【Maya】Arnold渲染器的学习(6): 标准曲面着色器(下)


Maya版本:Maya 2022

Arnold版本:MtoA 4.2.1


*因琐事繁忙,故更新延迟。

随着Maya版本的升级,内置的Arnold渲染器同步更新了更高版本。新版本Arnold的基本功能并没有发生改变,更新是为了解决画面噪点并提升渲染效率,同时,渲染器对于光线和材质的处理也会更先进和真实。


【Subsurface(次表面)】

模拟光线进入物体并在其表面下方散射的效果。例如人物皮肤、蜡烛、玉石、塑料制品、树叶、牛奶等。

*要正确渲染次表面效果,必须保证几何体法线朝向正确。

Weight(权重):默认值是0,范围0到1。表示漫反射和次表面散射的混合度。如果要使用次表面散射(Sub-Surface-Scattering,简称3s或者sss)效果,通常会设定该值为1。当Transmission的weight值为1的时候,Subsurface会自动关闭,因为完全透明的物体是不会产生次表面散射效果的–言下之意,3s效果只存在于不透明或者半透明物体中。

SubsurfaceColor(次表面颜色):默认值是白色。次表面散射效果的主要颜色。点击属性名称,会弹出一些预设的效果。通常人物皮肤会设置为肉色。

*可以将同一张皮肤贴图用于BaseColor和SubsurfaceColor。

Radius(半径):默认值是白色。定义光线在曲面下扩散的距离,RGB值分别对应次表面散射颜色的红绿蓝。例如人类皮肤的红色通道值会较大,因为血液是红色的。当值增大,次表面散射外观将变得平滑,看起来像皮肤;值越小,光的散射范围越小,明暗的过度会很锐利,看起来像大理石。这个值也和模型的大小有关。如果模型增大,半径也需要倍增。

渲染皮肤时,使用例如 1.0, 0.35, 0.2 (单位是厘米)的值,表示红色散射得最深,绿色和蓝色散射得较浅。

*替换了传统皮肤渲染的三层式工作流(深层、中等层和浅层)。

Scale(比例):默认值是1。增大数值,会扩大散射半径,增加次表面散色半径的颜色。该值和场景单位有关,如果maya场景单位设置为米,Scale需要设置为0.01。

Type(类型):早期默认为diffusion(散射),随着版本的更新采用了randomwalk(随机行走)。randomwalk用于较大散射半径或者在物体凹处和较多小细节表现的时候,不支持使用Set(集)定义的融合的3S物体。当散射半径很大,randomwalk的计算速度比diffusion要快;当在致密介质中,randomwalk的计算变得缓慢,可选用diffusion。randomwalk_v2是randomwalk的进阶版,精度更高而速度更慢,且会带来更多的画面噪波。

Anisotropy(各向异性):默认值是0,范围-1到1。规则和Transmission下的Scatter Anisotropy

(散射各向异性)相同。这个参数只有在使用randomwalk的时候可用。

*如果多个相互覆盖的物体要产生3s的迭加效果,需要用到“set(集)”,在物体的形节点下设置好相同的集名称即可。


Coat(涂层):启用后可模拟一层薄膜覆盖到物体表面上。常用于模拟喷漆、光滑塑料、湿润表面等。

Weight(权重):默认值是0,范围0到1。决定涂层对基本颜色的覆盖程度。涂层通常是透明的、并始终带有反射效果的绝缘体,如机械上的油膜或者手机触屏的疏油层。一般模拟纯金属效果的时候,会关闭coat功能。

*涂层有自身的反射属性,会覆盖物体的镜面反射效果。

Color(颜色):默认值是白色。定义涂层透明度的颜色。现实世界中,涂层通常是白色,除非是用于一些特殊的艺术效果着色。对Color属性连接上贴图纹理,可以表现出一个物体外部覆盖着其他轻薄材料的效果,例如塑料表面打印的文字或者图案。

Roughness(粗糙度):默认值是0.1,范围0到1。控制涂层镜面反射的光泽度,值越大,反射越模糊。当值为0,是完全清晰的反射效果;当值为1,效果接近普通的漫反射。

IOR(折射率):默认值是1.5。定义材质的菲涅尔反射率,效果同Specular中的同名属性。。

点击属性名称,可以选择预设的材料数值。

Anisotropy(各向异性):默认值是0,范围0到1。定义高光的轴向拉伸程度,效果同Specular中的同名属性。

Rotation(旋转):默认值是0。定义高光的方向,效果同Specular中的同名属性。

Normal(法线):默认值是(0,0,0)。法线贴图也就是通常所说的凹凸贴图,可以制作出起伏不平的涂层,例如雨滴、路上水痕、表面磨损。这个属性不会影响涂层以外的光学属性。


Sheen(光泽):基于Diffuse漫反射属性的光泽层,可以理解为是Diffuse属性的进阶功能,常用于模拟微纤维或者织物表面,例如天鹅绒和绸缎。光泽的的效果由相互交织的纤维的长度和密度所决定。此外,这个属性还能模拟叶面或者水果远看时的小绒毛。

Weight(权重):默认值是0,范围0到1。定义光泽覆盖物体表面的程度。

Color(颜色):默认值是白色。定义光泽的颜色。

Roughness(粗糙度):默认值是0.3,范围0到1。定义光泽向四周发散的程度。值越大,纤维越凌乱,毛绒效果越强。


Emission(自发光):材质自身发出高亮色彩的属性。自发光不产生间接照明,且会带来画面噪点,如果需要几何体作为光源产生真实的光线追踪效果,应使用网格灯光Mesh Light功能。

Weight(权值):默认值是0,值可以大于1。定义自发光的比重。值越大,自发光的强度越趋向所设置的自发光颜色。

Color(颜色):默认值是白色。定义自发光的颜色。连接纹理贴图,可以制作例如熔岩的效果。

*当采用自发光对环境进行照明时,如果场景出现明显噪点,应提高漫反射(Diffuse)采样数来减少噪点。


ThinFilm(薄膜):默认关闭。启用后能表现出薄膜对曲面干涉的效果。用于制作一些能明显改变材料表面色彩的反射涂层,例如色彩丰富的汽车喷漆、金属镀膜、肥皂泡等。

*注意和Coat(涂层)功能区分,ThinFilm(薄膜)倾向于显现色彩的动态变化而非材料厚度。

Thickness(厚度):默认值是0,预设范围0-2000纳米(单位:nm)之间,用户可以自定义更大的数值。不同的数值会产生不同的色彩变化,类似动态的噪波纹理。

*现实物理中,当厚度达到3000nm,彩虹色效果会消失。

IOR(折射率):默认值是1.5。定义材质周围介质的折射率。由于多数情况下是在地球的空气环境中,因此IOR一般应设置为1。

*水的IOR为1.33,肥皂的IOR为1.5,肥皂泡的IOR为1.33-1.4之间。


Geometry(几何体):这个属性会改变几何体的外观,可定义多边形的体积和表面计算方式。

ThinWalled(薄壁):默认关闭。启用后,可提供从背后照亮半透明对象的效果。此功能用于较薄的对象(通常是单面几何体),而具有厚度的对象开启这个功能可能会无法正确渲染。

*启用这个选项后,透明物体的背景将不会发生折射,例如气泡。

通常我们都不会制作气泡模型的厚度(因为实在是太薄了),所以薄壁功能可以让我们的球体模型看起来是中空而不是实心的。

启用薄壁,同时设置次表面的权值为0.5,则能对不透明(Transmission权值为0)的单面物体制作出透光的效果。

*如果需要对有厚度的物体使用薄壁,应在渲染设置中将漫反射光线深(RayDepth->Diffuse)度级别设定大于1,例如2。

Opacity(不透明度):默认值是白色。定义光线穿透物体的程度。白色表示不透明度的值为1,即物体不透明;降低数值需要同时关闭物体形节点的Opaque属性。和Transmission不同,这个属性影响整个着色器的透明度,包括反射高光,有点像在后期软件中对整个图层的透明度进行调节。通常连接黑白纹理到这个属性,做出模型被“镂空”的效果,例如树叶、破损的布料。

BumpMapping(凹凸贴图):默认关闭。黑白的凹凸贴图计算会比RGB表示的法线贴图速度慢,因为它要对着色器进行三次或三次以上求值,所以arnold渲染器建议使用法线贴图来制作凹凸效果。

*当使用法线贴图,务必将maya的bump2D节点设置为切线空间法线(TangentSpaceNormals),并且将贴图文件节点的Color Space(色彩空间)设置为Raw(原始)。

AnisotropyTangent(各向异性切线):默认值是(0,0,0)。对镜面反射各向异性着色指定一个自定义的切线,不常用。


Matte(蒙版):展示模型被遮挡的情况,用于后期合成时的分层调色。仅影响着色器模型的染色效果,其他着色器对它的反射和折射不会产生影响。

EnableMatte(启用蒙版):默认关闭。勾选启用后,着色器将用指定的MatteColor替代模型的渲染结果,并作为透明部分写入Alpha通道。

*如果直接保持为不带Alpha通道的图片格式,例如PNG,当MatteOpacity值为0的时候,蒙版区域将是挖空的透明效果。

MatteColor(蒙版颜色):默认值是黑色。指定蒙版在渲染图中显示的颜色。

MatteOpacity(蒙版不透明度):默认值是0,范围0到1。应用该着色器的物体对其他物体的遮挡程度。0表示蒙版完全透明(Alpha通道值为0),1表示蒙版完全不透明(Alpha通道值为1)。当着色器自身具有一定透明度的时候,需要更改MatteOpacity匹配原物体的透明度,才能得到正确的Alpha通道。


AOVs(ArbitraryOutputVariables,任意输出变量):标准曲面着色器支持 ID AOV。 它们适用于创建蒙版以进行合成或连接任意通道(例如噪波着色器)。


Advance(高级):材质对光线反弹结果的进一步影响。除了透明物体需要考虑焦散效果,多数情况下保持默认设置。

Caustics(焦散):默认关闭。指定漫反射反弹之后是否启用镜面反射反弹或者透射反弹。例如在玻璃杯的投影处产生光斑的效果。焦散容易产生噪波,增大间接镜面反射模糊(IndirectSpecularBlur)或者增加镜面反射的粗糙度(Roughness)可以改善画面效果,不过模糊使精度降低,牺牲细节。

*除了投射光斑,焦散还用于提亮透明物体后的景物,例如玻璃橱窗后的玩具,或者带晶状体模型的眼睛。

InternalReflections(内部反射):默认启用。关闭后,例如透明物体内部将不会有反射效果,或者一个物体在另一个物体的镜面反射中的影像也不再具有反射效果。

ExitToBackground(退出到背景):默认关闭。将指定的颜色用于光线深度不足的反射光线。无特殊需求该功能通常不启用,会造成非现实效果。

IndirectDiffuse(间接漫反射):默认值是1,范围0到1。从间接光源接收的漫反射灯光量。

IndirectSpecular(间接镜面反射):默认值是1,范围0到1。从间接光源接收的镜面反射度。

这两个数值建议保持默认的1,因为其他数值会导致材质无法获取正确的能量值。

You may also like...

1 Response

  1. Chao说道:

    每次都要来学习学习,有时候老忘了,就来复习复习,大哥 非常感谢你每次都写的很详细的教程!

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

Copyright© VIVICG 版权所有 粤ICP备 17111516号 粤公网安备 44011102000879