第3章 蘑菇——次表面散射材质表现技术 47 本实例中蘑菇的渲染结果如图3-5所示。 未标题-1 2 图3-4 图3-5 01 在场景中选择蘑菇模型并右击,在弹出的快捷菜单中执行“指定新材质”命令,在弹出的“指定新 材质”对话框中选择aiStandardSurface材质,如图3-6所示。 1 图3-6 02 在“属性编辑器”面板中,重命名材质的名称为mogu。在Base卷展栏内,为材质的Color属性添加 “渐变”渲染节点,如图3-7所示。 03 在ramp1选项卡中,展开“渐变属性”卷展栏,设置渐变的色彩如图3-8所示。设置完成后的蘑菇模 型显示效果如图3-9所示。 C:\Users\apple\Desktop\3.TIF3 4 5 6 7 06 展开Specular卷展栏,设置Weight的值为1,Roughness的值为0.5,制作出蘑菇材质的高光效果,如 图3-13所示。 8 9 图3-12 图3-13 图3-14 07 展开Geometry卷展栏,在Bump Mapping命令后面的文 本框内输入simplexNoise1后,按下回车键,即可将之 前Color属性中“渐变”渲染节点中所使用的“单一噪 波”渲染节点连接到该材质的凹凸贴图属性上,如 图3-14所示。 08 设置完成后,在Bump Mapping命令上右击,在弹出的快捷菜单中执行bump2d1.outNormal命令,如 图3-15所示。 09 在自动弹出的bump2d1选项卡中,展开“2D凹凸属性”卷展栏,设置“凹凸深度”的值为0.02,调 整蘑菇材质的凹凸质感,如图3-16所示。 C:\Users\apple\Desktop\11.TIF11 12 图3-15 图3-16 10 最后,展开Subsurface卷展栏,设置Weight的值为0.3,调整SubSurface Color的颜色为橙色,制作蘑 菇材质的透光效果,如图3-17所示。 11 设置完成后,蘑菇材质球在“材质查看器”中的计算显示结果如图3-18所示。 13 C:\Users\apple\Desktop\14.TIF14 图3-17 图3-18 Snap2 3 03 展开“文件属性”卷展栏,单击“图像名称”后面的文件夹按钮,浏览本书配套资源文件“石 头.jpg”,为石头模型材质的颜色属性添加石头纹理贴图,如图3-30所示。 4 图3-30 04 展开Specular卷展栏,调整Weight的值为1,Color的颜色为白色,Roughness的值为0.3,设置石头材 质的高光效果,如图3-31所示。 05 设置完成后,石头材质球在“材质查看器”中的计算显示结果如图3-32所示。 5 6 图3-31 图3-32 图3-33 3.3.3 制作小草叶片材质 本实例中的小草叶片材质渲染结果如图3-33所示。 01 在场景中选择小草模型并右击,在弹出的快捷菜单中执行“指 定新材质”命令,在弹出的“指定新材质”对话框中选择 aiStandardSurface材质,如图3-34所示。 02 在“属性编辑器”面板中,重命名材质的名称为yepian1,展 开Base卷展栏,调整叶片的Color(颜色)为绿色,如图3-35 所示。 7 8 11 10 图3-37 图3-38 06 使用相同的操作为所选择的叶片模型指定aiStandardSurface材质,并重命名为yepian2,并更改Base 卷展栏中Color的颜色为黄绿色,如图3-39所示。 12 图3-39 07 重复以上操作,继续给小草模型的叶片添加不同的材质,添加完成后,在“属性编辑器”面板中查 看小草模型的材质球设置情况,如图3-40所示。 08 设置完成材质效果的小草模型在Maya视图中的颜色显示如图3-41所示。 13 14 图3-40 图3-41 03 展开“文件属性”卷展栏,单击“图像名称”后面的文件夹按钮,浏览本书配套资源文件“叶片-1. tga”,为三叶草叶片模型材质的颜色属性添加叶片纹理贴图,如图3-45所示。 17 图3-45 04 展开Specular卷展栏,设置Weight的值为1,Color的颜色为白色,Roughness的值为0.2,设置三叶草 叶片材质的高光效果,如图3-46所示。 05 接下来,制作叶片的凹凸效果。展开Geometry卷展栏,在Bump Mapping属性后面的文本框内输入 file2,如图3-47所示。这样,可以快速地将Base卷展栏内Color属性上的“文件”渲染节点连接至 Geometry卷展栏中的Bump Mapping属性上,使得这两个不同的属性共用同一张贴图。 18 19 图3-46 图3-47 06 在Bump Mapping属性上右击,在弹出的快捷菜单中执行bump2d2.outNormal命令,如图3-48所 示,即可打开bump2d2选项卡。 07 在bump2d2选项卡中,展开“2D凹凸属性”卷展栏,设置“凹凸深度”的值为0.1,调整三叶草的 凹凸程度,如图3-49所示。 21 22 图3-48 图3-49 设置完成后,三叶草叶片材质球在“材质查看器”中的计算显示结果如图3-50所示。 读者还可以尝试以相似的操作步骤设置三叶草的花瓣效果,设置完成后,三叶草花瓣材质球在“材 质查看器”中的计算显示结果如图3-51所示。 08 09 20 23 图3-50 图3-51 3.4 设置灯光 本实例中所要表达的场景氛围带有一定的梦幻色彩,渲染出来的图像要体现出光线透过雾气所产生 的朦胧效果,所以在灯光的设置上,相对来说要稍微复杂一些。 3.4.1 设置主光源 01 02 03 在Arnold 工具架中单击Create Area Light 按钮,在场景中创建一个区 域灯光,如图3-52所示。 在场景中,调整区域灯光的大小、位置及照射角度至图3-53所示 , 图3-52 使得灯光从场景的右侧上方向下进行照明。 在“属性编辑器”面板中,展开Arnold Area Light Attributes 卷展栏,设置灯光的Color 为黄色,设置 灯光的Intensity的值为200,Exposure的值为4,如图3-54所示。 25 26 图3-53 图3-54 58 突破平面Maya灯光材质渲染剖析 三校 正文3-4.indd 58 2020-5-14 13:53:13 04 设置完成后,渲染场景,渲染结果如图3-55所示。 27 图3-55 图3-56 3.4.2 设置辅助光源 01 在Arnold工具架中单击Create Area Light按钮,在场景中创 建一个区域灯光用作第一个辅助光源,并调整灯光的大 小、位置及照射角度至图3-56所示。 02 在“属性编辑器”面板中,展开Arnold Area Light Attributes 卷展栏,设置灯光的Color为蓝色,设置灯光Intensity的值 为300,Exposure的值为4,如图3-57所示。 29 图3-57 03 在Arnold工具架中单击Create Area Light按钮,在场景中创建一个区域灯光用作第二个辅助光源,并 调整灯光的大小、位置及照射角度至图3-58所示。 04 在“属性编辑器”面板中,展开Arnold Area Light Attributes卷展栏,设置灯光的Color为白色,设置 灯光的Intensity值为200,Exposure值为1,如图3-59所示。 05 设置完成后,渲染场景,渲染结果如图3-60所示。 06 在Arnold工具架中单击Create Physical Sky按钮,在场景中创建一个物理天空灯光,用作第三个辅助 30 31 32 33 34 C:\Users\apple\Desktop\1.TIF1 Atmosphere(大气)参数后面的贴图按钮,在弹出的快捷菜单中执行Create aiAtmosphereVolume命 令,为场景添加大气效果,如图3-64所示。 02 在“属性编辑器”面板中,展开Volume Attributes(体积属性)卷展栏,设置Density(密度)的值 为0.01,如图3-65所示。 36 35 图3-64 图3-65 03 设置完成后,渲染场景,渲染结果如图3-66所示。 C:\Users\apple\Desktop\Snap1.tifSnap1 图3-66 04 在默认状态下,添加了大气效果的场景渲染图像给人的感觉比较灰,这时,可以通过对图像进行后 期设置来调节,在Arnold RenderView对话框中,设置Gamm的值为0.5,可以提高图像的对比度效 果;将View Transform的选项设置为Stingray tone-map,则可以提亮整个画面,如图3-67所示。 C:\Users\apple\Desktop\Snap2.tifSnap2 图3-67 C:\Users\apple\Desktop\2.TIF2 41 42 44 45 图3-72 图3-73 3.5.2 设置景深效果 “景深”效果是摄影师常用的一种拍摄手法,当相机的镜头对着某一物体聚焦清晰时,在镜头中心 所对的位置垂直镜头轴线的同一平面的点都可以在胶片或者接收器上形成相当清晰的图像,在这个平面 沿着镜头轴线的前面和后面一定范围的点也可以结成眼睛可以接受的较清晰的像点,我们就把这个平面 的前面和后面的所有景物的距离叫做相机的景深。在渲染中通过“景深”特效常常可以虚化配景,从而 达到表现画面的主体的作用。图3-74和图3-75所示分别为焦点在不同位置的“景深”效果照片。 IMG_1518 IMG_1519 图3-74 图3-75 在本实例中,设置景深效果的具体步骤如下。 01 执行菜单栏中的“创建”|“测量工具”|“距离工具”命令,如图3-76所示。 02 在“顶视图”中,使用“距离工具”测量出摄影机至场景中蘑菇的大概距离为21.0454,如图3-77所示, 所以在接下来的参数设置中,可以考虑将Focus Distance的值设置为一个接近于21.0454的数值20。 Snap1 1 图3-76 图3-77 在CameraShape1 选项卡中,展开Arnold 卷展栏,选中Enable DOF选项,即可开启景深效果计算。 设置Focus Distance的值为20,Aperture Size的值为0.3,Aperture Blades的值为6,如图3-78所示。 设置完成后,渲染场景,渲染结果如图3-79所示。从渲染结果中可以看到较为明显的景深特效。 03 04 46 70 图3-78 图3-79 技术专题——摄影机Arnold卷展栏参数详解 展开Arnold卷展栏,其中的参数命令如图3-80所示。 命令解析 ● Camera Type (摄影机类型):设置当前摄影机的 类型。 ● Exposure(曝光):模拟摄影机的曝光效果,值越 大,渲染出来的图像越亮。图3-81所示是该值分别 为0和2的渲染结果。 ● Filtermap(过滤器贴图):通过由链接到过滤器贴 图的着色器定义的标量确定摄影机采样的权重。 ● Rolling Shutter (卷帘快门):模拟在采用CMOS 传 感器的数码相机(例如 Blackmagic、Alexa、RED、 iPhone)镜头中看到的卷帘快门效果类型。 ● Rolling Shutter Duration(卷帘快门方向):指定卷 帘快门的发生方向。 ● Enable DOF (启用DOF ):开启景深效果计 算。图3-82 结果。 图3-80 64 突破平面Maya灯光材质渲染剖析 三校 正文3-4.indd 64 2020-5-14 13:53:21 C:\Users\apple\Desktop\....夹\....夹\1.TIF1 2 3 4 第5章 苍茫云海——流体云制作技术 87 8 5 图5-7 图5-8 06 将“属性编辑器”面板切换至place2dTexture1选项卡,展开“2D纹理放置属性”卷展栏,设置 “UV向重复”的值为(3,1),如图5-9所示。 07 设置完成后,在视图中观察“噪波”渲染节点的纹理如图5-10所示。 7 6 图5-9 图5-10 08 展开“颜色平衡”卷展栏,为“颜色增益”属性添加“噪波”渲染节点,如图5-11所示,为当前的 “噪波”渲染节点设置更多的纹理细节。 9 图5-11 10 11 12 13 18 19 16 图5-17 17 图5-18 20 图5-19 17 展开“内容方法”卷展栏,将“温度”和“燃料”设置为“动态栅格”选项,如图5-20所示。 18 展开“动力学模拟”卷展栏,将“高细节解算”设置为“所有栅格”选项,如图5-21所示。 21 22 图5-20 图5-21 23 24 25 26 27 29 图5-26 图5-27 28 图5-28 26 选择3D流体容器,在“属性编辑器”面板中,调整“平移”参数至图5-29所示,适当提高3D流体 容器的位置。 30 图5-29 32 34 33 Snap7 Snap8 图5-34 Snap6 Snap9 Snap10 图5-35 图5-36 . 两侧:关闭流体容器的两侧边界,以便它们类似于两堵墙。 . -X/Y/Z侧:分别关闭 -X、-Y 或 -Z 边界,从而使其类似于墙。 . X/Y/Z侧:分别关闭 X、Y 或 Z 边界,从而使其类似于墙。 . 折回:导致流体从流体容器的一侧流出,在另一侧进入。如果需要一片风雾,但又不希望 在流动区域不断补充“密度”,将会非常有用,图5-37所示分别为在“边界X”上设置了 “两侧”和“折回”的前后效果。 Snap12 Snap11 图5-37 94 灯光材质渲染剖析突破平面Maya 技术专题——“内容方法”卷展栏命令解析 展开“内容方法”卷展栏,其中的命令参数如图5-38 所示。 命令解析 ●密度/速度/温度/燃料:分别有“禁用(零)”“静态 栅格”“动态栅格”和“渐变”这几种方式选择,用 来控制这4个属性。 .禁用(零):在整个流体中将特性值设定为 0。设定为“禁用”时,该特性对动力学模拟 没有效果。 .静态栅格:为特性创建栅格,允许用户用特定特性值填充每个体素,但是它们不能由于任 何动力学模拟而更改。 .动态栅格:为特性创建栅格,允许用户使用特定特性值填充每个体素,以便用于动力学模拟。 .渐变:使用选定的渐变以便用特性值填充流体容器。 ●颜色方法:只在定义了“密度”的位置显示和渲染,有“使用着色颜色”“静态栅格”和“动 态栅格”3种方式可选。 ●衰减方法:将衰减边添加到流体的显示中,以避免流体出现在体积部分中。 技术专题——“动力学模拟”卷展栏命令解析 展开“动力学模拟”卷展栏,其中的命令参数如 图5-39所示。 命令解析 ●重力:用来模拟流体所受到的地球引力。 ●粘度:表示流体流动的阻力,或材质的厚度及非 液态程度。该值很高时,流体像焦油一样流动; 该值很小时,流体像水一样流动。 ●摩擦力:定义在“速度”解算中使用的内部摩擦力。 ●阻尼:在每个时间步上定义阻尼接近零的“速 度”分散量。值为 1 时,流完全被抑制。当边界 处于开放状态以防止强风逐渐增大并导致不稳定 性时,少量的阻尼可能会很有用。 ●解算器:Maya所提供的解算器有“无”、Navier- Stokes和“弹簧网格”3种可选。使用Navier-Stokes 解算器适合用来模拟烟雾流体动画,使用 “弹簧网格”解算器则适合用来模拟水面波浪动画。 ●高细节解算:此选项可减少模拟期间密度、速度和其他属性的扩散。例如,它可以在不增加分 辨率的情况下,使流体模拟看起来更详细,并允许模拟翻滚的漩涡。“高细节解算”非常适用 于创建爆炸、翻滚的云和巨浪似的烟雾等效果。 图5-38 图5-39 突破平面Maya灯光材质渲染剖析 三校 正文5.indd 94 2020-5-14 13:54:14 ● 子步:指定解算器在每帧执行计算的次数。 ● 解算器质量:提高“解算器质量”会增加解算器计算流体的不可压缩性所使用的步骤数。这种 计算称为“泊松”解算,通常是解算中计算最密集的部分。降低“解算器质量”会导致具有更 多扩散的不太详细的模拟。 ● 栅格插值器:选择要使用哪种插值算法以便从体素栅格内的点检索值。 ● 开始帧:设定在哪个帧之后开始流模拟。 ● 模拟速率比例:缩放在发射和解算中使用的时间步。 5.2.2 丰富流体云的细节 01 选择3D流体容器,在“属性编辑器”面板中展开“速度”卷展栏,设置“漩涡”的值为5,“噪 波”的值为0.5,如图5-40所示。 02 展开“温度”卷展栏,设置“湍流”的值为5,如图5-41所示。 35 36 图5-40 图5-41 03 展开“白炽度”卷展栏,设置“白炽度”的颜色为灰色,并设置“白炽度输入”的方式为“恒 定”,如图5-42所示。 04 展开“着色质量”卷展栏,设置“质量”的值为4,如图5-43所示。 37 38 图5-42 图5-43 05 展开“照明”卷展栏,选中“自阴影”选项,开启流体的自阴影计算,如图5-44所示。 06 设置完成后,播放场景动画,当时间帧为20帧时,平面所产生的流体云效果如图5-45所示。 39 40 图5-44 图5-45 Snap9 Snap10 Snap13 Snap14 图5-49 ● 浮力:解算定义内置的浮力强度。 ● 压力:模拟由于气体温度增加而导致的压力的增 加,从而使流体快速展开。 ● 压力阈值:指定温度值,达到该值时将基于每个体 素应用“压力”。对于温度低于“压力阈值”的体 素,不应用“压力”。 ● 消散:定义“温度”在栅格中逐渐消散的速率。 ● 扩散:定义“温度”在“动态栅格”中的体素之间 扩散的速率。 ● 湍流:应用于“温度”的湍流上的乘数。 ● 噪波:随机化每个模拟步骤中体素的温度值。 ● 张力:将温度推进到圆化形状,从而使温度边界在流体中更明确。 技术专题——“照明”卷展栏命令解析 图5-50 展开“照明”卷展栏,其中的命令参数如图5-50 所示。 命令解析 ● 自阴影:启用此选项可计算自身阴影,图5-51所 示分别为选中了该选项前后的流体显示结果。 ● 硬件阴影:启用此选项,以便在模拟期间(硬 件绘制)使流体实现自身阴影效果(流体将阴 影投射到自身)。 ● 阴影不透明度:使用此属性可使流体投射的阴 影变亮或变暗。 ● 阴影扩散:控制流体内部阴影的柔和度,以模拟局部灯光散射。 ● 灯光类型:设定在场景视图中显示流体时,与流体一起使用的内部灯光类型。 ● 灯光亮度:设定流体内部灯光的亮度,图5-52所示是该值分别为1和3的流体显示结果。 5960 图5-51 61 62 63 64 42 43 图5-55 图5-56 04 设置完成后,播放场景动画,当时间帧为20帧时,平面所产生的流体云效果如图5-57所示。 05 在“大纲视图”中选择流体发射器,在其“属性编辑器”面板中的fluidEmitter1选项卡中,展开 “流体发射湍流”卷展栏,设置“湍流”的值为1,如图5-58所示。 45 46 图5-57 图5-58 06 展开“发射速度属性”卷展栏,设置“速度方法”的选项为“替换”,如图5-59所示。 07 设置完成后,播放场景动画,当时间帧为20帧时,平面所产生的流体云效果如图5-60所示。 47 48 图5-59 图5-60 08 展开“显示”卷展栏,将“边界绘制”的选项设置为“边界框”,如图5-61所示。这样,可以隐藏 3D流体容器的栅格显示,使得我们更易于观察流体的形态,如图5-62所示。 65 56 图5-61 图5-62 Snap25 Snap26 Snap27 Snap28 Snap22 Snap23 Snap30 Snap29 图5-66 ● 线框显示:用于设置流体处于线框显示下的显示方式,有“禁用”“矩形”和“粒子”3种可 选,图5-67所示为“线框显示”“矩形”和“粒子”的显示效果对比。 Snap32 Snap31 图5-67 ● 速度绘制:启用此选项可显示流体的速度向量,图5-68所示分别为不同“基本分辨率”下的流 体速度显示效果。 Snap33 Snap34 图5-68 ● 绘制箭头:启用此选项可在速度向量上显示箭头。禁用此选项可提高绘制速度和减少视觉混 乱,图5-69所示分别为该选项选中前后的显示效果。 Snap35 Snap36 3 66 68 将当前视图切换至摄影机视图,如图5-73所示。切换完成后,视图的下方会出现英文提示,如图5-74 所示。 69 图5-73 05 接下来,调整摄影机视图的角度至如图5-75所示。 70 71 图5-74 图5-75 5.4 制作飞机机身材质 图5-76 本实例中飞机的机身材质具有一定的金属特性,其 渲染结果如图5-76所示。 01 选择飞机模型并右击,在弹出的快捷菜单中执行 “指定新材质”命令,在弹出的“指定新材质: feiji”对话框中选择aiStandardSurface材质,如 图5-77所示。 02 在“属性编辑器”面板中,重命名当前材质的名称 73 74 C:\Users\apple\Desktop\....夹\....夹\77.TIF77 76 78 06 制作完成后的飞机材质球在“材质查看器”中的计算显示结果如图5-82所示。 79 图5-82 5.5 制作天空照明 01 在Arnold工具架中单击Create Physical Sky按钮。在场景中创建一个Arnold渲染器为用户提供的物理 天空灯光,如图5-83所示。 80 图5-83 图5-84 02 渲染场景,添加了物体天空灯光的默认照明渲染 结果如图5-84所示。 03 在“属性编辑器”面板中,展开Physical Sky Attributes卷展栏,设置Elevation的值为8,Azimuth 的值为60,Intensity的值为3,如图5-85所示。 04 设置完成后,渲染场景,渲染结果如图5-86所示。 82 84 85 163 86 图5-89 87 图5-90 88 图5-91