前兩周我分享了兩篇高級材質案例文章——《高級材質案例（一）》《高級材質案例（二）》，我認為，要想渲染出真實的效果，都需要從底層了解渲染原理、布光原理、物理規則、需要用心觀察生活。

在種夢群的溝通中，我發現很多設計師總想著尋找捷徑，尋找偷懶的辦法，下載些預設、材質球用一下，盲目的跟風，其實這樣根本走不遠。想成為優秀的設計師、總監級別的設計師，我會給你以下建議——平面技術的深刻理解、三維技術的加入以及品牌思維的滲透，這是最重要的三個方面，同時，學會獨立思考同樣很重要，努力不是裝出來的，因為結果不會跟你一起演戲。

好了，現在一起來了解關于“渲染”的原理。

一、渲染原理介紹

1、渲染原理分析

只要掌握物理規則，就會發現C4D默認的渲染器和渲染插件都是類似的。根據能量守恒定律，對于光線來說，它只對物體表面做三件事：吸收、反射、透射（折射：是指光線穿過物體內部的現象）。例如沒有被反射的光通過折射進入玉石的子表面層，光進入這些層之后部分被吸收獲得顏色和散射，再從玉石中入射點附近的出射點射出。而這個過程就會產生次表面散射的效果，俗稱3S）。

微觀結構是指用顯微鏡觀察到的物體表面細節，所有的微觀結構組成了物體的整體表面。渲染時計算機不會直接計算這些微觀結構，而只會整體呈現出結構（即放大出細節，縮小不出細節），具體的做法是忽略細節，使用一個參數來定義整體的粗糙度，而用戶就只需要使用粗糙度參數來定義微觀結構。同理，因為所有物體的表面并非光滑，用戶可以使用凹凸參數來模擬真實的物體表面。

真實的物體材質是具有多種屬性的，它們是相互結合在一起的。例如塑膠，有些時候是具有透明屬性，同時也會具有3S屬性。而這些屬性構成了真實世界、真實物體的基礎部分，當然三維軟件中都有與之對應的通道。就像煮菜一樣，如果原料（通道）搭配得當，煮出來的菜就會很美味，同理材質就會很真實，要是鹽放多了（搭配失調）材質就會不好看了。

漫反射（漫射）是投射在粗糙表面上的光向各個方向反射的現象。人眼之所以能看清物體的全貌，主要是靠漫反射光在眼內的成像。簡單來說就是光子反彈進入了我們眼睛，因為我們的眼睛視錐細胞可以識別不同波長的光線。而不同的波長就代表著不同的顏色，就等同于在C4D的反射層設置漫射，而放棄傳統材質中的顏色層。（延伸閱讀：《純干貨：色彩入門寶典》）

在C4D R19新加入的PBR材質中，已經默認把顏色層取消勾選，而是把反射中加入一個漫射，這樣的做法其實是更加符合真實的物理規則。而同理在C4D R18時，我們同樣可以通過這樣的做法優化我們的工作流程，做出更加符合物理規則的渲染作品。另外，渲染器在計算漫反射時，是計算光源發出的光線與面法線之間的夾角，這樣做的好處是加快計算和渲染速度。當然這個只是針對漫反射計算，如果你開啟了GI（全局光照），又或者你使用了反射，那計算機就需要計算進入眼睛的所有光子。

菲涅耳（Fresnel）是指反射強度會隨著視線夾角而變化（即中間最弱，四周最強）。在使用時可使用物理，默認折射率為水。三維（軟件）世界與真實世界的物體分兩種——導體與絕緣體。菲涅耳一般使用預設即可，分為導體（導電，比如金屬）和絕緣體（不導電，比如冰塊）。絕緣體支持反射、吸收、透射（折射）而導體只支持反射和吸收（取消顏色層）。例如金屬，它的反射很高，但是如果給金屬表面上了一層顏色，例如是車漆，那它就屬于絕緣體了，就需要添加漫反射（漫射）了。

真實世界中100%吸收是不存在的（所以純黑色是不存在的），唯一能夠吸收所有光線的物體只有黑洞。黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸（一個物理概念）速度大于光速。簡單來說就是以光的速度前進，也出不來。從而就會得到純黑色。輸出能量不能大于輸入能量，簡單來說就是反射+吸收+折射的能量和不能超過100%（所以純白色是不存在的），一般設置黑色和白色的亮度是80%左右，當然如果在做一些產品可視化設計時，為了視覺效果我們可以設置純黑和純白，這就是在你了解了物理規則之后，可以嘗試去打破它。

2、燈光原理分析

首先我們需要知道，在三維軟件中，光線是從攝像機發出而非燈光，為什么呢？我們知道在真實世界里，燈光由光源發射光子。而三維軟件中是由攝像機發射光子然后搜索光源。在真實世界中，我們以太陽為例，它會將光子發射到世界各地。因此如果是由燈光發出光子的話，它將需要計算所有的光子，因為它并不知道哪些光子是重要的，對渲染結果是有作用的，哪些是不重要的。對于一個光源來說，實際上只有很少的光子進入了我們眼睛，因此渲染器實際上做了很多無用計算。于是有一些聰明的人用一種逆向思維，使光子從攝像機發出，然后去搜索光源，從而減少計算量，只讓計算機計算進入眼睛的光子。

在三維軟件（以C4D為主進行講述）中，燈光主要分為三種，即默認燈光（三種方式：傳統燈光、發光材質、天空配合HDRI）、燈光預設、插件。現實中不存在GI（全局光照），GI是用來模擬真實的光子傳遞效果的。如果光源足夠的情況下，GI是沒有開啟的必要的。而在真實世界中，這些都是自然發生的。

二、實際案例分析

要事先說明的是，我會告訴你創作的思路，但不會提供完整的參數說明敬請留意。

通過對渲染原理的分析，我們可以使用球體做一個簡單的渲染測試。

1、案例分析（球體）

球體案例最終效果

燈光：天空HDRI+左主燈+右副燈（直接使用發光材質代替燈光）

材質分析：取消顏色層，使用反射層中的漫射代替顏色層

渲染：使用物理渲染器（參照《高級材質案例（一）》《高級材質案例（二）》）

加入后期——導出PSD后使用PS（CR）進行處理

接下來我們進行真實渲染測試，分析兩個照片級高級渲染案例。

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2、容器案例分析

容器案例最終效果（開啟物理景深，感覺比較真實）

天空HDRI+左主燈+右副燈+頂燈（直接使用發光材質代替燈光）

重點材質分析：取消顏色層，使用反射層中的漫射代替顏色層

渲染：使用物理渲染器（參照《高級材質案例（一）》《高級材質案例（二）》）

加入后期——導出PSD后使用PS（CR）進行處理

3、自行車案例分析

自行車案例最終效果

燈光：天空HDRI

重點材質分析：取消顏色層，使用反射層中的漫射代替顏色層；地面使用法線層，添加法線生成，模擬真實的地面效果

渲染：使用物理渲染器（參照《高級材質案例（一）》《高級材質案例（二）》）

加入后期——導出PSD后使用PS（CR）進行處理

三、總結

通過了解渲染原理、燈光原理，會發現其與物理規則息息相關，在十幾年前我跟部分投機取巧的人一樣，覺得學習原理很無聊，就是找到材質球用用改改就行了，后來慢慢會發現這樣會讓人不知不覺產生起一種依賴心理，感覺沒有了預設就做不出東西了，就好像現在部分設計每次遇到新的設計需求，第一時間想到的就找素材一樣的道理，這樣長期下去是不可能成為一名優秀的設計師的。

設計師雖然是從事設計工作，但絕對不是只會用PS、AI、C4D等設計軟件做出個設計圖就可以的，在很多情況下，設計師需要是一個“通才”的角色，對世間萬物都需要有所了解，這樣才能做出更優秀的設計作品。成為一個更優秀的人。

最后我再總結真實渲染、照片級高級渲染中的四個關鍵點：

· 燈光——必須熟悉布光原理，即三點布光法；

· 材質——制作材質時，必須基于物理規則、基于以上所說的渲染原理；

· 燈光與材質——兩者是相互扶持，相互成就的。以《高級材質案例（一）》的“玉石”案例為例，我可以給玉石打上偏綠色的燈光，令玉石的透射更明顯；做冰塊的時候，我同樣可以給冰塊打上偏青色的燈光，再配合青色的高光，使冰塊更有靈氣。另外，建議在做產品可視化設計時，最好先觀察一下實物的反射行為，即觀察實物或搜索相關圖片等。

· 后期的重要性——作為設計師加入合適的排版，整理成作品集，一切以作品（文章）為主，盡一切辦法擴充你的設計影響力，獲得比他人更多的機會。（延伸閱讀：《趁著假期，整理作品拿高薪》）

后記

在社會上，投機取巧的人很多，專心把一件事情做好的人很少。因此，如果你以逆向思維來思考的話，你會發現，你的優勢會越來越明顯，因此你的成功概率也會比別人高。在最美好的時間，為了過上心目中最美好的生活，我們就應該拼盡全力。種夢人加油?。?/p>