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纯干货:种梦C4D宝典——高级材质渲染案例(三)

204天前发布

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真实渲染,照片级高级渲染案例分析

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前两周我分享了两篇高级材质案例文章——《高级材质案例(一)》《高级材质案例(二)》我认为,要想渲染出真实的效果,都需要从底层了解渲染原理、布光原理、物理规则、需要用心观察生活。


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在种梦群的沟通中,我发现很多设计师总想着寻找捷径,寻找偷懒的办法,下载些预设、材质球用一下,盲目的跟风,其实这样根本走不远。想成为优秀的设计师、总监级别的设计师,我会给你以下建议——平面技术的深刻理解、三维技术的加入以及品牌思维的渗透,这是最重要的三个方面,同时,学会独立思考同样很重要,努力不是装出来的,因为结果不会跟你一起演戏。

 

好了,现在一起来了解关于“渲染”的原理。


一、渲染原理介绍


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1、渲染原理分析


只要掌握物理规则,就会发现C4D默认的渲染器和渲染插件都是类似的。根据能量守恒定律,对于光线来说,它只对物体表面做三件事:吸收、反射、透射(折射:是指光线穿过物体内部的现象)。例如没有被反射的光通过折射进入玉石的子表面层,光进入这些层之后部分被吸收获得颜色和散射,再从玉石中入射点附近的出射点射出。而这个过程就会产生次表面散射的效果,俗称3S)。

 

微观结构是指用显微镜观察到的物体表面细节,所有的微观结构组成了物体的整体表面。渲染时计算机不会直接计算这些微观结构,而只会整体呈现出结构(即放大出细节,缩小不出细节),具体的做法是忽略细节,使用一个参数来定义整体的粗糙度,而用户就只需要使用粗糙度参数来定义微观结构。同理,因为所有物体的表面并非光滑,用户可以使用凹凸参数来模拟真实的物体表面。

 

真实的物体材质是具有多种属性的,它们是相互结合在一起的。例如塑胶,有些时候是具有透明属性,同时也会具有3S属性。而这些属性构成了真实世界、真实物体的基础部分,当然三维软件中都有与之对应的通道。就像煮菜一样,如果原料(通道)搭配得当,煮出来的菜就会很美味,同理材质就会很真实,要是盐放多了(搭配失调)材质就会不好看了。


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漫反射(漫射)是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。人眼之所以能看清物体的全貌,主要是靠漫反射光在眼内的成像。简单来说就是光子反弹进入了我们眼睛,因为我们的眼睛视锥细胞可以识别不同波长的光线。而不同的波长就代表着不同的颜色,就等同于在C4D的反射层设置漫射,而放弃传统材质中的颜色层。(延伸阅读:《纯干货:色彩入门宝典》


在C4D R19新加入的PBR材质中,已经默认把颜色层取消勾选,而是把反射中加入一个漫射,这样的做法其实是更加符合真实的物理规则。而同理在C4D R18时,我们同样可以通过这样的做法优化我们的工作流程,做出更加符合物理规则的渲染作品。另外,渲染器在计算漫反射时,是计算光源发出的光线与面法线之间的夹角,这样做的好处是加快计算和渲染速度。当然这个只是针对漫反射计算,如果你开启了GI(全局光照),又或者你使用了反射,那计算机就需要计算进入眼睛的所有光子。

 

菲涅耳(Fresnel)是指反射强度会随着视线夹角而变化(即中间最弱,四周最强)。在使用时可使用物理,默认折射率为水。三维(软件)世界与真实世界的物体分两种——导体与绝缘体。菲涅耳一般使用预设即可,分为导体(导电,比如金属)和绝缘体(不导电,比如冰块)。绝缘体支持反射、吸收、透射(折射)而导体只支持反射和吸收(取消颜色层)。例如金属,它的反射很高,但是如果给金属表面上了一层颜色,例如是车漆,那它就属于绝缘体了,就需要添加漫反射(漫射)了。

 

真实世界中100%吸收是不存在的(所以纯黑色是不存在的),唯一能够吸收所有光线的物体只有黑洞。黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸(一个物理概念)速度大于光速。简单来说就是以光的速度前进,也出不来。从而就会得到纯黑色。输出能量不能大于输入能量,简单来说就是反射+吸收+折射的能量和不能超过100%(所以纯白色是不存在的),一般设置黑色和白色的亮度是80%左右,当然如果在做一些产品可视化设计时,为了视觉效果我们可以设置纯黑和纯白,这就是在你了解了物理规则之后,可以尝试去打破它。


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2、灯光原理分析


首先我们需要知道,在三维软件中,光线是从摄像机发出而非灯光,为什么呢?我们知道在真实世界里,灯光由光源发射光子。而三维软件中是由摄像机发射光子然后搜索光源。在真实世界中,我们以太阳为例,它会将光子发射到世界各地。因此如果是由灯光发出光子的话,它将需要计算所有的光子,因为它并不知道哪些光子是重要的,对渲染结果是有作用的,哪些是不重要的。对于一个光源来说,实际上只有很少的光子进入了我们眼睛,因此渲染器实际上做了很多无用计算。于是有一些聪明的人用一种逆向思维,使光子从摄像机发出,然后去搜索光源,从而减少计算量,只让计算机计算进入眼睛的光子。

 

在三维软件(以C4D为主进行讲述)中,灯光主要分为三种,即默认灯光(三种方式:传统灯光、发光材质、天空配合HDRI)、灯光预设、插件。现实中不存在GI(全局光照),GI是用来模拟真实的光子传递效果的。如果光源足够的情况下,GI是没有开启的必要的。而在真实世界中,这些都是自然发生的。

 

二、实际案例分析


要事先说明的是,我会告诉你创作的思路,但不会提供完整的参数说明敬请留意。

 

通过对渲染原理的分析,我们可以使用球体做一个简单的渲染测试。


1、案例分析(球体)

 

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球体案例最终效果

 

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灯光:天空HDRI+左主灯+右副灯(直接使用发光材质代替灯光)

 

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材质分析:取消颜色层,使用反射层中的漫射代替颜色层

 

渲染:使用物理渲染器(参照《高级材质案例(一)》《高级材质案例(二)》

 

加入后期——导出PSD后使用PS(CR)进行处理


接下来我们进行真实渲染测试,分析两个照片级高级渲染案例。

 

2、容器案例分析

 

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容器案例最终效果(开启物理景深,感觉比较真实)

 

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天空HDRI+左主灯+右副灯+顶灯(直接使用发光材质代替灯光)


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重点材质分析:取消颜色层,使用反射层中的漫射代替颜色层

 

渲染:使用物理渲染器(参照《高级材质案例(一)》《高级材质案例(二)》

 

加入后期——导出PSD后使用PS(CR)进行处理


3、自行车案例分析


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自行车案例最终效果

 

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灯光:天空HDRI


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重点材质分析:取消颜色层,使用反射层中的漫射代替颜色层;地面使用法线层,添加法线生成,模拟真实的地面效果

 

渲染:使用物理渲染器(参照《高级材质案例(一)》《高级材质案例(二)》

 

加入后期——导出PSD后使用PS(CR)进行处理


三、总结


通过了解渲染原理、灯光原理,会发现其与物理规则息息相关,在十几年前我跟部分投机取巧的人一样,觉得学习原理很无聊,就是找到材质球用用改改就行了,后来慢慢会发现这样会让人不知不觉产生起一种依赖心理,感觉没有了预设就做不出东西了,就好像现在部分设计每次遇到新的设计需求,第一时间想到的就找素材一样的道理,这样长期下去是不可能成为一名优秀的设计师的。

 

设计师虽然是从事设计工作,但绝对不是只会用PS、AI、C4D等设计软件做出个设计图就可以的,在很多情况下,设计师需要是一个“通才”的角色,对世间万物都需要有所了解,这样才能做出更优秀的设计作品。成为一个更优秀的人。

 

最后我再总结真实渲染、照片级高级渲染中的四个关键点:

 

· 灯光——必须熟悉布光原理,即三点布光法;


· 材质——制作材质时,必须基于物理规则、基于以上所说的渲染原理;


· 灯光与材质——两者是相互扶持,相互成就的。以《高级材质案例(一)》的“玉石”案例为例,我可以给玉石打上偏绿色的灯光,令玉石的透射更明显;做冰块的时候,我同样可以给冰块打上偏青色的灯光,再配合青色的高光,使冰块更有灵气。另外,建议在做产品可视化设计时,最好先观察一下实物的反射行为,即观察实物或搜索相关图片等。


· 后期的重要性——作为设计师加入合适的排版,整理成作品集,一切以作品(文章)为主,尽一切办法扩充你的设计影响力,获得比他人更多的机会。(延伸阅读:《趁着假期,整理作品拿高薪》

 

后记


在社会上,投机取巧的人很多,专心把一件事情做好的人很少。因此,如果你以逆向思维来思考的话,你会发现,你的优势会越来越明显,因此你的成功概率也会比别人高。在最美好的时间,为了过上心目中最美好的生活,我们就应该拼尽全力。种梦人加油!!


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