基于VRAY渲染器的建筑动画技术应用技巧

粟晓文陈敏锐

摘 要目前，VRAY是大多数建筑CG行业从业者习惯使用的渲染器，其强大、真实的渲染效果深受大家喜爱。但在建筑动画作品制作过程中，使用VRAY渲染器经常会出现画面闪烁的问题，本文将就其中的几个方面进行探讨，并提出了一些针对性的解决方案。

关键词建筑动画;VRAY;渲染;画面闪烁;CG

0 前言

目前，建筑CG表现行业主要通过 CAD、3DSMAX 等软件实现虚构出一个三维环境，用静态、动态或交互的方式全方位展示自己的建筑作品，让观者身临其境，在设计项目汇报、招投标、宣传推广等环节中发挥了巨大的作用，建筑动画则是其中的一个具体的应用。而VRay是由chaosgroup公司开发，是目前业界最受欢迎的渲染引擎，它是一种结合了光线跟踪和光能传递的渲染器，拥有完备的灯光，材质和渲染工具，其真实的光线计算创建了专业的照明效果，从渲染速度、使用范围、渲染质量、易用性等多个关键指标上来看，vray渲染器都是最均衡的。因此，vray渲染器成為国内外建筑CG表现从业者的首选。但是，长期以来vray渲染出来的作品有个比较困扰的问题，那就是渲染出来的动画作品容易出现画面闪烁。对于动画来说，如果不是特殊画面效果的需要，一般来说是追求一个光滑，干净、平滑过渡的画面，闪烁是不应该出现在画面中的。自从VRAY渲染器面世以来，已经走过多次版本的更新迭代，由最初的版本到现在的VRay Next版，虽然画面闪烁的问题有所改善，但除去渲染器本身的因素，在整个作品制作和设计环节中还会有其他的因素导致画面闪烁。本文对目前建筑动画的画面闪烁产生的原因进行了分析，并提出了一些针对性的解决方案。

1 画面闪烁的成因分析和解决方法

1.1 模型造成的画面闪烁

众所周知，在建筑CG场景制作中，有经验的设计者都会注意减少模型点面的数量，避免在场景过大时，由于数目巨大的点面加重系统的负担。但在使用VRAY渲染器进行设计时，对模型的要求就不能出现厚度为零的物体。比如，在制作一面外墙或玻璃时，大家都比较习惯把墙体或玻璃的模型设计为厚度零的BOX，以减少面数，一旦出现这种情况，在渲染时，这样的模型肯定会出现闪烁或黑面。针对这种情况，要么给它个厚度，要么设置为一个面，面重叠是VRAY最忌讳的。如果在渲染器设置正确的情况下渲染还是有闪烁的话，十有八九是有重叠面，或者是模型破面。另外，场景中同类的模型务必要合并起来，优化后模型数量不应超过1000个。（有时候反复的布尔运算或者反复的编辑模型点面，也会造成模型错误而导致画面闪烁）

1.2 材质问题造成的画面闪烁

相对于模型而已，由于材质导致的画面闪烁原因会更多样。首先，制作建筑模型纹理时，要尽量选用高精度的大尺寸图片，即便是光滑的墙面，也要适当赋予贴图凹凸，因为灯光作用在场景中大面积光滑墙面时，光线的直线反射会造成场景光线的混乱。而凹凸的表面，可以避免此类直射光线的产生。其次，白色的墙体和窗台这些区域不能直接赋予白色材质，因为在VR渲染中，即便是白色，也需要给材质贴图，并且不能用纯白贴图，因为灯光打到白色的贴图，会容易过曝，从而导致闪烁。最后，玻璃材质也是比较容易引起画面闪烁的原因之一，所以，在处理玻璃材质的时，玻璃尽量直接用vray材质，禁止使用raytrace。尤其是在vrayNext之后的版本，甚至需要全局使用vray材质。

1.3 灯光问题造成的画面闪烁

在vray渲染器大行其道之前，大家都习惯使用水晶石的布灯技法，在场景使用灯光阵列来模拟真实光线， 这样的好处就是打出来的光线层次比较丰富，但由于使用了大量灯光后，导致场景的光影关系变得非常复杂而且不易控制。而VRAY的GI渲染，它自身的光线跟踪和光能传递功能足以用简单的灯光来还原场景复杂的光线，但很多人还是习惯用灯光阵列方式，用大量的灯光来照亮场景，反而导致灯光混乱，画面闪烁也在所难免。室外场景，一般遵循自然光线的原则，VraySUN是个好选择，可惜参数过于复杂和专业，所以用一盏vray穹顶灯模拟环境光加上一个平行主光模拟阳光（或者月光），就是一个相对简单的打光方法，日景夜景阴天都可以胜任。对于室内的场景，除了需要有模拟太阳的主光源外，室内的补光也是少不了的，这时候，可以遵循哪里需要亮就往哪里打灯的原则来进行布光，但有一点需要注意，一定要了解太阳光进入室内的方向、太阳光和室内光线光比关系等问题，这样才能打出自然而真实的光影效果。

1.4 配景模型导致的画面闪烁

在建筑动画作品中，特别是室外场景，园林配景是不可或缺的部分。画面出现闪烁时，很多时候是由于选择配景模型不当所致。比如，细小的树叶比宽大的树叶容易引起闪烁（尤其树叶茂密及叶片上贴了透明贴图），茂密的树叶比稀疏的树叶容易引起闪烁等原因。在选定树形树种后，切记检查模型树叶的贴图是否设置了反射或者贴图亮度比较高，因为亮度太高的贴图在受到灯光作用时，树叶会形成反射面，在摄像机运动过程中，每片叶子的晃动都会让画面产生闪烁。（一些老旧的配景模型要检查是否带有raytrace贴图及材质）

1.5 摄像机运动造成的闪烁

很多初学者如果没有学习过镜头语言，镜头感表现会比较差，在设置摄像机时，过于随意，很喜欢使用长镜头、高速运动或者运动过程中突然改变方向，这些习惯都会导致画面的闪动。因此，在建筑动画作品镜头设计环节，注意控制摄像机运动的节奏，一般来说，一个镜头长度维持4-5秒时长（150帧）比较合适，运动速度以人的步行速度为宜，如没特殊需求，每个镜头维持一种镜头运动类型即可。一个场景多个镜头的处理，务必使用多个镜头画面来控制，不能一镜到底，镜头的路径设置保持平直，切忌左右摇晃或者大幅度掉头。

2 结语

不可否认，Vray渲染器深受大多数建筑CG表现从业者喜爱，在建筑CG表现作品设计中起到了很多的作用，但对于优秀的建筑CG作品而言，把所有希望寄托于渲染器身上，显然并不现实。建筑动画项目，更像一个庞大的工程，需要从业者熟悉和了解流程，在各个环节上严加把控，最后交由强大的渲染引擎进行产品输出，才能向客户交付最好的作品。

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