vizmax5光能传递教材.docx

1、vizmax5光能传递教材viz、max5光能传递教材光能传递控制面板 渲染菜单 光能传递 光能传递是计算间接光的技术。 具体地说, 光能传递是在你的场景中，在所有的表面之间计算漫反射光的求解算法。 做这个计算，光能传递捕捉你设置好了的灯光进行计算，还有你使用了的材料，和环境设置。 场景处理的光能传递和普通的渲染过程是不同的。 你能没有光能传递而渲染。 然而,渲染使用了光能传递,渲染时总是首先计算光能传递。 在光能传递处理前要正确设置单位导入几何体时，你必须保证在光能传递处理前你的场景单位是一致的(例如， 一面墙是8 英尺高,不是8千米高)。 在VIZ4里的单位必须匹配模型的单位，因为光能传递

2、引擎对灯光使用了反平方衰减确信你的单位正确设置,使用 单位设置对话框（Customize menu Units Setup Units Setup dialog）.这个场景单位在这个对话框中是最重要单位。 这是VIZ4光能传递计算时使用的单位。 单位设置对话框只是让你设定单位怎么在UI中被显示的一个工具。 例子1：你导入一些几何体，比如说是拥有几何比例的桌子，桌子是用AutoCAD创建的9个单位长，相应的实际长度是90厘米。当桌子被导入到VIZ中时，它将会被计量成9个场景单位。因此，在单位设置对话框中，你必须设置场景比例1单位=10厘米。你的桌子现在便有了正确的单位，因为它是90厘米长是现实与

3、VIZ中的模型相同的长度。 例子2：你有一个AutoCAD建的20英尺4英寸长的房间的模块（使用的是建筑单位）。在AutoCAD中，建筑单位通常以英尺保存，因此，在模型导入VIZ前，确信设置场景的单位比例1个单位=1英尺。一旦导入到VIZ后，房间的尺寸将是244个单位长（20*12+4”）。 提示：使用距离计量工具快速在VIZ中快速选择尺度 建议: 在VIZ里使用 测量距离工具来快速查看尺寸。 光能传递怎样在VIZ4里工作的 这是关于光能传递在VIZ中是如何工作的总体论述 1.一个物体接着一个物体，VIZ载入场景的复制文件到光能传递引擎中去。 2.VIZ根据在光能传递网格展开面板中的全局细分设

4、置来细分每一个物体。 3.VIZ发出某些数量的光线照射到具有通常反射系数的场景和一些多边形上。明亮的光源欲暗淡的光源相比将有众多的光线发射出来。 4.这些光线在场景中随机反射并且在表面集聚光能。 5.VIZ通过计算表面聚集的能量以及把它们散播到最近的定点来更新视窗。 参见以下章节，“光能传递的细分步骤，”将会详细描述解决方案的过程。 光能传递的细分步骤： 光能传递的过程包括细分的三个阶段。最初的两个阶段出现在光能传递过程的初级阶段，第三个阶段能够在最终的渲染中使用。 在任意最初两个阶段中，你能够在任何时候开始和停止进程。这可以用作估测中间阶段的结果或者增加你希望精确水平。举例来说，你能够暂停5

5、0%基本质量的阶段并且只要你愿意，可以跳到前面的细分阶段。然而，一旦你进入了细分阶段，你不能继续进一步修改基本质量，除非你重新进入解决方案。光能传递解决方案阶段包括基本质量，细分以及后来的重新收集。 1. 基本质量 在基本质量阶段，场景中漫反射光线的分配是本质上是模仿真实光子运动来计算的。优于追踪无限数量的光子基本轨迹，统计学的方法被用来选择非常小的数量的光子传递，那些分布在空间中具有真实分布代表性的光子。由于使用了统计学的取样过程，巨大数量的光线使用了近似值，解决方案具有很高的精度。在基本质量阶段，场景的灯光水平的总体面貌已经确定了。结果可以在视窗中交互式的显示。 基本质量阶段运行重复的过程

6、，在对话框的进程工具中可以显示。 2. 反复细化（所有的物体）和反复细化（选择的物体） 因为在基本质量阶段取样的随机性，场景一些中小的面或者网格元素可能错过足够的光线的照射（或者没有任何光线照射）。这些细小的面仍然保持黑暗，结果是表现的不一致或者黑斑。为了减少这些瑕疵，细分阶段每个表面元素“重新收集光线”。 你能够执行细分整个场景或者细分被选择的场景过程。 3. 像素的重新收集 甚至在细分阶段以后，仍然可能在场景中出现可见的瑕疵，这是由于原本模型的拓扑结构决定的。这些瑕疵有时候以黑洞或者是亮斑的形式出现。为了避免这些模型缺陷造成的瑕疵，第三个可选择的细分阶段作为像素重新收集出现在图像渲染的时候

7、。这包括一个为图像的每一个像素最终“重新收集”的过程。重新收集会增加相当大的时间来渲染最终的图像，但是它仍然具有产生出最细致的没有瑕疵的图像的可能。利用像素重新收集的好处之一是那意味着基本模型和面的清晰度不需要被类似于尽可能“细分”或者“精密”，否则就需要这样做。 物体动画 如果在场景中有任何物体运动的话光能传递解决方案将在每一帧重新计算（默认的情况是只计算当前帧）。你在光能传递面板指定你想要达到的参数（目标/质量）。推荐首先运行解决方案和核查它在进行整个动画前是否能够成功渲染。这些参数将会被重新在每一帧中起作用。你打开渲染对话框并且激活“当需要的时候计算光能传递”的选项，然后渲染场景。光能传

8、递先处理第一帧然后渲染。VIZ接着进入下一帧，处理光能传递，渲染，如此反复。 照相机动画 VIZ在第0帧计算光影跟踪然后移动相机。物体还是保持静止。你必须进行光能传递然后渲染每一帧。 照明分析 为了询问灯光的照度水平，分析其数据，以及编辑报告，可以使用照明分析对话框。这个对话框提供了材料反射率，传递性能和找度在渲染时的数据。举例来说，一个照明引擎可能需要知道是否场景中的灯具为建筑中的墙提供了合适的光照水平。引擎在布置好天花板的灯光和进行光影计算后，使用光照分析对话框。引擎检查场景中的灯光水平和材料反射率然后调节灯光的亮度，变换单位或者减少材料反射率。 注意：你也能够使用虚拟颜色曝光控制来做光照

9、分析。这个工具管理分析对于虚拟颜色的VIZ转化的亮度和照度值。你同样可以导出logluv TIFF格式的文件用于其他软件的分析；实施它只要使用2D Lighting Data Exporter Utility使用过程 正确设置单位: 你的场景还没有使用真实世界的单位，那就按照下列步骤进行。 1. 右击3D捕捉开关，并且在捕捉面板中清除所有的设置。然后打开顶点来进行顶点捕捉关闭对话框。 选择工具测量距离来测量场景中一些你知道尺寸的物体。举门和窗的例子来说。距离显示等同于状态栏的显示。 2. 选择定制单位设置和调节场景单位比例。 举例来说，若你的物体测量为35个系统单位长度，并且你的模型使用的是美

10、国计量标准，那么你将输入比例系数1，同时在下拉菜单选择英寸作单位。这样你便能获得35英寸长的物体了 例子: 使用光度测定的照明进行光能传递: 1.使用一个物体已经被设置成正确比例的场景。若要获得更多信息，可以查阅正确设置单位。举例来说，如果天花板在模型中是96个系统单位高，请确定你的单位设置成了美国计量标准（英寸）而不是米。 2. 在创建面板单击灯光子面板。 3.从下拉菜单选择光度计量（默认值是标准的）。 4.在物体种类展开面板中单击目标点 5.拖入一个视窗中，最初的拖拽点是灯光的位置，同时你释放鼠标的点是目标位置点。现在，灯光便成了场景的一部分了。 6.设置创建参数。 7.你可以使用移动变换

11、来调节灯光的位置或者是它的目标点。 8.单击渲染场景来预览灯光。作任何变动你都需要调节渲染。 9.选择渲染环境来显示环境对话框 10.在环境对话框中的曝光控制面板，从下拉菜单选择对数曝光控制。 11.在对数曝光控制展开面板中，调节参数直到场景照明合理。举例来说，一个65亮度和50对比度是室内场景的佳值。 12.选择渲染光能传递来显示光能传递控制面板。 13.在光能传递跳出面板中，但击开始运行光能传递。 14.在光能传递过程完成后选择渲染场景来渲染场景。 例子: 用标准灯光进行光能传递： 光度计量灯光被推荐用来进行光能传递。但是如果你正对一个已经拥有标准灯光的场景工作时，你可以依照下列指导方针。

12、 1.为灯光建立或者载入一个包括合适几何体的场景。没有必要去调节任何比例因素。 2.在创建面板单击灯光子菜单。标准灯光是默认值，选择灯光的类型。 3.在物体类型展开面板中，但击灯光的类型例如目标点灯光。 4.拖入一个视窗中，最初的拖拽点是灯光的位置，同时你释放鼠标的点是目标位置点。现在，灯光便成了场景的一部分了。 5.为灯光设置创建参数。 6.但击 渲染场景来预览灯光。 任何变动你都调节渲染 7.选择渲染光能传递来显示光能传递控制面板，增加间接光照的效果。 8.在光能传递处理展开面板中，在交互式工具栏下，但击装入并显示环境对话框，在这里你可以设置曝光控制。 注意：曝光控制允许你仅仅控制间接灯光

13、的强度。VIZ保留直接光照的原始强度和效果。 9.在环境对话框中的曝光控制展开面板，从下拉菜单选择对数曝光控制。 10.在对数曝光控制展开面板中，打开仅受间接影响。 11.在同一个展开面板，使用物理比例设置来分配标准灯光一个以烛光为单位的光度值。 12.在光能传递进行后，单击 渲染场景来渲染场景。 界面 选择光能传递展卷栏 列出了安装的光能传递插件。 下拉列表: 让你选择安装了的任何光能传递解决方案插件。 Autodesk VIZ仅仅装载有一个插件，但是这列表为第三方光能传递插件提供支持,或从Autodesk选择光能传递解决方案。 激活（Active）: 启用光能传递。 当不启用时，场景仅仅显

14、示标准的VIZ渲染。 光能传递处理参数展卷栏控制光能传递处理。 重置所有（Reset All）: 当你点按开始时，VIZ场景的一个拷贝被装载进光能传递引擎。 点按重置所有从引擎中清除所有的几何体（拷贝的）。 重置（Reset）: 从光能传递引擎中清除灯光级别设置，但是不清除几何体。 开始（Start）: 开始光能传递处理。 停止（Stop）: 停止光能传递处理。 快捷键: ESC 处理组：这个组里的选项控制了前两个光能传递解决方案阶段的操作，基本质量和细分程度 基本质量：设置质量百分比值来确定在那个基本质量阶段停止，上限100%。举例说，如果你指定80%，你将会得到80%精度能量分布的光影渲染

15、解决方案80%到85%通常是足够达到优异成果的目标。 在基本质量阶段，光能传递引擎围绕场景反射光线并在表面分配能量。在每次反复中，引擎测量计算出的（表面干扰）变化。 大多数场景的亮度在早期的反射中被分配。在反复传递中减少对数值可以平均场景中的照度水平。在最初几次反复之后，场景的亮度值不会再增加太多，但是后面几次反射可以缩小场景中的差别。 注意：渲染质量取决于能量分配的精度，而不是取决于解决方案时的可视质量。即使在一个较高的基本质量百分比上，场景仍然可以体现相当大的变化。这些变化取决于解决方案后阶段。增加基本质量的百分值。 增加质量并没有大量增加场景的光照水平，但是它减少了场景中不同面之间的差别

16、，就如同球体上的面一样。 反复细化（所有的物体）：设置反复细化的数目来细化整个场景。反复细化阶段增加了载场景中所有物体光能传递的进程。从每一个收集能量是为了减少基本质量阶段不同处理方式的面之间的差异。这个阶段并不增加场景中的光照值，但是也改进了解决方案阶段的视觉质量和重要的一点是减少表面间的差异。如果在某一程度的反复细化过程后还没有达到你能够接受的结果，你能够增加其数值并继续执行。 注解：如果你在渲染的时候打算使用重新收集，你通常不需要执行细化阶段来得到最后高质量的最终图纸。 注意：在VIZ执行反复细化后，基本质量不可选并且你不能够改变它，除非你单击重置或者全部重置。 没有反复的大尺寸图片光照

17、区域不均匀。 插入图片：在很多次反复之后，不均匀的区域被纠正了。反复细分（选择的物体）：设置被选择的物体的细分数量，使用与细分（全部物体）相同的方法。选择一个物体，然后设置你所需要的反复细化数量。细分选择的物体与细化整个场景相比可以节省很多时间。具有代表性的是，这个控制选项用于有许多细小表面显示出很大差异的物体，比如栏杆或者凳子或者高度细分的墙。 注意：在VIZ执行反复细化后，基本质量不可选并且你不能够改变它，除非你单击重置或者全部重置。 细化操作出存在物体中：每一个物体都有光能传递的特性称作反复细化。每次你细分被选择的物体，储存的这些物体的细分等级将会增加。 当你重新设置光能传递解决方案阶段

18、，并且再次重新运行它，倘若这个选项开着，每一个物体细分步骤会自动生成。 这个在你创建动画的时候非常有用，当光能传递需要在每一帧被执行的时候，帧之间设置的相同质量水平被保留下来了。 交互工具组：这个组中的控制选项帮助你调节在视窗和渲染输出中光能传递的显示。这些控制在一个存在的光能传递解决阶段立刻发挥作用并且不需要任何附加的操作来实现他们效果的可视性。 过滤：通过平均元素周围的光照水平来减少表面元素干扰的程度。3到4的取值通常足够了。如果你使用太高的取值，你将冒丧失场景中细节的危险。虽然这样，但是由于过滤操作时交互的，你可以容易的估计出渲染结果并且安你的需要来调节。 对于一个65%质量的解决方案来

19、说，增加过滤值从1到3创造了一非常平均的漫反射灯光。这个结果可以与一个非常高质量的解决方案媲美。曝光控制：显示目前曝光控制器的名称。（当你通过渲染菜单访问环境对话框改变曝光控制器，名称在光能传递对话框中自动更新） 安装：显示环境对话框，在这里你访问曝光控制展开面板；你可以选择当前的控制器和参数面板来精确曝光控制。 在视窗显示光能传递：勾选在视窗中显示光能传递和标准VIZ渲染。你可能想要这样做来增加显示性能。 光能传递网格参数展开面板为了创造场景中的灯光,VIZ计算场景中离散的点的光照强度。场景中基本面被细分成光能传递网格一部分元素。这个展开控制面板允许你决定是不是需要网格。以及指定网格元素在真

20、实世界单位的尺寸。为了快速测试，你可能想要关闭网格的全局设置。场景看上去将很平淡，但是解决方案仍然可以给你快速一个全局照明的大概印象。 网格解决方案越好，照明的细节将越精确。但是却以时间和内存为交换的。 网格（以亮红色显示的）把场景中的平整的面细分。左侧：没有网格，解决方案看上去非常平淡。 中部：粗分网格，每个24英寸。光照改善了。 右侧：细分网格，每个4英寸。光照显示出很精妙的效果。 注意：当你在渲染参数展开面板中使用重新收集特征时不需要紧密地网格全局细分设置组 控制创建的光能传递的面和它的尺寸在真实尺寸范围内。 注意：你可以从物体参数对话框中的光能传递面板中跳过这个设置。它允许你在一些物体

21、上拥有不同网格解决方案。举例来说，你可能想要在要的墙面上有一个精细的网格，产生很多你期盼的细节。为了显示物体参数对话框，右击一个选中的物体，并从快捷菜单中选择属性。 激活：打开整个场景中的光能传递。当你想要快速测试的时候关闭网格 网格大小：在世界单位中设置光能传递网格大小。左侧: 一个没有细分的盒子。 中间: 盒子面被细分。 右侧: 盒子的表面被细分成很小的网格尺寸。光照笔刷展开面板 在这个面板中的光照绘制工具允许你手工调节阴影和亮部。你可以使用这些工具页：给阴影和光照漏洞瑕疵润色，而不用增加或者重塑或执行光能传递。使用选取照明来增加照度和减少照度，你可以每次在一个选择集中增加或者减少照度。

22、为了使用光照绘制工具，你必须首先选择物体。光标改变你所选择光照工具：选取照明，增加照度或者减少照度。在展开面板中的按钮变成橙色来显示你在合适的状态。 你可以从物体上选取，增加或者减少光照。举例来说，如果你选择地板作为一个物体，你可以穿过书架在他下面工作。一旦处于光线绘制模式，你不能选择其他物体除非你取消操作。 增加照度：增加光照从被选择物体的顶点开始。VIZ基于压力微调控制项的值来增加光照。压力的大小与取样引擎的百分比相适应。减少照度：减少光照从被选择物体的顶点开始。VIZ基于压力微调控制项的值来减少光照。压力的大小与取样引擎的百分比相适应。举例说，如果一堵拥有2000勒克斯照度的墙减少光照工

23、具从被选择的表面减少了200勒克斯的照度。选择照度：从你选择的表面的光照数量取样。弥补因为不注意造成的亮暗斑点。选择照明工具使用你从表面光照取样的相应光照值。单击按钮，并且把吸管移动到表面。当你单击一表面，以勒克斯和烛光为单位的光照数量反射到强度微调控制选项中去。举例来说，如果你选择了有6个勒克斯照度的墙表面的光照亮度，那么0.6勒克斯将在强度微调控制选项中显示。VIZ表面光照数量增加或者减少将以这个值乘以按的数值。 清除：清除所有你所作的操作。增加执行反复光能传递，或者改变滤镜数将丢弃你用灯光绘制工具对解决方案所作的任何改变。 强度:依靠设置单位在勒克思和烛光单位中指定照明的强度。你可以在C

24、ustomize Units Setup dialog.中做出单位选择。 压力：当你增加或者减少照度时指定被使用的取样引擎的百分比值。 在一个光能传递方案解决之后使用了光照笔刷添加光照和删除光照在光能传递解决方案中使用照明绘制工具增加或者减少照度。 渲染参数展开面板准备参数允许你控制怎样渲染光能传递场景。 在你渲染时使用默认值，VIZ首先从照明物体计算阴影，然后增加类似于环境灯的光能传递网格的结果。 VIZ提供了在这展开面板渲染的三种可能操作： 1 、重新使用光能传递解决方案的直接照明：快速渲染，从光能传递计算阴影，因此他们趋于粗糙。 2、渲染直接灯光：使用标准渲染器较长时间的渲染计算阴影，因

25、此质量比较高。 3、 重新收集间接灯光：从所有光源较长时间和较好的渲染计算阴影并纠正瑕疵和阴影缺陷。 注意：这会额外的增加你中央处理器的工作量占用一定的内存，因此在生成打印图片时可能不应用（比如说，4000*4000像素）。 在光能传递阶段重新使用直接照明 解决方案：VIZ不渲染直接灯光，但是使用储存在光能传递解决方案中的直接照明。如果你打开这个控制按钮，重新收集间接照明按钮将关闭。场景中的阴影质量依靠网格解决方案。为了获取良好细节的阴影，可能需要良好的细分网格，但是在一些情况下这个控制按钮可以提高全局渲染的速度，特别是在动画制作中，因为光线不必被线渲染器重新计算。左侧：直接灯光仅仅储存在光能

26、传递网格中。 中间：间接灯光仅仅储存在光能传递网格中。 右侧：直接和间接灯光同时储存在光能传递网格中（阴影通常非常粗糙）。渲染直接照明： VIZ从每一渲染帧的灯光渲染阴影，然后从光影渲染解决方案中增加间接灯光。这是默认渲染模式。 左侧（图）：仅仅使用线渲染器计算直接照明。 中间（图）：仅仅用光能传递网格计算间接灯光。 右侧（图）：直接和间接照明的结合。重新收集间接照明：除了重新计算所有的直接照明，VIZ以从现存的光能传递解决方案中重新收集照明数据来重新计算每一像素的间接照明。使用这个操作可以产生出最准确的、没有缺陷的图像，但是它会增加相当多的渲染时间。 注意：如果你知道你想要使用重新收集操作，

27、具有代表性的是你不需要密集的网格进行光能传递。即使从来没有细分表面并且设置最初质量值为0%，重新收集还是会被执行，而且可能会产生出你能够接受的视觉效果（通常用来做测试）。但是，准确而又精细的细节还是依靠网格中储存的高质量的光能传递解决方案。光能传递网格是重新收集操作的基础。 在下面的照明中，解决方案以0%的基本质量被执行。当使用密集网格时，在细小的表面之间还存在着很大的差异。重新收集提供的可接受的结果是不考虑网格的细分的。但是更多的微妙细节依赖于网格的细分。举例来说，最基本的雕刻。 没有网格 左侧：细分模型 中间：视窗效果 右侧：重新收集。粗糙的网格 左侧：细分模型 中间：视窗效果 右侧：重新

28、收集。精细的网格 左侧：细分模型 中间：视窗效果 右侧：重新收集照射每一个取样点：大量的VIZ光子投向每一个取样点。VIZ的光子在各个方向随机投射，从而来计算（重新收集）场景中的见解照明。每个取样点光子数越多，取样越精确。每个像素点光子数越少，产生的差异越大，创造出多颗粒的效果。处理速度和精细度的合适的值是默认值64。 过滤半径（像素）：用其附近的像素来平均每一个像素值可以减少嘈杂的影响。默认值=2.5像素。 注意： 18像素半径的改变取决于输出结果。举例说：一个半径为2.5是标准NTSC制式，但是它可能在小的图上显得非常大，在大的图上显得非常小。 像素半径为2 左侧：10个光子每取样点 中间

29、：50个光子每取样点 右侧：150个光子每取样点取样点半径为5 左侧：10个光子每取样点 中间：50个光子每取样点 右侧：150个光子每取样点取样点半径为10 左侧：10个光子每取样点 中间：50个光子每取样点 右侧：150个光子每取样点增加每个取样点光子的数量将大大增加渲染的时间。右边的图花费的时间是左图的六倍。增加滤镜半径同样也会增加渲染时间，但是没有增加的那么夸张。 值域（cd/m2）：这个控制项是类似于亮度值的表达。亮度（每平方米的烛光数）代表你观察到的材料有多亮。差值设置了一个将在重新收集阶段考虑的亮度的上限。使用它避免出现光斑。场景中明亮的多边形可以创造出火花效果的亮斑。 这些亮斑

30、并不是许多取样点光线投射的瑕疵，但是相当于你场景中的明亮多边形区域。在基本质量阶段，这个灯光引擎获取随机的方向反射的光线。为了达到“火花”的效果，典型的你可以在从新收集之前观察这些多边形。 载最终重新收集阶段以前，光斑可以在设置值域的情况下避免。取值在过亮表面和光斑亮度值以下。 使用了值域，亮斑被缩减建议: 你可以使用照明分析工具来查看这些表面的亮度。 建议: 使用区域渲染来渲染光斑区域，快速的找出并使用正确的亮度值域。特别注意以下控制：值域让你限制任何光照强度，并且渲染可能会变得比原来昏暗，因为你已经按照预期效果限制了它的间接照明，导致了昏暗的光能传递解决方案的效果。统计数据展开面板列出了光能传递过程的信息。 光能传递过程组 列出了当前在光能传递过程中反复细化的质量和数量的水平。 解决方案的质量：当前光能传递过程中质量水平。 反复细分：在光能传递过程中反复细分的数量。 历经时间：从上次重置后花费在解决方案过程中的时间。 场景信息组：列出了场景光能传递过程中的信息。 几何物体：列出了被执行物体的数量。 光源