數，用活這個渲染插件，這樣才能繪制出你想要的效果圖。所以想繪制高質量的作品，不僅在硬件方面有較高要求，而且繪圖人員要有一定的美術功底、3ds max軟件的繪圖技能，擁有大量的素材，且有一定鑒賞美的能力。我們要不斷地學習，理解Vray渲染器各參數的含義，學會舉一反三靈活運用這個渲染插件。

參考文獻：

[1] 時代印象.中文版3ds Max 2014完全自學教程[M].第一版.北京：人民郵電出版社，2013.

[2] 劉正旭.3ds Max/Vray速查手冊[M].第二版.北京：電子工業出版社，2014.

[3] 莊東曉.三維電腦繪圖燈光應用新技術探討[J].湛江師范學院學報，2005，26（3）：107-110.

【通聯編輯：王力】