3D渲染教程-玻璃字的实现

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玻璃效果在片头中的应用非常广泛，在这里我们使用的渲染器是Mental ray,mental ray已经作为内置的渲染器完全整合进了MAX中，它的功能比默认的扫描线渲染器强大的多，例如全局照明、光线跟踪的质量和速度等方面都有质的提高。
下面我们开始制作：准备一个简单的场景
注意：下面的平面我们给我分段数高一些。

第一种方法：
首先介绍用光线跟踪（Raytrace）材质来模拟玻璃效果的方法，该材质相信大家已经非常熟识，它可以真实地模拟光线的反射和折射，自动对光线进行跟踪计算，效果非常出色，不过在默认扫描渲染器下，渲染速度很慢。但是使用mental ray渲染器来渲染的话，效果和速度都会提高很多。

一、指定材质
1、打开材质编辑器，指定给文字一个材质
注：在渲染材质之前，将渲染器改为mental ray渲染器.

2、在材质类型中选择光线跟踪材质（Raytrace），使用它来模拟反射和折射，一般只需调节光线跟踪基本参数（Raytrace Baisc Parameters）栏中的参数如图所示材质设置：

下面我们先来学习光线跟踪基本参数（Raytrace Baisc Parameters）栏中和调节玻璃效果有关的几个命令。
A、漫反射（Diffuse）:设置玻璃的颜色，这里不需要设置为纯白。如果下面反射（Reflect）项为100%纯白，则漫么射颜色会渲染不可见，也就是玻璃的颜色将完全由反射的环境来绝定。
B、反射（Reflect）:设置物体镜面反射的颜色，颜色的亮度控制反射强度。左边复选框钩选时，材质使作反射颜色。第一次点击复选框取消钩选，材质使用微调器。第二次点击复选框，表示对反射应用Fresnel(菲涅尔)效果，Fresnel(菲涅尔)效果可以根据反射角度的不同发生反射强度的变化，更接近真实的反射情况。
C、透明度（Transparency）：该项是体现玻璃透明度的最关键的选项，它控制在光线跟踪材质背后经过颜色过虑所表现的色彩，黑色为不透明，白色为完全透明，完全透明可以体现晶莹剔透的玻璃效果。要体现玻璃材质，该项必须与前的反射项结合使用，这两项都是玻璃特征体现最重要的地方。这里设置为白色，完全透明。
D、折射率（Index of Refr）:此命也很重要，它控制材质折射透射光的程度。玻璃的折射效果是否真实跟折射率的大小也有很大关系，而不同的玻璃材质，它们的折射率也是不同的，一般普通玻璃材质的折射率默认为1.5。

在下图渲染的效果中，因为环境色是黑色，因此在玻璃上反射有大量的黑色部部分，这使玻璃的质感表现非常差！

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下面将环境色设为白色，并给地面一个棋盘格贴图。

我们再渲染，发现效果好了很多，在表现玻璃这种具有透明和、属性的材质时，周围环境我设置对最后玻璃质感的表现影响非常大。

二、建立灯光
下面为场景建立灯光，没有好的灯光设置，场景或物体就没有生气，材质的表现力度肯定不够，而且现在画面中的物体还缺少投影，就好像漂在空中，缺少分量感和厚重感。
1、首先建立主光源。在视口建立一盏目标聚光灯（Target Spot），关进行如图设置：

先将以前设置的棋盘格地面改为单色地面，渲染视图，效果如图。

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我们发现这时候玻璃效果变得更加难看了，没有一点透明效果，问题出在灯光的阴影上，因为默认的阴影贴图（Shadow map）类型不支持使用透明贴图的物体，所以渲染的时候将透明物体的阴影渲染成黑色。我们通过更改阴影参数（Shadow Parameters）中的对象阴影（Object Shadow）的颜色（Color）或密度（Dens）来降低这种发黑现象，使阴影变和透明，再将地面指定为棋盘格贴图，渲染如图：

注：这里使用的是一种模拟透明阴影的方法，如果采用光线跟踪阴影（Ray Traced Shadow）或者其它支持透明阴影的阴影类型，可以得到更真实的透明阴影效果，但是渲染速度会变慢。
我们又发现画面中的阴影有锯齿现象，通过到阴影贴图参数（Shadow Map Params）栏中提高阴影的采样范围（Sample Range），可以降低锯齿效果，不过这样也会使渲染速度变慢。

现在玻璃效果依然不是很理想，因为画面中玻璃缺少焦散效果，焦散能够加强透明物体渲染的表现力。

三、创建焦散
若要使用Mental ray 的渲染焦散，应当满足以下条件：
A、场景中至少将一个光源设置为发射光子
B、至少一个物体设置产生焦散
C、至少一个物体设置接收焦散
D、并且启用Mental ray 的焦散功能
在渲染设置面板中选择间接照明（Indirect Illumination）面板，在焦散和全局照明（Caustics and Global Illuniation）栏下，钩选焦散（Caustics）栏下的启用（Enable）项，如图所示：

下面我们介绍一下焦散需用到的几个参数：
1、每采样最大光子数（Maximum Num.Photonsper Sample），设置使用多少光子来计算全局照明，增加此值可以使作局照明产生较少噪波，同时使光子变得模糊，但渲染速度会相对减慢。采样值越大，渲染时间越长，默认设置为100。
2、最大采样半径（Maximum Sampling Radius），用来微调设置光子的半径大小，默认为禁用状态。一般光子大小为场景大小的1/100，当光子反射重叠时，mental ray渲染器使用采样对它们进行平滑。增加采样数可以增加平滑度，同时也产生更加自己的焦散效果。当光子半径很小彼此没有重叠时，则采样设置就不起作用了。光子的半径值小，但是数目很多时，可以产生点状焦散效果。
3、每个灯光的平均焦散光子（Average Caustic Photons per Light）,设置用于焦散的每束光线所产生的光子数量。增加此值可以增加焦散的精度，但同时会增加内存消耗和渲染时间。

下面我们在文字的物体属性中选择产生焦散：

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在地面的物体属性中选择接收焦散：

我们渲染视图发现没有任何焦散效果产生，不用着急，下面启用灯光的能量与光子计算。

在视图中选择灯光，到修改命令面板中展开mental ray间接照明（mental ray Indirect Illumination）栏，取消自动计算能量与光子（Automatically Calculate Energy and Photos）的勾选，启用下面的手动设置（Manual Settings）项，如图：

简要说明一下参数和作用：
A、能量（Energy），项是设置间接照明中使用的光线数量。
B、焦散光子（Caustic Photons），项用于设置焦散的灯光所发射的光子数量。值越大，焦散效越好，渲染时间越长。

我们把灯光的阴影类型改为光线跟踪类型，并在渲染面板中设置最大采样半径（Maximum Sampling Radius）为1后再渲染：

增加最大采样半径（Maximum Sampling Radius）为3，将过虑类型改为圆锥体（Cone），渲染效果：

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我们将灯光面板的焦散光子数改为100000，在渲染面板中将每采样最大光子数（Maximum Num.Photonsper Sample）设为300，并将最大采样半径（Maximum Sampling Radius）改回为1，再次渲染：

最后渲染设置：

OK完毕