提升照明渲染写实感的 8个技巧

作者:炫云 2024-03-26

出色的照明方法可以使好的渲染图锦上添花,本文将教你如何通过自然与人工照明的精湛运用,使场景展现写实逼真的效果,从而达到卓越渲染的技艺。

1. 要有光!

即便面对最为错综复杂、精雕细琢的3D模型,也离不开灯光的巧妙渲染。而您,拥有多种多样的打光手法来为场景增添光彩。那么,您又该如何踏上这光影交织的创作之旅呢?

在设计之初,明确主题是至关重要的。毕竟,每个主题都有其独特的照明需求。关键在于预先构想好你期望的设计效果。以办公楼为例,它在白昼之下可能显得平凡无奇,但当夜幕降临,那落日的余晖映照其上,便能焕发出别样的惊艳之美。又或者是室内场景,在夜色的烘托下,你的建筑设计也许能够撩动客户的心弦,令他们为之倾倒。

在确定了拍摄时间后,紧接着的步骤便是深入剖析场景,进而明确光源的所在,并根据其重要性进行层次分明的分类。大窗户,无疑是一个不可或缺的重要光源,它犹如天然的照明利器,为场景奠定了舒适且柔和的环境基调。当然,您还可以根据需要灵活调整光照的强度,从而打造出丰富多样的视觉效果,无论是明亮的晴天氛围,还是黯淡的阴天情调,皆能信手拈来。更妙的是,您还可以巧妙地加入阳光元素,让画面更显生动真实,宛如置身其中。

Walter Knoll Interiors © 747 Studios

2. 照亮您的场景

我们将重点讨论建筑渲染,但这些步骤基本上适用于所有领域。

在确定了您想要的场景外观后,就该对其进行照明了。我们都知道,V-Ray 提供了一系列工具,可让渲染效果看起来与真实场景无异。除了可依靠最先进的全局照明(Global illumination)技术来应用场景的光线外,具有精确反射与折射的物理材质还能确保材质看起来逼真,再加上 Chaos Cosmos 资产库和 Chaos Scans 扫描材质,就可保证一切顺利运行。有了这坚实的基础,您可自由地发挥创意使用灯光了。

Dieffebi Spa © 747 Studios

3. 让阳光洒进来

为了达到真实的效果,让我们从场景中必须存在的光源开始。例如,太阳。什么时间?阳光是否会从开启的窗户照射进来?如果是,是否照亮了整个房间?

这里有第一条宝贵意见: 太阳难以照亮整个房间。. 

我明白,这听起来可能有些反常规,但请允许我为您细细阐述。想象一下,在阴天的时候,您打开了窗户,虽然肉眼无法捕捉到太阳的身影,但光线依然能够悄然透过窗户,洒满室内。这是因为,即便我们无法直接目睹太阳,阳光其实一直都在,它默默地散射在大气的每个角落,无声无息地为我们带来光亮。是的,阳光就在那里,它始终未曾离去,请您相信我。

要重现这种阴天照明,有两种方案:使用 VRaySky 添加 V-Ray Sun 与 V-Ray Light Dome,或者利用 V-Ray Light Dome 添加 HDRI(您可在 Chaos Cosmos 资产库中找到大量基于图像光照的 HDRI)。最近,我经常使用 V-Ray Sun/Sky 这种照明。而 V-Ray 6 甚至让您可产生程序化云层!几乎无所不能,而且效果非常惊人,不仅能让你看到结果,还能产生非常逼真的光照,因为生成的天空也算是复杂的光源。

4. 开启明亮的灯光

灯光是室内设计不可或缺的。光线可决定您的设计成败,因此不容忽视。

如同珍视太阳般对待光源,我们必须仔细审视所有的人造光源,探究它们是否能为您的设计增添魅力,吸引更多的目光。为了达成这一目标,您可以挑选多种不同的光源类型。其中,V-Ray 光源因其可渲染出多样形状——无论是矩形、圆盘、球形,还是复杂的几何体——作为光源对象而备受推崇。而亮度计光源,或称 IES 灯光,更是室内设计的首选,其独特的光照效果能为设计增添一份独特的韵味。然而,在此需要提醒您的是,点光源并非理想之选。作为三维软件中最不逼真的光源类型,它产生的光线往往无法提供与区域光源相同的控制力,难以达到理想的光照效果。因此,在光源的选择上,还需谨慎斟酌。

在设计过程中选择最接近实际光线的灯光,并将其放置在与实物相同的位置。

Norsouth © Bertrand Benoit

接下来,介绍第二个技巧:您无需开启所有的灯光。利用人造光源为场景增添一点明暗与色彩。例如,您可用落地灯发出的暖光来平衡窗外的蓝光。对光线颜色和强度进行调节,这样就更能讲述故事。为了达到这一目的,定向光也可增加场景有趣的对比与亮点。

您也可像真正的摄影师那样,使用聚光灯和区域灯来模拟摄影棚的灯光,为照明增添新意。

5. 随心所欲地打灯

正如前面提到的,创造环境光是效果图照明中最重要的一步。环境光最常见的定义是来自门窗等开口处的自然光,它能产生漂亮、柔和的间接照明。

在场景中营造环境光的方法不止一种。最简单、最流行的方法是使用穹顶灯。事实上,使用 V-Ray 穹顶灯是很好的入门方法,因为它相当灵活,可使用不同的技术,从单一的纯色到复杂的 HDR 贴图和 V-Ray 的物理天光与程序化云。

这种方法的主要优势在于其带来的逼真度和可控性。无论昼夜,它都能让您创建几乎任何类型的照明,让您自由挥洒创意光照。

尽管使用HDR或物理天光都能实现类似的光照效果,但二者之间确实存在着不容忽视的关键差异。高动态范围影像(HDRI),这种基于图像照明的技术,能让您轻松获得复杂而细腻的照明效果,通常还能带来高度逼真的视觉体验。而V-Ray的物理精确太阳和天光系统,则赋予您对照明的全面掌控力,无论是太阳的方位和强度,还是云朵密布的天空,都能根据您的需求进行精确调整。无论您选择哪种方法,都能确保呈现出令人叹为观止的视觉效果,让您的设计作品焕发出绚丽的光彩。

© Flying Architecture

6. 全局照明渲染

我们已经设置好环境光,现在应当使光线弥漫整个场景。当光线照射到场景中许多不同的表面时,会向多个方向反弹,并产生不一样的颜色和强度。这种处理间接照明的方法称为全局照明(简称 GI)。

正如您所想象的,全局照明需要经过相当复杂的计算。存在着无穷无尽的可能性,而计算所有光线及其反弹将花费非常长的时间,以至于变得不切实际。这就是为何渲染引擎会采用不同的方法来近似计算,而这些近似方法的质量对图像的写实度至关重要。这就是所谓的有偏差渲染(biased rendering),也是既能快速又能逼真地渲染场景的最有效方法。

V-Ray 的 GI 引擎速度快、精度高,只需极少的调整就能实现极为逼真的光照效果。当然,更可透过全面掌控全局照明计算的各个层面,从而在质量和速度之间取得完美平衡。

© 747 Studios

7. 掌控阴影

照明方面的常见误解是,认为 「大量」的照明就是「良好」的照明。然而,事实并非如此。阴影在赋予场景深度和对比度方面必不可少。没有阴影,影像的逼真暨美感就会大打折扣。影子不仅仅是光线的缺失,它更是弥补和强化光线的关键要素,能提供空间感和立体感。

要知道,不同的光源会投射出不同的阴影。例如,定向灯、聚光灯或穹顶灯通常会投射出更清晰、更锐利的阴影。相反地,明亮的窗户或区域光源会产生更柔和、更漫射的阴影,称为 "区域阴影"。这些由不同光源造成的阴影质量变化,引进了真实世界中的复杂性和细微差别。这种阴影多样性是实现高水平逼真的关键,而写实正是专业渲染的特征。

阴影不仅仅是照明的副产品,它还是丰富场景不可或缺的要素,实际上每种光线都会投射阴影。要在三维影像中实现理想的逼真效果,了解并巧妙地处理阴影至关重要。

© Brahim Halawani

8. 生活在材质世界里

我们已经讨论过光线在场景中如何反弹并改变其颜色和强度,但为何会发生这种情况呢?答案不仅取决于光线的颜色、位置和强度,还在很大程度上取决于场景中的材质。不同的材质对光线的反应方式各不相同,受其颜色、光泽度、反射、透明度--基本上就是受其物理特性所影响。

虽然用于表现水泥、石材、塑料等的纹理极为重要,但它们只是其中一个因素。要制作出美轮美奂的材质,真正的关键在于了解材质在真实世界中对光线的反应。要注意,只需改变参数,材质的外观就会在大理石、玻璃或金属之间发生变化。这凸显了精心设置材质属性的重要性。

V-Ray材质具备创造极致逼真材质所需的一切功能,能使您完全掌控材质外观以及其与灯光的复杂互动。基础材质预设提供多样出发点,让您能够有效调整材质,同时在一开始就确保材质符合物理特性。

此外,您甚至可以修改 Chaos Cosmos 中的材质。这些材质具有所有必要的物理特性和纹理,有助于更快、更准确地完成您的工作。