Arnold for Maya基礎(chǔ)講解

1. 介紹Arnold

Arnold是新一代的高級渲染器，從Maya 2017開始取代了Mental Ray成為Maya內(nèi)置的高級渲染器。Arnold號稱“基于物理”，在使用上比之前的Mental Ray要簡單很多，精度要求不高的話，渲染速度也比較快。按照官方的說法，它其實是在一定程度上犧牲了速度來換取易用性，但新手其實用什么渲染器都很慢，所以也就感覺不出什么“慢”來。

正常情況下，Maya 2017及以上版本打開就自動激活A(yù)rnold了，但如果沒有自動激活，則請自行去插件管理器中尋找mtoa.mll，手動加載并確保“自動加載”被勾選。

注意：Maya 2017自帶的Arnold渲染器比較老，建議自行安裝較新版本的Arnold或者直接使用最新版本的Maya。

本文基于Maya 2018.4撰寫，且大部分基于英文版界面，不喜請見諒。

本文有很多內(nèi)容和練習(xí)是基于B站教程（https://www.bilibili.com/video/av22364654），不過B站這個也是搬運的Mograph英文教程，且機翻質(zhì)量相當(dāng)感人，所以也就不在這里做版權(quán)申明了。另外，很多示范場景的源文件都可以在Arnold官網(wǎng)

1.1 Arnold for Maya的界面元素：

Arnold for Maya在界面上會引入如下幾種變化：

首先會才在菜單欄出現(xiàn)Arnold菜單，有關(guān)Arnold的各種選項都集中在這里。通過About可以查看當(dāng)前版本。

然后在渲染設(shè)置里面會出現(xiàn)Arnold Renderer選項，以便選擇Arnold渲染器，之后渲染設(shè)置的面板會變?yōu)锳rnold的相關(guān)渲染設(shè)置。

細(xì)心的同學(xué)也許會發(fā)現(xiàn)，切換成Arnold Renderer之后，默認(rèn)的文件輸出格式就變成了.exr格式。Arnold的工作流程都是基于線性色彩空間的，也就是說，它能夠讀取高動態(tài)色彩范圍圖片（比如HDRI天空），也默認(rèn)輸出高動態(tài)色彩范圍圖片。

Hypershade窗口中出現(xiàn)Arnold相關(guān)節(jié)點（材質(zhì)、燈光、貼圖燈）可供選擇，材質(zhì)查看器的預(yù)覽模式也可以從改為“Arnold”方式了。

渲染窗口多出了專門的Arnold RenderView，這是比默認(rèn)渲染視窗更好用更高級的一個渲染視窗，我個人非常喜歡。

另外，從2018開始，工作視圖也可以切換成Arnold模式。本質(zhì)上，相當(dāng)于將工作視圖變成了一個渲染視窗，可以直接進行IPR渲染。電腦不太好的同學(xué)就不要嘗試了。

最后，很多Maya自帶節(jié)點（比如燈光，模型等）都多出了Arnold屬性欄，便于設(shè)置相關(guān)參數(shù)以便Arnold渲染器識別這些節(jié)點并將其轉(zhuǎn)換成Arnold模式。

總的來說，使用Arnold渲染器在界面上的改變并不是特別嚴(yán)重，對Maya渲染有基本了解的同學(xué)應(yīng)該可以很快適應(yīng)并迅速上手。

想要提醒大家的是，既然選擇使用Arnold渲染器，就需要將整個工作流程都轉(zhuǎn)移過來。也就是說：盡量使用Arnold燈光、Arnold材質(zhì)、Arnold節(jié)點、Arnold屬性欄設(shè)置等等來進行工作，不要用著Arnold渲染器，卻依舊使用Maya的Lambert或Blinn材質(zhì)。

2. Arnold的渲染原理

Arnold渲染器是完全基于光線追蹤的。

這張圖解釋得非常清楚：

對于最終渲染畫面的每一個像素點，都由攝影機向場景發(fā)出N條射線，來獲得場景中對應(yīng)物體的光照信息。然后這每條射線又根據(jù)場景模型的材質(zhì)特性而散射出n條次級射線，來獲取相關(guān)材質(zhì)特性所帶來的次級光照信息，最終這些所有的信息返回給渲染器，計算出各種render pass，并合成成最終圖像結(jié)果（Beauty）。

2.1 采樣（Sampling）

決定需要計算多少根射線及其返回的光照信息的，就是所謂的“采樣值”。大部分的采樣參數(shù)都在渲染設(shè)置的Sampling一欄中進行調(diào)節(jié)：

采樣的精度決定圖像照明效果的精度。簡單來說，采樣不夠就會有“噪點”，要想消除噪點，就必須提高采樣值（也就是有更多的射線來進行探測采樣）。當(dāng)然，采樣值越高，渲染時間就會越長。

在渲染設(shè)置Sampling欄的這些參數(shù)中，Camera (AA)決定每一個像素點將對應(yīng)多少根主射線，Camera (AA) = 3相當(dāng)于從每一個像素點會發(fā)出9條主射線（3×3）。

后面的5個參數(shù)（Diffuse、Specular、Transmission、SSS、Volume Indirect）分別決定漫反射、高光、透明、次表面散射及體積（霧）這五種不同的材質(zhì)表現(xiàn)所對應(yīng)每一根主射線的次級射線數(shù)量，因此，在Camera (AA) = 3時，Diffuse = 2相當(dāng)于一共有36條射線來檢測這個點的間接漫反射光照效果（3×3×2×2）。

要注意的是，這5個次級取樣參數(shù)所對應(yīng)的射線，探測的是對應(yīng)的間接（Indirect）照明效果，而實際的最終照明效果其實是直接（Direct）照明效果和間接（Indirect）照明效果之和。比如一個漫反射照明效果實際上是光源對材質(zhì)表面的直接光照加上環(huán)境對材質(zhì)表面的間接光照共同作用的結(jié)果，修改Diffuse采樣值并不會對直接光照的那部分產(chǎn)生任何影響。

由于最終的射線總數(shù)與這些參數(shù)的關(guān)系是“指數(shù)式”的，稍有不慎就會產(chǎn)生極大數(shù)量的探測光線，拖慢渲染時間卻不一定能改善渲染質(zhì)量。因此我們要充分了解各個參數(shù)的作用范圍，準(zhǔn)確分析圖像噪點的真實來源，并合理提高這些參數(shù)值，以達到最優(yōu)化的渲染結(jié)果。

注意：我們通常都不會完全依靠Camera (AA)來提升圖像質(zhì)量，因為它對渲染時間的影響非常大。

2.1.1 燈光的采樣參數(shù)

初學(xué)者很容易忽視的一個地方是Arnold的燈光也都有自己的采樣參數(shù)。在Arnold中，燈光產(chǎn)生柔和陰影的原理也是基于光線追蹤的，燈光的Sample值越大，其用于計算陰影的射線就越多，陰影的噪點就越少。

簡單來說，面積越大的光源需要越大的燈光Sample值，越模糊的陰影也需要越大的燈光Sample。

Maya自帶燈光的Sample在其Arnold屬性欄中可以設(shè)置。

初學(xué)者常常將陰影噪點誤認(rèn)為是漫反射噪點，或試圖通過提高渲染設(shè)置中的Sample值來消除其實是燈光陰影所產(chǎn)生噪點，而且他們會發(fā)現(xiàn)，提高Camera (AA)值似乎可以改善這些噪點區(qū)域，其實這是錯誤的。

提高Camera (AA)確實能夠改善陰影噪點，但這是因為燈光Sample依然是次級屬性，Camera (AA) = 3且Sample = 4相當(dāng)于3×3×4×4 = 144根，提高Camera (AA)值當(dāng)然可以消除一部分陰影噪點，但比起直接提高燈光Sample來，就浪費太多了。

2.2 采樣深度（Ray Depth）

Sample值控制射線的數(shù)量，Ray Depth值控制各類射線在場景物體間反彈的次數(shù)。Ray Depth也在Render Setting里設(shè)置。

對于漫反射（Diffuse）來說，Ray Depth值越大，間接照明（全局光照）的細(xì)節(jié)越豐富，場景也會稍亮一些，1代表光線僅做一次反彈，對于高度依賴間接照明的環(huán)境，明顯是不夠的。但很高的Diffuse Ray Depth也沒什么用，一般超過3就基本看不到效果了。

對于高光（Specular）來說，Ray Depth值越大，反射就越正確。1代表在反射中僅能看到漫反射，2代表可以看到反射中的反射，3代表可以在A的反射中看到B物體所反射的A。

對于折射（transmission）來說，Ray Depth值越大，背面的光線能夠透過的透明物體“層數(shù)”就越多。要準(zhǔn)確表現(xiàn)一個玻璃杯的折射效果，Transmission Ray Depth至少需要4（2層玻璃共4個表面），2個玻璃杯就是8，以此類推。

Total值控制一根射線所能進行反彈的總次數(shù)，要透過玻璃杯看到背面墻壁所受到到間接光照，則需要至少1 + 4 = 5的Total值。

Transparency Depth針對的是半透明（無折射效果）可見層數(shù)。做此限定主要是防止過多的透明貼圖拖慢場景渲染時間（比如用透明貼圖做樹葉紋理，光線穿過樹葉照射到地面的過程中可能就會透過無數(shù)片葉子，計算無數(shù)次“透明”）。

注意：Ray Depth只與光照準(zhǔn)確度有關(guān)，與圖像質(zhì)量無關(guān)，提高Ray Depth數(shù)值并不能減少噪點！

在Arnold中使用燈光

Arnold內(nèi)置燈光

Area Light

Area Light（面積光）有三種形態(tài)：方型、圓柱型、碟型，本質(zhì)上是一樣的，只是在形狀上有所區(qū)別。

通用屬性

很多屬性是所有類型的燈光都通用的：

  • 顏色（Color）：燈光的顏色。勾選Use Color Temperature選項可以用“色溫”屬性來控制燈光顏色。
  • 亮度（Intensity）：燈光的亮度。
  • 曝光度（Exposure）：燈光的曝光度。本質(zhì)上，曝光度和亮度沒什么區(qū)別，0曝光度等于直接使用亮度值作為亮度，1曝光度等于將亮度值翻倍，3曝光度等于將亮度值乘以8（23 = 8）。
  • 燈光采樣度（Samples）：這個值影響燈光的陰影噪點，增加燈光采樣可以有效減少模糊陰影所產(chǎn)生的噪點。
  • 標(biāo)準(zhǔn)化（Normalize）：勾選這個選項，燈光的大小不會影響燈光的最終亮度
  • 是否產(chǎn)生陰影（Cast Shadows）
    - 陰影透明度（Shadow Density）
    - 陰影顏色（Shadow Color）
  • 是否在體積霧中產(chǎn)生陰影（Cast Volumetirc Shadows）
    - 體積霧陰影采樣度（Volume Samples）

Visibility欄中的參數(shù)決定了該燈光是否會影響各種材質(zhì)表現(xiàn)。即：

  • 這個燈是否在相機中可見（Camera）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生直接光照（Diffuse）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生反射和高光（Specular）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生刺激表面散射效果（SSS）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生間接光照（Indirect）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生漫反射（Diffuse）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生漫反射（Diffuse）？
  • 這個燈是否用于產(chǎn)生漫反射（Diffuse）？
  • 這個燈是否用于照亮體積霧和體積光（Volume）？

特定屬性

不同形態(tài)的面積光的具體參數(shù)都有所不同，這里只介紹一些比較重要的

  • 燈光形狀（Light Shape）：面積光的形狀。
  • 分散度（Spread）：如果我們將面積光理解成在一個表面密集排布的大量聚光燈，那么Spread值就決定了這些聚光燈的圓錐張角大小，0值代表這些聚光燈沒有張角，面積光發(fā)出的光線都是平行的，1代表這些聚光燈的張角都是180°，聚光燈的燈光非?！叭岷汀?。
  • 燈光分辨率（Resolution）：這個值只在我們用貼圖來控制燈光顏色屬性時才起效，它決定這張貼圖以怎樣的分辨率來影響面積光的亮度和顏色分布。通常這個值不應(yīng)該超過貼圖本身的分辨率大小。

Skydome Light

Skydome Light（天穹光），一個無限大的圓球以模擬天空，可以用單一顏色或者一張全景圖片（最好是高動態(tài)HDR圖片）作為其光照來源。

特定屬性

  • 天光分辨率（Resolution）：這個值只在我們用貼圖來控制燈光顏色屬性時才起效，它決定這張貼圖以怎樣的分辨率來影響面積光的亮度和顏色分布。通常這個值不應(yīng)該超過貼圖本身的分辨率大小。
  • 天光貼圖類型（Format）：匹配天光貼圖的全景類型。默認(rèn)是latlong，代表最常見的那種“展開地球”式全景貼圖類型
  • 門戶模式（Portal Mode）：決定該天穹光如何被燈光門戶（Light Portals）所影響。默認(rèn)的interior_only代表僅將天穹光傳遞到室內(nèi)，而室內(nèi)光照不會被傳遞出來影響室外物體，interior_exterior代表室內(nèi)光照也會被燈光門戶傳遞出來，off則代表完全不使用燈光門戶。

通常天穹光都會給顏色屬性貼上一張HDR貼圖來模擬真實世界的天光照明效果。Maya 2018可以直接識別文件格式并自動修改色彩空間（Color Space）設(shè)置，但2017似乎就不會，所以我們要確認(rèn)一下HDR（或者EXR）格式貼圖文件的色彩空間是Raw，以保證該貼圖被正確識別。

Mesh Light

Mesh Light（物體燈）是把一個選定的模型轉(zhuǎn)換成燈光，其效果類似于直接給該模型添加自發(fā)光材質(zhì)，但渲染質(zhì)量會更好一些。

特定屬性

  • 燈光是否可見（Light Visible）：該燈光物體是否可見

Photometric Light

Photometric Light是一種特殊的燈光類型，他可以通過讀取.ies文件來得到特定型號照明設(shè)備的光照形狀，用來模擬該型號照明設(shè)備的真實光照表現(xiàn)。

.ies文件只能通過燈具生產(chǎn)廠家來提供。當(dāng)然，我們也可以下載一些常見的.ies文件，來讓我們的燈光更加真實一些，比如一些各式各類的壁燈或射燈之類。

Light Portal

Light Portal（燈光門戶）是專門用來用來將天穹光傳遞到室內(nèi)的“門戶”，單獨使用沒有效果，但可以非常有效地改善天穹光的間接照明質(zhì)量，減少噪點，屬于渲染室內(nèi)場景是“必用”的一種“燈”。

燈光門戶的外形很像面積光，大家在使用時不要搞混了。我們也可以用面積光來取得類似燈光門戶的效果，但我個人還是建議使用天穹光+燈光門戶的方案來對室內(nèi)場景進行照明。

Physical Sky

Physical Sky（物理天空）本質(zhì)上就是一個天穹光，只不過在天穹光的顏色通道上鏈接了一個aiPhysicalSky節(jié)點用以替代HDR全景天空貼圖。這個aiPhysicalSky可以用程序化的方式來模擬一個簡單天空和太陽，其具體參數(shù)如下：

  • Turbidity：模擬大氣的渾濁程度。值越高，天空顏色就越“灰暗”，陽光在大氣中的彌散度就越大；值越低，天空顏色就越“湛藍(lán)”，陽光就僅呈現(xiàn)出一個很亮的“圓形”。
  • Ground Albedo：模擬地表向天空的漫反射。值越高，地平線處的顏色就越白越亮。
  • Elevation：模擬陽光的高度角，同時控制天光的色溫及亮度。0代表陽光處于地平線（黃昏效果），1代表陽光處于天空正上方（正午效果）
  • Azimuth：用于水平旋轉(zhuǎn)整個天空球，以匹配我們的場景。
  • Intensity：整體天光的亮度。
  • Sky Tint：用于修改天空顏色或給天空添加一個文件貼圖。
  • Sun Tint：用于修改太陽的顏色（亮度），當(dāng)然也可以添加一張貼圖來代替太陽。
  • Sun Size：用于調(diào)整太陽在天空中的大小。
  • Enable Sun：是否使用太陽。如果不勾選，不僅天空中看不到“太陽”，該Physical Sky也不會有直接光照效
“Enable Sun”和“Disable Sun”的區(qū)別

Maya燈光

Arnold可以使用部分Maya燈光，但需要在“Arnold”欄下對燈光屬性進行調(diào)節(jié)?？梢钥吹剑渲写蟛糠值膮?shù)都是和Arnold燈光一致的，只有少部分特定屬性有所區(qū)別。

注意：Arnold不支持Maya自帶的體積光和環(huán)境光。

(Maya) Point Light

本質(zhì)上，Point Light是被當(dāng)做一個小的圓形面積光在看待。Radius值決定這個點光源究竟是多大一個“光球”。

超過0的Radius值可以使點光源形成模糊陰影，Radius越大，該點光源陰影越模糊。

(Maya) Spot Light

Maya聚光燈的Cone Angle、Penumbra Angle、Dropoff參數(shù)可以在Arnold中繼續(xù)使用，以調(diào)節(jié)該聚光燈的具體形狀。

  • Roundness值可以讓聚光燈的形狀變成一個扁扁的橢圓形
  • Radius值可以使點光源形成模糊陰影
  • Lens Radius值可以讓聚光燈光錐的起點形成一個面而不是一個尖點

(Maya) Directional Light

Arnold對Maya平行光最大的改造是通過Angle值使得平行光的光線方向變得不那么“完美地平行”了，我們可以理解成每一根平行光線都會在Angle值范圍內(nèi)隨機偏移并多次取樣，這樣就可以讓平行光產(chǎn)生真實的模糊陰影了。

注意，真實世界的陽光的光線偏移量并不是很大，不要過分增加Angle值！

Angle值大于0時，需要增加Samples以消除模糊陰影的噪點。

在Arnold中使用材質(zhì)

aiStandardSurface

大部分常用表面材質(zhì)表現(xiàn)都可以用aiStandardSurface材質(zhì)球來獲得。該材質(zhì)球不同的屬性欄分別控制不同的材質(zhì)表現(xiàn)效果：

  • Base欄控制漫反射效果
  • Specular欄控制反射效果
  • Transmission欄控制半透明折射效果
  • Subsurface欄控制次表面散射效果（也就是俗稱的SSS）
  • Coat欄控制材質(zhì)“表面刷漆”效果，可以為任何材質(zhì)添加一層半透明的表面“亮光漆”
  • Emission欄控制材質(zhì)自發(fā)光效果
  • Thin Film欄同樣可以賦予材質(zhì)一種“表面鍍層”的效果，比如甲殼蟲外殼在陽光下產(chǎn)生的七彩光效，或者水面上的汽油層所展現(xiàn)的顏色效果
  • Geomery欄控制表面凹凸效果，用來添加Bump Map或Normal Map
  • Matte欄控制遮罩效果，也就是說將物體渲染成遮罩

這些材質(zhì)表現(xiàn)并不一定都能共同存在，比如一個完全透明（Transmission）的材質(zhì)，其漫反射（Base）設(shè)置是無效。

同時，一些常見的真實世界表面材質(zhì)又是多種材質(zhì)表現(xiàn)綜合作用的結(jié)果，比如瓷器表面就兼具強烈的漫反射效果和高光反射效果，車漆需要Specular和Coat或Thin Film共同起效，皮膚則需要同時設(shè)置Base、Specular和Subsurface等等。

材質(zhì)屬性

Base

  • Weight：漫反射效果占比
  • Color：漫反射顏色
  • Diffuse Roughness：漫反射表面粗糙度。粗糙的漫反射表面亮度更低，光照更平均
  • Metalness：金屬質(zhì)感表現(xiàn)程度。增加這個值會讓漫反射的顏色更“濃烈”地展現(xiàn)自身本色，通常金屬材質(zhì)都需要提高這個屬性值

Specular

  • Weight：高光效果占比，或者可以理解成材質(zhì)的反射強度
  • Color：反射或高光的顏色
  • Roughness：反射粗糙度。越粗糙的表面上反射的圖像越模糊
  • IOR：折射率，會影響表面的“菲涅爾現(xiàn)象”。真實世界的材質(zhì)的折射率是固定的，比如水是1.3左右，玻璃是1.5左右，鉆石是2.2左右。折射率同樣會影響Transmission（折射）效果
  • Anisotropy：高光的各向異性程度。簡單地說，這個值越高，高光和反射就越會被拉成一個長條形，類似拋光金屬面的高光反應(yīng)
  • Rotation：調(diào)節(jié)各向異性所產(chǎn)生的高光拉長效果的旋轉(zhuǎn)方向

Transmission

  • IOR：折射率這個屬性雖然不在Transmission欄中，但卻是影響光線折射的最根本的屬性。
  • Roughness：反射粗糙度這個屬性同樣會影響折射的效果，比如我們常見的“毛玻璃”效果就是玻璃表面的粗糙造成的
  • Weight：折射效果占比，或者可以理解成材質(zhì)的透明程度。全透明的材質(zhì)是不會有漫反射效果的
  • Color：折射顏色，比如一些有色玻璃的顏色就可以在這里設(shè)置
  • Depth：這個值控制光線色彩被材質(zhì)本身所“吸收”的程度。簡單地說，Depth值越大，材質(zhì)本色就需要更“厚”的區(qū)域才能體現(xiàn)出來。比如一個玻璃杯，我們在薄薄的杯壁上通?？床坏讲ＡП旧淼木G色，但在厚厚的杯底卻能看到玻璃的本色，這就是較大的Depth值使得薄壁不足以給折射光線染上材質(zhì)本色的結(jié)果
  • Scatter：這個值所設(shè)置的顏色可以讓半透明材質(zhì)呈現(xiàn)一些次級表面散射的效果，用以模擬蜂蜜、巧克力、冰等既有半透明效果又有次級表面散射效果的材質(zhì)。模型越薄的區(qū)域越呈現(xiàn)出半透明效果，而越厚的區(qū)域則越呈現(xiàn)出次表現(xiàn)散射效果
  • Scatter Anisotropy：這個值讓次級表面散射呈現(xiàn)各向異性的特征。簡單地說，這個值越大，材質(zhì)越“吸光”，這個值越大，材質(zhì)越“透光”。
  • Dispersion Abbe：這個值讓不同波長的光線被折射的程度不一樣，簡單的說，就是可以讓白光折射出七彩色來，比如鉆石的折射效果
  • Extra Roughness：這個值調(diào)節(jié)的是物體內(nèi)部的粗糙度，雖然同樣能夠產(chǎn)生模糊的反射效果，但還是與物體表面的粗糙度有所區(qū)別的
Dispersion Abbe = 0 和 Dispersion Abbe = 10 的區(qū)別

SubSurface

  • Weight：次級表面散射效果占比。值為1時Transmission相關(guān)屬性不起作用
  • SubSurface Color：次級表面散射的顏色
  • Radius：次級表面散射的強度（半徑），可以理解成光線可以從多“深”的地方散射出來被攝影機看到。這個值用顏色來調(diào)節(jié)的原因是可以紅綠藍(lán)三個通道的顏色做不同強度的散射，比如人的皮膚的次表面散射就不是均勻的
  • Scale：這個值可以整體放大材質(zhì)的次級表面散射強度，Scale越大，物體越“通透”。真實世界物體的次級表面散射效果不僅與其材質(zhì)有關(guān)，還與其大小有關(guān)，一塊超大的翡翠和小小的翡翠掛件所體現(xiàn)出來的SSS效果當(dāng)然是很不一樣的。使用Scale值可以讓我們的模型更匹配其真實比例大小
  • Type：次級表面散射的不同計算方法。diffusion方式比較老，randomwalk方式是比較新的算法，效果更好，速度更慢。
  • Anisotropy：這個值讓次級表面散射呈現(xiàn)各向異性的特征。
同樣的散射顏色和散射半徑下，Scale值為1和Scale值為10所產(chǎn)生的的不同SSS效果比較

Coat

這種材質(zhì)效果模擬一層幾乎沒有厚度的“透明涂層”，相當(dāng)于為材質(zhì)表面多添加一層反光效果。通常可以用它來創(chuàng)建汽車噴漆的效果，但因為Arnold已經(jīng)有專門的汽車噴漆材質(zhì)了，所以現(xiàn)在Coat用得不是特別多。但還是可以在一些特殊用途中使用Coat效果，比如皮膚上有水的效果，下雨時各種材質(zhì)表面的“濕”的效果等等。

  • Weight：這層“透明貼膜”的強度占比
  • Color：反光顏色，通常保持白色就好
  • Roughness：粗糙度?？梢岳斫鉃椤澳ド澳ぁ?。通常保持0就好
  • IOR：這層“透明貼膜”自身的折射率
  • Normal：可以用法線或凸凹貼圖給這層“透明貼膜”模擬出表面高低不平的效果，比如雨水在濕的材質(zhì)表面所呈現(xiàn)的高低不平

Emission

  • Weight：自發(fā)光效果占比
  • Color：自發(fā)光顏色?？梢栽O(shè)置亮度大于1的顏色讓物體變得非?！傲痢?/li>

Thin Film

這種材質(zhì)效果模擬一層“薄膜”，可以被應(yīng)用在其他表面材質(zhì)類型之上。Thin Film與Coat不同，它有非常復(fù)雜的光學(xué)效果，不同厚度的薄膜可以呈現(xiàn)出非常不同的色彩

  • Thickness：“薄膜”的厚度（單位為“納米”）
  • IOR：這層“薄膜”的折射率
Thickness分別為50/100/150/300/500時的Thin Film材質(zhì)效果

更多實例圖片可以參考官方文檔頁面：https://docs.arnoldrenderer.com/display/A5AFMUG/Thin+Film

真實世界的“薄膜”的厚度其實是不均勻的，我們可以用aiNoise節(jié)點配合Remap節(jié)點制造一個厚度不均勻的Thin Film效果。

Geometry

  • Thin Walled：勾選這個選項會造成一個“很薄的半透光表面”效果，可以用來模擬樹葉或者紙張這類物體
  • Opacity：物體整體的不透明度。這個選項不會像Transmission一樣折射光線，單純只是改變物體的不透明程度
  • Bump Mapping：用來貼凸凹或法線貼圖
  • Anisotropy Tangent：各向異性法線方向。通常保持0,0,0。

Matte

  • Enable Matte：是否將物體渲染成遮罩
  • Matte Color：遮罩顏色
  • Matte Opacity：遮罩透明度

附加內(nèi)容

Substance + Arnold工作流程：

Substance正在逐漸變成業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，它并不是特制某一個或幾個特別牛掰、效果特別好的軟件，而是一種跨越了軟件的理念。

這一理念在材質(zhì)方面的體現(xiàn)就是所謂的Physically Based Rendering（PBR，基于物理真實的渲染），簡單地說就是必須有顏色（diffuse）、高光（specular）、法線（normal）三張貼圖才能構(gòu)成真實感材質(zhì)。

這一理念在制作流程上的體現(xiàn)就是所謂的將材質(zhì)貼圖的制作流程與具體應(yīng)用軟件（比如Maya、Unity等）完全分離。材質(zhì)就是材質(zhì)，貼圖就是貼圖，在Substance Designer或Substance Painter制作的材質(zhì)也好，貼圖也好，都可以在所有應(yīng)用軟件中呈現(xiàn)一致的渲染效果，而無需根據(jù)具體應(yīng)用軟件而做出具體調(diào)整。

Substance for Maya

對于Maya，首先我們需要安裝最新的“Substance for Maya”插件（官網(wǎng)下載鏈接） ，并確保它在Maya中被正確加載。

然后我們就在Hypershader中添加substance貼圖節(jié)點，并指定我們需要載入的.sbsar材質(zhì)文件。

image.png

這里需要將Workflow設(shè)置為Custom，才能刷新出可供使用的貼圖列表，否則默認(rèn)設(shè)置的是“StingreyPBS”，而我們又沒有安裝Stringrey插件，不能正確識別。

正確識別材質(zhì)文件之后，我們就可以通過Substance Parameters來修改該材質(zhì)的自定義參數(shù)，或者修改“Width”參數(shù)以設(shè)置我們所需要的貼圖分辨率，最后點擊具體需要輸出貼圖的pass（比如Diffuse），就可以到正確鏈接的貼圖文件節(jié)點。

可以看到默認(rèn)設(shè)置下該貼圖文件節(jié)點是通過載入臨時文件夾里的一張.jpg圖片來實現(xiàn)貼圖調(diào)用的，我們可以修改Automatic Baking欄的參數(shù)來修改：

比如我們可以讓輸出格式變成.png，并將貼圖目錄改成我們的工程目錄的sourceimages文件夾。點擊Reload按鈕，所有的材質(zhì)文件節(jié)點就都更新了。

接下來我們就可以像操作普通文件貼圖一樣來使用Substance材質(zhì)所輸出的貼圖文件，比如將其鏈接給Arnold的aiStandardSurface材質(zhì)球的對應(yīng)通道中。

同時我們還可以隨時修改該Substance材質(zhì)的配置參數(shù)或輸出分辨率來對輸出結(jié)果做出調(diào)整。即便在Substance Designer中對材質(zhì)進行了修改，也僅需要重新載入一下該材質(zhì)，一切也都會得到更新。

可惜的是，目前該插件僅支持.sbsar文件類型，并不支持.spsm文件（也就是Substance Painter的默認(rèn)格式）。對于在Substance Painter中繪制好的貼圖，依然需要用戶手動輸出成Arnold規(guī)范的貼圖文件，并手動在Maya中載入使用。當(dāng)然，Substance Painter的貼圖調(diào)用比起Substance Designer來說要簡單很多了。

關(guān)于Substance材質(zhì)的輸出貼圖與Arnold材質(zhì)屬性之間的對應(yīng)關(guān)系可以參看官方支持頁面：https://support.allegorithmic.com/documentation/integrations/arnold-5-for-maya-157352171.html

后記

其實最權(quán)威的基礎(chǔ)介紹應(yīng)該官方文檔說明（地址）。Arnold難能可貴的是竟然提供了中文版的官方文檔，僅需點擊網(wǎng)頁中的“對于中文翻譯，請點擊此處”即可。這么貼心的官方文檔，不看真的是浪費了??！

雖然讀文檔確實是一件很考驗人毅力的事情，但碰到問題時的第一反應(yīng)真的應(yīng)該是去查看官方文檔，而不是問百度。

這一篇文章寫得雖然是“基礎(chǔ)講解”，但其實并不是真的在告訴讀者“怎么用Arnold”，而是在告訴讀者“Arnold究竟是怎么回事”。個人認(rèn)為，在Arnold中自行摸索掙扎過一段時間的讀者可能要比完全的新手小白要更有收獲一些吧。

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