這一講我們用一個(gè)范例來講講使用Arnold渲染的時(shí)的基本布光原則及操作規(guī)范。

準(zhǔn)備場(chǎng)景

我們的使用的場(chǎng)景是一個(gè)破敗的辦公室場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景模型本身其實(shí)有很多值得吐槽的地方，但本文只是那它過來做白模打光測(cè)試，就不管那么多了。

場(chǎng)景模型下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/11hx3R-EqXTv4C7xobOe3Gg
提取碼：wdtd

首先要做的，是確定場(chǎng)景比例。

我假定這個(gè)房間凈空高3.5米，所以創(chuàng)建了一個(gè)350×350×350的方盒子來做參考。

在場(chǎng)景中添加渲染用攝影機(jī)，調(diào)整到合適的機(jī)位，鎖定移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)屬性以避免不小心改變了機(jī)位。

請(qǐng)大家改掉直接使用persp攝影機(jī)當(dāng)渲染攝影機(jī)的習(xí)慣！

如果預(yù)想的機(jī)位其實(shí)是在墻壁的另一邊，可以提高攝影機(jī)的Near Clip Plane值將遮擋的墻壁給“裁掉”。

如果因?yàn)閳?chǎng)景的尺寸很大導(dǎo)致在攝影機(jī)中出現(xiàn)這種顯示錯(cuò)誤的問題，也可以通過適當(dāng)增加攝影機(jī)的Near Clip Plane值來解決。

給整個(gè)場(chǎng)景添加一個(gè)aiStandardSurface材質(zhì)，設(shè)置其為灰色純漫反射材質(zhì)（無高光、無透明），然后刪除掉場(chǎng)景中的多余材質(zhì)節(jié)點(diǎn)。

最典型最簡(jiǎn)單的白天室內(nèi)照明

典型的白天室內(nèi)照明由兩大光源：天光（用以提供整體全局光照亮度）和陽光（用以塑造陰影形狀，產(chǎn)生明暗對(duì)比），那么在Arnold中就是一個(gè)Skydome Light加一個(gè)Directional Light。

因?yàn)槭褂?code>Skydome Light通過窗口照亮室內(nèi)場(chǎng)景，所以需要為每個(gè)窗口創(chuàng)建一個(gè)Light Portal。

這樣照明質(zhì)量會(huì)明顯好一些，同時(shí)還不會(huì)增加渲染時(shí)間。

因?yàn)槭亲钤绲陌啄４蚬鉁y(cè)試，所以我們保持場(chǎng)景的簡(jiǎn)單統(tǒng)一，先不使用HDRI天空貼圖，直接用純白色天光和純白色陽光來建立最基本的亮度分布。

我們可以使用Light Editor（燈光編輯器）來快速“關(guān)閉”或“單獨(dú)顯示”某個(gè)燈光的照明效果。每個(gè)燈光單獨(dú)調(diào)節(jié)有利于我們準(zhǔn)確判斷各個(gè)燈光的實(shí)際效果，避免互相影響。

在Light Editor的面板中我們可以直接調(diào)節(jié)燈光的一些關(guān)鍵參數(shù)，比如顏色、亮度、曝光度、取樣值等等。

單獨(dú)天光

單獨(dú)平行光

由于我們現(xiàn)在這個(gè)場(chǎng)景主要是被間接光照照亮的，所以Diffuse Ray Depth就很重要了。增加Diffuse Ray Depth對(duì)于渲染時(shí)間的影響還是很大的，要注意在渲染效果及渲染效率兩邊的平衡。

場(chǎng)景照明亮度分布調(diào)整好之后，再針對(duì)噪點(diǎn)問題進(jìn)行測(cè)試。增加Sample的順序一般為：

1. 增加天光、面積光、物體光之類會(huì)產(chǎn)生模糊陰影的燈光Sample，一般不超過4
2. 增加Camera (AA) 采樣值到2或者3，然后再逐步增加Diffuse Sample，消除間接漫反射帶來的陰影（建議在diffuse_indirect分層通道里查看間接漫反射照明效果）

這張圖我最后的參數(shù)是4/6/0/0/0，也就是Camera (AA) = 4，Diffuse = 6，并沒有完全消除干凈間接漫反射噪點(diǎn)，但整體效果是滿意的。

渲染時(shí)間：7分43秒

關(guān)閉IPR渲染的“漸進(jìn)式渲染（Progressive Rendering）”可以稍稍加快渲染速度，或者將所有CPU進(jìn)程都分配給渲染器，但這樣會(huì)導(dǎo)致我們?cè)阡秩具^程中基本上不能操作Maya了。

添加光色

我們可以將Skydome Light上貼一張HDRI天空?qǐng)D，然后修改直接光照的光色來匹配一個(gè)不一樣的照明環(huán)境。

還可以將地板材質(zhì)換成一個(gè)略有反光的材質(zhì)。

因?yàn)閳?chǎng)景中有一個(gè)疑似“鏡子”的物體，所以我決定做一個(gè)鏡面反射的效果。

將這個(gè)物體的“鏡面”提取出來成為一個(gè)獨(dú)立的幾何體，單獨(dú)指定一個(gè)aiStandardSurface材質(zhì)。

漫反射顏色改為黑色，高光Roughness改為0，最重要的是需要大幅度提高IOR值才能獲得比較“明亮”的反射圖像。

IOR = 3

IOR = 15

渲染時(shí)間：9分28秒

將白天室內(nèi)照明修改為夜晚

可以簡(jiǎn)單地對(duì)Skydome Light的HDRI天空貼圖的Color Balance欄中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將其修改成夜晚的光照效果，當(dāng)然其照明亮度也需要大幅度降低。這里我修改了Color Gain為比較暗的灰藍(lán)色。

Directional Light的亮度和色溫也要相應(yīng)進(jìn)行修改。這里我還增加了Angle值以增加陰影的模糊程度。

渲染時(shí)間：10秒

可以看到，低分辨率（50%）和低取樣值（2/3/2）下，渲染速度還是非常快的，這樣我們?cè)谡{(diào)試的時(shí)候不至于需要浪費(fèi)很多時(shí)間等待渲染。這是我對(duì)Arnold渲染器最滿意的地方。

添加人造光源

在這個(gè)場(chǎng)景中，我想要使用3盞吊燈來作為人造光源。我們可以有很多種選擇：1. 將燈泡物體轉(zhuǎn)換成Mesh Light；2. 用點(diǎn)光源替換燈泡物體來模擬；3. 用聚光燈替換燈泡物體來模擬。方案2可以通過調(diào)節(jié)點(diǎn)光源的高度來調(diào)整其照亮范圍，方案3可以讓我們精確控制燈光的照明范圍（完全不被燈罩模型所限制），但我們這個(gè)范例中使用最簡(jiǎn)單的方案1。

Mesh Light默認(rèn)不顯示燈的外觀，只顯示其照明效果。因?yàn)閳?chǎng)景很大，且Normalize被勾選，所以需要較高的亮度（Exposure = 13）才能照亮場(chǎng)景。

為了控制這盞燈直接照明的范圍（比如我們需要燈泡很亮很顯眼但不想它過份照亮整個(gè)場(chǎng)景），我們可以給這盞燈添加一個(gè)Light Decay。

雙擊添加進(jìn)Light Filter里的Light Decay，我們可以修改Far Start和Far End來設(shè)定這個(gè)燈光的亮度從什么距離（Start）開始強(qiáng)制性衰減，以及達(dá)到什么距離（End）時(shí)完全沒有照明效果。

最好根據(jù)diffuse_direct通道來修改Light Decay，因?yàn)樗绊懙氖侵苯庸庹眨苯庸庹帐欠从吃?code>diffuse_direct中的。也就是說，在Far End距離以外的場(chǎng)景其實(shí)也會(huì)受到這盞燈的照明影響，但不是被直接照亮，而是被間接照亮（比如地面的反彈光線）。

同理設(shè)置好另外兩盞吊燈：

最終照明效果如下：

渲染時(shí)間：27秒，取樣值2/3/2

添加燈光霧

在渲染設(shè)置的Environment欄中，給Atmosphere屬性添加一個(gè)aiAtmosphereVolume節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置aiAtmosphereVolume的參數(shù)。

Density這個(gè)參數(shù)非常敏感，稍大點(diǎn)數(shù)值就可能產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的燈光霧效，而且會(huì)影響我們對(duì)于燈光亮度的判斷。所以，我建議在沒有燈光霧效的時(shí)候先把燈光顏色測(cè)試好，然后再添加燈光霧，調(diào)節(jié)Density值以匹配我們想要的效果。

另外要注意的是，Environment中設(shè)置的不論是aiAtmosphereVolume燈光霧也好，還是aiFog場(chǎng)景霧也好，都不算做Arnold的“Volume”，不會(huì)出現(xiàn)在“Volume”相關(guān)AOVs通道中，也不受Volume Sample的數(shù)值影響！

最終渲染的結(jié)果如下：

渲染時(shí)間：28分29秒

我個(gè)人對(duì)于這個(gè)渲染時(shí)間和渲染質(zhì)量并不是特別滿意，真的是太久了。而且這3盞人造燈源在間接漫反射中產(chǎn)生的噪點(diǎn)幾乎遍布整個(gè)場(chǎng)景。

我們可以使用一些辦法來改善這種問題。一方面，我們可以用分通道渲染再合成的方式將diffuse_indirect單獨(dú)提取出來做降噪處理，但這需要保證不會(huì)出現(xiàn)“漏光”的區(qū)域；另一方面，我們鎖定Sample Pattern，將噪點(diǎn)當(dāng)做場(chǎng)景貼圖紋理的一部分，有噪點(diǎn)沒關(guān)系，只要?jiǎng)赢嫊r(shí)噪點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)閃爍就好。

我個(gè)人電腦的基本配置是AMD R5 2600 + 16G DDR4 3000內(nèi)存，并不是一個(gè)特別有利于渲染的配置。目前Arnold渲染器主要還是依賴CPU在做計(jì)算，所以CPU越快渲染速度就越快。

從單幀渲染時(shí)間上來講，Arnold并不比Mental Ray慢，但Mental Ray可以保存GI光子圖、FG燈光圖等緩存數(shù)據(jù)，在渲染動(dòng)畫序列幀的時(shí)候，Arnold的渲染時(shí)間就慢很多了（因?yàn)椴荒苋∏闪恕Ｋ闶?strong>犧牲最終渲染速度來換取制作時(shí)的便捷性吧。