照片级渲染软件—MAX WELL Render

文 胡安林

基于光谱分析计算的照片级渲染软件MAXWELL的特性

Maxwell Render是NextLimit公司开发的目前最先进的，基于真实物理环境计算的一款高级渲染器。它并非是一般简单的渲染外挂插件，而是有别于其他所有渲染器的计算方式，为何这样说呢？因为它采用的是光谱计算技术，这是其他任何渲染器目前都不能做到的。现在的主流渲染器包括V-Ray、Brazil、Final Render、Mental Ray、Lightscape、Insight Render等，这些都是采用一种特定颜色空间的计算方式（RGB），并且这种方式都发展成了现今CG渲染的一种标准。其实这种计算方法是相当不完善的，自身就具有很大局限性，在出现时就决定了本身的先天缺陷，所以，它们渲染出来的图像不能算是真实地，虽然看上去很真实，不过也只是一种视觉欺骗罢了。

Maxwell是完全依照真实世界中的光传递来完成计算的，这种计算方法是基于光谱能量和频率。计算时Maxwell把光线定义为一种符合光谱频率的电磁波，并且规定光谱的范围是从红外线到紫外线的，在图像中的每个点都与光谱中相应频率的能量相对应。这些光线被设定为可以被虚拟摄像机的底片或观察者眼睛里的视网膜所能接受。这也是Maxwell为什么必须要渲染摄像机视图的重要原因。这些像素点的颜色最后被纪录为达到底片或视网膜的不同频率的光线的描述。Maxwell采用了一种新的MXI内置存储器来储存这些信息。Maxwell成功的把光谱分析的结果转化成已知的色彩数据格式。在我们的现实生活中，用摄像器材拍摄的胶片照片里每一个胶片感光点都会有光谱的干涉或偏移情况，这是避免不了的，现在只有Maxwell能够完全模拟出这种效果，这种效果最接近于用胶片摄像机拍摄的画面精度，更适合于人眼的观看习性。总之，光谱分析渲染计算是Maxwell的新技术所在，也是Maxwell有别于其他所有渲染器的特别之处。

Maxwell渲染器的渲染技术是严格建立在光能传递的计算方程之上的。我们在使用其他的渲染器时，往往要设置大量的非自然灯光来完善场景照明的不足，Maxwell则没有采用传统的照明方法来模拟真实光照，我们只用考虑在真实环境下如何处理照明的问题，这也就是Maxwell极具革命性的创新。在软件的实际操作中，Maxwell没有专用的灯光类型，也不能使用3ds max的默认灯光，只能使用Maxwell Emitter材质类型或天光来为场景提供照明。“Maxwell Emitter”材质赋予指定物体后，指定物体即会成为真正的发光光源，照明周围场景。其实这样的两种照明方式是极有好处的，它完全省去了设置大量灯光的繁琐步骤，并且更能渲染出超真实地效果。

Maxwell渲染器是一款独立的渲染软件，它拥有自己独立的操作和编辑功能，包括场景布置、材质贴图及贴图坐标编辑、摄像机设置、MXI视图编辑、物理天光和渲染设置等众多编辑功能，能脱离其他三维制作软件而单独工作，目前，最新的版本号是3.0。它虽然是一款独立的渲染软件，但是也直接提供了和其他三维制作软件的接口程序，通过接口程序能与不同的三维制作软件配合使用，目前支持的三维制作软件包括了3ds max、Maya、Cinema4D、Lightwave3D、Rhino、Sketchup、Form Z、Soli Works等。

现在Maxwell渲染的图像效果和照像机实拍照片相差无几，如图1所示，难以置信的超级真实的视觉效果。但是Maxwell在有些方面做的并不是今人非常满意，例如渲染速度，相对于其他渲染器来说是相当慢的。不过渲染的速度也取决于很多方面，比如你的场景很复杂、物体个数及网格面数量太多等，都会影响到渲染时的计算数据量。

图1 Nikon D70相机实拍的照片和Maxwell渲染器模拟渲染的图片

技术总是随着时间的推移而进步，任何新生事物都是如此，软件也不例外。这是一个长期进行的优化过程。我们只能期待软件开发人员再次创造奇迹，期待更强大的新版本软件上市。