Vray渲染器在3ds max软件中应用的方法探析

黄向伟

摘要：Vray渲染器应用在3ds max软件中，通过材质设置、灯光设置与渲染设置来完成室内设计效果图。结合具体案例，介绍使用材质、灯光、渲染的设置，并结合一些设置方法来提高效果图渲染速度，从而进一步阐述Vray的强大渲染功能。

关键词：Vray;参数设置;渲染

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0223-03

3ds max是一款强大的建模、角色、动画等制作的三维软件，但在材质、灯光和渲染的功能方面较弱，真实感差，渲染速度较慢。而Vray渲染器是一款高质量的渲染器插件，其便捷的操作方式主要作用于3ds max、Sketchup、Maya等三维软件中，Vray渲染器通过材质、灯光与渲染的设置可以轻易渲染出高品质的效果图，弥补3ds max软件中的一些不足。在当今室内设计、建筑表现、影视动漫、工业设计等行业广泛使用，得到众多优秀设计师的认可。

3ds Max这门软件课是中职学生最喜爱的课程之一，但是在3ds max软件教学过程中仍然存在一些问题，首先现在3ds Max软件更新换代快，要求配置较高，部分中职学校电脑硬件配置落后与老化严重;其次学生制作一张效果图单单调节材质、灯光、渲染设置大约要花上2-3天的时间，更别提三维建模方面;最后部分中职学生在学习过程中，对问题的理解、接受、操作的能力都存在一些差距，没耐心，主动性较差。因此，在教学过程中，在电脑设备达不到的情况下，根据学生的特点，教师通过改变教学方法，利用Vray渲染器的参数设置，来提高渲染速度，提升学生的作图速度，从而提高学生对学习的积极性。具体操作如下：

1 Vray材质的设置

Vray作为3ds max软件的渲染器插件， 它必须配对同版本的3ds max软件，否则无法使用。在3ds max软件中，设置材质参数是一件非常简单的操作，任何三维模型都可以附上栩栩如生的材质，通过材质参数的设置才能渲染出物体颜色、肌理、反射的效果，没有材质的场景一点真实感都没有，不具备欣赏性。Vray材质的基本参数常用的主要由漫反射、反射、折射三部分组成，通过基本参数设置对场景模型赋予各种的材质，Vray材质主要有VrayMtl材质、Vray灯光材质、Vray混合材质、Vray双面材质等，通过参数设置完成墙面漆、木地板、地毯、水晶、陶瓷、石材、不锈钢等材质设置。每种材质有各自的特性，只有了解各种材质间的色彩、反射、折射、肌理等特征与属性才能对其参数进行设置。

Vray材质的参数设置是学生的必修课，只有掌握各种参数的属性才能更好地发挥Vray渲染器的强大功能。但在制作每张效果图的过程中，都要把模型附上各种材质，重复同样的工作量。以中职学校3ds max课程教学为例，学生如何设置材料来提高作图速度？学生通过不同的三维室内空间案例来提高作图的经验和速度，在室内空间里，常用的材质主要有：木地板、石材、玻璃、墙纸、白墙、地毯、塑料等材质，通过调整材质的漫反射、反射、折射来完成各种材质参数的设置，比如木地板材质，在不同场景中，它的材质属性基本相同，唯有贴图图案、色彩、比例等有区别。学生可根据作图的经验，制作属于自己的常用材质库。

创建材质库，首先要打开Vray的材质编辑器（快捷键M），点击材质编辑面板第一个按钮（获取材质），进入材质/贴图浏览器，点击material/map browser最左边倒三角形下拉菜单，点击新建材质库，选择路径保存材质库，并对自己新建的材质库进行命名;接着开始创建各类材质（木地板、石材、玻璃、墙纸、白墙、地毯、塑料等），点击材质编辑器放入库按钮，弹出put new library（放置入库）面板对新材质进行命名，起的名字要简单易懂，一看就明了的效果，按照此步骤将各类材质参数设置好并命名保存到自己的材质库里;最后我们打开一个场景模型，打开Vray的材质编辑器（快捷键M），进入材质/贴图浏览器，点击material/map browser最左边倒三角形下拉菜单，点击打开材质库，双击前面创建的材质库文件即可调用。创建好的材质库可以随时进行修改、删除与保存，材质库的使用可缩短设置参数的时间，提高学生作图的速度，方便学生参考使用，给学生带来很多的便利。当然常用的材质不是生搬硬套的，也不是无规律可循，如何渲染出照片级的逼真效果，还需要我们不断累积经验。

2 Vray灯光的设置

在三维场景空间中，即使模型有多精细、材质有多真实、摄像机角度多好，没有光源，场景一片漆黑，所制作的一切都是空谈。Vray渲染器里的灯光系统有四种类型：Vray Light、Vray IES、Vray ambient light、Vray sun，在室内三维场景中最常用的是Vray Light和Vray sun這两种类型光源。

2.1 Vray Light的设置

Vray Light简称为面光源，是制作室内效果图使用频率较高的一种灯光，它有五种类型：平面、球体、穹形、网格、圆形。平面光源可作为主光源或辅助光源，多用来模拟自然光、灯带、太阳光等。球体光源主要模拟室内台灯、吊灯、落地灯等，穹形光源可作为天光使用，网格光源能将三位模型指定为光源体，圆形灯与平面灯类似，只是形态不一样。根据场景内容不同调整灯光类型，设置亮度、选项、采样、纹理等来模拟室内真实光源效果，表现真实的空间效果。但缺点就是它根据真实的光学衰减来计算照明采样，阴影容易出现许多光子颗粒，我们可以通过调整细分来去除颗粒，细分值设置的越大，阴影越细腻，相应的渲染时间也会加长。

2.2 Vray Sun的设置

Vray Sun简称Vray太阳光，一般是来模拟真实的室外太阳光，它可作为场景的主光，在不同的环境下，参数设置也是不同的，Vray基本参数为浑浊、臭氧、强度倍增值、大小倍增值、阴影细分、阴影偏移等，这些参数都需要我们花点时间与心思一点点去实验，才能达到最好的效果。举例白天阳光的灯光参数的设置：

1）白天的时候，阳光充足，阴影与暗部都比较深，光照面与阴影交界线黑白对比明显。在摆放阳光位置要注意，高度会影响光照的亮度，参数中的浑浊数值越大空气越浑浊，光线变暗，色调变暖，中午阳光充足数值可调整为3-5之间，下午可调整6至9之间，傍晚可调整到15至20之间。

2）臭氧默认参数为0.35，一般可不调整，值较小阳光更黄，值较大阳光更蓝。强度倍增值可设置为0.3左右，它与浑浊相互影响，因为空气中灰尘浑浊参数变大，阳光的强度就会减弱。

3）大小倍增值与阴影细分也是相互制约的，大小倍增一般数值为3至15之间，阴影细分数值一般设置为6至15之间，两者数值变大时，阳光的阴影比较模糊，并且不会产生杂点。

4）Vray天空是Vray灯光系统中一个程序贴图，它要与Vray Sun配合使用，在设置Vray太阳光时，系统會弹出Vray天空贴图，加载环境贴图，来模拟环境贴图和天光，让场景的效果更加逼真。

一副好的效果图取决于灯光的设计，灯光颜色冷暖的对比、颜色的过度都将影响整个场景的效果。那如何把握好灯光的层次感呢？我们可以运用Vray light的叠光（Vray面片灯一前一后接近叠放一起，一个添色，一个添亮）和补光结合，搭配Vray太阳光增加场景光感，再结合3ds max软件自带的光度学灯光的设置，让室内营造温馨的暖色调，与室外的冷色调形成对比，让室内光影更具层次感。

3 渲染设置

Vray渲染器是一款高渲染品质的渲染引擎，在保证渲染质量的同时也具有较快的渲染速度，虽然如此，为了更快渲染出图，我们将渲染分为两个阶段——测光阶段和渲染出图阶段。前者是将渲染参数调低，目的是为了提高渲染出图速度，观察场景模型、材质、灯光的效果;后者是将渲染参数调高，细分值调大，渲染出最终效果图。

3ds max场景模型的复杂性，导致渲染一个室内空间场景会耗费很长的渲染时间，一堂课45分钟，基本很难完成出图，同时也消磨了学生的耐心，因此，如何把“硬件伤”这个问题解决是非常关键的。

3.1 快速测光阶段

在渲染出图前整个过程是在不断调试，从中也会遇到许多的问题。因此我们要用最快的渲染速度来查看制作的图存在什么问题，如渲染出来的图材质表现不真实、灯光比较灰暗或过亮、颜色搭配问题等，这些都要我们通过测试处理的，看看是不是个别材质参数设置问题、灯光倍增值过小或过大问题、还是材质溢色的问题，排除各种问题，完美表现最终效果。我们测试过程中将对渲染器的参数进行设置（以Vray 3.6版本为例），如下：

1）在Vray渲染设置面板里选择公用>公用参数>在输出大小设置里输入图像分辨率500*250。

2）图像采样器里类型选择渐进。在渐进图像采样器最大细分调整为4-10，噪波阈值调整为0.01-0.03。

3）图像过滤面板里关闭“图像过滤器”。

4）颜色贴图面板类型改为指数。

5）打开GI，在全局光照面板里首次光照引擎改为发光贴图：当前预设为非常低，细分30，插值采样20。二次引擎改为灯光缓冲，细分150-300。

6）渲染设置面板里不勾起高性能光线跟踪。

3.2 渲染出图阶段

经过前期快速测光完成后，将对场景进行最终渲染出图，那我们如何缩短渲染的时间来渲染出大图呢？我们可以渲染光子图来提高渲染的速度，它的功能是以小图渲染出大图的原理把室内场景的光子信息渲染储存好，一般只需几分钟的时间。渲染完成后保存光子图，再导入保存好的光子图，使系统可直接省略渲染发光贴图和灯光缓存的光子信息，从中我们可以大大提高渲染的速度。但要注意的是最终渲染出图的分辨率不得高于出光子图的分辨率的4倍，否则会降低图像的质量。如果想出高质量的效果图则不能使用光子图的出图方法，我们要重新设置参数，主要操作如下：

1）在Vray渲染设置面板里选择公用>公用参数>输出大小设置里调整图像的分辨率，大小可根据作图者的需要进行设置。

2）图像采样器里类型选择块。在渐进图像采样器最大细分调整为20至100之间，细分越大越精细，噪波阈值调整为0.001至0.005，数值越小噪点越少，时间越慢。

3）图像过滤面板里打开“图像过滤器”，选择过滤器Catmull-Rom。

4）颜色贴图面板类型改为指数。

5）打开GI，在发光贴图面板里当前预设改为中，细分60-80，插值采样30-50。在灯光缓冲面板中里，细分调整为1200-1500。

6）渲染设置面板里勾起高性能光线跟踪。

我们要制作高质量的效果图必然会增加我们渲染的时间，我们要不断调试Vray渲染器的参数，用活这个渲染插件，这样才能绘制出你想要的效果图。所以想绘制高质量的作品，不仅在硬件方面有较高要求，而且绘图人员要有一定的美术功底、3ds max软件的绘图技能，拥有大量的素材，且有一定鉴赏美的能力。我们要不断地学习，理解Vray渲染器各参数的含义，学会举一反三灵活运用这个渲染插件。

参考文献：

[1] 时代印象.中文版3ds Max 2014完全自学教程[M].第一版.北京：人民邮电出版社，2013.

[2] 刘正旭.3ds Max/Vray速查手册[M].第二版.北京：电子工业出版社，2014.

[3] 庄东晓.三维电脑绘图灯光应用新技术探讨[J].湛江师范学院学报，2005，26（3）：107-110.

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