2.2 掌握VRay材質(zhì)

下面將介紹幾種常用的VRay材質(zhì)，分別為VRayMtl（VRay專業(yè)材質(zhì)）、VRayLightMtl（VRay燈光材質(zhì)）、VRayFastSSS（VRay快速SSS）材質(zhì)、VRayMtlWrapper（VRay材質(zhì)包裹器）和VRayOverrideMtl（VRay替代材質(zhì)）。

2.2.1 掌握VRayMtl材質(zhì)

VRayMtl可以替代3ds Max的默認材質(zhì)，它的突出之處是可以輕松控制物體的模糊反射和折射以及類似蠟燭效果的半透明材質(zhì)。下面來認識VRayMtl材質(zhì)的參數(shù)。

1.Basic parameters參數(shù)卷展欄

VRayMtl材質(zhì)類型的Basic parameters（基本參數(shù)）卷展欄，如圖2.5所示。

其中，主要參數(shù)的作用如下：

（1）Diffuse（漫反射）選項組

Diffuse（固有色）：也是材質(zhì)的漫反射，可以使用貼圖覆蓋。

（2）Reflect（反射）選項組

Reflect（反射）：VRay使用顏色來控制物體的反射強度，顏色越淺表現(xiàn)物體反射越強烈，黑色代表無反射效果，白色則代表全面反射，可以用貼圖覆蓋。如圖2.6所示為通過調(diào)整反射顏色所產(chǎn)生的不同效果。

Hilight glossiness（高光）：控制VRay材質(zhì)的高光狀態(tài)。默認情況下，L形按鈕被按下，Hilight glossiness（高光）處于非激活狀態(tài)。數(shù)值為1時沒有高光，數(shù)值越小則高光面積越大。如圖2.7和圖2.8所示分別為數(shù)值為0.1和0.9時的效果。

Refl. glossiness（模糊反射）：反射光澤度。值為1表示是一種完美的鏡面反射效果，隨著取值的減小，反射效果會越來越模糊。平滑反射的質(zhì)量由下面的細分參數(shù)來控制。如圖2.9所示為設置數(shù)值為0.7時的效果，可以發(fā)現(xiàn)金屬的反射變模糊了。

Subdivs（細分）：控制反射光澤度的品質(zhì)。較小的取值將加快渲染速度，但會導致更多的噪波。當反射光澤度值為1.0時此數(shù)值無意義。

Use interpotation（使用插補）：VRay使用一種類似于發(fā)光貼圖的緩存方案來加快模糊反射的計算速度，勾選此復選框表示使用緩存方案。

Fresnel reflections（菲涅耳反射）：菲涅耳反射以法國著名的物理學家提出的理論命名的反射方式，以真實世界反射為基準，隨著光線表面法線的夾角接近0度，反射光線也會遞減至消失。如圖2.10所示為勾選此選項后的效果。

Fresnel IOR（菲涅耳反射率）：這個參數(shù)在Fresnel reflections復選框后面的L形（鎖定）按鈕彈起的時候被激活，可以單獨設置菲涅耳反射的反射率。如圖2.11所示為將菲涅耳反射率調(diào)整為5時的效果，可以發(fā)現(xiàn)金屬的反射明顯增強了。

Max depth（最大深度）：定義反射能完成的最大次數(shù)。注意當場景中具有大量的反射/折射表面的時候，這個參數(shù)要設置得足夠大才會產(chǎn)生真實的效果。

Exit color（消退顏色）：當反射強度大于反射貼圖最大深度值時，將反射此設定顏色。

（3）Refract（折射）選項組

以下操作均為對場景中杯子的材質(zhì)進行的調(diào)節(jié)。

Refract（折射）：VRay使用顏色來控制物體的折射強度，黑色代表無折射效果，白色代表垂直折射即完全透明，可以用貼圖覆蓋。如圖2.12所示將色塊調(diào)整為白色時，杯子完全透明了。

Glossiness（折射光澤度）：數(shù)值越小折射的效果就越模糊，默認為1.0。如圖2.13所示將此參數(shù)數(shù)值設置為0.8時，杯子的折射明顯變模糊了。

Subdivs（細分）：折射光澤采樣值，定義折射光澤的采樣數(shù)量，較小的取值將加快渲染速度，但會導致更多的噪波。值為1.0垂直折射時，此數(shù)值無意義。

IOR（折射率）：定義材質(zhì)折射率。將此參數(shù)數(shù)值設置為1.2時，杯子的效果如圖2.14所示。

Max depth（最大深度）：定義折射能完成的最大次數(shù)。

Exit color（消退顏色）：折射強度大于折射貼圖最大深度值時，將折射此設定顏色。

Fog color（體積霧色）：定義體積霧填充折射時的顏色。將體積霧顏色設置為淡綠色，杯子的效果如圖2.15所示。

Fog multiplier（體積霧倍增器）：數(shù)值越大體積霧的濃度越大，當數(shù)值為0.0時體積霧為全透明。如圖2.16所示為體積霧倍增值為0.1時杯子的效果。

Use interpotation（使用插補）：勾選之后，VRay將使用存儲的發(fā)光貼圖中相類似反射光澤度和半透明效果，以加快渲染效果。

Affect shadows（影響陰影）：勾選這個復選框?qū)е挛矬w投射透明陰影，透明陰影的顏色取決于折射顏色和霧顏色。如圖2.17所示為勾選該選項后杯子的效果。

Affect alpha（影響alpha通道）：開啟/關閉透明通道效果。

Thickness（半透明層濃度）：當光線進入半透明材質(zhì)的強度超過此值后，Vray便不會計算材質(zhì)更深處的光線，此選項只有開啟了半透明性質(zhì)后才可使用。

Light multiplier（燈光倍增器）：定義材質(zhì)內(nèi)部的光線反射強弱，此選項只有開啟了半透明性質(zhì)后才開使用。

Scatter coeff（散射率）：定義半透明物體散射光線的方向。值為0表示光線會在任何方向上被散射，值為1.0則表示在次表面散射的過程中光線不能改變散射方向。

Fwd/bck coeff：定義半透明物體內(nèi)部的向前/或向后的散射光線數(shù)量。

2.BRDF（雙向反射分布功能）參數(shù)卷展欄

BRDF（雙向反射分布功能）是基于現(xiàn)實中物理表面的一種特定的光線反射特性，是由于物體表面的工藝處理的差異性以及特殊手段改變了正常光照在物體表面的表現(xiàn)。現(xiàn)實中可以參照的例子如拉絲不銹鋼及CD光盤等。BRDF就是用于表現(xiàn)這類物體表面反射特性的方法，它用于定義物體表面的光譜和空間反射特性，其參數(shù)面板如圖2.18所示。

其中主要參數(shù)的作用如下：

Phong：能夠精確地反映出凹凸、高光和反射貼圖的效果。

Blinn：與Phong方式類似，但是其數(shù)學運算的結果更加精確。

Ward：帶有高斯分布的各向異性明暗器，常用于模擬金屬效果。

Anisotropy（各向異性）：各向異性可以產(chǎn)生一種拉伸、具有角度的高光效果。如圖2.19所示為將數(shù)值分別設置為-0.7、0和0.7時的效果。

Rotation（旋轉(zhuǎn)）：設置高光的旋轉(zhuǎn)角度。

UV vectors derivation（UV向量設置組）：UV矢量方向來源。

Local axis（局部坐標）：各項異性鎖定到對象自身的局部坐標上。

Map channel（貼圖通道）：利用貼圖通道控制各向異性的方向。

2.2.2 掌握VRayLightMtl材質(zhì)

可以簡單將VRayLightMtl材質(zhì)當作VRay的自發(fā)光材質(zhì)，常用于制作類似自發(fā)光燈罩這樣的效果，該材質(zhì)類型的參數(shù)卷展欄如圖2.20所示。

其中各個參數(shù)的作用如下所述：

Color（顏色）：控制物體的發(fā)光顏色。如圖2.21所示分別為將色塊設置為白色和藍色時的效果。

顏色塊后方的數(shù)值：倍增值，控制物體發(fā)光強度。隨著倍增值的增加，物體的發(fā)光強度也增強。

數(shù)值后方的貼圖按鈕：指定一種材質(zhì)或貼圖來替代Color所定義的純色產(chǎn)生發(fā)光。添加一張位圖貼圖后效果如圖2.22所示。

Opacity（透明）貼圖：透明貼圖。

Emit light on back（增加背光效果）：不勾選此選項時平面物體只有一面發(fā)光，勾選后平面物體兩面都發(fā)光。

2.2.3 掌握VRayMtlWrapper材質(zhì)

VRay渲染器提供的VRayMtlWrapper材質(zhì)可以嵌套VRay支持的任何一種材質(zhì)類型，并且可以有效地控制VRay的色溢。它就類似一個材質(zhì)包裹，任何材質(zhì)經(jīng)過它的包裹后，可以控制接收和傳遞光子的強度，該材質(zhì)類型的參數(shù)卷展欄如圖2.23所示。

其中各個參數(shù)的作用為：

Base material（基本材質(zhì)）：被嵌套的材質(zhì)，定義包裹材質(zhì)中使用的基本材質(zhì)。

Generate GI（產(chǎn)生光能傳遞）：控制物體表面光能傳遞產(chǎn)生的強度，此數(shù)值小則傳達到第二個物體的顏色會減少，色溢現(xiàn)象也會隨之減弱。

Receive GI（接收光能傳遞）：控制物體表面光能傳遞接收的強度。數(shù)值越高，受到更強烈的光，就會越亮；數(shù)值越低，吸收的光越少，就會更暗。

Generate caustics（產(chǎn)生焦散）：控制物體表面焦散的產(chǎn)生和焦散的強度。

Receive caustics（接收焦散）：控制物體表面焦散接收的強度。

Caustics multiplier（焦散倍增）：控制焦散的強度。

在實際工作中，經(jīng)常使VRayMtlWrapper材質(zhì)來控制圖像中的色溢現(xiàn)象。如圖2.24所示為按正常模式渲染后得到的效果，如圖2.25所示為局部觀察效果，可以看到由于受到紅色壁紙墻面的影響，在吊頂部位有明顯的色溢現(xiàn)象。

如圖2.26所示為將紅色壁紙材質(zhì)轉(zhuǎn)換成為VRayMtlWrapper材質(zhì)，并將Generate GI的數(shù)值由1降低到0.5后的渲染效果，可以看出色溢現(xiàn)象得到較好的控制。

下面是將一個設置好的材質(zhì)轉(zhuǎn)換成為VRayMtlWrapper材質(zhì)的具體步驟：

單擊材質(zhì)類型按鈕在“材質(zhì)/貼圖瀏覽器”對話框中選擇VRayMtlWrapper材質(zhì)類型，在彈出的“替換材質(zhì)”對話框中選擇“將舊材質(zhì)保存為子材質(zhì)”，如圖2.27所示。

這樣原材質(zhì)就轉(zhuǎn)換成了VRayMtlWrapper材質(zhì)。

2.2.4 掌握VRayFastSSS（VRay快速SSS）材質(zhì)

“SSS”就是細分表面散射的簡稱。在通常情況下，光線到達物體表面后被反射、折射或者吸收，但細分表面散射不僅使光線在介質(zhì)中被吸收，而且還有一部分被散射。VRayFastSSS材質(zhì)不是標準的3S材質(zhì)，所以被稱為VRay快速3S材質(zhì)。真實世界中的3S材質(zhì)效果如點燃的蠟燭頭、受光線直射的人的耳朵等，是那種類似半透明的效果。VRayFastSSS材質(zhì)的參數(shù)卷展欄如圖2.28所示。

shallow radius（淺半徑）：設置3S材質(zhì)不透明區(qū)域的范圍。

shallow color（淺顏色）：設置3S材質(zhì)不透明區(qū)域的顏色。

deep radius（深半徑）：設置3S材質(zhì)半透明區(qū)域的范圍。

deep color（深顏色）：設置3S材質(zhì)半透明區(qū)域的顏色。

subdivs（細分）：設置3S材質(zhì)的采樣數(shù)量，數(shù)值越高3S效果越平滑。

bias（偏移）：設置淺色區(qū)域和深色區(qū)域的混合程度。數(shù)值為正時，向淺色偏移；數(shù)值為負時，向深色偏移。

trace depth（軌跡深度）：設置光線穿過3S材質(zhì)的能力。

shallow texmap（淺紋理）：為材質(zhì)的淺部制定紋理貼圖。

deep texmap（深紋理）：為材質(zhì)的深部制定紋理貼圖。

bump（凹凸）：為凹凸貼圖通道制定紋理貼圖。

如圖2.29所示為VRayFastSSS材質(zhì)的渲染效果，其材質(zhì)參數(shù)設置如圖2.30所示。

2.2.5 掌握VRayOverrideMtl（VRay替代）材質(zhì)

VRayOverrideMtl（VRay替代）材質(zhì)，這個材質(zhì)可以讓用戶更廣泛地去控制場景的色彩融合、反射、折射等，它主要包括4個材質(zhì)：Base（基礎材質(zhì)）、GI（GI材質(zhì)）、Reflect（反射材質(zhì)）和Refract（折射材質(zhì)），其參數(shù)面板如圖2.31所示。

Base material（基礎材質(zhì)）：這個是物體的基礎材質(zhì)。

GI material（GI材質(zhì)）：這個是物體的GI材質(zhì)，當使用這個參數(shù)的時候，燈光的反彈將依照這個材質(zhì)的灰度來控制，而不是基礎材質(zhì)。

Reflect material（反射材質(zhì)）：物體的反射材質(zhì)，替代基礎材質(zhì)在反射里看到的物體的材質(zhì)。

Refract material（折射材質(zhì)）：物體的折射材質(zhì)，替代基礎材質(zhì)在折射里看到的物體的材質(zhì)。

如圖2.32所示為VRayOverrideMtl（VRay替代）材質(zhì)的渲染效果，可以看到墊子物體輻射紅色，是因為用了GI material（GI材質(zhì)）；茶壺物體在鏡子里面的反射變成了綠色，是因為用了Reflect material（反射材質(zhì)）；墊子物體在玻璃中的折射為黃色，是因為用了Refract material（折射材質(zhì)）。

如圖2.33所示為白瓷物體的材質(zhì)參數(shù)面板，如圖2.34所示為鏡框的材質(zhì)參數(shù)面板。