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为什么你的渲染很慢?你需要了解的正确学习方法。  0首页 > 扩展

我常常为国外优秀的CG作品而感叹,而看到国内水平较高的作品实在不多,造成这种差异的本质原因是国内缺少的是徐然理论,可是渲染又是一个很繁杂的一个概念,制作不同的作品所偏重的知识差别又很大,随着计算机技术水平的不断发展,渲染技术科学也是日新月异,各种新的渲染器不断出现,推动着3D渲染水平的不断发展和提高,如何能跟上渲染技术科学前进的步伐,始终站在渲染技术科学发展的最前沿只靠在学院里、课堂上、书本上的有限知识是远远不够的,渲染速度如何提速如何更好更快的提高学习渲染的方法是至关重要的。


1. 我们来谈谈锋利的边缘

电脑是完美的,而现实世界是不完美的。

当涉及到物体的边缘时尤其如此。在任何3D软件中制作一个立方体,它在数学上都是完美的。每一个表面都恰好是90度直角。所有的边都很匹配。



完美的棱角边缘通常是不现实的,看起来也没有吸引力。

现实世界的物体在数学上并不完美。在物理上,两个表面不可能以完美的直角相交,同时保持完全的锋利。如果你观察任何平面的相交,你会发现它们相遇的地方,都会有圆角、破损和不平整的地方。



圆角则显得更真实,并引入更多的视觉兴趣


睁大眼睛看看你周围的物体,观察它们不同的边缘特征


这种自然的(或人造的)圆角对于创造视觉上的准确性非常重要,这是为什么?

因为这些边经常会产生高光。正是这些亮点提供了关键的视觉线索。他们帮助定义平面,划分表面,同时增加体积感和创造视觉兴趣。

即使是最锋利的边缘,也一定要添加倒角,噱微创建一个的半径。如果你的物体和表面离得很近,这一点就显得尤为重要。

CAD数据的问题

在图像学院,我们处理很多CAD设计数据,这通常缺少圆角和半径。不过大多数渲染引擎,都具有在渲染时创建圆形边缘外观的功能,这能帮你大大的节省时间,因为它将增加大量的真实性,而不需要额外的建模。



注意观察基于CAD数据上的锐边


同样的CAD数据与圆角着色器应用

你可以更进一步,在边缘添加一些细微的划痕。流行的渲染引擎,如Arnold和Vray都有自己的技术来实现这一点。撸出细节,注意你的边缘,并确保引入圆角。

2. 注意阴影

关于,阴影的类型,特别是阴影的边缘质量往往被3D创作者忽略,随着广泛的CG灯提供给用户,他们能很容易的作出一个打破现实的选择,值得注意的是,这些原则适用于预渲染和实时照明场景。然而,由于实时引擎的技术限制,普通玩家可能没有相同的照明机会或控制水平。

CG光源的一个常见特征是边缘锋利,另一个缺点是阴影没有渐变或色调的变化。


这些阴影比阳光更具有闪光的特征


现实生活中的阴影,很少是锐利的。阴影边缘离阴影投射物体越远,就会变得越柔和。当阴影离开表面时,它通常会被周围环境的光部分照亮,这将影响它的颜色和强度,一般来说,阴影强度(明暗度)随着距离阴影投射物体的距离而减小。


边缘锐度的变化揭示着远处有光源,非常容易联想到阳光照明


那么,如何避免这些常见的错误呢?首先,一些责任可以归咎于历史的大门。由于以前的遗留问题,大多数3D软件都提供了一些现实世界中不存在的灯光类型。

避免使用这些光源

我们可以很有把握地说,你应该避免使用以下这两种光源,或者说,要非常谨慎地使用它们。

点光源Point Lights / 泛光灯Omni Lights – 从空间中的非物理点向各个方向发射光。这意味着它们不仅能产生不真实的灯光效果,同时还能产生令人难以置信的阴影。

环境光 Ambient Lights  – 这个光源或渲染设置,具有提升图像暗部和中间色调的视觉效果,它的目的是让更多的光在场景中反弹,但这往往会导致一种去饱和,褪色的效果。最好的是,增加全局光照反弹的数量,或者为场景添加更多的灯光。

立足于现实

这些光类型,更能代表我们在现实世界中所遇到过的,因此,它们会立即产生更可信的结果。

区域灯 Area Lights  – 这是一个发光的表面。很像一个真实世界的窗户或摄影柔光灯,区域光源创造出自然的阴影,具有柔和的边缘和真实的衰减,它们还提供了在反射表面可见的好处,这通常能得到一个理想的结果,有助于增加现实。

穹顶灯 Dome Lights / 天光 Skylights – 模拟大型光源,如天空,当与高动态范围(HDRI)图像(基于图像的照明)结合使用时,它们引入了一种全局光源,这对建立真实的照明条件大有帮助,虽然还有很长的路要走,但这是一个很好的开始,让你在任何方向上选择照明(还有阴影质量)。

记住一个简单的规则,大型光源,如区域灯和穹顶灯,会产生柔和的阴影,较小的光源,如射灯,会产生更清晰的阴影。

通过观察现实和明智的选择照明,增加你的阴影的真实性,和提高你的图像的可信性。


3.添加一点不完美

正如您的三维软件,会为你生成完美的三维立方体,它也会产生完美的平面,而这些都是现实主义的灭霸,我们需要在场景的表面添加不完美,即使是那些相对干净的表面,比如光滑的内墙。那些看起来相对干净和未风化的表面,仍然具有视觉多样性,这可能是由于光线、灰尘、磨损、划痕和不平整的表面捕捉到高光和自阴影造成的。

撸一些噪点

游戏的目的是,快速和容易地添加微妙的不完美到您的表面。使用噪图案最容易做到这一点,无论是作为颜色/色调还是凹凸贴图,它们都是打破完美表面的灵活方法。

您选择的渲染引擎,大都提供了各式各样的噪波,试着在你的漫反射颜色或纹理中加入噪音,调整比例缩放,使效果不是特别明显,这样做的目的是巧妙地打破表面,使你没有大面积平坦的颜色或色调。如果你的墙壁是在一个侧方位的角度被渲染,那么应用一个噪波,在表面上引入一些波动和突起,同时也会引入阴影和高光,帮助增加微妙的深度和视觉兴趣。

直接把着色器应用到墙上,表面看起来很完美

加入一些小的凹凸细节,来增加现实效果

混合一个较大的凹凸,进一步分解高光,为较大的曲面添加比例缩放

更大凹凸的样子,注意,它在Y轴上按一定的方向比例缩放

很简单,有木有?

这是一种你想要“感觉”而不是看到的效果。因此,在添加噪点图案时,要注意不要过度使用效果,将其推到图案稍微明显的点时,然后将其拨回20%。添加这一微妙而有影响力的改变,会对你的图像的真实性产生非常大的影响,尤其是有大型平面的室内场景。

4. 关注焦距

我想问问你,在你的3D软件中,摄像机的默认焦距是多少?

如果你还不知道,行吧,不知者不怪!然而,如果不理解焦距对图像的影响,那么它就是你创建真实图像的一大障碍了。

不同3D软件中的相机设置,都模拟了真实相机的控制

摄影师和摄影指导(DOPs)在构图时,非常注意选择合适的焦距和取景框。这是一个3D艺术家经常忽略的方面,用默认相机开始取景太容易了,根本不用考虑使用的焦距是多少,反正他们不会也不学…

这个游戏是有规则

对构图和焦距的原理,有一个基本的了解是非常重要的,它们对你的场景如何被描述,同时与观众欣赏有着戏剧性的影响。

我们经常看到3D渲染的例子是,透镜偏离了真实相机的行为,要明白你3D种模拟的相机在数学上是完美的,而物理玻璃镜头会产生不完美的扭曲图像。

常见的错误是超宽镜头,没有失真或特写镜头,宏观风格的镜头没有景深。

所有这些控件都可以在3D软件中使用,但重要的是要认识到失真和景深是默认关闭的,而对于物理相机,没有选择,这些功能是自然发生的。

要注意这些基本的区别,拿出一台真正的相机(最好是单反相机),亲身体验一下物理镜头的工作原理,研究你的结果,并了解一个镜头的选择,可以有戏剧性的差异,也可能让你单反穷一生,摄影毁三代,当然这让你的输出添加更丰富和更逼真的经验。

5. 添加一层真实感

好的,让我们做一个重要的区分。当我们讨论超现实主义时,很容易假设我们的目标是基于现实的图像。

虽然这是一个正确的假设,但这里有两个事实在起作用,首先是我们用眼睛和大脑看到的,然后才是相机看到的。而我们视觉上看到的绝大多数媒体,都是通过相机镜头拍摄的。如果我们能在我们的3D渲染中复制一些镜头的特性,这将使他们的可信度有很大的不同。

突出高光,绽放辉光

在你的场景中最亮的高光,将是可见光源及其在闪亮表面的反射。照相机和镜头会尽可能地处理这些明亮的区域,在这种情况下使用”复制”是正确的,因为在处理这些明亮区域时,镜头会产生某些假象,这些强烈的光斑的副作用通常是灼热的,燃烧的和产生辉光。这些视觉上的不完美已经成为我们视觉词汇的一部分,所以通过复制它们,能为图像增加一个很好的真实感。

建议在后期制作中添加这些效果,作为颜色分级或修饰阶段的一部分,同样的原理也适用于3D动画。

上面的图像是原始渲染。下面的图片添加了辉光和眩光,以模拟在摄影中看到的一些特性

添加颗粒感纹理

传统的静止和运动照相机使用的胶片,会产生图像颗粒,就像现代数码相机一样,但人们普遍认为它的视觉效果不太好,而3D种的摄像机是不能产生颗粒感,再一次,我们将通过添加一些真实世界的不完美,来对抗你的3D数学输出的完美性。

在后期制作中,有两种主要的颗粒感来源可以添加到您的图像中,它可以在Photoshop或Nuke这样的程序中程序生成,这种方法的优点是灵活,高度可调,可以根据图像的RGB通道进行微调。

如果你想要真实,那么可以使用含有颗粒感的扫描胶片,这可以应用于叠加模式,虽然这种方法不像程序技术那样可调,但它快速而有效。

颗粒感纹理的应用(由于图像压缩,可能很难看到)

不要错误地在3D动画的顶部,叠加一个单一的纹理画面,它会看起来非常假,相反,使用一个动态的纹理序列。

光学效应的力量

这些类型的效应可以被认为是光学效应,是由光与相机的力学和透镜的物理相互作用引起的,虽然这些并不是相机产生的唯一特性,包括这些特性将立即为您的工作添加一层现实主义摄影。

只是为了追求更完美

您可能已经注意到,所有这些小技巧,都有一个共同的主线,因为现实世界是不完美的,而不像三维和CGI的世界是数字精确,在你的3D图像和动画中实现额外的可信度,需要引入一些不完美。

通过对现实世界的观察,并意识到你所看到的细微差别,就有可能弥补现实与现实之间的差距。


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