3D渲染教程-玻璃字的實現

玻璃效果在片頭中的應用非常廣泛，在這裏我們使用的渲染器是Mental ray,mental ray已經作為內置的渲染器完全整合進了MAX中，它的功能比默認的掃描線渲染器強大的多，例如全局照明、光線跟蹤的質量和速度等方麵都有質的提高。
下麵我們開始製作：準備一個簡單的場景
注意：下麵的平麵我們給我分段數高一些。

第一種方法：
首先介紹用光線跟蹤（Raytrace）材質來模擬玻璃效果的方法，該材質相信大家已經非常熟識，它可以真實地模擬光線的反射和折射，自動對光線進行跟蹤計算，效果非常出色，不過在默認掃描渲染器下，渲染速度很慢。但是使用mental ray渲染器來渲染的話，效果和速度都會提高很多。

一、指定材質
1、打開材質編輯器，指定給文字一個材質
注：在渲染材質之前，將渲染器改為mental ray渲染器.

2、在材質類型中選擇光線跟蹤材質（Raytrace），使用它來模擬反射和折射，一般隻需調節光線跟蹤基本參數（Raytrace Baisc Parameters）欄中的參數如圖所示材質設置：

下麵我們先來學習光線跟蹤基本參數（Raytrace Baisc Parameters）欄中和調節玻璃效果有關的幾個命令。
A、漫反射（Diffuse）:設置玻璃的顏色，這裏不需要設置為純白。如果下麵反射（Reflect）項為100%純白，則漫麼射顏色會渲染不可見，也就是玻璃的顏色將完全由反射的環境來絕定。
B、反射（Reflect）:設置物體鏡麵反射的顏色，顏色的亮度控製反射強度。左邊複選框鉤選時，材質使作反射顏色。第一次點擊複選框取消鉤選，材質使用微調器。第二次點擊複選框，表示對反射應用Fresnel(菲涅爾)效果，Fresnel(菲涅爾)效果可以根據反射角度的不同發生反射強度的變化，更接近真實的反射情況。
C、透明度（Transparency）：該項是體現玻璃透明度的最關鍵的選項，它控製在光線跟蹤材質背後經過顏色過慮所表現的色彩，黑色為不透明，白色為完全透明，完全透明可以體現晶瑩剔透的玻璃效果。要體現玻璃材質，該項必須與前的反射項結合使用，這兩項都是玻璃特征體現最重要的地方。這裏設置為白色，完全透明。
D、折射率（Index of Refr）:此命也很重要，它控製材質折射透射光的程度。玻璃的折射效果是否真實跟折射率的大小也有很大關係，而不同的玻璃材質，它們的折射率也是不同的，一般普通玻璃材質的折射率默認為1.5。

在下圖渲染的效果中，因為環境色是黑色，因此在玻璃上反射有大量的黑色部部分，這使玻璃的質感表現非常差！

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下麵將環境色設為白色，並給地麵一個棋盤格貼圖。

我們再渲染，發現效果好了很多，在表現玻璃這種具有透明和、屬性的材質時，周圍環境我設置對最後玻璃質感的表現影響非常大。

二、建立燈光
下麵為場景建立燈光，沒有好的燈光設置，場景或物體就沒有生氣，材質的表現力度肯定不夠，而且現在畫麵中的物體還缺少投影，就好像漂在空中，缺少分量感和厚重感。
1、首先建立主光源。在視口建立一盞目標聚光燈（Target Spot），關進行如圖設置：

先將以前設置的棋盤格地麵改為單色地麵，渲染視圖，效果如圖。

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我們發現這時候玻璃效果變得更加難看了，沒有一點透明效果，問題出在燈光的陰影上，因為默認的陰影貼圖（Shadow map）類型不支持使用透明貼圖的物體，所以渲染的時候將透明物體的陰影渲染成黑色。我們通過更改陰影參數（Shadow Parameters）中的對象陰影（Object Shadow）的顏色（Color）或密度（Dens）來降低這種發黑現象，使陰影變和透明，再將地麵指定為棋盤格貼圖，渲染如圖：

注：這裏使用的是一種模擬透明陰影的方法，如果采用光線跟蹤陰影（Ray Traced Shadow）或者其它支持透明陰影的陰影類型，可以得到更真實的透明陰影效果，但是渲染速度會變慢。
我們又發現畫麵中的陰影有鋸齒現象，通過到陰影貼圖參數（Shadow Map Params）欄中提高陰影的采樣範圍（Sample Range），可以降低鋸齒效果，不過這樣也會使渲染速度變慢。

現在玻璃效果依然不是很理想，因為畫麵中玻璃缺少焦散效果，焦散能夠加強透明物體渲染的表現力。

三、創建焦散
若要使用Mental ray 的渲染焦散，應當滿足以下條件：
A、場景中至少將一個光源設置為發射光子
B、至少一個物體設置產生焦散
C、至少一個物體設置接收焦散
D、並且啟用Mental ray 的焦散功能
在渲染設置麵板中選擇間接照明（Indirect Illumination）麵板，在焦散和全局照明（Caustics and Global Illuniation）欄下，鉤選焦散（Caustics）欄下的啟用（Enable）項，如圖所示：

下麵我們介紹一下焦散需用到的幾個參數：
1、每采樣最大光子數（Maximum Num.Photonsper Sample），設置使用多少光子來計算全局照明，增加此值可以使作局照明產生較少噪波，同時使光子變得模糊，但渲染速度會相對減慢。采樣值越大，渲染時間越長，默認設置為100。
2、最大采樣半徑（Maximum Sampling Radius），用來微調設置光子的半徑大小，默認為禁用狀態。一般光子大小為場景大小的1/100，當光子反射重疊時，mental ray渲染器使用采樣對它們進行平滑。增加采樣數可以增加平滑度，同時也產生更加自己的焦散效果。當光子半徑很小彼此沒有重疊時，則采樣設置就不起作用了。光子的半徑值小，但是數目很多時，可以產生點狀焦散效果。
3、每個燈光的平均焦散光子（Average Caustic Photons per Light）,設置用於焦散的每束光線所產生的光子數量。增加此值可以增加焦散的精度，但同時會增加內存消耗和渲染時間。

下麵我們在文字的物體屬性中選擇產生焦散：

在地麵的物體屬性中選擇接收焦散：

我們渲染視圖發現沒有任何焦散效果產生，不用著急，下麵啟用燈光的能量與光子計算。

在視圖中選擇燈光，到修改命令麵板中展開mental ray間接照明（mental ray Indirect Illumination）欄，取消自動計算能量與光子（Automatically Calculate Energy and Photos）的勾選，啟用下麵的手動設置（Manual Settings）項，如圖：

簡要說明一下參數和作用：
A、能量（Energy），項是設置間接照明中使用的光線數量。
B、焦散光子（Caustic Photons），項用於設置焦散的燈光所發射的光子數量。值越大，焦散效越好，渲染時間越長。

我們把燈光的陰影類型改為光線跟蹤類型，並在渲染麵板中設置最大采樣半徑（Maximum Sampling Radius）為1後再渲染：

增加最大采樣半徑（Maximum Sampling Radius）為3，將過慮類型改為圓錐體（Cone），渲染效果：

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我們將燈光麵板的焦散光子數改為100000，在渲染麵板中將每采樣最大光子數（Maximum Num.Photonsper Sample）設為300，並將最大采樣半徑（Maximum Sampling Radius）改回為1，再次渲染：

最後渲染設置：

OK完畢