不知道大家是否还记得前面有一期，数艺君给大家介绍了Maya这款软件，（文章点这里），大家对这款软件表现出了非常大的兴趣，评论区也涌现出了各种观点和看法。
其中有一位朋友提到了“渲染”这个事情，作为宠粉的数艺君，今儿就给大家安排一期Maya渲染的知识点，看看它是否名副其实。
进入教程之前，还是兼顾新老朋友，数艺君先给大家介绍下渲染的基础。
渲染基础
在制作三维作品的过程中，渲染是非常重要的阶段。不管制作何种作品，都必须经过渲染来输出最终的成品。
渲染概念：
英文Render即经常所说的“渲染”，直译为“着色”，也就是为场景对象进行着色的过程。当然这并不是简单的着色过程，Maya会经过相当复杂的运算，将虚拟的三维场景投影到二维平面上，从而形成最终输出的画面，如图所示。
提示：
渲染可以分为实时渲染和非实时渲染。实时渲染可以实时地将三维空间中的内容反映到画面上，能即时计算出画面内容，如游戏画面就是实时渲染；非实时渲染是将三维作品提前输出为二维画面，然后再将这些二维画面按一定速率进行播放，如电影、电视等都是非实时渲染出来的。
渲染算法：
从渲染的原理来看，可以将渲染的算法分为“扫描线算法”“光线跟踪算法”和“热辐射算法”这3种，每种算法都有其存在的意义。
1.扫描线算法
扫描线算法是早期的渲染算法，也是目前发展较为成熟的一种算法，其最大的优点是渲染速度很快，现在的电影大部分都采用这种算法进行渲染。使用扫描线渲染算法较为典型的渲染器是Render man渲染器。
2.光线跟踪算法
光线跟踪算法是生成高质量画面的渲染算法之一，能实现逼真的反射和折射效果，如金属、玻璃类物体。
光线跟踪算法是从视点发出一条光线，通过投影面上的一个像素进入场景。如果光线与场景中的物体没有发生相遇情况，即没有与物体产生交点，那么光线跟踪过程就结束了；如果光线在传播的过程中与物体相遇，将会根据以下条件进行判断。
与漫反射物体相遇，将结束光线跟踪过程。与反射物体相遇，将根据反射原理产生一条新的光线，并且继续传播下去。与折射的透明物体相遇 ，将根据折射原理弯曲光线，并且继续传播。
光线跟踪算法会进行庞大的信息处理，与扫描线算法相比，其速度相对比较慢，但可以产生真实的反射和折射效果。
3.热辐射算法
热辐射算法是基于热辐射能在物体表面之间的能量传递和能量守恒定律。热辐射算法可以使光线在物体之间产生漫反射效果，直至能量耗尽。这种算法可以使物体之间产生色彩溢出现象，能实现真实的漫反射效果。
提示：
著名的Mental»Ray渲染器就是一种热辐射算法渲染器，能够输出电影级的高质量画面。热辐射算法需要大量的光子进行计算，在速度上比前面两种算法都慢。
Maya软件渲染器
“Maya软件”渲染器是Maya默认的渲染器。执行“窗口>渲染编辑器>渲染设置”菜单命令，打开“渲染设置”对话框，可以看到有“公用”和“Maya软件”两个选项卡，如图1和图2所示。
提示：
渲染设置是渲染前的最后准备，将直接决定 渲 染 输 出 的 图 像 质量，所以必须掌握渲染参数的设置方法。
文件输出与图像大小：
展开“公用”选项卡下的“文件输出”和“图像大小”两个卷展栏，如图所示。这两个卷展栏主要用来设置文件名称、文件类型以及图像渲染大小等。
参数介绍：
文件名前缀：设置输出文件的名字。
图像格式：设置图像文件的保存格式。
帧/动画扩展名：用来决定是渲染静帧图像还是渲染动画，以及设置渲染输出的文件名采用的格式。
帧填充：设置帧编号扩展名的位数。
帧缓冲区命名：将字段与多重渲染过程功能结合使用。
自定义名字符串：设置“帧缓冲区命名”为“自定义”选项时可以激活该选项。使用该选项可以自己选择渲染标记来自定义通道名称。
使用自定义扩展名：选择“使用自定义扩展名”选项后，可以在下面的“扩展名”选项中输入扩展名，这样可以对渲染图像文件名使用自定义文件格式扩展名。
版本标签：可以将版本标签添加到渲染输出的文件名中。
预设：Maya提供了一些预置的尺寸规格，以方便用户进行选择。
保持宽度/高度比率：选择该选项后，可以保持文件尺寸的宽高比。
保持比率：指定要使用的渲染分辨率的类型。
像素纵横比：组成图像的宽度和高度的像素数之比。
设备纵横比：显示器的宽度单位数乘以高度单位数。4:3的显示器将生成较方正的图像，而16:9的显示器将生成全景形状的图像。
宽度：设置图像的宽度。
高度：设置图像的高度。
大小单位：设置图像大小的单位，一般以“像素”为单位。
分辨率：设置渲染图像的分辨率。
分辨率单位：设置分辨率的单位，一般以“像素/英寸”为单位。
设备纵横比：查看渲染图像的显示设备的纵横比。“设备纵横比”表示图像纵横比乘以像素
纵横比。
像素纵横比：查看渲染图像的显示设备的各个像素的纵横比。
渲染设置：
在“渲染设置”对话框中单击“Maya软件”选项卡，在这里可以设置“抗锯齿质量”“光线跟踪质量”和“运动模糊”等参数，如图所示。
1.抗锯齿质量
展开“抗锯齿质量”卷展栏，如图所示。
参数介绍：
质量：设置抗锯齿的质量，共有6个选项，如图所示。
自定义：用户可以自定义抗锯齿质量。
预览质量：主要用于测试渲染时预览抗锯齿的效果。
中间质量：比预览质量更好的一种抗锯齿质量。
产品级质量：产品级的抗锯齿质量，可以得到比较好的抗锯齿效果，适用于大多数作品的渲染输出。
对比度敏感产品级：比“产品级质量”抗锯齿效果更好的一种抗锯齿级别。
3D运动模糊产品级：主要用来渲染动画中的运动模糊效果。
边界抗锯齿：控制物体边界的抗锯齿效果，有“低质量”“中等质量”“高质量”和“最高质量”级别之分。
着色：用来设置表面的采样数值。
最大着色：设置物体表面的最大采样数值，主要用于决定最高质量的每个像素的计算次数。但是，如果数值过大，就会增加渲染时间。
3D模糊可见性：当运动模糊物体穿越其他物体时，该选项用来设置其可视性的采样数值。
最大3D模糊可见性：用于设置更高采样级别的最大采样数值。
粒子：设置粒子的采样数值。
使用多像素过滤器：多重像素过滤开关器。当选择该选项时，下面的参数将会被激活，同时在渲染过程中会对整个图像中的每个像素之间进行柔化处理，以防止输出的作品产生闪烁效果。
像素过滤器类型：设置模糊运算的算法，有以下5种。
长方体过滤器：一种非常柔和的方式。
三角形过滤器：一种比较柔和的方式。
高斯过滤器：一种细微柔和的方式。
二次B样条线过滤器：一种比较陈旧的柔和方式。
插件过滤器：使用插件进行柔和。
像素过滤器宽度X/Y：用来设置每个像素点的虚化宽度。值越大，模糊效果越明显。
红/绿/蓝：用来设置画面的对比度。值越低，渲染出来的画面对比度越低，同时需要更多的渲染时间；值越高，画面的对比度越高，颗粒感越强。
2.光线跟踪质量
展开“光线跟踪质量”卷展栏，如图所示。该卷展栏控制是否在渲染过程中对场景进行光线跟踪，并控制光线跟踪图像的质量。更改这些全局设置时，关联的材质属性值也会更改。
参数介绍：
光线跟踪：选择该选项时，将进行光线跟踪计算，可以产生反射、折射和光线跟踪阴影等效果。
反射：设置光线被反射的最大次数，与材质自身的“反射限制”一起起作用，但是较低的值才会起作用。
折射：设置光线被折射的最大次数，其使用方法与“反射”相同。
阴影：设置被反射和折射的光线产生阴影的次数，与灯光光线跟踪阴影的“光线深度限制”选项共同决定阴影的效果，但较低的值才会起作用。
偏移：如果场景中包含3D运动模糊的物体并存在光线跟踪阴影，可能会在运动模糊的物体上观察到黑色画面或不正常的阴影，这时应设置该选项的数值在0.05~0.1；如果场景中不包含3D运动模糊的物体和光线跟踪阴影，该值应设置为0。
3.运动模糊
展开“运动模糊”卷展栏，如图所示。渲染动画时，可以通过运动模糊对场景中的对象进行模糊处理来产生移动的效果。可以通过运动模糊对场景中的对象进行模糊处理来产生移动的效果。
参数介绍：
运动模糊：选择该选项，渲染时会将运动的物体进行模糊处理，使渲染效果更加逼真。
运动模糊类型：有2D和3D两种类型。2D是一种比较快的计算方式，但产生的运动模糊效果不太逼真；3D是一种很真实的运动模糊方式，会根据物体的运动方向和速度产生很逼真的运动模糊效果，但需要更多的渲染时间。
模糊帧数：设置前后有多少帧的物体被模糊。数值越高，物体越模糊。
模糊长度：用来设置2D模糊方式的模糊长度。使用快门打开/快门关闭：控制是否开启快门功能。
快门打开/关闭：设置“快门打开”和“快门关闭”的数值。“快门打开”的默认值为-0.5，“快门关闭”的默认值为0.5。
模糊锐度：用来设置运动模糊物体的锐化程度。数值越高，模糊扩散的范围就越大。
平滑：用来处理“平滑值”产生抗锯齿作用所带来的噪波的副作用。
平滑值：设置运动模糊边缘的级别。数值越高，越多的运动模糊将参与抗锯齿处理。
保持运动向量：选择该选项时，可以将运动向量信息保存到图像中，但不处理图像的运动模糊。
使用2D模糊内存限制：决定是否在2D运动模糊过程中使用内存数量的上限。
2D模糊内存限制：设置在2D运动模糊过程中使用内存数量的上限。
看完了渲染的相关知识，我们就可以来着手实际渲染了，通过这个案例，大家应该就能直观的感受到Maya渲染的魅力了。
实例：制作水墨画
案例素材文件：
https://pan.baidu.com/s/1k4M4s2VgiT0N_Yi_H4QB5Q
提取码：y4y2
视频教程：
水墨画是用水和墨经过调配水和墨的浓度所画出的画，是绘画的一种形式。本例使用“Maya软件”渲染器渲染的水墨画效果如图所示。
01打开学习资源中的“Scenes>CH07>7.1.mb”文件，场景中有一个虾模型，如图所示。
02打开Hypershade对话框，在“创建栏”面板中选择“表面>渐变着色器”节点，如图1所示。然后在“特性编辑器”面板中将该节点命名为bei，接着设置“颜色”“透明度”和“白炽度”卷展栏下的属性，参数如图2所示。
图1
图2
03 创建一个“渐变”节点，然后在“特性编辑器”面板中设置“类型”为“U向渐变”、“插值”为“钉形”，接着设置第1个色标的“选定颜色”为（R:43，G:43，B:43）、“选定位置”为0.13，最后设置第2个色标的“选定颜色”为（R:255，G:255，B:255）、“选定位置”为0.84，如图所示。
04 创建一个“噪波”节点，然后在“特性编辑器”面板中设置“阈值”为0.12、“振幅”为0.62，如图所示。
05 选择noise1节点的place2dTexture2节点，然后在“特性编辑器”面板中设置“UV向重复”为（0.3，0.6），如图所示。
06 选择ramp1节点，然后在“特性编辑器”面板中展开“颜色平衡”卷展栏，接着将noise1节点连接到ramp1节点的“颜色增益”属性上，如图所示。
07 选择bei节点，然后在“特性编辑器”面板中展开“透明度”卷展栏，接着选择第2个色标，最后将ramp1节点连接到“选定颜色”属性上，如图所示。
08 将制作好的bei材质指定给龙虾的背部，如图所示。
09 创建一个“渐变着色器”材质，然后在“特性编辑器”面板中将该节点命名为chujiao，接着设置“颜色”和“透明度”的属性，参数如图所示。
10 创建一个“渐变”纹理节点，然后在“特性编辑器”面板中设置“类型”为“U向渐变”、“插值”为“钉形”，接着设置第1个色标的“选定颜色”为（R:0，G:0，B:0）、“选定位置”为0，再设置第2个色标的“选定颜色”为（R:38，G:38，B:38）、“选定位置”为0.48，最后设置第3个色标的“选定颜色”为（R:255，G:255，B:255）、“选定位置”为1，如图所示。
11 创建一个“分形”纹理节点，然后选择place2dTexture5节点，接着在“特性编辑器”面板中设置“UV向重复”为（0.05，0.1），如图所示。
12 创建一个“分层纹理”节点，然后在“特性编辑器”面板中将ramp3节点添加到layeredTexture1节点的层中，接着设置Alpha为0.8、“混合模式”为“相加”，最后将fractal1节点添加到layeredTexture1节点的层中，如图所示。
13 选择chujiao节点，然后在“特性编辑器”面板中展开“透明度”卷展栏，接着选择第2个色标，最后将layeredTexture1节点连接到“选定颜色”属性上，如图所示。
14 将设置好的chujiao材质指定给龙虾的触角，如图所示。
15 创建一个“渐变着色器”材质，然后在“特性编辑器”面板中将该节点命名为qi，接着设置“颜色”“透明度”和“白炽度”的属性，参数如图所示。
16 创建一个“噪波”纹理节点，然后在“特性编辑器”面板中设置“阈值”为0.46、“振幅”为0.55、“比率”为0.27，如图所示。
17 创建一个“渐变”纹理节点，然后在“特性编辑器”面板中设置“类型”为“U向渐变”、“插值”为“钉形”，接着设置第1个色标的“选定颜色”为（R:2525，G:255，B:255）、“选定位置”为0，再设置第2个色标的“选定颜色”为（R:77，G:77，B:77）、“选定位置”为0.33，并设置第3个色标的“选定颜色”为（R:77，G:77，B:77）、“选定位置”为0.58，最后设置第4个色标的“选定颜色”为（R:255，G:255，B:255）、“选定位置”为1，如图所示。
18 选择noise2节点，然后将ramp4节点连接到noise2节点的“颜色偏移”属性上，如图1所示。选择qi节点，然后展开“透明度”卷展栏，再选择第3个色标，接着将noise2节点连接到“选定颜色”属性上，如图2所示。
图1
图2
19 将设置好的qi材质指定给龙虾的鳍，如图所示。
20 采样相同的方法制作出其他部分的材质，完成后的效果如图1所示。然后测试渲染当前场景，效果如图2所示。
图1
图2
21 复制出多个模型，然后调整好各个模型的位置，如图1所示。然后渲染场景，效果如图2所示。
图1
图2
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