基于3ds Max下的VRay应用技术研究

李红锋 陈晓耀 田甜

摘 要：随着虚拟现实的发展，人们越来越不满足只能看到效果，而是追求照片级的虚拟现实图片。该文以亳州康美中药城为例，分析了VRay渲染引擎中材质、灯光、摄像机和渲染参数的设置方法。从一定程度上解决了虚拟现实中渲染的脱离真实，提高了虚拟现实的艺术性和理论性。随着计算机技术的快速发展，在教学、工程、设计、建筑等领域虚拟现实技术也在高速进步中。传统的手工绘图已经不能满足市场的需求，21世纪初的3ds Max默认扫描线渲染器和LightsCape渲染器也逐渐被淘汰。

关键词：VRay 虚拟现实 康美中药城

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）02（b）-0015-02

Abstract： With the development of virtual reality， people are more and more dissatisfied with only seeing the effect， but pursuing photo-level virtual reality pictures. This paper analyzes the setting method of material， light， camera and rendering parameters in VRay rendering engine， taking Qizhou Kangmei Chinese Medicine City as an example. To a certain extent， it solves the problem of rendering away from reality in virtual reality， and improves the artistic and theoretical nature of virtual reality.With the rapid development of computer technology， virtual reality technology in teaching， engineering， design， architecture and other fields is also making rapid progress. Traditional manual graphics can no longer meet the needs of the market， and the 3DS Max default scan line renderer and LightsCape renderer in the early 21st century have gradually been eliminated.

Key Words： VRay； VRrtual reality； Kangmei Traditional Chinese Medicine City

Chaosgroup和Asgvis公司出品的VRay渲染器面世后，因其操作方便和照片级的渲染效果迅速占领的市场，并广泛被设计师所接受。基于VRay内核开发的有VRay for 3ds Max、Sketchup、Maya、Rhino等诸多版本，其主要应用领域有室内外效果图渲染、动画、工业设计等场景的渲染，近年虚拟现实在教学和产品推广中也逐渐兴起。相对于扫描线渲染器和FinalRender渲染器，它的照片级效果和快于FinalRender渲染器20%的渲染速度，是其能够被业内人士所接受的优势，目前为止，VRay是现在市场上最受欢迎的渲染引擎之一。VRay主要包括VRay材质、VRay灯光、VRay摄像机和VRay渲染设置4个方面。

1 渲染前的准备工作

建筑模型制作，实地测量亳州康美中药城平面尺寸和各立面尺寸，运用Auto cad绘制平面和立面图纸。运用3DS Max导入外部文件的方法把平面图纸导入3ds Max工作界面，运用线命令勾出建筑物平面外轮廓，运用挤出、可编辑样条线、可编辑多边形、布尔运算和车削等命令完成基础建模步骤。

2 V-Ray材质调节

VRayMtl材质是VRay自带的一种材质类型，它是VRay材质类型中比较重要的一种材质类型，它的突出之处是可以轻松控制物体的模糊反射和折射以及类似蜡烛效果的半透明材质。

VRay基本参数调节包含漫反射参数、反射参数、折射参数和半透明参数。漫反射包含颜色通道和贴图类型通道两种形式，颜色通道是指制作材质为单色时，运用RGB值确定所制作材质的颜色，例如亳州康美中药城所用的大红色材质，RGB值是220、0、0的大红色（见图1）。

反射参数调节的意义是控制材质表面的反射程度和质感，反射参数设置越大其渲染速度越慢。反射通道有两种控制方式，一种是通过颜色通道控制，颜色通道在控制反射高光时，当颜色选择是白色、灰色和黑色时，白色是全反射（例如镜子），黑色是不反射（例如水泥、乳胶漆），灰色是半反射，颜色越亮反射越高，反之相反。若在反射颜色通道中运用色彩调节反射高光，物体表面会呈现出与高光色互补的色彩。另一种方式是通过反射凹凸通道控制反射属性，通过凹凸通道可以打开贴图浏览器，进行调节。

反射高光光澤度是控制物体表面高光点大小设置的，默认数值是1，其数值越小高光点越大。反射光泽度是控制物体反射模糊程度的，数值越小物体表面越模糊。折射中的折射和光泽度是控制物体透明度的，主要调节玻璃、水、塑料等。

材质的基本属性是在现实中物体表面越光滑其高光点越小，表面越粗糙高光点越大。

亳州康美中药城建筑中，主要材质有中国红亚光漆、玻璃、石材等。主要材质调节方法如表1所示。

3 V-Ray布光设置

布光是虚拟现实中重要的一部分，观察建筑的模型图，定下灯光的基调，需要自然光和人造灯光配合来形成。真实物理世界室内光和人造光的特点，必须遵照现实物理世界的光源和材质，渲染出来的效果图才会真实可信。建筑模型主题光源为VR太阳光，室内光为辅助光源用VR灯光代替即可。太阳光设置：浊度12、强度0.8、大小倍增1.1。天空光运用VR光模拟：类型平面、倍增8、温度6000K。

4 V-Ray摄像机设置

VRay摄像机设置，我们选择目标点摄像机，镜头设为28，视野65.47°。

5 渲染参数设置

在公用面板里面选择输出大小：宽5000、高3750。渲染输出选择保存图片文件夹，文件命名为“康美中药城”。图像采样器（反锯齿）选项中选择“自适应细分”，其适应于大多数场景，对于细节的处理光滑、过渡自然，缺点是细节模糊。其参数为默认，数值越大效果越好，但对应的其渲染速度越慢，只有在需要表现较多细节时，才需要把数值提高到1以上。抗锯齿过滤器选择马歇尔过滤器，在抗锯齿中其效果是最优秀的。

VRay颜色贴图指的是渲染中的曝光方式，曝光方式的主要功能是控制渲染环境中场景的灯光、衰减、色彩的饱和度等，如果在测试渲染阶段发现场景中暗部的亮度不够、亮部曝光或整体曝光不足，可以通过黑暗倍增器、变量倍增器和伽马值调节，所有数值默认为1，大于1其所控制的亮度场景会增加曝光，反之相反。颜色贴图中包含7种曝光方式：线性倍增、指数、HSV指数、强度指数、伽马效正、亮度伽马和莱恩哈德，线性倍增曝光方式色彩鲜艳，但容易曝光。指数曝光方式容易控制曝光，但渲染结果图纸色彩饱和度不高。HSV指数综合了线性倍增和指数的优点，一般而言选择HSV指数曝光方式。

间接照明（GI）包含首次反弹和二次反弹两个部分，首次反弹全局照明引擎选择发光图（阈值设为高），二次反弹全局照明引擎选择灯光缓存（细分设为1500）。在测试渲染期间，可以预先保存好光子图，这样在进行二次渲染时可以直接调用，最终渲染效果图。

6 结语

运用VRay渲染器渲染，需要在3ds Max中完成基礎建模，通过材质设置、布光、摄像机设置、渲染参数调节对场景进行精确合理设置，才能达到理想的虚拟现实效果。

参考文献

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[4] 火星时代.Vray渲染巨匠火星风暴[M].北京：人民邮政出版社，2012.