軟件教程：Maya的Fur系列教程之渲染篇(4)

　　　感謝看過創(chuàng)建篇的朋友，相信你Fur的基礎(chǔ)應(yīng)該是沒問題了，可是要做出逼真和自然的毛發(fā)，光考上一節(jié)的基礎(chǔ)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

今天我們來集中討論一下Fur的渲染問題。

　　　學(xué)習(xí)內(nèi)容：
1 設(shè)置Fur與燈光的連接
2 Fur的渲染基礎(chǔ)
3 燈光Fur Shading/Shadowing屬性
4 烘焙屬性
5 用software渲染的Fur投影
6 Advanced Fur Rendering(外部渲染器)
7 MentalRay中的Fur渲染及優(yōu)化

　　　1 設(shè)置Fur與燈光的連接
Fur是Maya后期的特效之一，所以在渲染時(shí)，默認(rèn)是不參與燈光陰影組的計(jì)算的，要渲染有光影效果的Fur必須將Fur與燈光連接。
操作如下：選擇燈光(如果有多個(gè)燈光，操作一樣)，加選Fur執(zhí)行Fur->Fur Shadowing Attributes->Add to Selected Light。

　　　2 Fur的渲染基礎(chǔ)
Fur是Maya后期的特效之一，很像PaintEffect，區(qū)別是Fur不能在Maya下轉(zhuǎn)換為geometry（幾何物體），但是在渲染時(shí)Fur同樣是轉(zhuǎn)換為geometry（幾何物體）而被渲染器所接受計(jì)算的。
從渲染報(bào)告窗口的這段話不難看出，F(xiàn)ur在渲染是同樣也是被轉(zhuǎn)換為geometry（幾何物體）的，所以Fur的Density（密度）是影響Fur渲染速度的原因之一。同理，fur的Density（密度）越大，轉(zhuǎn)換的時(shí)間就越長(zhǎng)。
高精度的顯示會(huì)加重系統(tǒng)對(duì)顯示的工作量，對(duì)于渲染影響并不大，可是對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)是分配給內(nèi)存和現(xiàn)存的，由于大量的內(nèi)存和現(xiàn)存被用于Fur的顯示，在配置較低的系統(tǒng)上，同樣也會(huì)因?yàn)楦呔鹊娘@示而拖慢渲染速度。

　　　影響Fur的渲染效果因素很多，其中被連接燈光下的Fur Shading/Shadowing屬性最為重要。

　　　3 燈光Fur Shading/Shadowing屬性
燈光的類型不同，F(xiàn)ur Shading/Shadowing屬性的參數(shù)也不相同。
當(dāng)轉(zhuǎn)換燈光類型后，需要重新指定Fur->Fur Shadowing Attributes->Add to Selected Light。

　　　Fur Shading/Shadowing理論部分
以spot燈光類型為例：

　　　不同的Fur Shanding type用默認(rèn)值，渲染對(duì)比。

　　　Self Shade（自身陰影）參數(shù)： 僅對(duì)Auto-Shanding有效，用來設(shè)置陰影距Fur根部的距離。原理如圖：

　　　Self Shade Darkness（自身陰影暗度）參數(shù)： 僅對(duì)Auto-Shanding有效，用來設(shè)置陰影區(qū)的暗度。原理如圖：

　　　Back Shade Factor（背面陰影衰減）參數(shù)： 僅對(duì)Auto-Shanding有效，用來設(shè)置Fur在照亮和沒有照亮之間的衰減度。原理如圖：

　　　Back Shade Darkness（背面陰影暗度）參數(shù)： 僅對(duì)Auto-Shanding有效，用來設(shè)置Fur的背面（逆光面）陰影暗度。原理如圖：

　　　Threshold（極限值）參數(shù)：僅對(duì)Shading Map有效，在把Fur深度信息儲(chǔ)存到陰影貼圖之前，設(shè)置有多少Pixel被陰影覆蓋，以此防治極小的Fur顯示在陰影貼圖中。
數(shù)值為0時(shí)，為Fur覆蓋到的每個(gè)Pixel保存一個(gè)深度值；數(shù)值為1時(shí)，只為被Fur覆蓋50％或更多面積的Pixel儲(chǔ)存深度信息。
Intensity Multiplier(亮度倍增器)：設(shè)置Fur上燈光強(qiáng)度系數(shù)，數(shù)值為1時(shí)，與其他物體一樣被同等強(qiáng)度的燈光照射。
------Fur Shading/Shadowing測(cè)試部分------
了解了理論，讓我們來點(diǎn)實(shí)際的吧。
Self Shade（自身陰影）,如圖，默認(rèn)的0.5稍顯黑，建議0.3

　　　Self Shade Darkness（自身陰影），如圖，默認(rèn)的1稍顯黑，建議0.75。

　　　Back Shade Factor（背面陰影衰減），現(xiàn)在讓我們將鏡頭轉(zhuǎn)向逆光方向，來觀察Fur的背面變化。如圖，由于這個(gè)參數(shù)僅控制黑色衰減，變化較小，但是仍能感受其色彩不同。保持Self Shade為0.3和Self Shade Darkness為0.75。

　　　Back Shade Darkness（背面陰影暗度），繼續(xù)保持鏡頭逆光方向，觀察Fur的背面變化。如圖：

　　　Threshold（極限值）,這是個(gè)很有用的數(shù)值，現(xiàn)在讓我們將Fur Shanding type切換到Shading Map模式，觀看Threshold的變換和渲染效果。

　　　綜述，由以上的例子不難看出，F(xiàn)ur Shading/Shadowing的參數(shù)變化對(duì)Fur的渲染是影響很大的。
下面讓我們來點(diǎn)有刺激和挑戰(zhàn)的吧！Fur的逆光練習(xí)。

　　　首先創(chuàng)建場(chǎng)景，如下，一個(gè)NURBS的球，和兩盞燈光（分別為spot和ambient），spot燈光平行照射球，ambient等在球的略上方。

　　　選擇球進(jìn)入渲染命令面板，執(zhí)行Fur->Attach Fur Description->New，進(jìn)入FurDescription，調(diào)整參數(shù)如圖：

　　　spot燈光和ambient燈光參數(shù)如圖。

　　　選擇攝影機(jī)逆光角度渲染。當(dāng)然你的機(jī)器夠快，還可以給spot加點(diǎn)燈光霧效，增添氣氛。

　　　4 烘焙屬性
這是一個(gè)使用廣泛，而且重要的功能。
如動(dòng)物皮毛的花色，頭發(fā)的長(zhǎng)短，禿密等，用Fur來完成他們，需要制作一張貼圖來控制其屬性，除了顏色屬性，其他屬性均是有貼圖的alpha來控制。
如用2D節(jié)點(diǎn)程序來控制Fur的屬性，烘焙后一樣要轉(zhuǎn)換為*.iff圖來控制。
當(dāng)Fur的顏色，長(zhǎng)度，禿度……等屬性上運(yùn)用了貼圖后，需要執(zhí)行Bake（烘焙）才能將貼圖的控制轉(zhuǎn)換為Fur所接受。

　　　顏色實(shí)例烘焙。

　　　長(zhǎng)度烘焙。

　　　禿度烘焙。

　　　彎曲烘焙。

　　　扭曲烘焙。

　　　當(dāng)然你也可以自己制作一張?zhí)囟ǖ幕叶葓D，來控制要改變的屬性。
大多數(shù)的屬性烘焙雷同,這里就不多舉例了�，F(xiàn)在我們看如何去掉烘焙的屬性。

　　　5 用software渲染的Fur投影
作為新版本的功能，這真是讓人興奮�。�
現(xiàn)在我們來看看Maya自帶的software渲染器對(duì)Fur投影的渲染吧。
調(diào)整Fur Shanding type為Shading Map（陰影貼圖），因?yàn)橹挥蠸hading Map(此項(xiàng)僅對(duì)spot燈光類型有效)才支持Fur的投影貼圖。
控制Fur的投影關(guān)鍵是Threshold（極限值）,我們同時(shí)調(diào)整Threshold從0～1，觀察Fur的投影變化。
不難看出，當(dāng)值為0時(shí)，陰影最多，值越高遞減。

　　　同樣的方向再布盞燈，將燈光的Dmap Filter size調(diào)到6(調(diào)整Threshold為0)的效果。加強(qiáng)投影效果。

　　　6 Advanced Fur Rendering
現(xiàn)在我們來說說影響Fur渲染的另一個(gè)重要部分—FurGlobals 。

　　　FurGlobals的詳解
A 打開此項(xiàng)，F(xiàn)ur和模型渲染后會(huì)合成到一個(gè)圖像中；關(guān)閉時(shí)，則毛發(fā)和模型會(huì)單獨(dú)渲染，并不合成一起。
B 在渲染過程中保留Fur創(chuàng)建的毛發(fā)圖像。
C 打開，在渲染過程中保留臨時(shí)毛發(fā)圖像文件；關(guān)閉，則渲染結(jié)束即刪除。
D 打開，可以將陰影同時(shí)投射到物體和毛發(fā)上；關(guān)閉，則陰影僅投射到幾何物體上，毛發(fā)上沒有陰影貼圖。

　　　接下來，我們來認(rèn)識(shí)另一個(gè)Fur的重要部分—Advance Fur Rendering
這里告訴我們Fur的平衡器文件和路徑，有關(guān)平衡器的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參見控制篇。

　　　7 MentalRay中的Fur渲染及優(yōu)化。
MentalRay是很優(yōu)秀的渲染器，可是對(duì)于Fur的渲染又如何呢？

　　　渲染，選擇MentalRay(如果你對(duì)MentalRay一點(diǎn)也不了解，請(qǐng)先參閱論壇其他相關(guān)教程)于software渲染做個(gè)對(duì)比先。

　　　MentalRay的算法是基于光線追蹤的，所以渲染fur非常慢，要知道計(jì)算每個(gè)毛發(fā)之間的光影關(guān)系那可是一個(gè)龐大的計(jì)算過程。我們今天的研究主要針對(duì)與MentalRay的優(yōu)化入手。
與software渲染不同，MentalRay是將Fur作為模型來計(jì)算的，首先我們要了解，在Fur轉(zhuǎn)換成模型的時(shí)候那些因素是重要的。
渲染因素Fur：
第一，當(dāng)然是Fur的密度，盡可能的減少Fur的密度。
第二，F(xiàn)ur的段數(shù)，也非常重要，過多的段數(shù)只能是加重渲染的負(fù)擔(dān)，渲染時(shí)間成倍增加。建議在默認(rèn)值10以內(nèi)，速度還可以忍受。
第三，F(xiàn)ur的透明度，這個(gè)問題可能少有人注意，其實(shí)Fur的透明度是在同等條件下最拖累cup的選項(xiàng)之一，建議沒有必要時(shí)，要將（Base Opacity/Tip Opacity）的值設(shè)為1。
第四，最后，F(xiàn)ur的選項(xiàng)影響渲染的是它的寬度，恰好與software渲染相反，F(xiàn)ur的寬度小，渲染時(shí)間越長(zhǎng)。
渲染因素Light：
第一，如果選擇MentalRay為渲染器，F(xiàn)ur Shading/Shadowing的所有步驟可以省去。
第二，在選擇MentalRay為渲染器時(shí)，盡量用Directional Light為光源，因?yàn)樗羁臁＝?jīng)過比較，同等條件比Sopt Light要快一倍。當(dāng)然效果有細(xì)微的差異。
第三，Light Angle為0時(shí)渲染速度最快。 當(dāng)數(shù)大于0時(shí)，基本上無太大差別。
只是個(gè)經(jīng)過優(yōu)化的場(chǎng)景，在不損失效果的前提下將640×480的渲染時(shí)間從28分鐘優(yōu)化到4分鐘。