• 建筑动画分层渲染技术 ( 5703 阅 )

    3d max在建筑表现领域的领先地位使它成为建筑建模的首选,但在另一方面,3dmax在创建特殊元素的时候(比如树木、水体、云层等)需要外部插件才能实现,这就为动画项目的制作带来了难题。
          其中一个问题是,不同插件由于来自不同的开发者,它们之间很难互相完美配合。比如在3dmax当中创建近处的树木可以用Speed Tree插件,创建远处的森林可以用Forest Pr0等插件,而创建水面和云层可以用Dreamscape。但多个插件如果同时使用,就会出现冲突。由于它们各自带有自己的灯光和阴影系统,Speed Tree的树需要将场景中的灯光阴影设置成Speed Shadow才能正常显示阴影,而Forest Pro需要灯光采用X shadow方式的阴影,Dreamscape的水面则需要他自己的Dreamscape Sun阳光才能产生真实光影。因此,如果同一个场景既有Speed Tree插件创建的树,又有Forest Pro插件创建的森林,还有Dreamscape插件创建的水和云层,用普通的渲染方式要将这个场景正确渲染出来简直是不可能的。如果其中还有用RP C创建的人物,那简直就是制作者的噩梦。
          分层渲染技术为了解决这个难题,我们需要采用动画分层渲染的技术手段。
          分层渲染是三维动画软件必须具备的一个功能,其中以MAYA的分层技术最为强大。在MAYA中,具有显示层和渲染层的不同分层方法,可以用不同的渲染引擎渲染不同的层,还可以设置多个渲染方式同时渲染输出。而3dmax只有显示层和渲染元(Render Elements)没有渲染层的概念,但我们也可以手动地设置,达到分层渲染的效果。

          主要的思路是将不同插件的元素用不同的灯光照射,设置不同的阴影,以便让每种元素的阴影都正确。然后将不同元素及其阴影分别单独渲染为一层。最后在用后期软件合成。
          在这里,三维场景的层和平面软件的层的概念不同,它们之间不是简单的前后的关系,所以我们在合成的时候不能简单的前后叠加,而是需要输出为带有Z深度通道信息的格式,并用Z深度通道方式合成。
          深度通道、或称视图内深度,是将场景内对象用灰度表示的通道。最近的对象呈现为白色,而场景的深度呈现为黑色。中级对象以灰色显示。灰色越黑,视图内的对象的深度越深。深度通道除了合成的功能外,还可以在后期软件创建方便快捷的雾气效果。

          以下是具体的操作步骤:
          (一)首先,我们需要把属于不同插件的元素,分别放置在不同层里比如树木作为一层,水面作为一层。而不属于插件的元素,如建筑和地面,也放置在单独一个层里。
          (二)然后,为不同元素创建不同灯光组,设置不同的阴影方式。为统一光影方向,不同组的灯光可以在同一个位置。
          (三)测试
          单独显示树木层和地面建筑层,开启树的灯光,测试渲染。确保灯光阴影正确。单独显示水层和地面建筑层,开启水的灯光,测试渲染。确保灯光阴影正确。
          (四)分层渲染
          1、将地面建筑层先单独渲染输出为RPF格式,开启深度通道及其他需要的通道。RPF (Rich Pixel格式)是一种支持包含任意图像通道能力的格式,它可以包含Z深度通道、材质ID通道、法线、速度等通道,我们可以按照后期需要来选择相应的通道。在这个例子里,我们需要用深度通道来合成不同层,所以深度通道是必须选择的。
          2、将地面建筑层所有物体设置为无光/投影材质。这是为了接受树木的阴影而不显示。赋予了无光/投影材质的物体在渲染时不可见,但可以接受其他物体投射的阴影。
          3、单独显示树木层和地面建筑层,开启树的灯光,渲染输出为R P F格式,开启深度通道及其他需要的通道。
          4、单独显示水面层和地面建筑层,开启水的灯光,渲染输出为RPF格式,开启深度通道及其他需要的通道。

          (五)后期合成
          这里我们选用Combustion作为合成软件。因为Combustion和3dmax同属AUTODESK公司产品,互相的支持比较好。在Combustion中可以正确地读取RPF格式中的深度信息,而在另一个合成软件After Effects对3dmax输出的RPF~I不太支持。将上面三个RPF格式的序列帧用Combustion软件输入,采用深度通道的合成方法将其合成为一个统一的镜头。

          这就是运用分层技术解决不同插件的冲突问题的方法,虽然设置比较烦琐,但还是让我们能够顺利地得到一个完整的最终效果。
          3dmax软件是建筑动画的首选工具,不论在建筑建模、建筑材质及场景渲染方面都能够发挥它特有的优势,但它也存在一些先天不足,我们在制作过程当中需要充分利用和挖掘它已有的功能,并结合其他辅助工具的运用,来弥补软件本身的不足之处。

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