Mental Ray的Final Gathering

什麼是final gathering？
　　　Final Gathering是從視圖裏的點開始計算的。當一級光照射到物體的某個點上，final gather就被激活，同時會有許多光線以任意角度分散到該場景裏，我們可以用這些光線來計算該點周圍的光能量（即色彩信息），由此可知該點的顏色。這些信息是儲存在光子圖裏的。然後通過查閱光子圖的信息並用來給光線追蹤加上反射光照明的效果，這就使得每個物體本質上都成為了一個光源。
　　　Maya / Mental Ray的Final Gathering教程
　　　首先，也是最重要的，關掉Maya的默認光源。選擇Maya的默認Render Globals，Windows > Rendering Editors > Render Globals（Maya軟件）....，然後向下翻卷到Render Options，打開，找到Enable Default Light選項，並取消選定。這樣就可以保證在你的場景裏沒有其他的光源了。好了，現在我們從一個簡單的場景開始吧，這是一個poly平麵上的polygon球體，還有一個用該poly平麵複製並稍微抬高後得到的物體作為這個場景的“光源”。
　　　材質方麵呢，我用的是一個Lambert作為這個poly平麵，並將diffuse 設置為8.00，所有的半透明選項都設置為0；至於球體，我用的則是如下的設置。

　　　至於“光源”物體，我用了另一個朗伯材質，且所有的半透明選項（Translucency）都設置為0，漫射值（diffuse）則為1，白熱（Incandescence）也為1（即全白）。好了，現在不用管這些設定值，待會兒我們再說它們。
　　　現在來設定final gathering，按F5鍵，返回Rendering菜單，選擇Render > Render Using Mental Ray.打開Render Globals，就是那個寫有mentalrayGlobals的標簽，向下翻卷到Quality區。打開到Render Quality，選擇最後那個選項。 這樣就進入了mentalrayOptions1，找到final gather區域並打開它，點擊Final Gather，出現如下一些選項，Final Gather Rays, Min Radius,和Max Radius.它們的當前設定分別為1000、0.000和0.000，現在我們要改變這些設定，這樣才能達到我們要作的場景的要求。先將Final Gather Rays的值改為300（待會兒我們還會改動這個值的）。 Minimum和最大半徑的值則按下麵這個基於場景大小的運算法則來設置，一般算法是，Maximum Radius應該是場景大小（按Maya單位）的5-10%，這就要用到Maya中的測量工具了，在頂視圖中，選擇Create > Measure Tools > Distance Tool，並用下麵的方法測量網格。

所以，從上我們可以得到場景的大小是12個單位（在非正方形景色中，以較長的那個尺寸為準），因而，從上可得，Maximum Radius的值應該是1.2。現在來計算Min Radius，Min Radius應該是Maximum Radius的10%，所以Minimum Radius的值為0.12.行了，現在我們來快速渲染一個瞧瞧！

　　　嗯，效果還不錯，現在我們打開Mental Ray的標準Render Globals，向下翻卷，打開Final Gather選項下麵的Sampling Quality，輸入下麵數值，Minimum Samples為-2，Max Samples為2。再重新渲染一次。

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　這次渲染得到圖形比上次的要好，而且邊緣也比較清晰，遺憾的是，陰影看起來有點髒，要解決這個問題隻需到Render Globals裏，將Final Gather Rays的值改為1000，增加final gather的品質（光線越多，渲染的時間就越長），同樣在Sampling Quality選項裏，關掉Jitter，這樣可以減少附帶的問題出現，把過濾方式從Box改成Filter，就用它的默認值就行了，太大的話會使得場景看起來很模糊，關閉Rendering區裏的Scanline（Scanline可以渲染場景中一些不需要光線追蹤的部分），再渲染一次。

　　　現在可以看到我們的進展情況，圖形上的斑點減少了，而且整個圖像看起來也更順眼了。在最後的這次測試渲染中，我將Final Gather Rays設置成5000束光線，這大概有點多，會使得渲染時間過長，但得到的陰影要好得多了。

技巧：
　　　（A）在每個物體材質裏，都有一個mental ray表單，這個表單裏有一些額外選項，有Irradiance和Irradiance Colour.其中最好玩的是Irradiance Colour，這個選項主要是控製物體所能接受到的“光線”，它的當前設定為pure white，表示物體是完全照亮，降低這個選項值就可以計算出場景中的物體所接受到的final gather，例如，在上麵的例子中，如果將“光源”物體的尺寸加大， 即，將物體的white變換成incandescence後，場景接受的“光線”就更多，現在要消除場景中的額外光線，隻需做到如下兩點中的一點：要麼打開材質屬性，並將Mental Ray列表中的Irradiance Colour值減小，這樣就使得接受到的“光線”減少，抵消了場景中多餘的光線；另一個辦法是，加大“光源”體的尺寸，並減小incandescence的值，這樣就可以整體上減小光照效果。
　　　此外，此處的Photon Attributes（光子屬性）都不需要改動，所以“Derive From Maya”通常都是最省心的選項了。同樣地，在每個物體的屬性區裏，也有一個Mental Ray區域，在這個區域裏，你可以將“Derives From Maya”改成你自己需要的選項，可以讓一個物體發射或接受光子，或者兩者皆是，也可以使用Global Illumination，將某個圓形物體設置成一個發射而不接受光線的物體。
　　　（B）在Mental Ray全局的屬性編輯器裏，有一個名為Translation的區域，打開，出現一個Export Verbosity，它的默認值是“Warning Messages”，將它改成其他的選項，就可以得到Maya Output Window（輸出窗）裏一些非常有用的信息，例如，將它改為“Info Message”，就可以得到有關你的場景的所有信息，這可是非常有用的，但是大多數三維藝術家都覺得最實用的還是可以讓你預先知道要渲染一個場景得需要多少時間。
　　　（C）BSP-二元空間分割，Mental Ray就是采用BSP方法來將場景分割成各個可用的儲存塊，且會在處理完一個儲存塊後移至另一個。所以，你可以在Mental Ray Render Globals的Memory與Performace區域裏找到一些選項來改變BSP樹的使用方式，這裏有如下三種選項。

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BSP大小，BSP深度和BSP的最大存儲空間。不用操心BSP的最大存儲空間，BSP的大小是指在Mental Ray要處理的場景中的三角形的數目，而BSP的深度是指Mental Ray要達到這個深度時所需的最大細分次數。Size（大小）的最佳值是4，5或者6，而Depth（深度）則可以用以下三個值中的一個：如果場景中包含的幾何體較為簡單則用25，中等複雜則用40，如果場景中的幾何體很複雜則用55。如果深度的值超過60，就會大幅增加渲染時間。
　　　（D）滲色—回想一下在這篇教程開始時，我們將所有的默認光線都關閉了，這樣就是得整個場景裏隻有“物體”光源，而不會有其他的“外來”光源影響場景，如果燈是開著的，就會使得物體顯示出滲色來，意思就是，如果在一個白色的平麵上放置一個黃色的盒子，你可能會注意到，黃色盒子旁邊的白色平麵出現了滲色，即在白色的平麵上出現黃色的映光。這種效果有時是需要的，有時是多餘的，對於那些希望利用這種滲色效果的人而言，我覺得還是用一個或者多個光源較好（當然這也是取決於用戶和場景的要求）。看看下麵這張圖。

　　　這是一張快速渲染圖，裏麵沒有光源，隻有“物體”映光。

　　　在這幅圖裏，加了一個聚光燈（強度0.5%），注意平麵體上的黃色滲色。如果使用正確，這個可以使得場景中的光照非常真實。感謝閱讀，希望您會覺得這是一篇有用的教程。

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