用3ds max＋Vray制作室内效果图的速度与品质问题探讨

马 驰

（武汉工程职业技术学院 湖北 武汉：430080）

0 引 言

室内装饰效果图是装饰设计工程中十分重要的图纸，它反映工程设计施工完成后的直观效果，是工程项目洽谈和签订合同的重要图纸之一。在图纸的绘制过程中，保证图像渲染输出品质不变的条件下缩短制作时间提高制作速度和效率，一直以来是设计表现领域所不断追求的；而一般来讲在计算机硬件配置和软件版本不变的条件下，若提高图像的渲染速度缩短渲染时间就必定会以降低图像渲染品质作为代价，反之则相反；这一直是作为一个现实问题存在于设计表现领域中。本文通过对影响渲染速度和图像品质因素进行分析，提出提高渲染速度的方法；通过对绘图流程、软件组合建模及各类素材库文件综合运用的分析，提出提高绘图速度的方案，最终实现在保证图像渲染输出品质不变的前提条件下提高效果图制作速度、制作效率之目的。

1 效果图的制作速度、绘图速度与渲染速度

室内装饰效果图的制作速度由绘图速度和渲染速度两方面组成。绘图速度一般是由建模速度、材质设置速度、灯光设置速度、渲染设置速度以及绘图方法和操作熟练程度这几方面决定；渲染速度一般由渲染器的种类、版本、参数设置等软件因素以及计算机内存大小、CPU运算速度等硬件配置决定。一般来讲，渲染速度主要是通过硬件配置提高以及软件优化设置来提高的；绘图速度主要通过各种表现方法、流程的优化设计以及操作者的熟练程度来提高。

2 提高渲染速度的方法

2.1 建模的影响

一般来讲复杂模型具有更多的细节，更能详细完整地表达设计对象的结构造型。在渲染过程中，复杂模型的细部结构中存在大量的光子分布，造成渲染过程计算量大、渲染速度慢时间长、但图像细节表达清晰、画面品质高的结果［1］。所以在同等渲染设置条件下，复杂模型具有比简单模型渲染速度低、时间长、画面品质高的特点。那么如何从建模的角度出发，实现在满足渲染品质不变的条件下提高渲染速度呢？我们通过以下几点即可实现。

（1）运用单面建模的方法去除实际存在但表面上看不见的内部结构，降低渲染过程中的细节计算量，提高渲染速度。

（2）合理调整摄像机观察角度，减少渲染方向的不可见细部结构，降低渲染过程中的细节计算量，提高渲染速度。

（3）运用VrayProxy工具，将场景中物体转换成代理物体，减少物体细节对系统资源的占用量，提高渲染速度［2］。

2.2 Vray材质编辑器的设置

Vray材质编辑器中影响渲染速度和图像品质几个主要的参数，存在如下的关系：

（1）反射、折射亮度值与渲染速度成反比。即亮度值越大渲染速度越慢，而被赋予材质的物体画面反射、折射效果越强；反之则相反。

（2）反射、折射的模糊数值与渲染速度成正比。即模糊数值越高则渲染速度越快，物体模糊效果也越差；反之亦然。

（3）反射、折射的深度数值及细分数值与渲染速度成反比。即深度、细分数值越大则渲染速度越慢，但渲染细节越丰富，画面品质高，越接近于真实世界。

那么从材质编辑器设置角度出发，思考如何在渲染品质不变的条件下，提高渲染速度呢？

（1）在渲染测试阶段，主要确定场景中的大体效果，可以降低参数设置、设置保存一级反弹和二级反弹的光子文件；在最终渲染出图时自动调用光子文件，可以省略光子计算，而直接进行渲染，从而实现提高最终渲染阶段速度之目的。

（2）根据画面表达需要和大气透视原理，画面的近处或主体内容的参数设置要高于远处或次要部分的参数设置，尽可能不用模糊设置，这样既保证渲染品质不变又可提高渲染速度。模糊处理放在后续Photoshop cs软件中会更加快捷高效。

2.3 灯光设置

由于灯光的数量和亮度值与渲染速度成反比；灯光的细分数值与渲染时间和图像输出品质成正比。我们通过以下几点实现在保证渲染品质不变的条件下，提高渲染速度的目的。

（1）在渲染测试阶段降低灯光细分参数，在渲染输出阶段提高灯光细分参数，实现保证渲染品质不变，而提高渲染速度的目的。

（2）将参加反射的灯光放置离目标物体近的地方，排除所有不参加反射的物体，尽量减少灯光的衰减范围，降低阴影的计算量，从而实现提高渲染速度。

2.4 Vray渲染面板设置

2.4.1 图像采样卷展栏设置

（1）固定采样器占用系统内存较少，能消除动画渲染中的闪烁现象，具有较快的渲染速度，适用于具有大量模糊和细节贴图的场景。

（2）自适应细分采样器占用系统内存较多，适用于少量的模糊特效和细节少的简单场景渲染，且渲染时间较长。

（3）自适应准蒙特卡洛采样器在图像相对简单区域降低采样数，具有最快的渲染速度。

2.4.2 间接照明卷展栏设置

（1）发光贴图渲染引擎通过保存光子贴图文件，可以快速渲染场景中不同方向的图像，且噪波较少，光子文件可以重复使用；但在处理表面细节或运动模糊方面不够精确。

（2）光子贴图渲染引擎对于闭合且有大量灯光的空间效果渲染，该渲染引擎具有良好的渲染效果。

（3）准蒙特卡洛渲染引擎适合于渲染具有大量细节的场景，对于运动模糊的计算非常准确，但是渲染速度慢、时间长、效果好。

（4）灯光缓存渲染引擎适合室内外场景渲染，对于灯光类型没有限制，对于非常细小的物体和复杂结构的处理，能产生正确的计算结果。

由上述可知，不同的渲染选项适用于不同的场景效果制作，在实际绘图中，可以根据项目表达效果的不同而选择不同的选项组合。

3 提高效果图绘图速度的方案

用3ds max＋Vray软件绘制室内效果图的流程如下图1所示：

图1 室内效果图绘制流程图

由图1可知，室内效果图的绘制要经历四个阶段，而每个阶段是必须存在的，它们之间是紧密联系逐层递进的关系。下面对两个主要阶段进行分析。

3.1 软件组合建模

目前在室内装饰效果图三维建模方面主要有Sktechup和3ds max两种软件，它们具有各自不同的特点。Sktechup软件具有建模准确、快速高效的优点，但是该软件不支持NURBS建模，在曲面建模方面不及3ds max软件；而3ds max软件在建模精度和速度方面不及Sktechup软件，且使用方法也比较复杂，但该软件具有较强的曲面建模的能力。在室内设计中，由于建筑结构及相关装修构件大多属于平面立体，所以综合这两类软件的特点，我们可以将它们组合起来优势互补配合使用，则可以大幅提高绘图速度，如下图2所示。

图2 组合建模流程图

由图2可知，我们运用Sktechup软件高效制作建筑结构及相关装饰构件模型，然后通过3ds格式的文件将其输入到3ds max软件中，编辑模型材质ID号，即可完成基础模型制作。在模型的后期制作中，可以运用3ds max强大的曲面建模功能，如网格编辑、NURBS建模等，创建项目设计中必有的曲面模型，最后通过合并模型素材库的方法，将室内设计中的家具、电器等模型直接合并进来完成全部建模工作（自创的模型或模型库文件都采用单面建模方式，可降低节点数提高渲染速度）。

相比较在3ds max中独立建模或将AutoCAD文件输入3ds max建模而言，运用Sketchup软件的高效建模功能进行软件组合建模，以及对模型素材库的运用，既保证模型质量不变，又大幅提高绘图速度，节省了大量时间。

3.2 Vray材质编辑器、灯光及渲染器的综合设置

图3 材质、灯光、渲染设置流程图

在图3中显示了用Vray渲染器设置材质、灯光、渲染的整个流程。下面分别介绍在图像渲染品质不变条件下，从材质、灯光、渲染的角度提高效果图绘图速度的方法。

3.2.1 Vray材质库文件运用

我们可以将在Vray材质编辑器中设置好的各种材质（如：不锈钢、玻璃、塑料、地板、石材、铝合金等），并保存为＊.mat文件格式，同时根据测试渲染和最终渲染要求的不同，对相同材质做两套不同的设置方案。在实际项目绘图中，我们可以根据绘图进度需要，在Vray材质编辑器中快速调入各类材质文件，实现快速设置提高绘图速度目的。

3.2.2 Vray渲染文件运用

在Vray渲染器面板中，我们可以将已经设置好的各项渲染设置参数分别保存为，初步渲染设置.rps和正式渲染.rps两种文件格式。在实际项目绘图中，我们可以根据绘图进程需要，快速调入文件，实现快速设置提高绘图速度目的。

3.2.3 灯光设置

通过渲染面板设置确定场景中主灯光，尽量减少灯光数量提高渲染速度。局部射灯、筒灯等灯光类型，可直接调用后缀为.ies的光域网文件即可完成设置工作，提高绘图速度。

4 实例说明

以一个儿童房室内效果图制作为例，在保证图像渲染输出品质不变的条件下，采用本文提出的方法与传统方法进行比较。

4.1 室内效果图墙体和装修部分建模阶段比较（软件组合建模运用优势）

传统墙体建模方法是将AutoCAD软件中的平面图导入到3ds max中，拉伸后再编辑，装修部分建模是在3ds max中完成；由于3ds max中并没有Sketchup软件中快速精确绘图的工具，所以导致运用此类方法建模费时且不十分精确。若直接在Sketchup软件中绘制出室内墙体及装修部分，再输出导入到3ds max中，进行ID号的编辑，整体建模时间要比传统方法节约一半左右，如图4所示。

图4 墙体建模

在图4中左侧图是将AutoCAD中平面图导入3ds max中拉伸编辑后形成的，而中间的图是在Sketchup中制作完成的，右侧的图是将Sketchup中文件输入3ds max后形成的。由于在Sketchup中的物体导入3ds max中，将直接转换成网格面片物体，对于模型的编辑和后续渲染品质没有任何的影响。家具电器等物体的创建都可使用单面建模的素材库合并形式进行。

4.2 材质、灯光、渲染测试阶段比较（素材库运用优势）

传统的灯光、材质、渲染测试设置是根据不同空间的表现需要进行分别设置，此种方法费时效率低；将各类材质、灯光、渲染保存为独立文件，创建素材库，在不同表现需求时分别调入后进行选择性的微调，即可完成设置。使用该方法比传统方法要节约一半左右的时间，且不影响渲染输出品质。图5左图为保存为独立的各类材质文件及运用，右图为将光域网独立文件运用于场景中灯光。

图5 材质、灯光设置

4.3 渲染输出阶段比较（光子文件运用优势）

在相同计算机硬件配置条件下，通过调入测试渲染阶段中保存的光子文件，直接进入图片渲染阶段，在不影响图片渲染输出品质的条件下比不使用光子文件进行渲染输出要节约一半以上的时间。下图6左图中，使用光子文件进行渲染输出时间为4分55.2秒；右图中，不使用光子文件进行渲染输出的时间为9分20.9秒。

图6 渲染输出时间比较

由该实例可知，我们使用软件组合建模和各类素材库综合运用，比传统方法提高绘图速度1倍左右；在渲染出图阶段，通过使用光子文件可以提高渲染速度1倍左右，且都不会影响图像渲染输出品质。

［1］ 刘小晶.提高Vray渲染器渲染品质和速度的应用研究［J］.漳州职业技术学院学报，2010，（1）：7－9，34.

［2］ 万鲤菠.VrayProxy在3dsmax制作中对大场景优化管理方式的应用研究［J］.企业技术开发，2010，（2）：86，89.