Vray2.0材质手册

话题：vray材质

讲解Vray2.0默认材质中的每项参数

相应的专题:

Diffuse_漫反射

Reflection_反射

Refraction_折射

Translucency_半透明

BRDF_双向反射比分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function)

Options_选项

Maps_贴图

Reflection/Refraction Interpolation_反射/折射插值

Diffuse_漫反射

Diffuse_漫反射

这是材质表面的实际色彩.

反射或者折射中设置的颜色会影响到这个颜色呈现出来的样子

首先必须要明确的一点是,现实生活中是没有纯白色(255,255,255)和纯黑色(0,0,0)的

当要创建白色或者黑色材质的时候,将颜色设置成白色(245,245,245)/黑色(2,2,2)

当你渲染一个纯白或者纯黑物体的时候,你看不出有对比

光线被完全反弹了,或完全被吸收

Roughness(表面粗糙度)

通过控制表面反射光线的方式来模拟物体表面产生的陈旧感

Reflection_反射

Reflection_反射

和漫反射一样,Vray中通过颜色值来表明反射强度

白色(255,255,255)代表完全反射周围的光线,黑色(0,0,0)表示不产生任何反射

如果你使用其他的色彩代替灰阶值来控制反射,你得到的反射也是带颜色的

通常建议是使用灰阶值来控制反射的强度

但是并没有绝对的对错,因此你可以按照自己的需要使用其他色彩来控制反射强度

下面这个可以用作参考:



默认情况下,反射的色彩会对漫反射的色彩产生过滤作用

反射的色彩越强烈漫反射的色彩就越难以显现

Metals_金属的反射值

Pure aluminium polished_抛光纯铝, 80 – 87 %

Pure aluminium matte_磨砂纯铝, 80 – 87 %

Polished aluminium_抛光铝, 65 – 75 %

Matte aluminium_磨砂铝, 55 – 75 %

Aluminium painting_铝质涂料, 55 – 65 %

Chrome polished_抛光铬, 60 – 70 %

Steel_钢, 25 – 30 %

High polished copper_高抛光红铜, 60 – 70 %

High polished brass_高抛光黄铜, 70 – 75 %

Composites_复合材料的反射值

Light oak (Polished)_抛光浅色橡木, 25 – 35 %

Dark oak (Polished)_抛光深色橡木, 10 – 15 %

Wood chipboard_木合板, 25 – 40 %

White paper_白纸, 70 – 80 %

Ceramics_陶制品

Granite_花岗岩, 20 – 25 %

Lime stone_石灰石, 35 – 55 %

Polished marble (Depending on colour)_抛光大理石(根据色彩而定), 30 – 70 %

Light stucco_浅色墙粉, 40 – 45 %

Dark stucco (Rough)_深色墙粉(粗糙的), 15 – 25 %

Concrete (Rough)_水泥(粗糙的), 20 – 30 %

Bricks new_新砖, 10 – 15 %

White tiles_白瓷砖, 75 – 80 %

Glass_玻璃, 5 – 10 %

Finishes(表面处理材料)

White enamel_白色珐琅, 65 – 75 %

White lacquer_白漆, 80 – 85 %

Silver mirror_银镜, 80 – 88 %

High polished mirror_高抛光镜面, 92 – 95 %

漫反射色彩同样会影响反射的强度

白色反射所有的可见光谱,而黑色则吸收所有的色彩

White_白色,75 – 85%

Light Grey_亮灰色,40 – 60%

Middle grey_中性灰色,25 – 35%

Dark grey_深灰色,10 – 15%

Light blue_浅蓝色, 40 – 50 %

Dark blue_深蓝色, 15 – 20 %

Light green_浅绿色, 45 – 55 %

Dark green_深绿色, 15 – 20 %

Light yellow_浅黄色, 60 – 70 %

Brown_棕色, 20 – 30 %

Light red_浅红色, 45 – 55 %

Dark red_深红色, 15 – 20 %

Black_黑色, 2 – 5 %

Fresnel reflections_费涅耳反射

除了金属之外,大多数材料都有费涅耳反射的现象

费涅耳反射简单说来就是当你和材料表面的可视夹角越小反射越强烈,当和材料表面的可视夹角越大反射就越弱

生活中比较好的说明费涅耳反射现象的是:观察老式玻璃面板的CRT显示器

如果你从侧面观察那个显示器,从玻璃面板上你可以清晰的看到显示器上反射出的周围环境

但是如果你在正对着的位置观察显示器你就看不到显示器上反射出的周围环境了

费涅耳选项是一个极好的保证材质反射渲染真实性而又节省渲染时间的参数

费涅耳现象是由法国物理学家Augustin-Jean Fresnel(1788 – 1827)第一提出的

费涅耳深入的研究了光是如何在不同物质之间传播的



Fresnel IOR_费涅耳折射率

IOR是的Index of refraction(折射率)的缩写

折射率是衡量光从相对你的视角表面产生折射程度的一项数据,看到这你或许有点疑惑,接下来会做解释

实际生活中如果你将一个棍子放入水池中,你有注意到小棍子在水下是如何产生弯曲的么?

当光从水面穿过的时候,它的传播速度改变了,于是就发生了弯曲

折射率同样可以用来衡量光从相对你的视角表面产生的反射程度

尽管反射和折射的IOR计算方式有少许的不同,但是通常情况下是可以近似相等的

因此IOR可以近似的同时适用于折射和反射

这就是为什么,默认情况下费涅耳反射是处于锁定状态的原因(近似和折射的折射率相同)

使用一个叫Snell的方程来可以得到入射角和折射间的关系,也就是折射率



在网上你可以找到很多描述现实生活中不同材质折射率的表单,上面的数值都会有所不同

数值会有所不同的原因实际上是由于实际生活中折射率很难用一个确切的数值表示

由于材料纯度的不同以及材料上有污垢,划痕等等情况,这些都会造成折射率的改变

如果你需要一些数值的话,以下这些可以作为常见材料的参考折射率

Water_水 1.333

Glass_玻璃 1.5-1.6

Diamonds_钻石 2.13

Compound materials such as wood,stone,concrete etc_化合物材料例如木头,石头,水泥等等 3-4

Plastics_塑料 5-8

如果将IOR设置为1,那么光线反射/穿过材料表面的时候方向就不会改变

这就意味着那种材料的密度和空气一样

类似玻璃一样的材料允许光线穿过,但是同样会产生反射

反射和折射的强度比率由观察的角度而定

几何体必须有一定的厚度才能形成折射

如果你3D里有一扇厚度为0的窗户玻璃,IOR设置为 1.0

你可以通过使用衰减贴图的方式来模拟费涅耳反射

然而这种方法相比比使用程序内置的费涅耳来控制反射,渲染速度上会慢一点



衰减贴图会在前色和边缘色彩间形成一个过渡效果(默认情况下,前色是黑色,边缘色为白色)

贴图将会用衰减类型(Falloff type)来表示反射类型

当将衰减类型设置为Fresnel(费涅耳)时

黑色就会出现在角度的正面,然后慢慢过渡到边缘的白色,就好像是侧面撇过去的角度

你可以通过改变衰减类型来调节IOR值,或者调节输出曲线,或者两者将两者结合

Highlight glossiness(高光光泽)



在现实世界中,高光是光源及周围物体的体现

在计算机图形中,有两种方式来计算得到高光效果

第一种就是,不区分物体和光

第二种就是,将物体和光区别对待

在不同的情况下两者都有着自己的优势

默认情况下,高光光泽是和反射光泽锁定在一起的,这是因为在现实世界中两者是同一个概念

高光高泽可以被理解成镜面

它反映出直射光在物体表面的直接形态,直射光线通常情况下都是圆形,因此镜面高光通常也是圆形的

3d MAX内置的扫描线渲染器以这样的方式来计算反射,虽然不够真实不过出于某些艺术表现方面的需求,这种计算方式还是被接受了

真实世界中,反射往往来源于类似像灯泡这样的光源,因此高光形态不总是正圆形而是有自己特有的形态

如果不把高光光泽和反射光泽锁定,你就可以单独控制高光光泽的形态了

这种调节方式常常被用来实现车漆材质效果

Reflection glossiness(反射光泽度)

数值1表示反射为镜面反射,数值越小表示反射越模糊

反射越模糊计算的时间就越长

Subdivs(细分)

这项数值可以用来控制反射光泽度的质量

反射光泽度的值越高,这里的这个细分值你就可以设置的低点

如果细分过低的话,渲染的结果就会有很多的噪点

说明: 这里原作者从节省渲染时间角度来说明细分的调节方式的,要搞清楚因果关系:光泽度高,需要的渲染时间就越短,所以可以适当把细分值调低

Use Interpolation(使用插值)

你可以通过缓存光泽反射的方式来加快渲染速度

由于Vray中引进了灯光缓存的概念,因此这个方法或多或少显得有些多余,而且效果也不是很好

Dim Distance(变暗距离)

你可以设置反射光线可以到达的最大距离

比如,如果你将这个这设置为100mm,那么半径100mm以外的事物都不会反射进来

Dim Fall off(变暗衰减)

Dim Distance的衰减半径

Max Depth(最大深度)

控制反射光线反射的次数

当最大深度的数值为1时就表示物体表面只反射一次

数值为2时就表示反射来的光线会再次在表面发生反射

数值越高,渲染的时间就越长

Exit colour

当反射的Max Depth(最大深度)达到最大次数后就会以退出色表现出来

你可以通过减小Max depth使用退出色来体现反射的方式来保持较低的渲染时间

大多数情况下,最好将退出色设置成和漫反射的颜色一样,例如一个绿色的玻璃瓶

Refraction_折射

Refract(折射)

通常使用色彩值来表示折射的强度

白色RGB(255,255,255)表示完全折射,黑色RGB(0,0,0)表示完全没有折射

如果使用彩色来代替灰白表示折射的话,你得到的折射也会带有颜色

一般情况下建议使用灰度值来表示折射的强度

这样就不会有对和错,这有助于你更好的判断结果

下面这个可以作为参考:



默认情况下反射的色彩会对漫反射色彩起到过滤作用

反射的色彩越浓漫反射色彩就会显的越暗

对于有色玻璃,最好是使用折射颜色来控制玻璃的着色

将漫反射色彩设置为纯黑(0,0,0),漫反射色彩就不会对折射的色彩产生影响了

通过这种方法你就有效的将漫反射颜色关闭了

IOR

IOR用来表示光线穿过表面时发生的弯曲情况

当数值为1时,表示光线不改变方向

Glossiness(光泽)

当数值为1时折射很锐利,清晰

数值越低表示折射越模糊越有磨砂的效果

越模糊所需要的计算时间也越长

Subdivs(细分)

这项数值用来控制折射光泽度的质量

折射的光泽度越高,这项数值可以设置的低一点

如果细分值太低,结果会出现比较多的噪点

Use Interpolation(使用插值)

你可以通过缓存光泽折射的方式来加快渲染速度

由于Vray中引进了灯光缓存的概念,因此这个方法或多或少显得有些多余,而且效果也不是很好

Max depth(最大深度)

控制光线在停止传播之前通过表面的次数

数值为1时意味着只能在物体表面发生一次折射

数值为2时意味着反射回来的光线也可以通过物体表面发生折射

数值越高渲染时间也会增加

最大深度为4差不多了

考虑到光能衰减的情况,你可适当将数值设置的高一点了



Exit colour(退出色)

当光线达到最大深度之后就会使用退出色作为结束

你可以通过减小Max depth使用退出色来表现折射的方式来保持较低的渲染时间

Fog colour(雾色彩)

这项数值控制当光线穿过表面时的衰减情况,深色会吸收比较多的光线而浅色则不会吸收很多的光线

理所当然的,厚物体的透明度比薄物体的透明度低

例如把雾色彩设置为绿色可以用来模拟彩色的玻璃

Fog multiplier(雾倍增值)

雾色的浓度由这个倍增值来控制

数值越高物体就越不透明

数值越低物体就越透明

Fog bias(雾偏移)

如果用上这个,它可以用来控制雾色以何种方式运用到物体上

你可以将物体比较薄的部分设置的比默认情况更加透明一些

Affect shadows((影响阴影)

如果勾选上,物体将会投影透明产生的阴影,颜色由折射和雾色来决定

Affect Channels(影响通道)

现在你可以指定哪些通道会受到材料透明部分的影响啦

对于玻璃而言,你选择All channels(所有通道)后,反射和折射才会起影响作用

Dispersion(分散)

在现实世界中当一束光穿过有折射作用的物体时,它会因为产生焦散效果而形成彩色光束

这项操作现在在Vray 2.0中可用,之前版本的Vray只可以产生白色的渲染结果



Abbe

默认情况下,分散的量和物理学上的折射率是相互关联的

为了达到理想的艺术效果你可以适当的增大或者降低这个数值

增大这个数值意味着分散的效果弱一些,会看上去窄一些

减小这个数值会让分散的效果分得更开一些,使它看上去更强烈

Translucency_半透明

Type(类型)

你无法看透一个半透明物体,但是光线可以部分的穿过半透明物体而部分在周围散射开来

人类的皮肤或者蜡是常见的半透明材料

Back-side color(背面色彩)

默认情况下半透明效果的色彩是依赖于雾色彩的

然而你可以使用这项参数人为的增加一点着色效果

Thickness(厚度)

你可以通过调整厚度值来控制穿透材料表面光线的数量

因此通过这项参数可以控制可见光的数量

Light multiplier(灯光倍增)

控制可见光的强度

Scatter coefficient(散射系数)

这项参数用来控制光线在物体内部形成的散射量

0.0意味着光线的将会形成各个方向的散射

1.0意味着光线不会改变它的方向

Forward/backward coefficient(前面/背面系数)

控制光线散射的方向

0.0意味着光线从表面传播开去

0.5意味着继续向前传播的光线和回头的光线,数量各占一半

1.0意味着光线直接向着表面传播

BRDF_双向反射比分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function)

不同的BRDF类型表示材料不同的反射高光和光泽

通常不锈钢类型的材料使用Ward类型

Phong类型通常适用于塑料或者非金属材料(表面光滑,反射柔和)

而Blinn通常适用于铬一类的材料

不同的BRDF类型通常需要的计算时间也有所不同

Phong的计算时间最快,接下来是Blinn类型,最慢的是Ward类型



Soften(柔化)

你可以使用这项参数控制反射高光部分的光线和暗区域的混合程度

Fix dark glossy edges(修复暗光泽边缘)

有时候渲染的结果会出黑色边缘,使用这项参数来消除它们

Anisotropy(各向异性)

改变这项数值可以使反射的方向依照材料的性质的不同而不同

这样可以得到一个更好的纹理效果,比如说拉丝金属或者木头

如果你正对着一个纹理看去,反射会显得更加模糊

如果不是正对着纹理看去,反射就会显得没有那么模糊

这项数值为0.0意味着反射是各向相同的,也就是反射在各个方向的都相同

Rotation(旋转)

控制各向异性效果的朝向

你同样可以使用一张贴图来控制方向

UV vectors derivation(UV向量推导)

控制方向的选择方式,有两种选择:Local axis(自身轴)或者map channel(贴图通道)

Options_选项

Trace reflections(反射追踪)

将此项参数关闭意味着反射光线将不会被追踪

但是高光依然会表现出来

Trace refractions(折射追踪)

将此项参数关闭意味着折射光线将不会被追踪

Cutoff(终止)

用来控制追踪反射/折射光线的最小量

在最终画面中不明显的反射光线将不会被追踪

使用一个比较高的Cutoff数值会带来更快的渲染时间

如果将这个数值设置为0,渲染速度会很慢

因此你需要设置一个阈值来告诉Vray什么时候开始停止计算反射或者折射

Environment priority(环境优先权)

当你使用多种材料覆盖环境的时候,这项数值用来指定到底哪个环境贴图将会被使用

这样不同材料的反射/折射环境也就各不相同了

Double-sided(双面)

当这项参数打上勾后,背面将会翻转过来

默认的扫描线渲染器在渲染的时候通过忽略背面材质的方式来提高渲染速度

默认情况下Vray是不会忽略的,其中一个原因是:

背面在反射或者折射的时候有时需要被体现出来

Reflect on back side(背面反射)

对于一些类似玻璃一样的材料,你最好将这个参数开启以达到现真实的效果

这项功能开启后,程序就会计算所有面的反射情况

当然这会增加一定的渲染时间

Use irradiance map(使用发光贴图)

默认情况下,发光贴图被用来计算来自材料的间接漫反射光

细节比较多的物体渲染的时候可能会出现artifacts(史前古器物, ,就是像史前古器物那样粗旧漏光了)

这时候你可以将这种材质的irradiance map(发光贴图)功能关闭

渲染的时候这种材料就会使用Brute forced方式来计算

Fog system units scaling(雾系统单位)

默认情况下这个功能是开启的

这样雾色的衰减程度就依赖于系统的默认单位了

如果你的场景不是按照现实尺寸来建模的,你可以将这个参数关闭

Treat glossy rays as GI rays(将光泽光线作为全局光线)

如果将这个参数设置为Always(总是),那么也就是说:

你让程序使用二次反弹GI引擎来计算这个材料的光泽光线

在这个例子中也就是使用light cache(灯光缓存)方式来计算光泽光线

实际上这个功能和从渲染器中开启use light cache for glossy rays效果是一样的

只不过在这里你可以独立的设置场景中的哪个材料使用这个功能

Energy preservation mode(能量保存模式)

你可以为反射和漫反射选择不同的光线影响模式

现实生活中由于反射光的影响,漫反射往往显得会暗一些

而折射现象又会使反射出的色彩无法百分百的体现出RGB中设置的值

为了使反射100%体现出反射中设置的RGB值,将这个参数设置为monochrome(单色)模式即可

这样的话漫反射的颜色就不会影响到反射的颜色啦

Maps_贴图

在这里你可以为材料的各个属性指定各自的贴图

Reflect/Refract interpolation_反射/折射插值

在这里你可以用控制光泽反射的插值

这里的选项和Vray渲染设置中的irradiance map(发光贴图)部分类型

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