分層渲染在CG生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

1、概括分層渲染是用于創(chuàng)建 3D 動畫、游戲、建筑動畫和靜止幀照片級逼真圖像的關(guān)鍵渲染技術(shù)。分層渲染可以輕松調(diào)整圖像、進行顏色校正、添加后期處理效果，并在保持質(zhì)量的同時加快渲染速度。在CG制作中，分層渲染技術(shù)在產(chǎn)品的最終渲染中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著科技的不斷創(chuàng)新，從電影特效技師、網(wǎng)絡(luò)工作者、建筑旅行動畫師到動畫制作藝術(shù)家，各個層次的用戶都可以使用最強大的渲染工具和渲染技術(shù)來提升自己的作品。工作質(zhì)量。分層渲染技術(shù)可能是整個CG制作過程中不起眼的部分，而一些后期合成制作依賴于硬件，所以更多的制作人員將精力花在前期制作工作上。因此，借助Maya強大先進的分層渲染功能，在參考一些實際案例的同時，再通

2、過具體案例的操作和測試分析，希望對分層渲染技術(shù)有更好的了解?；蛟S方法觀點不夠成熟，但也可以作為進一步研發(fā)的依據(jù)。關(guān)鍵詞：分層渲染合成1. 分層渲染概述1.1 背景概述在當(dāng)今的CG制作中，分層渲染是一個非常熱門的話題，也是一個非常傳統(tǒng)的問題。相信很多參與過動畫或者影視項目的人都用分層渲染解決了最終的渲染問題。因為很多動畫創(chuàng)作者在制作越來越復(fù)雜的動畫，復(fù)雜程度已經(jīng)大大超過了硬件渲染的水平。當(dāng)動畫開始渲染時，渲染器會先讀取場景數(shù)據(jù)，然后放入存儲中。如果制作的場景非常復(fù)雜，需要的內(nèi)存會成倍增加，尤其是內(nèi)存不足的時候，系統(tǒng)會使用虛擬內(nèi)存，但是使用虛擬內(nèi)存會大大拖慢渲染速度。在渲染動畫時，這種減速是絕對致

3、命的。分層渲染技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用了很長時間。不僅著名的 3D 動畫電影使用了分層渲染技術(shù)，在游戲、建筑動畫和靜止幀照片級逼真的圖像中也同樣如此。那么分層渲染能給我們帶來什么？答案是效率和質(zhì)量的保證，在極高的工作效率下可以保證出色的畫質(zhì)。分層渲染的好處是在保持質(zhì)量的同時更快地渲染。我們知道在CG動畫制作過程中渲染一個完整的動畫需要花費很多時間，但是國內(nèi)的動畫一般制作周期短，客戶對質(zhì)量要求極高，所以在沒有分層渲染技術(shù)之前，往往無法及時完成任務(wù)。直到分層渲染技術(shù)的出現(xiàn)及其日益成熟和完善，時間和質(zhì)量終于劃上了同一個標(biāo)志。1.1 層的概念一般來說，接觸過后期軟件的人應(yīng)該不會對素材這個概念感到陌生。因為在

4、CG制作過程中，無論是實際拍攝還是3D軟件生成，都可能在最后的合成階段充當(dāng)素材的“層”。如果把后期比作調(diào)味料，那么層層疊疊的材料就是“原料”，而這些“原料”必須與調(diào)味料一起烹調(diào)，最終會成為一道美味佳肴。在CG制作過程中，“層”也是一個比較重要的概念。在我們熟悉的軟件中，有像Photoshop這樣較早引入圖層概念的軟件。相信它強大的圖層功能已經(jīng)讓無數(shù)人為之著迷。例如，使用Photoshop的圖層創(chuàng)建具有強烈真實感的單幀靜幀圖像，您還可以使用圖層創(chuàng)建故事板。如今，隨著科技的不斷進步，很多3D軟件也有了“層”操作的概念。其中之一，瑪雅，也不例外。從 Maya 7.0 開始，引入了分層渲染的新概念，功

5、能更加強大，更易于控制。直到今天，Maya 都有一個 2009 版本。與之前的版本相比，圖層的操作有一些變化，但功能還是和之前的版本一樣。在 Maya 中，我們將圖層分為顯示層和渲染層。其實這只是功能上的再細(xì)分，并沒有本質(zhì)的變化。 Maya的顯示層，通過它可以快速隱藏對象或變成參考對象；渲染層是在渲染動畫時制定分層渲染，方便后期合成。在后期合成中，借助圖層，可以更輕松地調(diào)整圖像，更好地控制色彩校正和添加效果。層的最大優(yōu)點是層中的每個對象都是相對獨立的，工作時互不干擾。使用戶后期調(diào)整更加方便靈活，大大提高了工作效率。1.2 分層渲染的概念許多教程和書籍中都提到了分層渲染和通道渲染。有時這兩種方法

6、可以互換使用。它們在 CG 制作中非常常見。功能類似。比如在復(fù)雜的場景中，可以分成不同的圖層進行渲染，后期可以控制不同的圖層和通道，不需要再回到3D進行渲染，可以單獨調(diào)整偏色，建模等分層渲染：就是對同一場景中的物體進行分離和渲染。比如按照鏡頭內(nèi)容可以分為人物層、道具層、背景層，或者按照場景可以分為前景層、中景層、背景層。這種分類方式主要適用于長篇劇集的動畫制作。由于整體工作量較大，不需要調(diào)整太多細(xì)節(jié)，但必須控制整體效果，采用這種分層方式，方便后期制作人員進行整體控制，如圖1-1顯示。圖1-1 3D商業(yè)動畫制作渲染通道：它是根據(jù)同一3D場景中物體的視覺屬性進行劃分和渲染的。通道類型：顏色通道 -

7、 也稱為美容通道（顏色通道）。這是包含對象顏色、顏色貼圖和漫反射照明的最基本和主要的通道。漫反射通道 - 該層嚴(yán)格負(fù)責(zé)渲染的顏色，與對象本身的任何反射或陰影相關(guān)，通常稱為固有顏色。高光通道 - 也稱為鏡面通道。該層僅渲染對象的高光。 Reflection pass - 通過反射渲染附近的物體和環(huán)境。 Occlusion pass（也叫shadow pass，習(xí)慣上叫AO pass）特殊pass，這是一種常用于給圖像增加更高層次深度的技術(shù)。通過計算物體之間的距離，似乎距離越近，它就越暗。主要用于模擬真實環(huán)境中物體之間的光子衰減。 Mask pass - 根據(jù)物體本身不同的材質(zhì)要求，渲染遮罩，方便

8、在構(gòu)圖中做更多的調(diào)整。 Shadow pass -（投影通道）通常獨立渲染物體在地面或背景上的陰影。深度通道（depth pass）也稱為深度圖或Z-depth，每個點也包含場景中的深度值。 Effect Pass（特效通道）根據(jù)情況的需要，通常作為一個單獨的通道，一般是指光學(xué)效果（optical影響）煙霧，灰塵等。可視化對象時，圖 1-2 3D 靜止幀圖像性分這么多層次后，后期控制的可能性大大增強，可以調(diào)節(jié)非常豐富的效果。這種分層方式適用于較為精細(xì)的制作，如廣告、電影、動畫或單幀真實感強的靜止畫面。其強大的后期處理控制，使得當(dāng)今很多優(yōu)秀的CG作品在渲染成品和后期合成時都采用了這種分層方式，如

9、圖1-2所示。1.3 分層渲染的重要性分層渲染的原理是將場景中的元素以一定的方式列在不同的圖層中，然后分別進行渲染。如果做單幀， Photoshop可以處理比整個渲染更好的圖片。如果是動畫，一般情況下，可以使用后期處理軟件更好的處理渲染出來的序列幀圖片。您可以使用一系列后期處理軟件，如AfterEffect、Shake、Combustion等后期處理軟件來處理更好的特效。當(dāng)然，這并不是分層渲染最重要的作用。作為一項好的技術(shù)，解決大家最困難的問題，提高工作效率才是最重要的。當(dāng)我們在處理一個復(fù)雜多變的項目文件時，當(dāng)我們需要一整天的時間來渲染一個場景時，重復(fù)的工作會讓你感到乏味，讓你無法努力工作。只

10、是分層渲染可以根據(jù)你的要求輸出更詳細(xì)的復(fù)雜圖像，當(dāng)你改變主意時可以通過重新渲染來節(jié)省大量時間。分層渲染可以相對獨立地渲染場景中的所有物體。甚至對象的通道也可以獨立渲染。這也就是我們常說的分層子通道渲染。這樣既方便了后期的調(diào)整，增加了后期的調(diào)整空間，也節(jié)省了大量的時間，提高了工作效率。當(dāng)今的大多數(shù) 3D 軟件都為分層渲染提供了出色的解決方案，例如 Maya。從Maya 7.0版本開始，引入了分層渲染的新概念，功能更強大，操作更簡單。在CG制作的現(xiàn)階段，分層渲染已經(jīng)成為動畫渲染人員的必修課。只有熟練掌握這項技術(shù)，才能大大提高實際工作中的效率。2 分層渲染在CG制作中的應(yīng)用實踐2.1 分層渲染在CG

11、制作中的應(yīng)用概述2.1.1CG的定義CG（computer-generated，digital handicrafts），本義是計算機圖形學(xué)（Computer Graphics），核心含義是數(shù)字圖形。隨著一系列以計算機為主要生產(chǎn)工具進行視覺設(shè)計和制作的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成。如今，CG的概念也隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴大而不斷擴展。 CG，包括技術(shù)和藝術(shù)，幾乎囊括了當(dāng)今計算機時代所有的視覺藝術(shù)創(chuàng)作活動，如平面印刷設(shè)計、網(wǎng)頁設(shè)計、三維動畫、影視特效、多媒體技術(shù)、建筑設(shè)計和計算機輔助設(shè)計等。工業(yè)設(shè)計等 在國際上，使用計算機技術(shù)進行視覺設(shè)計和制作的領(lǐng)域一般被稱為CG由CG和虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)生的媒體文化都可以歸類為CG。

12、 CG產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了相當(dāng)大的以科技為基礎(chǔ)的視覺藝術(shù)創(chuàng)意經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。2.1.2CG制作中的分層渲染技術(shù)在 CG 制作中，分層渲染幾乎總是用于最終渲染輸出。在3D動畫、游戲、建筑動畫和靜幀寫實圖像的制作過程中，合理的分層渲染不僅可以提高速度，還可以在后期軟件中輕松調(diào)整各種效果。因此，分層渲染是CG制作中最重要的部分。過程中必不可少的技術(shù)。分層渲染技術(shù)在3D動畫制作中的應(yīng)用最為普遍，如圖2-1所示。一般的制作過程會在前期準(zhǔn)備和動畫制作過程中花費大量精力，最終的渲染和合成可能會被忽略，但恰恰這個環(huán)節(jié)才是最關(guān)鍵的。因此，在最后的關(guān)鍵時刻，渲染制作者通常會進行圖 2-1 3D 動畫的渲染與合成使用分層渲染技

13、術(shù)。動畫和光照完成后，渲染器會根據(jù)后期合成者的意見，對每個鏡頭文件進行分層渲染，并提供圖層和通道進行合成，方便后期合成調(diào)整，如圖2- 2.由于在同一場景中分層渲染，不僅可以根據(jù)對象的類別進行粗略的分層，還可以根據(jù)對象的圖2-2的三維動畫進行精細(xì)的分層。視覺屬性分層。當(dāng)一個場景被分割成這么多的層時，它極大地增強了后期的操控性，所以現(xiàn)在很多 CG 藝術(shù)家都用它來制作靜止幀照片級的圖像，如圖 2-3 所示。制作方在CG靜幀作品的創(chuàng)作中，充分利用了分層渲染強大的分層功能，讓分層渲染和Passes渲染兩個功能發(fā)揮到了極致。2.2 使用分層渲染制作復(fù)雜場景的案例分析2.2.1以“亞馬遜之戰(zhàn)”為例在CG制作

14、中，對分層渲染技術(shù)的運用最為淋漓盡致的應(yīng)該屬于靜態(tài)幀照片級圖像的制作。下面將以靜幀作品亞馬遜之戰(zhàn)為例，簡單介紹在生產(chǎn)中如何使用分層技術(shù)進行分層渲染?！霸诿利惖膩嗰R遜雨林中，一場由亞馬遜女戰(zhàn)士與巨猿人相遇引發(fā)的戰(zhàn)斗已經(jīng)展開了數(shù)輪，面對的是手持重武器的強大猿人。女戰(zhàn)士的數(shù)次攻擊還沒成功，對手被擊殺，就在雙方傷痕累累，幾乎筋疲力盡的時候，女戰(zhàn)士跳了起來，拉弓瞄準(zhǔn)了猿人的頭部這幅靜止畫面描繪了關(guān)鍵時刻在作者寫的故事中，如圖 2-3 所示”引自龔振宇，數(shù)字藝術(shù)雜志，2006 年 6 月，第 6 期。作者對這部靜幀作品的概念設(shè)計、模型設(shè)計、材質(zhì)和燈光設(shè)置、后期處理和整體調(diào)整進行了概述。圖 2-3 亞馬遜之

15、戰(zhàn)它側(cè)重于在這項工作中使用分層渲染。一般初學(xué)者會用現(xiàn)實生活中觀察物體的眼睛來觀察虛擬3D物體。事實上，這種方法是錯誤的。我們在渲染3D模型的時候，經(jīng)常會遇到這樣的情況，因為已經(jīng)做了很多3D模型了。渲染的時候很麻煩。很難忍受光線追蹤和數(shù)百萬根頭發(fā)的 3D 劇照。因此，比較經(jīng)濟省時的制作方式是采用分層渲染，將模型分割成多個單獨的圖層文件進行分段渲染制作。例如，亞馬遜之戰(zhàn)分為以下幾層進行渲染：模型層它是最基本的層，是所有性能的基礎(chǔ)，如圖2-4所示。在模型的制作中，要多考慮作品的角度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)圖等因素，相機的角度也是一個很重要的因素。一般為了避免制作過程中相機位置的移動圖2-4 “亞馬遜之戰(zhàn)”-模型層

16、如果視圖移動不正確，則應(yīng)鎖定相機位置。顏色層顏色層，也就是模型的“衣服”，模型的材質(zhì)貼圖。地圖大致可以分為三個主要方面：顏色、凹凸和高光。給模型添加貼圖時，要注意燈光顏色與貼圖顏色的關(guān)系變化。調(diào)整好色調(diào)后，完成色層的制作，如圖2-5所示。圖 2-5 “亞馬遜之戰(zhàn)” - 顏色層遮擋層陰影層，一般稱為全局層，在本作品中主要是利用Maya7.0中Mentalray渲染器新增的節(jié)點制作而成。它主要計算物體與物體連接處陰影的顏色深度，一種表示模型體積的方法，如圖2-6所示。圖 2-6 “亞馬遜之戰(zhàn)” - 陰影層陰影層投影層，如圖2-7所示。在Maya中，它的作用主要是在燈光的照射下從物體中提取陰影，方便

17、后期作品的調(diào)整和編輯。投影層也是本作制作過程中非常重要的一個因素。圖 2-7 “亞馬遜之戰(zhàn)”毛皮層毛發(fā)層，如圖2-8所示。 Maya 的毛皮工具是一種制作柔軟動物毛發(fā)的工具。它對模型的操作要求非常嚴(yán)格，渲染速度也比較慢，而且對渲染器的要求也比較特殊，所以放在了渲染中。在單獨的文件中單獨渲染。圖 2-8 “亞馬遜之戰(zhàn)” - 頭發(fā)層如果想更深入地描述作品，還可以分為高光層、發(fā)射層、景深層和特效層。在單獨渲染了這么多圖層之后，然后使用 Photoshop 軟件將不同的圖層分層在一起。后期的色彩調(diào)整也可以使用后期合成軟件AfterEffect、Shake、Combustion等對通道進行疊加處理，完成

18、最終的靜止畫面。2.3 分層渲染在3D動畫場景中的應(yīng)用2.3.1以動畫巨無霸的制作為例眾所周知，中國的動畫，尤其是商業(yè)動畫，一般制作周期短，客戶對質(zhì)量要求極高。因此，在沒有分層渲染技術(shù)之前，往往需要花費太多時間進行后期渲染和合成，才能跟上時代的步伐。必須完成任務(wù)。分層渲染可以相對獨立地渲染場景中的所有物體。比如在固定場景下，只需要分別渲染背景層和人物層，不僅節(jié)省了大量不必要的重復(fù)渲染時間，而且便于后期的調(diào)整和修正，增加了后期調(diào)整空間，大大提高工作效率。因此，分層渲染是制作3D動畫非常重要的一步，也是制作3D動畫必不可少的一環(huán)。下面的動畫作品巨無霸充分利用了分層渲染技術(shù)在3D動畫制作中的優(yōu)越性。

19、在制作中靈活運用分層技術(shù)，再進行后期合成處理。一部優(yōu)秀的3D動畫作品就此誕生。動畫巨無霸在制作中分為以下幾層：背景美背景層，如圖2-9所示。在 3D 動畫場景中，背景層一般是除了人物之外不會移動的物體，也可以包括一些道具。渲染 3D 動畫時，圖 2-9 “Huge” - 背景層如果每幀渲染按角色和所在場景計算一次，會大大增加渲染時間。人物美人物層（在動畫巨無霸中，該層也是地中層）如圖2-10所示。 3D動畫制作中，動畫中的人物是畫面形象的主體，學(xué)習(xí)塑造一或圖2-10“巨”動畫制作中的人物圖層幾個鮮明獨特的動畫角色是極其重要的環(huán)節(jié)。而角色的動作是賦予生命的靈魂，所以角色動畫在制作過程中也是極其重

20、要的。通常，將角色圖層渲染在單獨的圖層中，這樣不僅可以加快整個動畫的渲染速度，而且可以在后期合成時輕松調(diào)整色差并添加特殊效果以豐富角色。Shadows投影層，如圖2-11所示。每個物體都會在光的投影下產(chǎn)生一個投影。物體上的陰影包括物體本身的陰影和其他物體投在物體上的陰影，所以有效控制陰影貼圖2-11“巨無霸”投影層在3D動畫制作中，會將投影提取出來作為單獨的圖層渲染，為后期的調(diào)整和編輯提供了很大的幫助，更加靈活。Occlusion是一種特殊的通道，如圖2-12所示。主要計算物體間連接處的陰影顏色深度，模擬真實環(huán)境中物體間的光子衰減，表達場景模型的體積感。圖 2-12 “Huge” - 遮擋層一

21、個方法。這個通道層是制作動畫的重要組成部分。Effect - 特效層，一般渲染為單獨的通道層，其元素包括光學(xué)效果中的光、灰霧、鏡頭光暈、粒子效果、煙霧、灰塵等。在這個動畫中，有Fire（獲取）層、Fog（霧）層、Smoke（煙霧）層和Glow（光效）層，如圖2-13所示。有了這些效果，可以說是立體動畫制作中的錦上添花，讓動畫更具觀賞性。圖 2-13 “Huge”特效層Front ground前景層，如圖2-14所示。在3D動畫制作中，場景往往分為前景、中景和遠(yuǎn)景。前景相對在視覺前方，因此前景中的物體需要相對較高的精度。圖 2-14 “Huge” - 前景層毛皮-毛發(fā)層，如圖2-15所示。 Ma

22、ya 的皮毛工具是制作柔軟動物皮毛的工具。動畫巨無霸前景中老人身上的衣服是用動物皮毛做的，皮毛是要制作的。圖 2-15 頭發(fā)的“Huge” - 前景頭發(fā)層渲染速度非常慢。為了不影響整個場景的渲染速度，渲染時放到單獨的文件中單獨渲染。3 實例解析分層渲染3.1 如何在Maya中實現(xiàn)分層渲染3.1.1進入分層渲染界面本題分析將使用Maya2008軟件，首先打開Maya2008軟件，點擊界面最右側(cè)的（圖層編輯器），會彈出一個窗口欄，上半部分通常是通道欄，下半部分是圖層編輯欄。下面圖層編輯器中的第一個Display是類似PS的圖層，第二個Render是分層渲染。這里要注意的一般要點是，刪除 Displ

23、ay 和 Render 層并不會刪除場景中的任何對象。下面是分層渲染pass bar，如圖3-1所示。圖 3-1 分層渲染界面它也可以在主菜單欄中找到。我們創(chuàng)建的圖層會顯示在分層渲染通道欄中；如圖 3-1 所示，只要在圖層上單擊鼠標(biāo)右鍵，就可以添加、刪除對象或刪除圖層。通常我們習(xí)慣的操作是在Maya透視窗口中選擇場景中的任意一個物體，然后在layer1上右鍵選擇添加、移除或刪除圖層的命令。3.1.2創(chuàng)建渲染層在分層渲染通道欄中，左側(cè)為“創(chuàng)建空白圖層”，右側(cè)為“創(chuàng)建圖層并添加選定對象”。在制作3D動畫的過程中，右邊的通常用于分層渲染。建立第一層后需要選擇對象，我們會看到下面有兩層，一層是“l(fā)ay

24、er1”（層1）和“master Layer”（整個層）；而“l(fā)ayer1”就是我們剛剛創(chuàng)建的層。 “主層”是一個自動生成的全局渲染層。該層包含場景中的所有對象，包括相機、燈光等。3.1.3分層渲染步驟分層渲染的第一步是根據(jù)不同的類型對對象進行分層（這取決于個人制作的需要），可以點擊“創(chuàng)建空白圖層”，然后回到“主圖層”，在當(dāng)前圖層中選擇對象需要添加圖層并返回到剛剛創(chuàng)建的圖層，比如“圖層1”右鍵單擊”添加選定對象“；另一種是在透視圖中選擇要選擇的對象，點擊右側(cè)圖標(biāo)”創(chuàng)建圖層并添加選擇對象”。第二步分層渲染，選擇“master Layer”全局層，打開渲染設(shè)置（Window Rendering E

25、ditors Render Settings），打開渲染設(shè)置窗口后，我們會看到與之前的不同；將顯示頂部標(biāo)題欄“（主層）”，以及渲染類型下的“Maya Software”、“Maya Hardware”、“Maya Mental ray”（打開窗口設(shè)置/首選項插件管理器窗口）。僅有效）三項；在制作動畫的過程中，通常不可能根據(jù)渲染場景的需要同時使用這些渲染器。需要注意的是，“ masterLayer ”是全局的，這里的設(shè)置會成為你的要求。渲染層的默認(rèn)值，除非你使用“Override”（這意味著每個層可以根據(jù)需要獨立選擇渲染器，而不影響其他層） 。首先要說的是，每一層前面的“R”代表要渲染的層。默認(rèn)

26、情況下，“主層”不渲染。您可以單擊它來取消渲染。如圖 3-2 所示。圖 3-2 渲染層界面點擊“l(fā)ayer1”左邊第二個圖標(biāo)：一個球，然后彈出“Hypershade”超圖編輯器，通常稱為材質(zhì)編輯器。選擇圖層 layer1 時，可以為該圖層的對象創(chuàng)建材質(zhì)。給物件下料后，小球會變成藍(lán)色，表示已經(jīng)設(shè)置好了。點擊“l(fā)ayer1”的第三個圖標(biāo)：一個flag，彈出屬性編輯器窗口，可以在其中修改“Member Overrides”選項卡中的值：Cast Shadows-Casts Shadows，Accept Shadows-Receive Shadows，運動模糊-運動模糊、主要可見性-主要可見性、平滑著

27、色-平滑著色、折射可見-折射可見、反射可見-反射可見、雙面-雙面、相反-相反，深度抖動-深度抖動，忽略自身陰影-忽略自身陰影。然后右鍵單擊“l(fā)ayer1”并按住，將鼠標(biāo)移動到“Presets ”以出現(xiàn)Luminance depth（景深）、Occlusion（全局或AO）、Normal map、Geometry matte（幾何凹凸）、Diffuse（固有顏色） 、Specular（高光）、Shadow（投影）等屬性，根據(jù)不同場景、不同物體的不同屬性，可以選擇其中任意一個屬性進行渲染。3.2 結(jié)合分層渲染在畢業(yè)設(shè)計動畫中的應(yīng)用實踐3.2.1按對象類分層分層渲染是我們畢業(yè)設(shè)計制作過程中不可缺少的

28、一部分。我們以畢業(yè)設(shè)計動畫中的一個鏡頭為例來分析一下這項技術(shù)。一般按鏡頭內(nèi)容可分為人物層、道具層、背景層，或按場景分為前景層、中景層和背景層。如圖3-4所示，是畢業(yè)設(shè)計動畫中的人物圖層或前景圖層。大部分提到的角色圖層通常是指鏡頭中的角色或相對于背景運動相對較大的物體，因為角色會有動畫。比如人、自行車、飛機等。所以把這個層分開，和背景層分開渲染。在后期制作中，很容易控制人物圖層的明暗、色調(diào)、透明度等。圖片中的人物層還包含了一張信紙，沒有和中地層一起渲染，因為人物有動畫，相框需要翻過來壓在紙上，人物圖 3-4 中的層而且這樣做以后更容易修改。如圖 3-5 所示的中間層或道具層是桌子和窗臺，上面有收

29、音機、墨水瓶和茶杯等道具。在這個鏡頭中，雖然角色是動畫的，但是中間的圖層是靜止的，所以在分層渲染的時候，只需要渲染一個帶有通道的靜態(tài)靜止幀圖像。渲染時，只需要單獨渲染這一層。圖 3-5 中等背景層背景層，就像圖 3-6 中窗外的場景一樣，包括自行車、樹木和其他物體。背景層一般是幾個場景，沒有太多道具。在制作過程中，這一層也是靜態(tài)的，所以只需要像中間層一樣渲染一次。圖 3-6 背景層上面的分層渲染是根據(jù)場景中的不同場景設(shè)置的。這樣就可以將沒有動畫的背景道具和有動畫的角色分開渲染。如果所有場景都在同一層渲染，則只需要渲染。一旦靜止，就必須和角色一起渲染計算，大大浪費了渲染時間，這樣不僅節(jié)省了大量的

30、渲染時間，還可以讓你在后期處理軟件中對不同的部分進行著色和修改匹配他們。 ,提高工作效率。3.2.2根據(jù)對象視覺屬性精細(xì)分層在制作動畫的過程中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)動畫渲染后高光或者自陰影并不理想，所以如果我們使用之前的分層方式進行輸出，勢必會導(dǎo)致重新修改渲染結(jié)果。所以為了減少返工，增強畫面效果，我們可以分離出高光、反射、陰影等。這種分層方法是根據(jù)物體的視覺屬性進行分層，也稱為子通道渲染。在畢業(yè)設(shè)計的制作過程中，幾乎每一個鏡頭、每一個場景都使用了這種分層方法。根據(jù)以上物體類別分層方法，根據(jù)我們畢業(yè)設(shè)計動畫中鏡頭的需要，分為投影層、高光層、反射層、景深和遮擋層。投影層，如圖 3-7 所示，在場景中起著

31、非常重要的作用。無論是白天還是黑夜，任何場景中的物體都會有投影，否則會缺乏真實感，投影層會單獨渲染。 ，它允許物體根據(jù)周圍環(huán)境等改變其投影的透明度顏色。投影的質(zhì)量仍然很差，這是影響整個動畫場景氣氛的重要因素。圖 3-7 投影層高光層，如圖3-8所示，因為場景中很多物體會因為光源的影響而產(chǎn)生不同形狀的高光，但是如果渲染后的高光太強或者太弱，就得重新設(shè)置對象的高亮值?；蛘吖庠吹膹姸鹊?，然后重新渲染，大大浪費了工作時間。如果單獨渲染高光，則不需要重新設(shè)置場景中對象的參數(shù)。后期只需要修改高光層的參數(shù)即可。而且高光層的渲染速度比較快，工作效率會有所提高。圖 3-8 高亮圖層反光層，如圖3-9所示，一般會

32、產(chǎn)生表面比較光滑的物體，比如玻璃、郵箱、收音機、眼鏡、桌面等。加入這一層后，物體會更有質(zhì)感，給動畫增加真實感.在圖片中，性能是桌面的反映。圖 3-9 反射層景深是豐富相機鏡頭的一層，可以讓相機捕捉到的主要物體在畫面中更加突出，比如動畫中的人物，可以用景深來定位焦距相機。如圖 3-10 所示。在畢業(yè)設(shè)計中，景深是我們必須渲染的圖層，因為很多戶外場景的背景只是一張貼圖，所以我們需要加上景深來制作圖3-10中的背景貼圖的深度場地遠(yuǎn)離前景中的人物和場景。全局層，（Occlusion layer），如圖3-11所示，該層也是動畫制作中的關(guān)鍵層，可以充分表現(xiàn)場景中任意物體的體積，使畫面更加飽和逼真。它主要

33、計算物體與物體之間連接的陰影顏色深度，表達物體的體積感。圖 3-11 遮擋層3.3 分層渲染的輸出分層渲染的輸出設(shè)置比通過對象類和對象視覺屬性對場景中的對象進行分層要簡單得多。當(dāng)您根據(jù)動畫的需要設(shè)置了要渲染的圖層后，在分層渲染通道欄中會出現(xiàn)如圖3-12所示的分層設(shè)置。每個圖層都可以重命名，您可以根據(jù)鏡頭、場景編號等命名圖層。圖 3-12 鏡頭 38 層設(shè)置打開各圖層的圖層渲染設(shè)置，如圖3-13所示，需要注意的是窗口欄中顯示“l(fā)ayer1”，說明這是“l(fā)ayer1”圖層的渲染設(shè)置窗口，但所有設(shè)置都與“l(fā)ayer1”相同。同“master Layer”，因為它控制的是默認(rèn)值；但是我們每一層都有不同

34、的制作要求和需求，我們可以右擊這個詞，也就是橙色區(qū)域，會彈出選項，每一項“鎖定屬性”都是一個鎖定參數(shù)。對于每兩項“Create Layer Override”，我們選擇第二項“CreateLayer Override”，圖3-13 圖層渲染設(shè)置窗口并設(shè)置你的參數(shù)。當(dāng)我們看到“l(fā)ayer1”的所有圖標(biāo)都“點亮”時，說明“Per object Override ”（per object override）設(shè)置完成。需要注意的一點，當(dāng)我們插入背景圖片的時候，渲染輸出的時候是看不到通道的，必須關(guān)閉背景圖片的顯示屬性分層渲染輸出的最后一步是進行批量渲染（Batch Render），分層渲染必須用到。渲染

35、出來的序列圖一般默認(rèn)在Maya的image文件夾下，鏡頭和場景編號和你在Layer Render Settings窗口中設(shè)置的一樣。3.4 后期合成當(dāng)分層渲染完成后，我們要做的最后一步就是進入后期合成軟件進行合成。我們可以在對應(yīng)的文件夾中找到這些文件，如圖3-14所示。這些渲染的序列幀圖像將放置在根據(jù)您的分層渲染設(shè)置命名的同一文件夾中，一目了然很容易找到。圖 3-14 渲染圖像在下一步中，您可以使用后處理軟件來更好地處理渲染的圖像序列幀?？梢允褂靡幌盗泻笃谔幚碥浖鏏fter Effect、Shake、Combustion等后期處理軟件。我們畢業(yè)設(shè)計動畫的合成使用了AfterEffect CS4。后期合成軟件的作用是將分層渲染的序列幀圖像進行組合，后期合成，修改顏色偏差，添加特效，處理各層的參數(shù)等，然后將圖像組合起來制作動畫，如圖 3-15 所示。圖 3-15 后期綜合合成的最后一步也是比較重要的一步，因為經(jīng)常會出現(xiàn)一些小錯誤需要返工。如果不使用分層渲染，則必須調(diào)整需要修改的整個場景。結(jié)果，需要很長時間才能繼續(xù)。合成?，F(xiàn)在換成分層渲染，情況就不一樣了。哪里有問題，比如投影太死，背景紋理太大等，只需要修改投影層和背景層就可以解決問題。分層渲染在動畫或其他CG制作中的重要性和優(yōu)勢都體現(xiàn)在這些