中職3ds max課程渲染模塊教學研究

黃海濤

[摘? ? ? ? ? ?要]? 渲染模塊的教學內容是3ds max課程的重要組成部分，教師要根據中職生的認知水平，結合安徽省宿州工業學校計算機專業學生的培養方向，合理規劃教學內容，設計完善的場景模型，利用多種信息化教學手段，完成渲染模塊的教學任務。

[關? ? 鍵? ?詞]? 3ds max;渲染器;效果圖;參數

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）34-0104-02

3ds max是集建模、材質編輯、場景設計、動畫制作和渲染于一體的軟件，能制作出逼真的三維靜態效果圖和動態的特效及動畫，在生產生活的各個領域有著廣泛的應用。目前，3ds max是中等職業學校計算機應用專業的核心課程。建模和渲染是3ds max課程教學的重要模塊，其中建模部分的教學目的明確，不同版本的教材在建模部分的教學內容基本是一致的，教師采用理實一體化教學模式，能夠很好地完成教學任務。而渲染模塊則不然，原因是材質參數、布光思路、渲染場景的大小是一個有機的整體，參數之間相互影響，簡單模仿教材里的制作過程，輸入相關參數，而如果不理解它們之間的聯系，是無法完成場景渲染的操作的。因此，教師在教學過程中，要合理規劃教學內容，提高學生的理論水平，構建明確的場景模型，采用多種信息化教學手段，有效地完成渲染模塊的教學任務。

一、調查中職生光學常識的掌握情況

3ds max渲染器的參數里含有光學方面的術語，要想很好地控制參數的大小，達到預期的教學效果，學生必須知道參數的含義。而中職生的文化課成績普遍較差，初中物理基礎知識學得不扎實，需要細致地了解學生對光學常識的掌握情況，為此，我以問卷的形式對本校2019級計算機應用專業的178名學生進行了調查，統計結果如下：

通過問卷調查發現學生對光學基礎知識掌握的情況較差，我帶領學生重新學習了問卷里的六個基本物理概念，儲備學習渲染器所必備的理論基礎知識。

二、渲染器的類型及其特點

渲染器分為硬件渲染器和軟件渲染器，硬件渲染器基于底層圖形API（應用程序接口）構建，采用適合硬件架構的光柵化方法進行渲染。其渲染速度快，渲染質量較差，一般用于實時渲染。軟件渲染器則純粹利用CPU的能力進行計算，通常采用光線追蹤的方法進行渲染。軟件渲染器沒有統一的應用程序標準，但是有很多通用的渲染算法，如光子映射、蒙特卡洛、輻射度等。其渲染速度較慢，但渲染效果好，能達到照片級的效果。目前，3ds max內部集成的軟件渲染器有默認掃描線渲染器、Vue文件渲染器、Mental Ray渲染器。另外，3ds max插件渲染器種類繁多，較為常見的有VRay渲染器、Lightscape渲染器、Corona渲染器。由于3ds max應用領域廣泛，不同的渲染器適合不同的行業。例如，Lightscape渲染器適合場景較大的室外全景圖的制作，VRay渲染器適合室內小場景的裝潢效果圖的制作，Mental Ray渲染器在影視后期處理上具有優勢。

三、渲染模塊的教學策略

中職學校要根據本校計算機專業學生的就業方向，選擇合適的渲染器作為3ds max課程渲染模塊的教學內容。我根據本校計算機專業學生的培養方向，選擇了Vray渲染器作為渲染模塊的教學內容，下面我就以Vray渲染器為例，從以下三個方面來詳述一下材質編輯和場景布光思路方面的教學策略。

（一）編輯物體表面材質部分教學內容的規劃

在VRay渲染器中，VRayMtl材質是最常用的標準材質，用戶可以通過它的貼圖通道做出真實的材質，VRayMtl材質編輯的方法是教學重點，其參數面板主要有漫射、反射、折射和貼圖通道四個部分，即漫射控制物體顏色，反射控制物體表面的光滑度，折射控制物體的透明程度。雖然材質的種類繁多，但是大體可以分為不透明粗糙材質、不透明光滑材質和透明材質，教師可以選擇墻面、布藝、陶瓷、不銹鋼、玻璃等常見材質來講解參數的調節方法。此部分內容的教學方法可以使用任務驅動法，通過制作具體的實例，讓學生掌握材質參數調節的技巧，達到舉一反三的效果。

材質編輯部分教學內容的難點是貼圖通道的編輯，貼圖類型種類繁多，教師要進行篩選。首先，可以把漫射、反射、折射、凸凹和環境的貼圖通道作為教學內容，讓學生掌握常見材質的編輯。其中，在教授漫射通道添加位圖貼圖時，教師要介紹UVW貼圖修改器的使用，讓學生能完成物體表面貼圖位置的修正。其次，不銹鋼和玻璃材質的反射效果較強，需要通過場景周圍的環境光來襯托出不銹鋼和玻璃材質效果，教師可以使用HDR高動態貼圖來模擬環境光的反射效果。HDR是一種表達超過了顯示器所能表現的亮度范圍的圖像映射技術，能夠很好地再現現實生活中豐富的亮度級別，產生逼真的效果。HDR高動態貼圖的文件擴展名是hdr，在網上搜集素材時，要注意區分。HDR高動態貼圖要通過渲染面板的環境覆蓋通道添加，同時要使用材質球進行編輯，操作過程較為復雜，教師可以把HDR高動態貼圖制作過程錄制成微視頻，通過多媒體教學系統發送給學生，讓學生能及時查看貼圖添加的方法，從而提高教學效率。最后，材質參數一般不能一次性設置成功，需要布置一定的燈光，通過預覽草圖，多次修改，最終達到滿意的效果，因此，教師要讓學生知道，材質編輯和場景布光設計是一個有機的整體，需要同時進行，相互配合，才能渲染出高質量的效果圖。