Maya教程-Maya的Fur系列教程之渲染篇

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感谢看过创建篇的朋友，相信你Fur的基础应该是没问题了，可是要做出逼真和自然的毛发，光考上一节的基础是远远不够的。
今天我们来集中讨论一下Fur的渲染问题。
学习内容：
1 设置Fur与灯光的连接
2 Fur的渲染基础
3 灯光Fur Shading/Shadowing属性
4 烘焙属性
5 用software渲染的Fur投影
6 Advanced Fur Rendering(外部渲染器)
7 MentalRay中的Fur渲染及优化

开始……
1 设置Fur与灯光的连接
Fur是Maya后期的特效之一，所以在渲染时，默认是不参与灯光阴影组的计算的，要渲染有光影效果的Fur必须将Fur与灯光连接。
操作如下：选择灯光(如果有多个灯光，操作一样)，加选Fur执行Fur->Fur Shadowing Attributes->Add to Selected Light。

2 Fur的渲染基础
Fur是Maya后期的特效之一，很像PaintEffect，区别是Fur不能在Maya下转换为geometry（几何物体），但是在渲染时Fur同样是转换为geometry（几何物体）而被渲染器所接受计算的。
从渲染报告窗口的这段话不难看出，Fur在渲染是同样也是被转换为geometry（几何物体）的，所以Fur的Density（密度）是影响Fur渲染速度的原因之一。同理，fur的Density（密度）越大，转换的时间就越长。
高精度的显示会加重系统对显示的工作量，对于渲染影响并不大，可是对于整个系统的负担是分配给内存和现存的，由于大量的内存和现存被用于Fur的显示，在配置较低的系统上，同样也会因为高精度的显示而拖慢渲染速度。

影响Fur的渲染效果因素很多，其中被连接灯光下的Fur Shading/Shadowing属性最为重要。

3 灯光Fur Shading/Shadowing属性
灯光的类型不同，Fur Shading/Shadowing属性的参数也不相同。
当转换灯光类型后，需要重新指定Fur->Fur Shadowing Attributes->Add to Selected Light。

------Fur Shading/Shadowing理论部分------
以spot灯光类型为例:

不同的Fur Shanding type用默认值，渲染对比

Self Shade（自身阴影）参数： 仅对Auto-Shanding有效，用来设置阴影距Fur根部的距离。原理如图：

Self Shade Darkness（自身阴影暗度）参数： 仅对Auto-Shanding有效，用来设置阴影区的暗度。原理如图：

Back Shade Factor（背面阴影衰减）参数： 仅对Auto-Shanding有效，用来设置Fur在照亮和没有照亮之间的衰减度。原理如图：

Back Shade Darkness（背面阴影暗度）参数： 仅对Auto-Shanding有效，用来设置Fur的背面（逆光面）阴影暗度。原理如图：

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Threshold（极限值）参数：仅对Shading Map有效，在把Fur深度信息储存到阴影贴图之前，设置有多少Pixel被阴影覆盖，以此防治极小的Fur显示在阴影贴图中。
数值为0时，为Fur覆盖到的每个Pixel保存一个深度值；数值为1时，只为被Fur覆盖50％或更多面积的Pixel储存深度信息。

Intensity Multiplier(亮度倍增器)：设置Fur上灯光强度系数，数值为1时，与其他物体一样被同等强度的灯光照射。

------Fur Shading/Shadowing测试部分------
了解了理论，让我们来点实际的吧。
Self Shade（自身阴影）,如图，默认的0.5稍显黑，建议0.3

Self Shade Darkness（自身阴影），如图，默认的1稍显黑，建议0.75

Back Shade Factor（背面阴影衰减），现在让我们将镜头转向逆光方向，来观察Fur的背面变化。如图，由于这个参数仅控制黑色衰减，变化较小，但是仍能感受其色彩不同。保持Self Shade为0.3和Self Shade Darkness为0.75。

Back Shade Darkness（背面阴影暗度），继续保持镜头逆光方向，观察Fur的背面变化。如图，

Threshold（极限值）,这是个很有用的数值，现在让我们将Fur Shanding type切换到Shading Map模式，观看Threshold的变换和渲染效果。

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综述，由以上的例子不难看出，Fur Shading/Shadowing的参数变化对Fur的渲染是影响很大的。
下面让我们来点有刺激和挑战的吧！Fur的逆光练习。

首先创建场景，如下，一个NURBS的球，和两盏灯光（分别为spot和ambient），spot灯光平行照射球，ambient等在球的略上方。

选择球进入渲染命令面板，执行Fur->Attach Fur Description->New，进入FurDescription，调整参数如图

spot灯光和ambient灯光参数如图

选择摄影机逆光角度渲染。当然你的机器够快，还可以给spot加点灯光雾效，增添气氛。Ok啦!欣赏吧！……
我做不出来看看你的场景吧

4 烘焙属性
这是一个使用广泛，而且重要的功能。
如动物皮毛的花色，头发的长短，秃密等，用Fur来完成他们，需要制作一张贴图来控制其属性，除了颜色属性，其他属性均是有贴图的alpha来控制。
如用2D节点程序来控制Fur的属性，烘焙后一样要转换为*.iff图来控制。
当Fur的颜色，长度，秃度……等属性上运用了贴图后，需要执行Bake（烘焙）才能将贴图的控制转换为Fur所接受。

颜色实例烘焙

长度烘焙

秃度烘焙

弯曲烘焙

扭曲烘焙

当然你也可以自己制作一张特定的灰度图，来控制要改变的属性。
大多数的属性烘焙雷同,这里就不多举例了。现在我们看如何去掉烘焙的属性。

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5 用software渲染的Fur投影
作为新版本的功能，这真是让人兴奋！！
现在我们来看看Maya自带的software渲染器对Fur投影的渲染吧。
调整Fur Shanding type为Shading Map（阴影贴图），因为只有Shading Map(此项仅对spot灯光类型有效)才支持Fur的投影贴图。
控制Fur的投影关键是Threshold（极限值）,我们同时调整Threshold从0～1，观察Fur的投影变化。
不难看出，当值为0时，阴影最多，值越高递减。
如图……
 

同样的方向再布盏灯，将灯光的Dmap Filter size调到6(调整Threshold为0)的效果。加强投影效果。

6 Advanced Fur Rendering
现在我们来说说影响Fur渲染的另一个重要部分—FurGlobals 。

FurGlobals的详解
A 打开此项，Fur和模型渲染后会合成到一个图像中；关闭时，则毛发和模型会单独渲染，并不合成一起。
B 在渲染过程中保留Fur创建的毛发图像。
C 打开，在渲染过程中保留临时毛发图像文件；关闭，则渲染结束即删除。
D 打开，可以将阴影同时投射到物体和毛发上；关闭，则阴影仅投射到几何物体上，毛发上没有阴影贴图。

接下来，我们来认识另一个Fur的重要部分—Advance Fur Rendering
这里告诉我们Fur的平衡器文件和路径，
有关平衡器的详细内容请参见控制篇。

7 MentalRay中的Fur渲染及优化
MentalRay是很优秀的渲染器，可是对于Fur的渲染又如何呢？
放心吧，决不会令你失望的。
我们先准备个场景来测试吧。

渲染，选择MentalRay(如果你对MentalRay一点也不了解，请先参阅论坛其他相关教程)
于software渲染做个对比先

MentalRay的算法是基于光线追踪的，所以渲染fur非常慢，要知道计算每个毛发之间的光影关系那可是一个庞大的计算过程。我们今天的研究主要针对与MentalRay的优化入手。
与software渲染不同，MentalRay是将Fur作为模型来计算的，首先我们要了解，在Fur转换成模型的时候那些因素是重要的。
渲染因素Fur：
第一，当然是Fur的密度，尽可能的减少Fur的密度。
第二，Fur的段数，也非常重要，过多的段数只能是加重渲染的负担，渲染时间成倍增加。建议在默认值10以内，速度还可以忍受。
第三，Fur的透明度，这个问题可能少有人注意，其实Fur的透明度是在同等条件下最拖累cup的选项之一，建议没有必要时，要将（Base Opacity/Tip Opacity）的值设为1。
第四，最后，Fur的选项影响渲染的是它的宽度，恰好与software渲染相反，Fur的宽度小，渲染时间越长。
渲染因素Light：
第一，如果选择MentalRay为渲染器，Fur Shading/Shadowing的所有步骤可以省去。
第二，在选择MentalRay为渲染器时，尽量用Directional Light为光源，因为它最快。经过比较，同等条件比Sopt Light要快一倍。当然效果有细微的差异。
第三，Light Angle为0时渲染速度最快。 当数大于0时，基本上无太大差别。
只是个经过优化的场景，在不损失效果的前提下将640×480的渲染时间从28分钟优化到4分钟。