基于3smax的認(rèn)真對(duì)待激光掃描

基于3smax的認(rèn)真對(duì)待激光掃描

0dsma平臺(tái)的運(yùn)用渲染是基于指定的材料、光、背景的配置，并根據(jù)場(chǎng)景中創(chuàng)建的幾何對(duì)象的物理特征來(lái)顯示的。3DSMAX中常用的渲染方式有:渲染場(chǎng)景(RenderScene)、快速渲染(Quickrendar)、渲染類型(RenderType)、實(shí)時(shí)渲染(ActiveShade)等,場(chǎng)景的設(shè)置是影響3DSMAX渲染速度的主要因素,除此之外,對(duì)渲染類型、渲染參數(shù)、光能傳遞等內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置,也可以提高3DSMAX的渲染速度。目前,3DSMAX9默認(rèn)安裝了3個(gè)掃描器:掃描線渲染器、mentalray渲染器和VUE文件文件渲染器。掃描線渲染器是系統(tǒng)默認(rèn)的渲染器,在指定渲染器卷展欄中,可以選擇不同的渲染器。掃描線渲染是一行一行、而不是根據(jù)多邊形到多邊形或者點(diǎn)到點(diǎn)方式渲染的一項(xiàng)技術(shù)和算法集。所有待渲染的多邊形首先按照頂點(diǎn)y坐標(biāo)出現(xiàn)的順序排序,然后使用掃描線與列表中前面多邊形的交點(diǎn)計(jì)算圖像的每行或者每條掃描線,在活動(dòng)掃描線逐步沿圖像向下計(jì)算的時(shí)候更新列表丟棄不可見(jiàn)的多邊形。這種方法的1個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是沒(méi)有必要將主內(nèi)存中的所有頂點(diǎn)都轉(zhuǎn)到工作內(nèi)存,只有與當(dāng)前掃描線相交邊界的約束頂點(diǎn)才需要讀到工作內(nèi)存,并且每個(gè)定點(diǎn)數(shù)據(jù)只需讀取1次。主內(nèi)存的速度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中央處理單元或者高速緩存,避免多次訪問(wèn)主內(nèi)存中的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)就可以大幅度地提升運(yùn)算速度。MentalRay是早期出現(xiàn)的2個(gè)重量級(jí)的渲染器之一(另外一個(gè)是Renderman),為德國(guó)MentalImages公司的產(chǎn)品,MentalRay的渲染效率非常高,渲染效果好,而且操作簡(jiǎn)單。MentalRay一般來(lái)說(shuō)只需要在程序中設(shè)定好參數(shù),然后“智能”地對(duì)需要渲染的場(chǎng)景自動(dòng)計(jì)算,所以MentalRay有了1個(gè)別名“智能”渲染器。VUE文件文件渲染器是1種特殊用途的渲染器,可以生成場(chǎng)景的ASCII文本說(shuō)明。視圖文件可以包含多個(gè)幀,并且可以指定變換、照明和視圖的更改。1brazel和vraq新型主體用大力推進(jìn)高效整理的程序?yàn)榱嗽黾?DSMAX渲染功能,很多軟件公司開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的渲染軟件。這些渲染軟件稱為3DSMAX的渲染器插件。目前較為流行的有三大渲染器插件:Brazil渲染器插件、FinalRender渲染器插件、Vray渲染器插件。Brazil(簡(jiǎn)稱BR)渲染器,是SplutterFish公司在2001年開(kāi)發(fā)的1個(gè)渲染軟件,其渲染效果是非常驚人的,但渲染速度相對(duì)來(lái)說(shuō)非常慢。Brazil渲染器擁有強(qiáng)大的光線跟蹤的折射和反射、全局光照、散焦等功能,渲染效果極其強(qiáng)大。Brazil渲染的質(zhì)量非常高,但是用Brazil渲染圖片可以說(shuō)是非常慢的過(guò)程,以目前計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō),用于渲染動(dòng)畫(huà)還是不太現(xiàn)實(shí)。FinalRender(簡(jiǎn)稱FR)渲染器,是德國(guó)Cebas公司2001年出品的,這個(gè)渲染器目前較為流行。其渲染效果雖然略遜色于Brazil,但由于其速度非?？?效果也很高,對(duì)于商業(yè)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是非常合適的。Vray(簡(jiǎn)稱VR)渲染器是著名的ChaosGroup公司新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。主要用于室內(nèi)外裝潢設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等的渲染。并且它能產(chǎn)生一些特殊的效果,如次表面散射、光跡追蹤、焦散、全局照明等。Vray其真實(shí)的光線能創(chuàng)建出專業(yè)的照片級(jí)效果。其特點(diǎn)是渲染速度快,目前很多制作公司使用它來(lái)制作建筑動(dòng)畫(huà)和效果圖,就是看中了它速度快的優(yōu)點(diǎn)。Vray渲染器有“焦散之王”的稱號(hào),在焦散方面的效果是所有渲染器中最好的。其天光和反射的效果也非常好,真實(shí)度幾乎達(dá)到了相片的級(jí)別。設(shè)置簡(jiǎn)單是Vray渲染器的另外一大特色,它的控制參數(shù)并不復(fù)雜,完全內(nèi)嵌在材質(zhì)編輯器和渲染設(shè)置中,這就為初學(xué)者快速入門(mén)提供了可能。2掃描線染染物理特性3DSMAX的渲染參數(shù)復(fù)雜、繁多,加上各種不同的渲染器,更是讓使用者無(wú)從下手,由于版面限制,下面僅對(duì)3DSMAX默認(rèn)的掃描線渲染器(DefaultScanlineRenderer)進(jìn)行討論,因?yàn)檫@一渲染器在實(shí)際使用中較為頻繁,應(yīng)用范圍廣泛,同時(shí)也為其它渲染器的研究提供參考。掃描線渲染參數(shù)由以下幾個(gè)選項(xiàng)卡組成:(1)當(dāng)前渲染器(CurrentRender);(2)通用參數(shù)(CommonParameter);(3)渲染元素(RenderElements);(4)光線追蹤(LightTracer);(5)高級(jí)照明(AdvancedLight)。2.1不同圖像輸出尺寸、強(qiáng)制面板、高級(jí)照明設(shè)置對(duì)dsma工藝的影響該選項(xiàng)卡主要用來(lái)設(shè)置輸出時(shí)間,輸出尺寸,顏色檢查等內(nèi)容,該選項(xiàng)卡中包括“通用參數(shù)(CommonParameter)”、“電子郵件通知(EmailNotification)”、“腳本(MAXScript)”、“指定渲染器(DesignatedRenderer)”共4個(gè)卷展欄,對(duì)其中部分參數(shù)的調(diào)整可提高渲染速度。在“通用參數(shù)(CommonParameter)”卷展欄中,圖像輸出尺寸(OutputSize)、強(qiáng)制雙面(ForceSide)、高級(jí)照明(AdvancedLighting)這些選項(xiàng)對(duì)3DSMAX渲染速度影響較大。圖像輸出尺寸越小,渲染速度越快,其尺寸根據(jù)需要盡可能設(shè)置小一點(diǎn),如果是渲染多張動(dòng)畫(huà),設(shè)置的大小,對(duì)速度的影響是非常大的。使用強(qiáng)制雙面是指是否對(duì)物體內(nèi)外表面都進(jìn)行渲染,如果沒(méi)有出現(xiàn)鏤空面、閃爍面,不需要對(duì)物體內(nèi)外表面都進(jìn)行渲染,將該項(xiàng)目關(guān)閉,可明顯加快3DSMAX渲染速度。高級(jí)照明選項(xiàng)區(qū)決定是否調(diào)用高級(jí)照明系統(tǒng)進(jìn)行渲染,“使用高級(jí)照明”選項(xiàng)一般是打開(kāi)的,使用高級(jí)照明一般會(huì)大大降低渲染速度,該選項(xiàng)區(qū)中“必要時(shí)計(jì)算高級(jí)照明”選項(xiàng)非常重要,該選項(xiàng)一般是關(guān)閉的,表示每楨都進(jìn)行高級(jí)照明的光線分步計(jì)算,這樣對(duì)動(dòng)畫(huà)來(lái)說(shuō)就大大增加了渲染時(shí)間,因?yàn)閳?chǎng)景中,如果沒(méi)有物體和燈光改變的動(dòng)畫(huà),就不必逐幀計(jì)算光線分布,打開(kāi)該選項(xiàng),表示只在有物體和燈光改變的情況下,才對(duì)高級(jí)照明的光線分步計(jì)算,對(duì)需要使用高級(jí)照明的渲染,可大大加快渲染速度。在其它3個(gè)卷展中,選用其它渲染器,也會(huì)提高3DSMAX的渲染速度,但這不屬于本文研究范圍。2.2掃描線大力使用該選項(xiàng)主要用來(lái)對(duì)當(dāng)前渲染器進(jìn)行設(shè)置(現(xiàn)在只討論掃描線渲染器,故其它渲染器不在討論范圍內(nèi)),該選項(xiàng)主要設(shè)置掃描線渲染器的參數(shù),其中大部分參數(shù)可以在對(duì)場(chǎng)景測(cè)試時(shí)關(guān)閉或打開(kāi),以提高渲染速度。(1)快染速度測(cè)試貼圖:該選項(xiàng)表示渲染時(shí),是否忽略場(chǎng)景中所有的材質(zhì)貼圖信息,如果進(jìn)行光照測(cè)試,關(guān)閉該項(xiàng)可加快渲染速度。陰影:該選項(xiàng)是渲染陰影,關(guān)閉該項(xiàng),將忽略所有陰影,在不需要陰影的效果測(cè)試中可加快渲染速度。自動(dòng)反射折射、鏡面反射:關(guān)閉該項(xiàng),將忽略所有自動(dòng)反射材質(zhì)、自動(dòng)折射材質(zhì)和鏡面反射材質(zhì)的跟蹤計(jì)算,可加快渲染速度。強(qiáng)制線框:該選項(xiàng)決定場(chǎng)景中所有物體是否以線框方式渲染。(2)“抗鋸齒”區(qū)域過(guò)濾貼圖:該選項(xiàng)決定是否材質(zhì)中的貼圖進(jìn)行過(guò)濾處理,使用該項(xiàng),渲染效果更真實(shí),關(guān)閉該項(xiàng)可加快渲染速度。(3)持續(xù)細(xì)劃分/時(shí)長(zhǎng)對(duì)比的影響該區(qū)主要設(shè)置物體運(yùn)動(dòng)模糊效果,其中對(duì)渲染時(shí)間影響最大的選項(xiàng)是取樣(Samples)和持續(xù)細(xì)劃分(DurationSubdivisions),一般采樣的數(shù)值設(shè)置為12就可以了,設(shè)置更高,會(huì)使渲染時(shí)間成倍增加,持續(xù)細(xì)劃分的值一般和采樣的數(shù)值設(shè)置設(shè)置相同。(4)透明物的疊加該項(xiàng)主要設(shè)置物體快速移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的模糊效果,如果開(kāi)啟該區(qū)中“透明度”選項(xiàng),圖像運(yùn)動(dòng)模糊就會(huì)應(yīng)用于透明物體的疊加,增加渲染時(shí)間,一般不開(kāi)啟作用于“透明度”選項(xiàng),可加快渲染時(shí)間。另外,增加“自動(dòng)反射折射貼圖(Auto-ReflectRefractandMirrors)”渲染選項(xiàng)的次數(shù),“使用內(nèi)存管理(MemoryManagement)”中的“保留內(nèi)存”項(xiàng),都會(huì)增加渲染時(shí)間。2.3降清“raap東南角”和“過(guò)濾尺寸”照明追蹤是1種使用光線跟蹤(Ray-Tracing)技術(shù)的全局系統(tǒng),它通過(guò)在場(chǎng)景中進(jìn)點(diǎn)采樣并計(jì)算光線反彈,從而創(chuàng)建較為逼真的照明效果,要提高照明追蹤的速度,可采用2種辦法:第一種是降低“光線采樣(RaysSample)”和“過(guò)濾尺寸(FilterSize)”的取值。第二種是:在打開(kāi)“適配進(jìn)一步取樣(AdaptiveUndersampling)”選項(xiàng)情況下,將“初始采樣間距(InitialSample)”與“細(xì)分降至(SubdivideDownTo)”設(shè)為相同。并將“光線采樣(RaysSample)”取較低值,“反彈(Bounces)”值設(shè)為零。另外還可通過(guò)“排除物體”、“優(yōu)化光線數(shù)量”、“降低采樣值”等方法來(lái)提高渲染速度。2.4光能傳遞技術(shù)該選項(xiàng)卡允許選擇“光線追蹤(Ray-Tracing)”和“光能傳遞(Radiosity)”2種方式,前面已介紹了“光線追蹤”,下面主要討論“光能傳遞”。光能傳遞是真實(shí)模擬光線在環(huán)境中互相作用的全局照明渲染技術(shù),它能夠重建自然光在場(chǎng)景中物體表面的反彈,從而實(shí)現(xiàn)更為真實(shí)和精確的照明效果。光能傳遞設(shè)置較為復(fù)雜,要想提高渲染速度,主要是使用“再聚集(Regather)”算法,但是須在建模上下工夫,因?yàn)橹挥泻侠淼募?xì)分,渲染時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)“陰影漏光“現(xiàn)象,如果建模不合理而又要得到好的效果,只能使用“再聚集(Regather)”算法,但渲染速度非常慢。2.5元素染色法渲染元素可以將渲染中的各種信息分割成單個(gè)圖像文件元素,可以將每個(gè)元素想像成1個(gè)層,然后將高光、漫射、陰影和反射元素結(jié)合成圖像。例如,可以單獨(dú)渲染陰影,然后再將它們合成在一起,之后可以用元素渲染進(jìn)行合成。這在使用一些圖像處理軟件或特殊效果軟件時(shí)