Arnold for C4D从入门到精通——基础入门3

Arnold是基于光线追踪算法的渲染器，并且基于物理精确，所以我们必须要掌握它的两个核心概念——采样与光线深度。

本次教程中将会涉及不少的物理知识，因为可以从原理出发帮助我们更好的理解。

当然你可以跳过这些枯燥的内容，记住我标出的核心重点！

一、采样是什么

渲染时，Arnold需要获取每个像素的颜色值，然后组合在一起形成整个图像。 为了实现这个过程，Arnold会从摄像机发射出光线，当光线碰到对象后计算其表面信息，然后将信息返回。这个过程大致称为“采样”。根据采样值的大小，渲染质量也会有所不同。

Arnold的diffuse、specular、transmission、SSS、volume indirect之间的采样相互独立，增加其中任何一个采样不影响其它采样。

总结：采样决定了最终的渲染质量。

1.Camera （AA）（摄像机AA采样）

首先我们来看两张图。

我们可以看到Camera （AA）（以下简称AA采样），每增加1，在红框中的采样数值呈较大数值的变化。因为AA采样控制着全局（diffuse、specular、transmission等）的采样值，提高Camera（AA）不仅增加了原始光线的采样，也会增加漫反射采样、镜面采样、3sss采样等二次射线的采样，这无疑会大大增加我们的渲染时间，从而降低效率。

总结：当我们发现渲染结果有噪点时，不能一味的提高AA采样，而是需要观察AOVs分层渲染的结果（以后会讲到），判断噪点的成因，继而针对性的提高相应的采样值。

小技巧：1.当渲染结果中遇到破损表面或者边缘层次不齐，可以增加AA采样解决；2.可以通过AA采样来补偿景深运动模糊所产生的锯齿。

2.Diffuse（漫射）

当从摄像机发射的光线击中场景中的物体表面后，会发生漫射现象，使摄像机能够“看到”场景中的模型。在这个过程中，光线会发生反弹，反弹后的光线称之为“间接漫反射光线”。

当提高Diffuse 漫反射（关于什么是漫反射这里就不详细介绍了，物理知识，可以自己百度）采样后，Indirect diffuse rays（间接漫反射光线数量）就会增加，进而降低间接漫反射的噪点，提高GI光子反弹质量。

总结：如果通过AOVs确定是直接照明产生的噪点，那么可以通过增加灯光采样来降噪（放在镜面采样中讲）；当通过AOVs确定噪点来自间接照明时，我们就可以提高漫反射采样值，也可以提高Camera(AA)采样值。

3.Specular（镜面）

当光线遇到光滑表面时就会发生镜面反射，而镜面采样决定了反射质量。

在这里，我们再引入一个概念，就是直接照明与间接照明，无论是漫反射亦或者是镜面反射，他们产生的条件都是再直接照明与间接照明的影响下形成的。

（这里就出现了模型边缘参差不齐的现象，有人知道为什么吗？可以看看上面提到的小技巧。）

直接镜面反射和间接镜面反射共同组成了图像。

在上面的图片中，我们可以看到，直接镜面反射受直接照明影响，所以我们可以控制灯光采样来控制渲染质量。

总结：如果通过AOVs确定是直接照明产生的噪点，那么可以通过增加灯光采样来提升渲染质量；当通过AOVs确定噪点来自间接照明时，我们就可以提高镜面反射采样值，也可以提高Camera(AA)采样值。

4.Transmission传输（折射）

传输采样控制的是透明对象，如玻璃、水。

当摄像机发出的光线碰到内部较为粗糙的透明对象时，折射光线会在对象内部随机传播，折射采样就控制着这些光线的数量。

提高传输采样值即可降低间接折射的噪点，提高渲染质量。

总结：如果通过AOVs确定是直接照明产生的噪点，那么可以通过增加灯光采样来提升渲染质量；当通过AOVs确定噪点来自间接照明时，我们就可以提传输（折射）采样值，也可以提高Camera(AA)采样值。

5.SSS（次表面散射）

次表面散射采样控制的是比如，皮肤、牛奶、玉石、蜂蜜等材质（3s材质：在光线照射在物体表面时，部分被反射，部分被折射，部分被吸收）

在这里我们直接调用Arnold皮肤材质预设。

关于次表面材质，在后面也会详细介绍。

6.Volume indirect（体积间接）

Volume indirect采样控制的是雾、火焰等材质的渲染质量，在大气体积的章节中再详细介绍。

二、总结

关于采样，介绍的已经差不多了，为什么要花时间去讲它？因为在三维中，一幅好的作品，三分靠模型七分靠渲染，只有把基础掌握，你才能真正理解这些渲染设置的含义，从而提高渲染水平。

本来想把光线深度和采样放在一起讲的，发现已经写的很多了，那就下一章再来学习吧！