荔园在线
荔园之美，在春之萌芽，在夏之绽放，在秋之收获，在冬之沉淀
[回到开始]
[上一篇][下一篇]
发信人: douly (douly), 信区: CAD
标 题: 讨论渲染器
发信站: 荔园晨风BBS站 (Thu Apr 29 10:39:18 2004), 站内信件
Radiosity光能传递法
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
西方计算机界的定义：一种渲染法则，对场景中所有表面之间的光和
颜色的满发射都加 以计算。通俗的说，一个物
体反射的光可以着亮其他物体，该效 果就是光
能传递效果。
直接光计算： 有
间接光计算： 有
运算导致的场景结果：全局照明结果，即场景中无论直接光照到还是
没照到的地方都是
亮的，并且明暗符合一定物理规律。
场景渲染效果评判： 非常真实
适合的对象： 单帧图像，如建筑、环艺专业的效果图，不适
合动画
代表软件： Lightscape, RAD, Radiance, Luminaire
Scanline Render扫描线渲染法
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
西方计算机界的定义：构成一张光栅图像的像素的水平行
直接光计算： 有
间接光计算： 无
运算导致的场景结果：只有被直接光照到的地方才是亮的，场景中不
存在光传递运算概 念上的非直接光。想使直接
光照射以外的地方亮起来，只能靠认 为的方法
在场景中设置光源模拟非直接光效果。
场景渲染效果评判： 不易真实
适合对象： 低品质要求场景，小场景
代表软件： 3D Stutio Max
Indirect Illuminate间接照明法
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
西方计算机界的定义：是光能传递算法的简化，与光能传递遵循的运
算法则相同，但运 算量要比光能传递少得多
直接光计算： 有
间接光计算： 有，不充分
运算导致的场景结果：全局照明结果。场景中无论直接光照到的地方
还是没照到的地方 都是亮的，别且明暗符合一
定物理规律。
场景渲染效果评判： 较真实
适合对象： 较快（不同软件的情况不甚相同）单帧与动画
均可，是质量与速 度均可兼顾的最佳选择
代表软件： Enlight, Luma, Mantal ray
Raytracen光线跟踪法
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
西方计算机界的定义：是一种渲染技术，用于定义可见表面和产生真
实阴影，反射和折 射。
直接光计算： 有
间接光计算： 有，不完全
运算导致的场景结果：部分全局照明结果，因为只计算高光反射，所
以照明结果有限。
场景渲染评判： 真实（定向使用）
适合对象： 最适合阴影以及金属，玻璃等反射、折射材质
的渲染。基本不会 被单独使用。
代表软件： Raygun 该方法一般被作为使用其他渲染方法的
软件的辅助内嵌功能使用。
光能传递渲染器到底给了我们什么？
一、说说什么是光能传递
曾经在视觉中国上有人问我什么是光能传递。我很好奇，在现在光能传递如此火热的时
代竟然还有人连光能传递都不知道。但小日本的广岛研究所在80年代研究光能传递的时候中
国又有多少做三维动画的人知道呢？
我虽然痞，而数学、物理又差，但在光能传递上我还是可以说上两句的。
我们之所以可以看见颜色，是因为可见光中包含了这无数种颜色的波长的光，如红色光
的波长最长（可见光中）、紫色的最短。白色的则包含了大部分的光波，黑色的则只包含了
很少量的光波。万事万物由原子或分子构成（指一般的事物），原子或分子在受光子激发后
会吸收一定波长
的光波，再把剩下的反射出去。我们的眼睛接受到了这些被反射出来的光、视觉神经就会识
别出是什么颜色。那么，红色的物体则反射红色的光，蓝色的物体就反射蓝色的光，白色的
物体反射几乎所有的光。
但要注意的是这些物体的表面是粗糙的，才只反射一定颜色，如果是光滑的，就会像镜
子一样反射周围的影象。
为什么？因为粗糙的物体表面有很多不平的地方，光反射的方向就不一致了，受光的方
向也不一致。而光滑的物体表面受光反射的方向都一致，所以可以完全把受光方向的光的信
息反射到反射方向。
学渲染的人首先要接触材质。材质的种类很丰富——Blinn,Phong,PhongE,Lambert,
Metal,Anistropic,Cook/Torrance等等。但如果完全按照上面所说的光的理论，那么就只需
要一种材质——可以反射光的材质——就够了。所以FinalRender只有一种材质；而
Lightscape虽然有多种材质
，但它们都是同一种材质不同的参数罢了。以上的材质叫做经验模型。
接着说：当光被物体反射出来后，就会影响到周围的物体。这个步骤相信很多书或教材
都有说到，我的另一篇文章也有详细描述，在这里我就不多说了。
光能传递分四种方式：非漫反射面——漫反射面、非漫反射面——非漫反射面、漫反射
面——漫反射面、漫反射面——非漫反射面。
有人会说，这四种方式是不是重叠了？其实这四种传递方式一点也不含糊，每一种都有
自己的特点和特性。
漫反射面——非漫反射面：这是一般的镜子的情况，从镜子里面看到反射方向的物体，就是
物体对镜子的光能传递，光线跟踪可以很好的独立解决这一步。
非漫反射面——非漫反射面：这是从镜子里面看镜子的情况，但其中包含了镜子的形状
因子对镜子传递的影响作用的复杂计算，一般的光线跟踪只能简单的模拟。
漫反射面——漫反射面：这是辐射的情况，Lightscape最擅长就是求解这中情况；Br,
Mr所用的MC(蒙地卡罗积分)并不能很好的模拟，Fr的采样也在有的场景中有黑块的出现。
非漫反射面——漫反射面：这是Caustic的情况，可以通过PhotonMap求解，但也有精确
度问题。
现在的软件，实际上都只能在相对独立的情况下分别解出这四种情况。现实中，这四种
情况经常混合发生，会使光能传递变的异常复杂，这是现在没有可以完全求解的情况。
譬如，第四种情况的非漫反射面一定从某个方向承继了二次光源，所以计算时将先计算
影响非漫反射面的光能分布状况，但影响非漫反射面的光能分布状况也受到非漫反射面的影
响，就只能用逐步逼近的方法解算。这样将耗费大量的运算！
当场景中应用了贴图、BumpMaping、大气效果——大气中的微粒散射在理论上应计算入
光能传递之内等效果后，计算复杂度将大得无法用普通的计算机计算！
二、商业光能传递渲染器的奥秘
既然计算量如此大，为什么还把这样不成熟的算法推出市场呢？用户可以忍受这样庞大
的渲染时间吗？
渲染器的制造商很聪明，他们懂得人的眼睛对视觉分辨的能力十分参差，大部分的人都
不会察觉画面很轻微的变化，所以他们选择牺牲画面质量！
我自己写出来的渲染器是严格按照逐步求精的算法解算的，没有“偷工减料”，当然计
算的时间也十分长，但精度够高。在写的过程中我发现要牺牲画面质量十分容易，只要减少
采样的数目就够了。正式的分布试光线跟踪要求16X16的采样才可以达到最小象素的损失，
但一般的渲染器?
惶峁?2X2！如果你可以忍耐一两个月的计算时间（一帧），那么请试一下Mr或Br的16X16吧
！我相信你一定可以做出别人无法比拟的画面效果来。
而且，象FinalRender这样的渲染器，投资了在光能传递的加速开发上，就必然减少了
在BumpMap、Caustic上的开发力量，它的贴图能力就实在不感恭维了。
三、老外为什么不用
光能传递渲染器都出来了许久了，但用上的电影还不多见，除了FF，我就看不到其他的
了。
这么好的东西，为什么聪明的老外不用？
老外不用当然聪明啦！
你想一下，光能传递会把大量的时间用在对镜头没有实际帮助的物体的计算上，那么导
演会把主角用的服装、道具、化装用在演隔壁大妈的临时演员身上吗，这划算不划算！
FF用了光能传递是因为小日本人好大喜功，喜欢用根本不需要用的东西。看看Pixar多
少年了还不在Renderman里加入Raytrace就知道了。
大多数的光能传递渲染器其实除了光能传递，在贴图、灯光控制、速度、材质、质感、颜色
采样、景深、运动模糊等各方面都要弱（MentalRay除外），而这些才是三维创作真正所需
要的关键。
四、我们的问题
为什么我们会有如此多的人对光能传递渲染器着迷？
这是历史问题。
最早一批的国内的三维用户恐怕是八十年代的吧。到95、96年左右，就是我第一次见到
max的时候，国内才开始有一定规模的三维用户。要知道，这时候老外已经有很多年的动画
经验，他们对于如何在扫描线的情况下模拟出真实的光能传递或十分真实的场景已经熟悉得
如同小菜一碟了?
Ｋ蔷退悖?3DS都可以做出十分逼真的画面。在哪里应该放多少盏灯，在哪里应该用什么
贴图、如何用附加的色彩修饰贴图——等等——这是他们的家常便饭！
而我们呢？我们没有这样的经验，但如果我们处在与他们相同的起跑线上，我相信我们
可以比他们做得更好！
但……现在处于初步发展中的我们比他们多了一样诱惑——不成熟的光能传递渲染器！
这使大量的入门初学者崇尚“一盏灯理论”，就是无论什么场景，都只用一盏灯，或者谁的
灯用得少，谁就是英雄！
还有态度问题。
大量的Br、FR作品涌现，还有VirtualLight的。这令很多人都喜欢用这样简便的工具。
在画天的论坛上有一位朋友认为调几个参数就可以搞定了的渲染器是优秀的渲染器。
天啊，我们什么时候变得如此不专业？调几个参数、放一两盏灯就可以搞CG了，那我们
这些日夜辛辛苦苦钻研的人在干什么？这是搞CG的态度吗？这可以使我们的CG健康发展下去
吗？
如果我是老外，我要使中国的CG永远得不到发展，那么我就会首先向中国市场免费提供
各种光能传递渲染器！
还有实用问题。
我们是如此的奢侈，用我们宝贵的机子来运算大量与画面无关的信息。老外有钱机器好
尚且珍惜渲染的时间，而我们如果把那些浪费在等待光能传递结束的时间在做多一两个用心
制作的作品上，我们的技术的进步会有多大多快呢？
法國Advent公司重量級 渲染引擎最新版
這套由法國Advent公司隆重推出最新改版的Art-lantis Render
4.5，不僅保留其舊有之功能，還增加了數種超眩功能，讓使用者能夠在操作時更加的隨心
所欲、得心應手，同時還加強其實用性與真實性，讓這套革命性的專業軟體在使用上更方便
，功能更強，讓所有的繪圖與動畫影像呈現讓人印象深刻。
以下就幾項重要新增的功能加以簡單介紹︰
● 柔和材質 (Soft Shadows)︰
簡單地移動游標，使用者就可以將生硬的3D材質、圖案或動 畫景觀轉變成更加
柔和且逼真的呈現。
● 七倍快的真實光影模擬︰
藉由MRT技術，Art*lantis 4.0 較舊版 （3.5）快了七倍之多，同時，使用者
在進行真實光影模擬時也更順利且無任何限制。
● 全球性照明功能 (Global illumination)︰
全方位的燈光照明模型能夠整合各種圍繞在四 處的物件光線，讓整個檔案呈
現出接近於真實的影像。
● QuickTIme VR 虛擬實境物件︰
使用者在建立與?#123;整虛擬實境物件與環境時， Art*lantis 4.0 將可計算出一
個虛擬實境物件檔案。
● 其他突破的創舉：
像是景深功能的增加、可?#123;式游標、預覽材質、極限預覽（Optimized Previewing）
.................... 等等。
Art?lantis Render主要功能介紹
● 絕佳的材質對應︰
Art．lantis讓您不用再回到ArchiCAD 的塑造者（modeler）功能中去創造、
修改、組織、改變或是移除材質。它提供了一個重新材質對應視窗，讓你可
以省去許多繁雜的步驟。而其所提供的材質多達65,535種，讓您可以盡情變
更各個材質的粗細度、顏色、透明度、映射度或發亮度等。
● 多樣化的光線模擬︰
為了更貼近真實，Art．lantis 提供一種新的光線參數，稱之為Power。這
個新的光線參數能夠加強光源呈現的明暗度（像是投射燈、陽光或電燈泡）
。這項新功能能夠彌補過去平行光源無法在畫面中呈現之不足。同時，
Art．lantis 也增加一個新的光源－ Heliodon (陽光製造機)。此功能不
但能夠投射陰影，且能依照使用者不同的地理環境、日期、時間、距離、
位置等因素而有不同光源的呈現，同時還能夠更改氣候的變化（晴朗或烏
雲密佈的天空）。除此之外，使用者也可依照下列所列的檔案格式建立屬
於自己的光源資料庫︰
◎ PICT, TGA , BMP .JPEG
◎ QUICK TIME 或 AVI
● 檔案格式交換更彈性︰
除了舊有的輸入檔案格式之外，Art．lantis還增加兩種新的檔案格式︰DXF
14 與 DWG 14 files。輸出格式方面則增加三種︰EPIX（原來的Piranesl格
式），TIFF，以及QuickTime 4。使用者現在可以在Windows環境下，不論壓
縮或解壓縮的格式中創造 QuickTime的動畫與活動畫景檔案。
● 整組模擬功能增強︰
這項功能讓Art．lantis 作出最有效的運用。它可以利用整組模擬的功能將
一個或數個光影模擬放入中。當你想要將概念、動畫以及活動全景描繪出來
時，只需要告訴Art．lantis，它將使用特定的參數來幫你完成其餘工作。
● 預覽材質功能︰
當您打開攝影機、動畫以及參數模式的視窗時，Art．lantis將會提供一個
新的預覽材質選項，讓你能夠在螢幕上各別看到物件。這項新增功能讓你
在作業時可以正確選擇所需的材質，達到完美的圖像實境效果。
PMG Messiah Studio弥赛亚超强渲染器
messiah:animate 3.3b 是project:messiah的下一代独立软件包。
基本特点：
Intuitive Setup Mode-- Now more powerful than ever 现在相对更强大的视觉设置模式
Hierarchical Expressions System 分级表达式系统
Interactive Tool Drawing and Editing 交互式画图和编辑工具
Hierarchical Effects System 分级效果系统
Integrated Particle System (with real-time OpenGL motion blur) 完整粒子系统（有
实时OpenGL显示运动模糊效果）
Scripting Language 脚本语言
Nonlinear Animation Editor 非线性动画编辑
Multiple Drawing Modes-- Including the world’s first 多重画图模式
real-time OpenGL toon shaderForce Tools (such as Wind, Gravity, etc.) 实时
OpenGL显示二维材质工具
Interactive (real-time) Soft Body Dynamics Multi-layered Effects Fast, 交互式（
实时）软物体动力学多层效果
Smart Bones Programmable IK System 骨骼可编程IK系统
Motion Capture Support Multiple, Customizable Views 运动捕获支持多样自定义预览
多重设计: 单机链接Maya, SoftImage, 3D Studio Max, 和LightWave Renderman RIB 输出
又有一款Rhino的渲染器推出了，尽管只是BETA版本。Penguin是专门渲染非真实效果的
Rhino渲染器，可以渲染出包括卡通、炭笔触一些艺术效果。
-- qq:
228960954 聊天者勿扰 douly@163.com
※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 192.168.83.197]
[回到开始]
[上一篇][下一篇]
荔园在线首页 友情链接：深圳大学 深大招生 荔园晨风BBS S-Term软件 网络书店