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国际金属加工网 2019年04月03日

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Arnold 是业界备受推崇的一款高级 Monte Carlo 光线跟踪渲染器,旨在迎合 VFX 和动画制作的需求。现在其是 Maya 和 3ds Max 中的内置渲染器,用于交互式渲染。

借助 Arnold 和 3ds Max,CG美工师 Sina Mehralinia 使用内置材质和着色器(包括汽车涂料)极具创意地渲染出超逼真的汽车。

现在,让我们跟随Sina Mehralinia来看看他与Arnold之间发生的故事。

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“三维美工师永远不知道接下来会发生什么事情。有一天,您正在创建一个超逼真、田园诗般的环境,但接下来您可能要设计一个凶神恶煞的形象。除了创造力和对细节的关注之外,灵活性也是此业务领域的关键要素,我一直使用 3ds Max 和 Arnold,它们提供了一系列功能,能够让我游刃有余地处理各种项目,在三维可视化环境中它们几乎无所不能且易于掌握和使用。”

——Sina Mehralinia

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Sina Mehralinia实际上是一位自学成才的三维美工师,在使用 AutoCAD 和 Revit 时,对建筑背景知识有所涉猎。后来,他开始使用 3ds Max 创建更复杂的三维模型和更逼真的三维渲染效果,并完全沉迷于创作过程。下面他将向您演示如何使用 3ds Max 和 Arnold 创建汽车的三维渲染效果,希望这有助于激发您创作出令人惊叹的设计。

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Sina Mehralinia经常被要求创建外观足够逼真的渲染效果,以作为商业或 VFX 流程中的资源。他收到了一个详细的三维模型,这是一个制造商创建的CAD 文件。通常,他会收到一系列有关客户想实现的氛围、基调和总体感觉的说明。通过在整个流程中尝试不同的着色器、纹理和照明,可以很好地达到客户的所有需求。

外观开发


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他决定使用Speedshape 的三维模型。首先,通过导入对象并添加 Arnold 天穹灯光(基本上是指向模型的物理摄影机)创建了一个新场景,然后,选择了 HDRI 并将其指定给天穹灯光;另一种选择是使用 3ds Max 中的模板功能。您可以使用天穹灯光创建一个新模板,并保存所需的所有设置和 UI 功能以供将来使用,这非常棒而且方便。

汽车涂料


汽车具有不同的曲面,所以需要使用不同类型的涂料。事实上,Arnold 5.0.2 推出了一款汽车涂料着色器,可以更轻松地使汽车各个部分呈现不同的外观。

碳纤维


碳纤维增强聚合物 (CFRP) 是一种极其坚固的轻质纤维增强塑料。为了生成碳纤维,碳原子以大致平行于纤维长轴排列的晶体形式结合在一起,因为晶体排列使纤维具有高强度体积比,这一过程使得它相对于其大小来说较为坚固。数千根碳纤维捆在一起以形成丝束,这些丝束可以单独使用或编制成织物。

橡胶


对于轮胎,使用噪波贴图作为镜面反射粗糙度和细微凹凸的微观细节,设计了橡胶材质。

塑料(内饰)


将塑料用于方向盘和仪表板,Sina Mehralinia查阅了实际汽车的一些参考照片,尽力与之相匹配。重要的是选择合适的凹凸贴图,然后选择正确的粗糙度,再将同一个凹凸贴图用于镜面反射颜色值,使着色器的裂缝呈现更暗的镜面反射。

皮革(内饰)


除了使用较少的凹凸和镜面反射度以及更光滑的曲面,创建皮革的工作流与塑料着色器大致相同。

汽车


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创建完所有材质后,就可以将汽车导入场景中。首先,指定着色器并使用贴图缩放器修改器对其进行缩放,也可以在三平面节点上使用缩放参数。然后创建了两种不同的金属材质的车轮的着色器,并将它们添加到之前创建的橡胶材质中。在 MaxtoA 中,对于侧壁轮胎纹理使用置换,选择了对象并为其添加 Arnold 属性修改器。

快速提示:启用置换并将贴图指定给示例窗。

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对于前大灯的玻璃,使用凹凸贴图应用了纹理。其他部分需要进行一些镀铬或镜像着色器工作。对于汽车闪光信号灯,为前行信号灯设计了橙色玻璃,为后转向信号灯设计了红色玻璃。要创建有色玻璃,您需要将要漫反射的颜色和该颜色的较浅版本添加到透射颜色中。对于镜面反射,它取决于您正在处理的场景。如果希望它更亮,请在“渲染设置”(Render Settings) 的“光线深度”(RayDepth) 部分添加更多反弹。

照明


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对于最终渲染,使用了具有匹配 HDRI 和远距离灯光的背板来增强照明的阴影。只需将背板指定给“环境和效果”下的“背景”。然后创建了天穹灯光,并将 HDRI 指定给它。使用3ds Max 中的透视匹配实用程序,小心地将摄影机透视与背板相匹配。还读取了摄影机模型的exif 数据,该摄影机模型拍摄背板并使用 DOF 信息获取更准确的匹配。最后,在汽车底部创建了一个平面,并为其指定了阴影蒙版。您所要做的只是调整天穹灯光设置,直到得到想要的外观。

渲染


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在 Arnold 中渲染非常简单。首先,创建用于渲染和合成优化的 AOV。如果渲染中存在噪波,则可以使用 AOV 查找渲染噪波的来源。如果噪波在直接 AOV 上,则需要增加灯光采样数。如果噪波在间接漫反射 AOV 上,则应该添加更多漫反射采样数。对于运动模糊和景深上的噪波,能够增加摄影机 AA 采样数。

下面是有关去除噪波的一些有用信息:

  • 去除噪波工作流

  • 使用 MaxtoA 去除噪波

降噪


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Arnold 添加了两个内置降噪器:Noice(适用于高质量最终帧降噪)和 OptiX(基于 NVIDIA AI 技术)。OptiX 已集成到 Arnold 中,用于 IPR 和外观开发,可应用于任何 AOV,Noice 和OptiX 可以为美工师和工作室节省时间。

要使用 OptiX,您只需选择要降噪的 AOV,然后选中“使用 OptiX 降噪”复选框。

要使用 Noice,您至少需要一个要进行降噪的主层(通常是 RGBA,也称为“美景”)和一个指定每个像素的方差值的方差层。

为了获得更好的结果,推荐的 AOV 是法线 (N)、深度 (Z) 和 Albedo (diffuse_albedo)。

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只要您拥有合适的工具,便可轻松创建超逼真的三维可视化效果。3ds Max 和 Arnold 可提供必要的灵活性和控制力以创建各种所需内容。它们不但易于掌握,而且具有许多内置着色器、纹理、材质、照明和其他组件,可为您节省大量时间。

使用本文中介绍的技术以及 3ds Max 和 Arnold,开始尝试创建自己的三维汽车渲染效果。点击下方“阅读原文”可下载我们提供的免费着色器包,导入着色器,并将它们指定给汽车几何体,然后体验各种方案以探究不同的外观。

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(M&E 欧特克Autodesk)

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