Arnold室內(nèi)布光示范

這一講我們用一個范例來講講使用Arnold渲染的時的基本布光原則及操作規(guī)范脐区。


準(zhǔn)備場景

我們的使用的場景是一個破敗的辦公室場景,這個場景模型本身其實有很多值得吐槽的地方绊含,但本文只是那它過來做白模打光測試锈遥,就不管那么多了。

場景模型下載鏈接:https://pan.baidu.com/s/11hx3R-EqXTv4C7xobOe3Gg
提取碼:wdtd

首先要做的矮湘,是確定場景比例。

我假定這個房間凈空高3.5米口糕,所以創(chuàng)建了一個350×350×350的方盒子來做參考缅阳。

在場景中添加渲染用攝影機(jī),調(diào)整到合適的機(jī)位景描,鎖定移動和旋轉(zhuǎn)屬性以避免不小心改變了機(jī)位十办。

請大家改掉直接使用persp攝影機(jī)當(dāng)渲染攝影機(jī)的習(xí)慣!

如果預(yù)想的機(jī)位其實是在墻壁的另一邊超棺,可以提高攝影機(jī)的Near Clip Plane值將遮擋的墻壁給“裁掉”向族。

如果因為場景的尺寸很大導(dǎo)致在攝影機(jī)中出現(xiàn)這種顯示錯誤的問題,也可以通過適當(dāng)增加攝影機(jī)的Near Clip Plane值來解決说搅。

給整個場景添加一個aiStandardSurface材質(zhì)炸枣,設(shè)置其為灰色純漫反射材質(zhì)(無高光虏等、無透明)弄唧,然后刪除掉場景中的多余材質(zhì)節(jié)點适肠。


最典型最簡單的白天室內(nèi)照明

典型的白天室內(nèi)照明由兩大光源:天光(用以提供整體全局光照亮度)和陽光(用以塑造陰影形狀,產(chǎn)生明暗對比)候引,那么在Arnold中就是一個Skydome Light加一個Directional Light侯养。

因為使用Skydome Light通過窗口照亮室內(nèi)場景,所以需要為每個窗口創(chuàng)建一個Light Portal澄干。

這樣照明質(zhì)量會明顯好一些逛揩,同時還不會增加渲染時間。

因為是最早的白模打光測試麸俘,所以我們保持場景的簡單統(tǒng)一辩稽,先不使用HDRI天空貼圖,直接用純白色天光和純白色陽光來建立最基本的亮度分布从媚。

我們可以使用Light Editor(燈光編輯器)來快速“關(guān)閉”或“單獨(dú)顯示”某個燈光的照明效果逞泄。每個燈光單獨(dú)調(diào)節(jié)有利于我們準(zhǔn)確判斷各個燈光的實際效果,避免互相影響拜效。

在Light Editor的面板中我們可以直接調(diào)節(jié)燈光的一些關(guān)鍵參數(shù)喷众,比如顏色、亮度紧憾、曝光度到千、取樣值等等。

單獨(dú)天光
單獨(dú)平行光

由于我們現(xiàn)在這個場景主要是被間接光照照亮的赴穗,所以Diffuse Ray Depth就很重要了憔四。增加Diffuse Ray Depth對于渲染時間的影響還是很大的,要注意在渲染效果及渲染效率兩邊的平衡般眉。

場景照明亮度分布調(diào)整好之后加矛,再針對噪點問題進(jìn)行測試。增加Sample的順序一般為:

  1. 增加天光煤篙、面積光斟览、物體光之類會產(chǎn)生模糊陰影的燈光Sample,一般不超過4
  2. 增加Camera (AA) 采樣值到2或者3辑奈,然后再逐步增加Diffuse Sample苛茂,消除間接漫反射帶來的陰影(建議在diffuse_indirect分層通道里查看間接漫反射照明效果)

這張圖我最后的參數(shù)是4/6/0/0/0,也就是Camera (AA) = 4鸠窗,Diffuse = 6妓羊,并沒有完全消除干凈間接漫反射噪點,但整體效果是滿意的稍计。

渲染時間:7分43秒

關(guān)閉IPR渲染的“漸進(jìn)式渲染(Progressive Rendering)”可以稍稍加快渲染速度躁绸,或者將所有CPU進(jìn)程都分配給渲染器,但這樣會導(dǎo)致我們在渲染過程中基本上不能操作Maya了。

添加光色

我們可以將Skydome Light上貼一張HDRI天空圖净刮,然后修改直接光照的光色來匹配一個不一樣的照明環(huán)境剥哑。

還可以將地板材質(zhì)換成一個略有反光的材質(zhì)。

因為場景中有一個疑似“鏡子”的物體淹父,所以我決定做一個鏡面反射的效果株婴。

將這個物體的“鏡面”提取出來成為一個獨(dú)立的幾何體,單獨(dú)指定一個aiStandardSurface材質(zhì)暑认。

漫反射顏色改為黑色困介,高光Roughness改為0,最重要的是需要大幅度提高IOR值才能獲得比較“明亮”的反射圖像蘸际。

IOR = 3
IOR = 15
渲染時間:9分28秒

將白天室內(nèi)照明修改為夜晚

可以簡單地對Skydome Light的HDRI天空貼圖的Color Balance欄中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整座哩,將其修改成夜晚的光照效果,當(dāng)然其照明亮度也需要大幅度降低粮彤。這里我修改了Color Gain為比較暗的灰藍(lán)色八回。

Directional Light的亮度和色溫也要相應(yīng)進(jìn)行修改。這里我還增加了Angle值以增加陰影的模糊程度驾诈。

渲染時間:10秒

可以看到缠诅,低分辨率(50%)和低取樣值(2/3/2)下,渲染速度還是非痴快的管引,這樣我們在調(diào)試的時候不至于需要浪費(fèi)很多時間等待渲染。這是我對Arnold渲染器最滿意的地方闯两。

添加人造光源

在這個場景中褥伴,我想要使用3盞吊燈來作為人造光源。我們可以有很多種選擇:1. 將燈泡物體轉(zhuǎn)換成Mesh Light漾狼;2. 用點光源替換燈泡物體來模擬重慢;3. 用聚光燈替換燈泡物體來模擬。方案2可以通過調(diào)節(jié)點光源的高度來調(diào)整其照亮范圍逊躁,方案3可以讓我們精確控制燈光的照明范圍(完全不被燈罩模型所限制)似踱,但我們這個范例中使用最簡單的方案1。

Mesh Light默認(rèn)不顯示燈的外觀稽煤,只顯示其照明效果核芽。因為場景很大,且Normalize被勾選酵熙,所以需要較高的亮度(Exposure = 13)才能照亮場景轧简。

為了控制這盞燈直接照明的范圍(比如我們需要燈泡很亮很顯眼但不想它過份照亮整個場景),我們可以給這盞燈添加一個Light Decay匾二。

雙擊添加進(jìn)Light Filter里的Light Decay哮独,我們可以修改Far StartFar End來設(shè)定這個燈光的亮度從什么距離(Start)開始強(qiáng)制性衰減拳芙,以及達(dá)到什么距離(End)時完全沒有照明效果。

最好根據(jù)diffuse_direct通道來修改Light Decay皮璧,因為它影響的是直接光照舟扎,而直接光照是反映在diffuse_direct中的。也就是說恶导,在Far End距離以外的場景其實也會受到這盞燈的照明影響,但不是被直接照亮浸须,而是被間接照亮(比如地面的反彈光線)惨寿。

同理設(shè)置好另外兩盞吊燈:

最終照明效果如下:

渲染時間:27秒,取樣值2/3/2

添加燈光霧

在渲染設(shè)置的Environment欄中删窒,給Atmosphere屬性添加一個aiAtmosphereVolume節(jié)點裂垦,并設(shè)置aiAtmosphereVolume的參數(shù)蒙袍。

Density這個參數(shù)非常敏感舱污,稍大點數(shù)值就可能產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的燈光霧效,而且會影響我們對于燈光亮度的判斷刻两。所以诚亚,我建議在沒有燈光霧效的時候先把燈光顏色測試好晕换,然后再添加燈光霧,調(diào)節(jié)Density值以匹配我們想要的效果站宗。

另外要注意的是闸准,Environment中設(shè)置的不論是aiAtmosphereVolume燈光霧也好,還是aiFog場景霧也好梢灭,都不算做Arnold的“Volume”夷家,不會出現(xiàn)在“Volume”相關(guān)AOVs通道中,也不受Volume Sample的數(shù)值影響敏释!

最終渲染的結(jié)果如下:

渲染時間:28分29秒

我個人對于這個渲染時間和渲染質(zhì)量并不是特別滿意库快,真的是太久了。而且這3盞人造燈源在間接漫反射中產(chǎn)生的噪點幾乎遍布整個場景钥顽。

我們可以使用一些辦法來改善這種問題义屏。一方面,我們可以用分通道渲染再合成的方式將diffuse_indirect單獨(dú)提取出來做降噪處理蜂大,但這需要保證不會出現(xiàn)“漏光”的區(qū)域湿蛔;另一方面,我們鎖定Sample Pattern县爬,將噪點當(dāng)做場景貼圖紋理的一部分阳啥,有噪點沒關(guān)系,只要動畫時噪點不會出現(xiàn)閃爍就好财喳。


我個人電腦的基本配置是AMD R5 2600 + 16G DDR4 3000內(nèi)存察迟,并不是一個特別有利于渲染的配置斩狱。目前Arnold渲染器主要還是依賴CPU在做計算,所以CPU越快渲染速度就越快扎瓶。

從單幀渲染時間上來講所踊,Arnold并不比Mental Ray慢,但Mental Ray可以保存GI光子圖概荷、FG燈光圖等緩存數(shù)據(jù)秕岛,在渲染動畫序列幀的時候,Arnold的渲染時間就慢很多了(因為不能取巧了……)误证。算是犧牲最終渲染速度來換取制作時的便捷性吧继薛。


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