提高VRay渲染器渲染品质和速度的应用研究

刘小晶



提高VRay渲染器渲染品质和速度的应用研究

刘小晶

（漳州职业技术学院，福建 漳州 363000）

VRay渲染器渲染的品质和速度由一些因素和参数设置确定的，选择不同的因素，确定不同的参数，可以得出不同的渲染效果。因此，分析影响渲染品质和速度的因素，合理、准确的选择参数显得尤其重要。阐述了VRay渲染器的优特点，分析了影响VRay渲染器渲染品质和速度的因素及参数，介绍了提高VRay渲染器渲染速度的方式，提出了提高测试渲染与最后渲染阶段品质和速度的参数设置，为VRay渲染器的使用提供参考。

VRay渲染器；渲染品质与速度；渲染因素；渲染参数

VRay渲染器是目前最优秀的渲染器之一，该渲染器技术是用计算机描述外界事物的一种可视化技术，主要目的就是将事物表达得更加真实。VRay渲染器是由Chaos Group公司研发的3ds max渲染器插件，由于它的优特点突出，光的运用表现更逼真，更细腻，许多行业大规模的应用和普及，特别是在影视特技、游戏平台、商业制图、广告宣传等方面教得到广泛应用。

1 VRay渲染器的优特点

VRay渲染器的优特点主要表现在使用方便、功能齐全、效果逼真等几个方面。

1.1 简单易学

通过几个精简参数调节，就容易得到效果的渲染，可以从繁琐的技术问题摆脱出来，专心来投入到艺术创作当中。

1.2 制作效率高

主要参数较简单，参数调试过程快，缩短作品的制作时间。

1.3 图像质量好

通过图像采样器，可以消除画面锯齿，使渲染图像清晰。间接照明优秀的渲染引擎有精确算法，效果非常细腻，可得到高品质图像。

1.4 模拟功能强

全局光可以模拟光线的辐射现象。焦散可真实模拟光线的反射和折射效果。HDRI支持高动态范围图像照明技术，使用真实环境反射和照明。天光可以提供真实的室外自然光照效果。

1.5 材质类型全

可以利用大部分默认线性渲染器材质，并且有一批高效和全面的专用材质和贴图。如：代理材质、毛发材质、灰尘材质、边线贴图等。

1.6 视觉功能突出

VRay帧缓存可以保持图像为32位浮点格式，能在同一窗口查看不同渲染元素。分布式渲染可由多台计算机共同完成对图像的渲染。

2 影响VRay渲染器渲染速度因素分析

VRay渲染器渲染速度较快，指的是参数调节较简单，整个渲染过程时间短。正式出图渲染时，一个较复杂的图的正式渲染要在十几个小时以上。关键是我们如何在测试阶段用仅少的时间渲染，也就是在正式渲染之前用最短的时间进行测试。知道那些因素影响渲染时间，从而找到最佳方案和参数，用最短时间完成整个渲染工作，是减少渲染时间的关键。

2.1 模型因素

模型的复杂程度对渲染的影响较大，主要是因为复杂模型的几何面多，细小的转角相对较多。VRay渲染间接照明卷展栏的引擎，在模型的每个转角区域都进行了密集的光子分布。如果模型相对简单，光子密集区域也较稀少，渲染时间更快。而较为复杂的模型存在很多的转角和细节，所以光子分布在转角区域也更加密集，正是这些密集的光子计算耗费了更多的渲染时间。因此，较为复杂的模型会耗费更多的渲染计算时间。有时候由于设计上的需要，无法避免复杂模型的出现，只能通过合理地调整摄影机拍摄的角度，达到既能表现创作作品的主体，又能尽可能减少复杂部分的视野。

2.2 材质因素

准确把握材质参数是提高渲染速度重要环节。影响渲染的材质参数包括：

（1）VRay材质反射对速度的影响。颜色亮度值越高速度越慢，反射越强烈；光泽度值越低速度越慢，反射效果越模糊；细分值越高速度越慢，模糊颗粒越细腻；最大深度的次数越多速度越慢，反射越丰富。

（2）VRay材质折射对速度的影。颜色亮度值越高速度越慢，折射越强烈；光泽度值越低速度越慢，折射效果越模糊；细分值越高速度越慢，模糊颗粒越细腻；最大深度的数越多速度越慢，折射越丰富；半透明开启会增加渲染时间。

（3）VRay贴图中反射对速度的影响。反射通道强度值，此值越高反射越强烈；光泽度值越低速度越慢，反射效果越模糊；细分值越高速度越慢，模糊颗粒越细腻；最大深度的次数越多速度越慢，反射越丰富。

（4）VRay贴图中折射对速度的影响。反射通道强度值，此值越高折射越强烈；光泽度值越低速度越慢，折射效果越模糊；细分值越高速度越慢，模糊颗粒越细腻；最大深度的次数越多速度越慢，折射越丰富。

（5）VRay代理材质。这是一种提高工作效率，能够将场景中的物体导出为网格模型文件，释放大量的系统资源，节约系统资源，缩短渲染时间的工具。当制作大型场景的时候，巨大的模型量往往会占用大量内存，使机器速度下降，增加渲染时间，降低制作效率。因此，在上述情况下，采用VRay代理材质，可以提高渲染速度。

另外，利用3ds max 的默认线性渲染器使用的材质，也可以得到较好的材质效果，加快渲染时间。除了VRay渲染器不支持3ds max 的默认线性渲染器的材质外，其它材质和贴图可以利用。“VRay不支持3ds max的材质和贴图包括：建筑材质、双面材质、光线跟踪材质、高级照明替代材质、光线跟踪贴图、平面镜贴图、反射/折射贴图”。[1]

2.3 灯光因素

VRay渲染器的灯光也是影响渲染速度的因素。VRay渲染器的灯光是从一个面积或体积发射出光线，所以能够产生真实的照明效果，其参数十分精简，合理的调节某些参数，能够大大提高效率和速度。

（1）Vray渲染照明强度越大速度越慢，包括灯光照明强度、间接照明引擎的二次反弹强度以及天光照明强度等。如果强度太大，在PS软件中也很难处理得理想。

（2）在Vray灯光中的细分也决定着速度快慢，细分值越高，速度越慢，不过阴影效果也更加细腻。

（3）灯光数量的多少也会影响到渲染速度。在相同的渲染设置下，随着灯光数量的增加渲染速度也会变慢，夜景效果图的渲染时间往往要多于白天效果图的时间。

（4）由于泛灯光会计算很多不需要的阴影。所以尽量不要使用泛灯光，而是采用聚光灯。

（5）尽量把参加反射的灯光放的离目标物体近一点，把所有不参加反射的物体排除掉。尽量使灯光的衰减范围小一点，这样可以减少阴影的计算量。

（6）采用3ds max 的默认灯光，也可以减少渲染时间。这些3ds max的灯光包括：泛光灯、目标聚光灯、目标直射灯、自由直射灯、目标点光、自由点光、IES Sun日光等。

3 主要卷展栏对渲染品质与速度影响分析

3.1 图像采样卷展栏

图像采样卷展栏有固定、自适配细分和自适配准蒙特卡洛等三种采样器，每种采样器有不同的作用。根据场景的特性，合理使用采样器，找到一个平衡点，可以提高渲染图像的品质和减少渲染时间，达到最佳制作效率。根据图像特性选择不同的采样器，并且采样器之间的配合使用，可以保证图像的品质和速度。

（1）固定采样器占用较少内存，能够消除动画渲染中的闪烁现象，对于有着大量模糊特效（包括运动模糊，模糊反射，高光模糊，景深等）和细节贴图的场景比较适用。

（2）“自适配细分采样器占用的内存较多，对于模糊特效的渲染速度很慢，对细节的表现不够理想”。[2]但对于少量模糊特效和较为简单的场景最适合。

（3）自适配准蒙特卡洛采样器渲染速度最快，在图像相对简单的区域节约了采样数，通过提高最大值可以使模型和地面贴图线条更清晰。

3.2 间接照明卷展栏

间接照明的全局光引擎提供了四种方式，分别是发光贴图、光子贴图、准蒙特卡洛、灯光缓冲。

（1）发光贴图引擎在渲染相同的场景中不同方向的图像或动画的过程中可以有效地加快渲染速度，并且噪波较少，可以保存，可以重复使用。但在处理表面细节或运动模糊时，不够精确，渲染动画的过程中也会产生闪烁。

（2）光子贴图引擎对于封闭的有大量灯光和较少窗户的空间来说，这种渲染引擎是非常好的选择，如果和其他的引擎配合使用可以达到最佳效果。

（3）准蒙特卡洛引擎在渲染速度非常慢，但是效果非常好，特别是在具有大量细节的场景中，对于运动模糊的计算也非常准确。准蒙特卡洛引擎与其他引擎配合使用时，某些参数设置过低，画面会产生明显的颗粒。

（4）灯光缓冲引擎的设置非常简单，适合室内外场景的渲染。对于灯光的类型没有限制，可以对非常细小的物体和角落处理产生正确的计算结果。

3.3 发光贴图卷展栏

（1）在发光贴图卷展栏的参数中，最小值是对大面积平坦区域的采样，最大值是对拐角细节处的采样，而最大值的增减和时间是成线性递增的关系，对渲染速度影响最大的是最小值。最小值在测试渲染的时候可以用-4 ，细节不多时可以用-3，而最终出图可以用0或-1。

（2）在发光贴图卷展栏的参数中，模型细分值越大速度越慢。测试20，出图用50，不要超过80。

（3）发光贴图栏中，插补采样值是控制漏光的，越小漏光越少，越大速度越慢。这个值一般用20。

（4）颜色阀值中系统默认波动范围0.1-0.3。值越小速度越慢，值越大越容易漏光。

（5）标准阀值控制弧面和多拐角面精度，波动范围0.1-0.3，值越小速度越慢。

（6）距离阀值越小速度越快漏光越明显，默认0.1，粗测0.001-1对速度影响都不大。

（7）复选里的选项一般都不勾选，这样会提高渲染速度。

3.4 灯光缓存卷展栏

灯光缓存一般作为二次反弹，但对二次反弹的吸收并不是太好。所以在基本质量的前提下保证速度是最重要的。

（1）细分值影响速度的主要因素，测试值用100，最后渲染值用300-500，比较暗的时候用500-1000。

（2）采样大小值对速度影响不大，不过值越小容易出现黑斑，越大漏光就更明显。一般默认即可。

（3）进程数量值对速度影响不大。值越大细节越模糊，值越小细节越清晰，容易产生黑斑，该值一般选10-15。

（4）插补采样值对速度影响不大，值越大细节越模糊，值越小细节越清晰，容易产生黑斑，该值一般选5。

4 测试渲染与最后渲染阶段参数设置

VRay渲染器的测试渲染要保证简单快捷，最后渲染保证品质和速度。对于复杂程度一般的场景的渲染，可以采用如下测试渲染和最后渲染参数设置。

4.1 全局开关卷展栏

测试渲染：3D默认的灯光，关闭“反射/折射”和光滑效果；最后渲染：打开“反射/折射”和光滑效果。

4.2 图像采样器卷展栏

测试渲染：采用固定采样器，比率值为1。关闭图像采样器“抗锯齿过滤器”开关。最后渲染：一般采用自适配准蒙特卡洛采样器。打开“抗锯齿过滤器”开关，下拉表选择“Mitchell-Netravali”。

4.3 发光贴图卷展栏

测试渲染：当前预置下拉表选择[非常低]，模型细分30，插补采样10。最后渲染：当前预置下拉表选择[中]，模型细分50，插补采样30。

4.4 灯光缓冲卷展栏

测试渲染：细分值100。最后渲染：细分值1200。

4.5 RQMC采样器卷展栏：测试渲染：适应数量0.95，噪波阈值0.5，最小采样值8，全局细分倍增器值0.1。最后渲染：适应数量0.8，噪波阈值：0.005，最小采样值15，全局细分倍增器值2。

4.6 灯光和材质的细分测试渲染都降低为5－8。最后渲染：灯光和材质的细分值提高到20－50。

[1]鲍超.VRay精细渲染[M].北京:人民邮电出版社,2009:31.

[2]丁海关.VRay1.5课堂实录[M].北京:清华大学出版社,2008:18.

Applied Study on Promotion of Embellishing Quality and Speed of VRay Hypershot

LIU Xiao-jing

（Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou 363000,China）

The embellishing quality and speed of VRray Hypershot is determined by certain factors and parameter settings. Different parameter settings will lead to different embellishing outcomes. Therefore, it’s quite important to analyze the factors affecting the embellishing quality and speed as well as reasonably and accurately choose the parameters. By stating the advantages and features of VRay Hypershot, analyzing the related parameter settings and factors that affect the quality and speed , as well as introducing the method of promoting the embellishing speed of Hypershot, the article puts forward the parameter settings, thus provide a reference for the application of VRay Hypershot.

VRay Hypershot, embellishing quality and speed, embellishing factors, parameter settings

2010－01－06

刘小晶（1956－），男，黑龙江人，高级工程师。

TP 317.4

B

1673-1417（2010）01-0001-03

（责任编辑：季平）