MentalRay 环境模拟教学资料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。MentalRay 环境模拟-MentalRay环境模拟这篇教程翻译的不是很好，有些术语不懂，请高人查缺补漏，修改一下，以免误人子弟。IreadathreadwhichwasstartedbyFilipOrrby,inwhichheasked“HowtomakeobjectnotblockFGrays?”.HewentontoanswerhisownquestionandsinceitissimilartoatechniqueIuse,Idecidedtoelaborate.我读到一个人询问“如何让物体

2、不阻塞FG射线？”他的答案和以前我用到的一种技术很相似。我在这里详细阐述一下。ImgoingtowriteaboutashaderandlightingsetupIuseafairbitforproductshots,wherethebackgroundisverysimple,oftenwhiteandtheproductistobebrightlylit.FormyfinalrendersIusuallybreakthingsintorenderlayers,butIliketobeabletoquicklyrendereverythinginonepasstoevaluatemyanim

3、ationandtoshowmyprogresstotheclient.我正要写一篇我经常使用的shader以及一个照明设置的文章，这种技巧经常被用于我的产品展示渲染，这个设置背景很简单，经常是白色背景，能使产品看上去更加光亮一些。在最后的渲染中经常将物体渲染出不同的层通道，但我也喜欢在给客户展示时，会将所有物体放到一个Pass中渲染，以节省时间。Hereisatypicalexampleoftheendresult.这是典型的最终结果Toseeastep-by-stepbreakdownofthesetup,clickhereMylightingisphysicalsun/skyusingf

4、inalgather.MybackgroundisasimplefileTextureofacloudyskyaboveawhitegroundwhichIhavemappedontoaflattenedsphere.Youcandownloadmyscenefilehere.我使用了物理天光系统，背景是一个简单的天空文件贴图，地面是白色的压扁的球体。你可以点击HYPERLINK.au/mel/mib_continue_example.rar这里下载源文件。Hereisasnapshotofthewireframe.线框的截图andthisisasmallversionoftheskymap天

5、空贴图Theproblemisthattheflattenedsphereblocksthefinal-gatherraysfromthephysicalsky.Icouldjustlivewithitandusethespheresurfacewithitsfiletextureasafinal-gatherradiator.AndIwouldgetsomthinglikethis问题是扁平的球体阻挡了来自天光的FG射线。我只能将带着贴图的球体作为FG的散射器了，如下图所示。Asyoucanseetheresultisstillgoodandisnotdrasticallydifferent

6、tothefirstimage.ButmybackgroundimageismostlywhitewithabitofblueandthisdrivesthelookoftheFGgivingitaneutralfeel.Comparethiswiththefirstimagewhere,duetothelowangleofthesun,thereisanoticeablewarmlooktotheFG.So,howdowestopthesphereblockingtheFG?Theansweris,byusingmib_continueandmip_rayswitch.你可以看到渲染结果还是

7、可以的，和第一张图比起来显著的差异，我的背景图片大部分是白色的，带着一点蓝色，这样可以使FG射线呈现一个自然的效果。对比第一张图片，将物理天光灯光的阳光的角度调低，可以获得一个显而易见的暖色调效果。那么，我们怎样才能不让球体阻挡FG射线呢？答案就是使用mib_continue和mip_rayswitch节点。mip_rayswitchenablesdifferentshaderstobeuseddependingonthetypeofraythatisbeingcalculated.Havealookattheattributesheretoseethedifferenttypeofrayst

8、hatcanbesingledout.mip_rayswitch节点可以将不同的Shaders作为不同类型的射线来计算使用。看看它的属性面板，有许多不同类型的射线可以单独的分离出来。Illjustmentiontwooftheminthisexample.Theeyeraysaretheonesyouactuallyseeintherenderedimage,sothatiswhereIconnecttheshaderthatIwantformybackgroundcolor.ThefinalgatherraysareusedintheFGcalculationsanditishereIcon

9、nectthemib_continueshader.在我们这个例子中我将仅仅涉及到它们中的两种，Eye射线是你实际上看到的渲染出来的图像，所以我将希望我的背景呈现的颜色连接给这个Shader。FG射线会在FG计算中用到，这里我将它连接给一个mib_continue节点。mib_continueisashaderthattakesanyincommingrayandsimplyletsitcontinueonthroughthesurfaceasifthesurfacewasnoteventhere.SoinmyexampleitletstheFGraysfromthephysicalskyco

10、ntinuethroughtheflattenedsphere.InthiscaseImjustusingthemib_continuewithitsdefaultattributes.mib_continue节点是一个接受任何入射光线，让其穿过模型表面就像表面不存在一样。在这个例子中，我让FG射线从物理天光发射出来穿过球体。我使用mib_continue节点的默认设置。Sothatisthebasisofmysetup,buttomakeitworkthereareafewmorethingstoconsider.这就是我的设想，但是做要比想难很多倍。Firstly,Iamusingmia_

11、exposure_photographictonemapperasalensshaderwithgamma=2.2foralinearworkflow.ThismeansIneedtoincreasethebrightnessofmybackgroundtexturemaptoboostitintothesamedynamicrangeasthephysicalsky.IfIdont,thenthebackgroundwillbeblack!AndIneedtode-gammathefileTexturesincethegammawillbeaddedbythetonemapper.首先，我是

12、用一个mia_exposure_photographictonemapper作为一个镜头shader将Gamma值调节为2.2。这意味着我需要增加背景图片的亮度来迎合物理天光的高动态范围。如果我不这样做，背景图片在高动态的物理天光的照射下依旧是黑色的。同时由于Gamma数值会被toneMap贴图加大，我需要减少文件贴图的Gamma值。Secondly,Iamusingthemip_matteshadowshaderwithmyownspinonitforcoloringtheflattenedsphere.Illdomybesttoexplain:mip_matteshadowisamorep

13、owerfulversionofmayasnativeuseBackgroundshader.Itisnormallyusedtocatchshadows,occlusion,reflectionsandindirectlightingforcompositinglaterandsupportsmultipleoutputs.ButIamusingitasawayofdoingthatcompositingwithintherender.Reason1:itmakesiteasytogetshadowsonasurfacethatisnototherwiseilluminatedbyanyli

14、ghts.Reason2:itmakesiteasytogetreflectionsonverylightcolored(orwhite)surfaces,becauseitcandosubtractivereflections.(Ididntusereflectionsinmyexamplethough.)Reason3:WhenIgettomyfinalrendersphase,IcaneasilybreakoutthecomponentsIneedintodifferentrenderlayerswithouthavingtochangetoomanythings.第二，我需要mip_m

15、atteshadow节点，来生成扁平球体的色调，我来解释一下：mip_matteshadow节点比Maya自带的Usebacgground节点要强大很多，一般用于分离阴影、阻塞、反射、和间接光照用于HYPERLINK/animedes.html后期合成以及支持多种输出。我只是用它在渲染中进行合成，1.因为很容易获得阴影而且不受其他灯光的影响。2.他很容易从受灯光颜色影响很少（或者是白色）的物体上获得反射效果，因为他无需改变其他东西就可以进行负反射。3.当我进入最后渲染阶段时，我不用更改大量的属性而将我需要的属性分离到渲染层中。Thirdly,Iamusingmib_amb_occlusioni

16、nsteadofusingmip_matteshadowsocclusionfeature.ThereasonisthatIoftenaddnurbs-planestoactasfinal-gathercasters,muchlikeyouwouldusediffuselightsorreflectorcardsinarealphotoshoot.Theseplaneswillhaveprimaryvisibilityoff,butIdonotwhatthemtooccludethegroundinanyway.mib_amb_occlusionhasanidNonselfattributet

17、hatcanbeusedtopreventobjectsfrombeingconsideredforambientocclusion.第三，我使用mib_amb_occlusion节点来替代mip_matteshadow节点的OCC功能，因为我常常将NURBS平面作为FG的底板。也许大多数人使用灯光阵列和反射板来模拟真实环境，这些物体经常是不可见的，但是我不想它们产生任何OCC的影响，我使用mib_amb_occlusion节点的idNonself属性来防止物体被计算到AO中。NoticehowIhavesetidNonself=5.IfIaddanextraattributecalledmi

18、Labeltoanobjectstransformnodeandsetitsvaluetothesamenumber,inthiscase5,thenitwillbeignoredbytheambientocclusion.HereishowitlooksonthebgndSpheretransformnode注意我将idNonself设为5，如果我增加额外的属性miLabel到一个物体的位移节点上，将其值设为与idNonself相同的数字，那么这个物体就不会被考虑在AO的计算范围之内了。Sonow,tobringallthistogether,Ijustneedtoshowyouthehyp

19、ershadernetwork(clickimageforalargerversionthatyoucanactuallyread).现在，我展示一下Hypershader中的节点网络。Illexplaintheconnectionsfromlefttoright.ThefileTextureconnectstothegammaCorrectnodewithavalueof0.455(1/2.2)我将从左到右来解释节点网络。文件节点连接到gammaCorrect节点，调节的数值时1/2.2(mia_exposure_photographicd的Gamma值)=0.4545mib_amb_occ

20、lusioniscombinedwiththebackgroundcolorusingamib_color_mixnode,wheretheocclusionlayerismultipliedoverthebackgroundcolor.mib_amb_occlusion是用mib_color_mix节点与背景颜色联合使用，OCC层正片叠底在背景颜色上。Thecombinedresultisthenmultipliedby20000tobringitintoroughlythesamedynamicrangeasthephysicalskyandcountertheeffectoftheexp

21、osurenodelensshader.Thisnumber,20000,wasdeterminedthroughtrial-and-error(butafterdoingthisforIwhile,Ivegotfairlygoodatguessing).叠加的结果要使用一个乘除节点乘以20000来适配物理天光的高动态和对抗镜头材质的曝光。参数是20000，这是需要反复测试计算得出的。Theverybrightbackgroundcoloristhenconnectedtotheeyerayofthemip_rayswitchwhereitiscombinedwithfinalgatherra

22、yfromthemib_continuenode(shownearlier).非常亮的背景颜色连接到mip_rayswitch的syeray上，mip_rayswitch的finalgather连接了mib_continue节点，让FG射线穿过背景的表面。Theoutputofmip_rayswitchisfedintothemip_matteshadowbackgroundcolor.Andmip_matteshadowisconnectedtotheSGnodeasthemiMaterialShader.(Thelambertshownhasnoeffectontherender,butisusefulforbeingabletoselectassignedobjectsfromthehypershadermb-menu)mip_rayswitch节点的输出连接到mip_matteshadow的backgroun