【Mental Ray】 使用天光通道渲染室内空间

艾西格亚

场景里面现在有一些基本家具摆设，窗户部分做为天光投射的主要来源，同时为了避免天光投射到室内造成局部光线不足，我们还需要增加天光的投射通道来照亮整个场景。





按下Create > Systems > Daylight，弹出提示面板，说明我们正准备建立一个天光系统，并且建议我们使用 mental ray 的曝光控制，然后可以在创建天光后调整参数，这个步骤通常都是选择Yes 来让系统自动帮我们进行初步设定。





接下来在Top 窗口中创建一个 Daylight 图标，这个天光可以不用考虑摆放的位置，后面设定过程中再使用手动方式调整即可。





在 Modify 面板中，将 Daylight> Sunlight 与 Skylight 分别切换为mr Sun 与mr Sky，这两个选项分别设定出日光投射与天光的环境，然后将 Daylight > Position 更换为Manual 手动模式。





将 Daylight 更换为手动模式后，我们分别在Top 与Front 窗口中将Daylight 位置调整到室内空间的上方，使光线能从窗户外面投射到室内地板上。





按下F10 键进入着色功能面板，将着色引擎更换为 mental ray，Ray per FG Points 设定为30，Interpolate Over Num.FG Points 设定为10，调整这两个数值主要是加快渲染时间。





进行第一次渲染计算，从画面中可以看到 Daylight 由窗外照射进来在地板上，但是整个环境却是漆黑一片，只有靠近窗户的地方能看到一些亮光，显然这不是我们预期的效果。





接下来我们需要进行天光通道与曝光控制，按下Create > Photometric > mr Sky Portal，在Front 窗口中根据窗户的大小创建出一个天光通道的范围，创建后可以使用缩放工具（R 键）进行调整。





将 Sky Portal 位置调整完成， 在Modify 面板中设定将 Mutliplier 设定为1，其余数值不动，如果发现 Sky Portal 箭头方式朝窗外，就勾选 Flip Light Flux Direction 使其方向反转朝内。





完成一个Sky Portal 设定，接下来进行复制工作，选择Sky Portal，按下W 键，使用移动 + Shift 键将Sky Portal 复制到左边窗户，复制方式选择Instance，表示修改其中的任何一个Sky Portal 设定，都会影响复制出来的物件。





如画面所示，现在我们已经将两个Sky Portal 摆放在窗户做为Daylight 投射到室内的补光作用，同时也修正了Sky Portal 的投射方向使其面向室内。





【技巧】在室内或是户外摆放摄影机的位置有时会采用偏低的角度来获得较佳的视野，如果配合广角设定有时会让***点出现明显的倾斜，这时我们可以在摄影机上面增加一个Camera Correction 来修正视角。





进行第二次着色计算，看起来室内空间似乎明亮了些，但整体来看还达不到我们的需求，接下来需要对 memtal ray 的曝光设定进行部分数值的调整。





选择 Rendering > Exposure Control，在控制面板中首先确认mr Photographic Exposure Control 为主要的控制方式，将底下的Exposure Value（EV）数值设定为10。





重新计算一次效果，这次我们看到室内空间整个都亮了起来，但是有两个问题需要去处理，第一个是原本窗外背景的天空渐层变成全白，另一个问题是地板上的光线太强，导致材质表面失去一些细节。







按下数字 8 进入Environment 环境设定面板，将 Background > Environment Map > mr Physical Sky 拖曳到任一空白材质球上，选择Instance 来进行同步修改。





在 mr Physical Sky 字段内取消勾选 Inherit from mr Sky，将 Multiplier 数值由原本的1.0 更改为0.1。





为了避免浪费时间在整张图重新渲染，我们使用 Rendering > Rendered Frame Window 左上方的 Edit Region 来选择希望着色的区域，经过修正后的背景就与原来效果一致。





选择 Daylight，在 mr Sun Basic Parameters 字段中将 Multiplier 数值更换为0.1，这个数值是影响投射进来的日光强烈效果。





经过计算，原来在地板上的日光就显得柔和些，同时也表现出地毯上一些细节部分。在制作这类型***效果时，我们可以根据整个环境来设定 mr Sun 对于空间的影响程度。





在 mental ray 着色引擎内提供一个检测功能，勾选Processing > Diagnostics > Visual > Enable 启动天光分布查看，并将检测方式选定为 Final Gather。





使用了天光检测功能后再进行一次计算，在画面中我们看到绿色小点分布在整个空间，分布越密的地方表示接受间接照明的程度越强。从整个分布看来很明显的就是绿色点的数量不族导致墙面出现大面积的斑点现象。





在 Final Gather 面板中将 Rays per FG Point 设定为50（可以根据绿点的分布情况增加到100-150），Interpolate Over Num.FG Points 设定为30 以增加绿点之间的平滑度。





调整过 Final Gather 的参数后，再次渲染出来的绿色分布点就明显增加许多，取消 Diagnostics > Visual > Enable 的勾选，重新再渲染一次场景，这次在墙面的整体的感觉就平顺多了。





经过上面的步骤与几次的计算，我们已经得到一个不错的室内空间效果，这时有个情况是如果需要更换摄影机角度，是不是还需要经过 mental ray 的光子重复计算过程? 关于这点也

是不少初学者的疑问，毕竟***图都需要不断的调整与修改，如果换一个摄影机角度都要重复冗长的渲染时间，那还真是件折磨人的事情。



我们来看看如何解决更换摄影机角度而不需要重新渲染光子计算的过程，只需要进行一下简单的设定即可。



在Indirect Illumination 面板中将Final Gather Map 更换为Read FG Points Only from Existing Map Files，按下... 选择目录做为存放光照贴图的位置，再按下Reuse（FG and GI Disk Caching） > Generate Final Gather Map File Now 进行计算。





经过Final Gather Map 计算与指定位置后，mental ray 在进行渲染时就会读取该档案而跳过原本需要光子计算的过程。



任意调整设影机位置，再进行 mental ray 着色计算时就可感受到速度上的差异，只要场景中的物体都未曾移动的情况下，我们可随时去更换摄影机位置或是新增摄影机来进行着色，此一方式也适用在更换表面材质。