HDR贴图在建筑效果图制作中的应用

尚冰

摘要建筑效果图除了要求真实的外观，同时还需要真实的光影效果。HDRI高动态范围贴图能模拟真实的灯光照明环境，通过光能传递计算及渲染以实现对建筑效果图真实性的要求。文章主要从实践的角度上讲了HDRI贴图在建筑效果图中应用的基本方法。

关键词建筑效果图；HDRI贴图；V-ray渲染器

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0000-00

随着3D渲染插件的发展，在3DSMAX中对基于图像的照明技术在建筑效果图中的应用上日渐成熟，这种照明技术是在场景的环境中贴上一张图，根据图像每个像素的亮度值设置其在场景中的发光亮度，以达到照亮整个场景的效果。我们可以不使用任何光源对场景进行布光，直接使用环境贴图的对场景进行光照。因为普通图像的像素亮度范围是有限的，远不符合现实情况和实际要求，于是出现了HDRI（高动态范围图像）技术。

1HDRI概述

HDRI（高动态范围图像）技术很早就有，但一直没有进行实用开发，随着渲染器的发展，现在很多插件都支持HDRI技术，如制作效果图常用的V-ray渲染器。对于一般图像来说，HDRI确实做到了“高动态范围”，一般标准的RGB图像只有256个亮度级别，这并不足以反映真实环境的光照效果。而高动态范围贴图其亮度等级可达数十亿。比如，我们在图片中看到白炽灯和太阳发出的颜色中都是白色的，但实际上白炽灯和太阳的亮度差别绝对不止256个级别。如果基于图像进行照明，普通图片显然不合适，而通过HDRI文件就可以将自然界的光照在虚拟场景中再现，HDRI图像的像素中类似于一个光源，携带有额外的“能量信息”，它能够作为光源照亮三维场景，并创造出超级写实的自然光照效果，因此HDRI技术已被广泛的应用于三维游戏、产品效果图、建筑效果图表现等领域。

2建筑效果图制作对于HDRI贴图的选择

HDRI贴图的画面形态有多种，质量上也有所差异，而在建筑效果图制作中对HDRI贴图的选择是个极为重要的问题。

一是对于贴图质量的要求。例如，可以使用PS对一张HDRI风景图，通过使用曝光度调整，观察图像明暗变化来判断图片的质量，当图片减暗到几乎全黑的时候，注意观察太阳是否仍然保持高亮度，如果发灰，者说明图片的光照质量较差。

二是对画面形态、内容的要求。HDRI从画面的形态上有球形的，方形、平展形等。应根据效果图的制作的实际情况，对其进行选择，如果制作的是室外效果图，这张图的画面要简洁、环境开阔、天高云淡，同时也应是一张360全景图，它除了可以模拟光照外，也作为材质反射、折射的背景图。天高云淡而又简洁的画面会使效果图中玻璃反射、折射效果更为干净、逼真。同时画面中的天空也应有相应的层次感和适当的光色变化，如果整个画面都是平淡的过渡，那渲染出来的结果也肯定是平淡没有转折的，也无法体现立体的光色变化。如果HDRI画面过于复杂，就会造成它的光色过于丰富，丰富的光色投到地面上，会使得地面显得不那么整洁，也会给后期处理带来麻烦。画面中开阔的环境适合用于大型建筑效果图的表现，尤其是远景，开阔的环境才更符合自然所处的位置感，但是如果使用画面内容是小场景的HDRI贴图，这会使大型建筑好像挤在一个拥挤、狭小的环境里一样，它在玻璃上所表现的反射、折射也会比例失调。图1中，这类大型开敞，天高地阔的HDRI贴图，就非常适合于大型场景建筑的表现。对于天空的选择在，需要注意的是：太阳的光斑应当尽可能的小，避免出现大面积的光斑，同时远处的景物应高低错落有致，这样的HDRI贴图会使建筑效果图的视觉效果更佳。总之，在选择好高质量的HDRI贴图的同时，还要考虑到要表现什么样场景中的建筑主体，我们应当选择与其建筑环境相似的HDRI贴图来进行光照渲染。

图1

3建筑效果图中HDRI贴图的应用

HDRI贴图技术，在动画、游戏、摄影、效果图等诸多领域已得到了广泛的应用。在效果图制作领域，要使建筑效果图获得相片级的画面效果，计算渲染必须要有V-ray这类支持天光的专业渲染器，渲染器中最为重要的功能之一就是间接照明，间接照明能模拟建筑场景中的光线照到物体表面后进行反弹，从而得到真实的光照效果，这一点是我们使用HDRI贴图的过程中所必须要了解的。从事过效果图制作的人都知道效果图制作最难以把握的就是复杂的布光技术，而使用具有光照功能HDRI贴图轻松的就解决了这个问题，而是把HDRI直接作为光源对场景进行照明，再通过间接照明和渲染实现的光照效果比传统的布光要好得多。这样通过使用HDRI就可以将真实的灯光效果在虚拟场景中再现。并且能完美的创造出超级写实的自然光照效果。HDRI的照明使建筑效果图实现了最为真实的现实世界的光照，是实现建筑效果图相片级真实感的重要技术。

4建筑效果图中 HDRI贴图的具体使用方法

HDRI文件，在使用有V-ray渲染器插件支持的3DSMAX制作效果图时，主要可用在以下三个方面

一是作为环境贴图，使用HDRI照亮环境，这在室内效果图中用的较多。具体步骤为；点击渲染菜单，打开Environment and effects 对话框，单击Environment maps贴图选项，选择一张VrayHDRI贴图，即可完成设置，还可以打开材质编辑器拖动VrayHDRI贴图关联复制到任意一个空白材质球上，这样还可以对使用的V-rayHDRI贴图参数项可进行调整，如图2所示。

图2

二是为天光贴图。应用天光对于制作室外效果图非常重要，在VRay渲染器里，可以在环境天光选项组中指定一个HDRI贴图来模拟天光照明，这样可使室外效果更接近真实场景，具体步骤为；打开渲染设置，V-ray环境选项中找到在GI environment（sky light）override （环境天光）：当选择了指定贴图选项后，其下所有的选项均被激活，如图3。如果得到全局光照计算出天光效果还需打开indirect illumination（间接照明）。

三是作为反射贴图。HDRI贴图可以模拟环境反射贴图，贴图不会在场景背景中出现，是被用作反射或折射的，具体步骤为：打开渲染设置，在V-Ray：Environment卷展栏，把Refection/refraction environment override【反射/折射 环境覆盖】选项打开，选择VrayHDRI贴图，如图3所示。

图3

5总结

从操作的角度上来说，HDRI在建筑效果图中的应用还是一个复杂的过程，它不但表现在对HDRI贴图的选择、修改上，也表现在V-Ray专业渲染器中使用HDRI贴图的参数设置复杂性，HDRI渲染效果的可修改性依然较弱，制作的效果图往往真实性有余但个性化不足，渲染的速度依然较慢。但这技术相较与以前不管是在效率上还是在效果上已经有了很大的提高。

参考文献

[1]陆春光.扩展数字成像动态范围的方法研究[D].浙江大学，2006.

[2]朱秀明.高动态范围图像的合成及可视化研究[D].浙江大学，2008.

endprint

摘要建筑效果图除了要求真实的外观，同时还需要真实的光影效果。HDRI高动态范围贴图能模拟真实的灯光照明环境，通过光能传递计算及渲染以实现对建筑效果图真实性的要求。文章主要从实践的角度上讲了HDRI贴图在建筑效果图中应用的基本方法。

关键词建筑效果图；HDRI贴图；V-ray渲染器

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0000-00

随着3D渲染插件的发展，在3DSMAX中对基于图像的照明技术在建筑效果图中的应用上日渐成熟，这种照明技术是在场景的环境中贴上一张图，根据图像每个像素的亮度值设置其在场景中的发光亮度，以达到照亮整个场景的效果。我们可以不使用任何光源对场景进行布光，直接使用环境贴图的对场景进行光照。因为普通图像的像素亮度范围是有限的，远不符合现实情况和实际要求，于是出现了HDRI（高动态范围图像）技术。

1HDRI概述

HDRI（高动态范围图像）技术很早就有，但一直没有进行实用开发，随着渲染器的发展，现在很多插件都支持HDRI技术，如制作效果图常用的V-ray渲染器。对于一般图像来说，HDRI确实做到了“高动态范围”，一般标准的RGB图像只有256个亮度级别，这并不足以反映真实环境的光照效果。而高动态范围贴图其亮度等级可达数十亿。比如，我们在图片中看到白炽灯和太阳发出的颜色中都是白色的，但实际上白炽灯和太阳的亮度差别绝对不止256个级别。如果基于图像进行照明，普通图片显然不合适，而通过HDRI文件就可以将自然界的光照在虚拟场景中再现，HDRI图像的像素中类似于一个光源，携带有额外的“能量信息”，它能够作为光源照亮三维场景，并创造出超级写实的自然光照效果，因此HDRI技术已被广泛的应用于三维游戏、产品效果图、建筑效果图表现等领域。

2建筑效果图制作对于HDRI贴图的选择

HDRI贴图的画面形态有多种，质量上也有所差异，而在建筑效果图制作中对HDRI贴图的选择是个极为重要的问题。

一是对于贴图质量的要求。例如，可以使用PS对一张HDRI风景图，通过使用曝光度调整，观察图像明暗变化来判断图片的质量，当图片减暗到几乎全黑的时候，注意观察太阳是否仍然保持高亮度，如果发灰，者说明图片的光照质量较差。

二是对画面形态、内容的要求。HDRI从画面的形态上有球形的，方形、平展形等。应根据效果图的制作的实际情况，对其进行选择，如果制作的是室外效果图，这张图的画面要简洁、环境开阔、天高云淡，同时也应是一张360全景图，它除了可以模拟光照外，也作为材质反射、折射的背景图。天高云淡而又简洁的画面会使效果图中玻璃反射、折射效果更为干净、逼真。同时画面中的天空也应有相应的层次感和适当的光色变化，如果整个画面都是平淡的过渡，那渲染出来的结果也肯定是平淡没有转折的，也无法体现立体的光色变化。如果HDRI画面过于复杂，就会造成它的光色过于丰富，丰富的光色投到地面上，会使得地面显得不那么整洁，也会给后期处理带来麻烦。画面中开阔的环境适合用于大型建筑效果图的表现，尤其是远景，开阔的环境才更符合自然所处的位置感，但是如果使用画面内容是小场景的HDRI贴图，这会使大型建筑好像挤在一个拥挤、狭小的环境里一样，它在玻璃上所表现的反射、折射也会比例失调。图1中，这类大型开敞，天高地阔的HDRI贴图，就非常适合于大型场景建筑的表现。对于天空的选择在，需要注意的是：太阳的光斑应当尽可能的小，避免出现大面积的光斑，同时远处的景物应高低错落有致，这样的HDRI贴图会使建筑效果图的视觉效果更佳。总之，在选择好高质量的HDRI贴图的同时，还要考虑到要表现什么样场景中的建筑主体，我们应当选择与其建筑环境相似的HDRI贴图来进行光照渲染。

图1

3建筑效果图中HDRI贴图的应用

HDRI贴图技术，在动画、游戏、摄影、效果图等诸多领域已得到了广泛的应用。在效果图制作领域，要使建筑效果图获得相片级的画面效果，计算渲染必须要有V-ray这类支持天光的专业渲染器，渲染器中最为重要的功能之一就是间接照明，间接照明能模拟建筑场景中的光线照到物体表面后进行反弹，从而得到真实的光照效果，这一点是我们使用HDRI贴图的过程中所必须要了解的。从事过效果图制作的人都知道效果图制作最难以把握的就是复杂的布光技术，而使用具有光照功能HDRI贴图轻松的就解决了这个问题，而是把HDRI直接作为光源对场景进行照明，再通过间接照明和渲染实现的光照效果比传统的布光要好得多。这样通过使用HDRI就可以将真实的灯光效果在虚拟场景中再现。并且能完美的创造出超级写实的自然光照效果。HDRI的照明使建筑效果图实现了最为真实的现实世界的光照，是实现建筑效果图相片级真实感的重要技术。

4建筑效果图中 HDRI贴图的具体使用方法

HDRI文件，在使用有V-ray渲染器插件支持的3DSMAX制作效果图时，主要可用在以下三个方面

一是作为环境贴图，使用HDRI照亮环境，这在室内效果图中用的较多。具体步骤为；点击渲染菜单，打开Environment and effects 对话框，单击Environment maps贴图选项，选择一张VrayHDRI贴图，即可完成设置，还可以打开材质编辑器拖动VrayHDRI贴图关联复制到任意一个空白材质球上，这样还可以对使用的V-rayHDRI贴图参数项可进行调整，如图2所示。

图2

二是为天光贴图。应用天光对于制作室外效果图非常重要，在VRay渲染器里，可以在环境天光选项组中指定一个HDRI贴图来模拟天光照明，这样可使室外效果更接近真实场景，具体步骤为；打开渲染设置，V-ray环境选项中找到在GI environment（sky light）override （环境天光）：当选择了指定贴图选项后，其下所有的选项均被激活，如图3。如果得到全局光照计算出天光效果还需打开indirect illumination（间接照明）。

三是作为反射贴图。HDRI贴图可以模拟环境反射贴图，贴图不会在场景背景中出现，是被用作反射或折射的，具体步骤为：打开渲染设置，在V-Ray：Environment卷展栏，把Refection/refraction environment override【反射/折射 环境覆盖】选项打开，选择VrayHDRI贴图，如图3所示。

图3

5总结

从操作的角度上来说，HDRI在建筑效果图中的应用还是一个复杂的过程，它不但表现在对HDRI贴图的选择、修改上，也表现在V-Ray专业渲染器中使用HDRI贴图的参数设置复杂性，HDRI渲染效果的可修改性依然较弱，制作的效果图往往真实性有余但个性化不足，渲染的速度依然较慢。但这技术相较与以前不管是在效率上还是在效果上已经有了很大的提高。

参考文献

[1]陆春光.扩展数字成像动态范围的方法研究[D].浙江大学，2006.

[2]朱秀明.高动态范围图像的合成及可视化研究[D].浙江大学，2008.

endprint

摘要建筑效果图除了要求真实的外观，同时还需要真实的光影效果。HDRI高动态范围贴图能模拟真实的灯光照明环境，通过光能传递计算及渲染以实现对建筑效果图真实性的要求。文章主要从实践的角度上讲了HDRI贴图在建筑效果图中应用的基本方法。

关键词建筑效果图；HDRI贴图；V-ray渲染器

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0000-00

随着3D渲染插件的发展，在3DSMAX中对基于图像的照明技术在建筑效果图中的应用上日渐成熟，这种照明技术是在场景的环境中贴上一张图，根据图像每个像素的亮度值设置其在场景中的发光亮度，以达到照亮整个场景的效果。我们可以不使用任何光源对场景进行布光，直接使用环境贴图的对场景进行光照。因为普通图像的像素亮度范围是有限的，远不符合现实情况和实际要求，于是出现了HDRI（高动态范围图像）技术。

1HDRI概述

HDRI（高动态范围图像）技术很早就有，但一直没有进行实用开发，随着渲染器的发展，现在很多插件都支持HDRI技术，如制作效果图常用的V-ray渲染器。对于一般图像来说，HDRI确实做到了“高动态范围”，一般标准的RGB图像只有256个亮度级别，这并不足以反映真实环境的光照效果。而高动态范围贴图其亮度等级可达数十亿。比如，我们在图片中看到白炽灯和太阳发出的颜色中都是白色的，但实际上白炽灯和太阳的亮度差别绝对不止256个级别。如果基于图像进行照明，普通图片显然不合适，而通过HDRI文件就可以将自然界的光照在虚拟场景中再现，HDRI图像的像素中类似于一个光源，携带有额外的“能量信息”，它能够作为光源照亮三维场景，并创造出超级写实的自然光照效果，因此HDRI技术已被广泛的应用于三维游戏、产品效果图、建筑效果图表现等领域。

2建筑效果图制作对于HDRI贴图的选择

HDRI贴图的画面形态有多种，质量上也有所差异，而在建筑效果图制作中对HDRI贴图的选择是个极为重要的问题。

一是对于贴图质量的要求。例如，可以使用PS对一张HDRI风景图，通过使用曝光度调整，观察图像明暗变化来判断图片的质量，当图片减暗到几乎全黑的时候，注意观察太阳是否仍然保持高亮度，如果发灰，者说明图片的光照质量较差。

二是对画面形态、内容的要求。HDRI从画面的形态上有球形的，方形、平展形等。应根据效果图的制作的实际情况，对其进行选择，如果制作的是室外效果图，这张图的画面要简洁、环境开阔、天高云淡，同时也应是一张360全景图，它除了可以模拟光照外，也作为材质反射、折射的背景图。天高云淡而又简洁的画面会使效果图中玻璃反射、折射效果更为干净、逼真。同时画面中的天空也应有相应的层次感和适当的光色变化，如果整个画面都是平淡的过渡，那渲染出来的结果也肯定是平淡没有转折的，也无法体现立体的光色变化。如果HDRI画面过于复杂，就会造成它的光色过于丰富，丰富的光色投到地面上，会使得地面显得不那么整洁，也会给后期处理带来麻烦。画面中开阔的环境适合用于大型建筑效果图的表现，尤其是远景，开阔的环境才更符合自然所处的位置感，但是如果使用画面内容是小场景的HDRI贴图，这会使大型建筑好像挤在一个拥挤、狭小的环境里一样，它在玻璃上所表现的反射、折射也会比例失调。图1中，这类大型开敞，天高地阔的HDRI贴图，就非常适合于大型场景建筑的表现。对于天空的选择在，需要注意的是：太阳的光斑应当尽可能的小，避免出现大面积的光斑，同时远处的景物应高低错落有致，这样的HDRI贴图会使建筑效果图的视觉效果更佳。总之，在选择好高质量的HDRI贴图的同时，还要考虑到要表现什么样场景中的建筑主体，我们应当选择与其建筑环境相似的HDRI贴图来进行光照渲染。

图1

3建筑效果图中HDRI贴图的应用

HDRI贴图技术，在动画、游戏、摄影、效果图等诸多领域已得到了广泛的应用。在效果图制作领域，要使建筑效果图获得相片级的画面效果，计算渲染必须要有V-ray这类支持天光的专业渲染器，渲染器中最为重要的功能之一就是间接照明，间接照明能模拟建筑场景中的光线照到物体表面后进行反弹，从而得到真实的光照效果，这一点是我们使用HDRI贴图的过程中所必须要了解的。从事过效果图制作的人都知道效果图制作最难以把握的就是复杂的布光技术，而使用具有光照功能HDRI贴图轻松的就解决了这个问题，而是把HDRI直接作为光源对场景进行照明，再通过间接照明和渲染实现的光照效果比传统的布光要好得多。这样通过使用HDRI就可以将真实的灯光效果在虚拟场景中再现。并且能完美的创造出超级写实的自然光照效果。HDRI的照明使建筑效果图实现了最为真实的现实世界的光照，是实现建筑效果图相片级真实感的重要技术。

4建筑效果图中 HDRI贴图的具体使用方法

HDRI文件，在使用有V-ray渲染器插件支持的3DSMAX制作效果图时，主要可用在以下三个方面

一是作为环境贴图，使用HDRI照亮环境，这在室内效果图中用的较多。具体步骤为；点击渲染菜单，打开Environment and effects 对话框，单击Environment maps贴图选项，选择一张VrayHDRI贴图，即可完成设置，还可以打开材质编辑器拖动VrayHDRI贴图关联复制到任意一个空白材质球上，这样还可以对使用的V-rayHDRI贴图参数项可进行调整，如图2所示。

图2

二是为天光贴图。应用天光对于制作室外效果图非常重要，在VRay渲染器里，可以在环境天光选项组中指定一个HDRI贴图来模拟天光照明，这样可使室外效果更接近真实场景，具体步骤为；打开渲染设置，V-ray环境选项中找到在GI environment（sky light）override （环境天光）：当选择了指定贴图选项后，其下所有的选项均被激活，如图3。如果得到全局光照计算出天光效果还需打开indirect illumination（间接照明）。

三是作为反射贴图。HDRI贴图可以模拟环境反射贴图，贴图不会在场景背景中出现，是被用作反射或折射的，具体步骤为：打开渲染设置，在V-Ray：Environment卷展栏，把Refection/refraction environment override【反射/折射 环境覆盖】选项打开，选择VrayHDRI贴图，如图3所示。

图3

5总结

从操作的角度上来说，HDRI在建筑效果图中的应用还是一个复杂的过程，它不但表现在对HDRI贴图的选择、修改上，也表现在V-Ray专业渲染器中使用HDRI贴图的参数设置复杂性，HDRI渲染效果的可修改性依然较弱，制作的效果图往往真实性有余但个性化不足，渲染的速度依然较慢。但这技术相较与以前不管是在效率上还是在效果上已经有了很大的提高。

参考文献

[1]陆春光.扩展数字成像动态范围的方法研究[D].浙江大学，2006.

[2]朱秀明.高动态范围图像的合成及可视化研究[D].浙江大学，2008.

endprint