照明与渲染 / Maya

本页包含可与Verge3D for Maya一起使用的照明、渲染和背景设置的信息。

渲染器

Verge3D被设计为尽可能地趋近Maya的Viewport 2.0硬件渲染器效果。它支持基于物理的着色、灯光、阴影和基于图像的照明(IBL)。

环境照明

环境照明是Verge3D图形流水线的一个非常重要的组成部分。您可以只用环境贴图来照亮整个场景，而不使用任何灯光对象。请参阅电动车定制器演示作为示例：

默认的立方体模板为基于图像的照明提供了一个HDR纹理。您可以用自己的文件替换这个纹理，或者从头开始设置环境照明。为此只需将Arnold渲染器的的aiSkyDomeLight对象添加到场景中，并为Color指定纹理即可。

此外，您可以使用Intensity属性来调整环境照明的强度，使用Texture Resolution来设置其质量：

Low (64x64)和Medium (128x128)- 不支持这些值，Verge3D将使用High (256x256)设置来代替它们。
High (256x256) — 最合适的质量和较低的内存消耗（默认值）。
Higher (512x512) — 更好的质量，适中的内存消耗和相对降低的性能。可用在渲染高质量的反射的场景，例如渲染珠宝。
Ultra (1024x1024) — 高内存消耗，低性能，最佳渲染质量（一般不推荐）。

当为Skydome使用HDR纹理时，确保将 Color Space 设置为 Raw。

您也可以不为 aiSkyDomeLight 指定纹理，直接模拟来自各个方向的均匀光线。但使用 Ambient Lights 会比此方法更有效。

Lights

在某些情况下，仅仅使用基于图像的照明不足以照亮场景。如果您想模拟一些额外的光源，需要动态阴影，或者您需要移动您的灯光（如汽车灯光），可以使用直接光源

Verge3D支持以下灯光类型：

Ambient Lights — Verge3D中支持 Color 和 Intensity 属性。
Directional Lights — Verge3D中支持 Color 和 Intensity 属性。
Point Lights — Verge3D支持 Color、Intensity 和 Decay Rate 属性。
Spot Lights — Verge3D中支持 Color、Intensity、Decay Rate、Cone Angle 和 Penumbra Angle 属性。
Area Lights — Verge3D中支持 Color 和 Intensity 属性。光线变换的比例控制着发光的区域。

此外，您可以为平行灯、点光源和聚光灯指定深度贴图阴影属性。参见这里的更多信息。

Reflection Cubemap Light Probes

Verge3D插件增加了一个名为 v3dReflectionCubemap 的自定义光照探头对象，可用于通过局部反射立方体贴图对对象施加间接照明。

有关使用示例，请查看 Light Probe 演示（也可在资源商店中找到）。

新的光照探头对象可以在自定义 Verge3D 工具架里找到。

此对象定义了一个由长方体或球体代表的影响体积。所有包含在该体积内的对象，将使用在运行时生成的本地立方盒反射，而不是场景的全局环境纹理或颜色。

使用局部反射贴图的好处是，它有周围物体的烘焙，而场景的全局贴图只包含Arnold的 aiSkyDomeLight 对象中指定的背景纹理或颜色。局部反射贴图也有视差效应，这取决于 influence volume 或 parallax volume 的几何形状。

在Maya视口中及在Verge3D应用中的立方盒反射 — 左图 - Maya视口中的立方盒反射对象，右图 - 其在Verge3D中为反射材质添加的效果。

v3dReflectionCubemap对象有以下属性参数：

General Settings

常规光照探头设置：

Influence Type: 影响体积的类型： Sphere 或 Box。只有位于此体积内的对象才会受到光照探头照明的影响。默认为 Sphere。
Influence Distance: 影响体积的大小。您也可以改变对象的比例，使影响体积的形状不均匀。默认为1.0。
Intensity: 间接照明的强度。任何不等于1.0的数值在物理学上都是不正确的。默认为1.0。
Clipping Start: 裁剪起始距离。位于比此值更近的对象将不会被渲染到立方盒反射中。默认为0.1。
Clipping End: 裁剪结束距离。位于比此值更远的对象将不会被渲染到立方盒反射中。默认为100.0。

Visibility Set

对象可见性设置：

Selection Set: 将出现在立方盒反射上的对象限制为属于此选择集的物体。在此处留空选择，将不指定任何对象集—— 这样所有的场景对象都将被用于生成立方盒反射。默认留空。
Invert Visibility: 如果指定了 Selection Set ，则反转对此光照探头可见对象的选择。默认禁用。

Custom Parallax

视差设置：

Use Custom Parallax: 启用视差校正的自定义设置。这一组设置定义了一个视差体积，用来投射探头捕捉到的照明。如果 Custom Parallax 未启用，时差效果将基于 Influence Type 和 Influence Distance 计算。默认禁用。
Parallax Type: 视差体积的类型：Sphere 或 Box。默认为 Sphere。
Parallax Distance: 视差体积的大小。默认为1.0。

Custom Influence

自定义影响设置：

Use Custom Influence: 启用自定义影响设置。这组设置允许定义将受此光照探针影响的一组对象。将使用 Selection Set（如果指定）代替 Influence Type 和 Influence Distance 常规探头设置。
Selection Set: 将应受此光照探针影响的对象限制为此选择集。如果指定，则使用它代替 Influence Type 和 Influence Distance 常规探头设置。
Invert Influence: 如果指定了 Selection Set ，则反转受此探头影响的对象的选择。

Reflection Plane Light Probes

反射平面光照探头，用于将实时反射（间接照明）应用于平面对象，如镜子、地板、墙壁等。

有关使用示例，请查看 Light Probe 演示（也可在资源商店中找到）。

这个新的光照探头对象可以在自定义的 Verge3D 工具栏中找到：

反射平面对象具有以下参数：

Influence Distance: 探头的影响距离。
Falloff: 控制探头影响的下降速度。
Clipping Offset: 在靠近摄影机处对光照探头中渲染的对象进行剪切。
Visibility Set: 光照探头可见对象的对象集。指定空值可使所有场景对象对探头可见。
Invert Visibility: 如果指定了 Visibility Set，则反转对此光照探头可见对象的选择。默认禁用。

反射平面光探头只能作用于粗糙度为零且金属度最大的表面：

平面反射探头会大大降低场景的性能，因为它们会将绘制调用(draw calls)次数乘以 N+1 的系数。若要加快渲染速度，请在 Visibility Selection Set 属性中指定一组有限的反射对象。

Background

默认情况下，Verge3D渲染的背景与您在Maya的视图中看到的一样（大多数情况下是灰色）。当使用基于图像的照明（由aiSkyDomeLight对象提供）时，您会看到环境纹理。

要将背景改为其他颜色，不要在Maya中编辑视图设置，只需更改主摄影机属性中环境 Background Color 并启用 Verge3D 属性中的 Render Background 属性即可。

您可以使用Maya的 Render View 窗口或Verge3D的 Sneak Peek 功能来预览具有自定义背景的场景。

全局渲染设置

在Maya的主菜单点击Verge3D -> Export Settings... 来访问全局渲染设置。

Anti-Aliasing

选择场景使用何种反锯齿算法：

Auto: 使用系统默认方法。在大多数情况下，这将是 MSAA 4x。
MSAA 4x: 如果目标硬件支持的话，则首选使用4倍采样的多采样抗锯齿。
MSAA 8x: 如果目标硬件支持的话，则首选使用使用8倍采样的多采样抗锯齿。
MSAA 16x: 如果目标硬件支持的话，则首选使用使用16倍采样的多采样抗锯齿。
FXAA: 强制使用快速近似抗锯齿(FXAA)。如果您遇到程序纹理的锯齿问题，请启用此算法。
None: 禁用抗锯齿。

Use HDR Rendering

启用高动态范围渲染。

如果激活，Verge3D 将使用 16 位浮点纹理作为渲染缓冲区。此功能可以显著改善 Bloom 后处理的渲染以及基于节点的渐变纹理的平滑度。这样做的缺点是增加了 GPU 内存消耗并降低了性能。

此功能与通常用于产生基于图像照明的HDR纹理无关，因此启用它不会改善此类纹理的渲染。

IBL Environment Mode

PMREM (best): 使用预过滤的、带mipmap的辐射环境贴图（PMREM）。此属性默认选中，因为它同时提供最高质量和不错的性能。
Light Probe (fast): 完全禁用基于图像的镜面反射，但仍会应用漫反射分量。此模式速度快，但仅对非金属表面（例如使用 Lambert 着色器渲染）提供不错的质量。
None (fastest): 对镜面反射和漫反射都禁用基于图像的照明。这是所有模式中最快的。如果您使用无着色（自发光）表面或仅依靠光源来着色场景，则此模式非常合适。

Order-Independent Transparency

启用 Order-Independent Transparency (OIT) 渲染技术，可解决大多数透明度问题。更多信息请参见此处。

Ambient Occlusion

环境光遮蔽是一种渲染技术，它根据点暴露在光源中的程度，从间接（环境）照明中添加柔和的阴影，从而提高场景的真实感。

Verge3D实现了地面实况环境光遮蔽（GTAO），您可以在 Verge3D Export Settings 的 AO 部分找到这些设置（Maya菜单 Verge3D->Export Settings... ）：

Verge3D 仅对 Standard Sufrace 和 aiStandardSufrace 材质添加环境光遮蔽效果，并且仅当场景具有环境光照（通过Arnold的 aiSkyDomeLight 对象添加）时才添加环境光遮蔽效果。

Enabled: 在场景中启用环境光遮蔽。
Distance: 距离：用于计算环境光遮蔽的半径（以系统为单位）。较高的值通过过度变暗和扩大其区域使效果更加明显，但也会降低性能。较低的值会使遮蔽不太明显。
Factor: 因子：遮蔽效果的强度。
Trace Precision: 跟踪精度：更高的精度意味着更准确的遮挡，同时提高性能成本。精度越低，意味着性能越好，但效果似乎不那么突出。
Bent Normals: 使用修改的（或"弯曲"）法线对环境进行采样替代原有采样。修改后的法线表示遮蔽最少的方向，并使环境光照更加逼真。

轮廓渲染

轮廓渲染（又名剪影边缘渲染）是一种常见的非真实感渲染(NPR)技术，可以显著增强场景视觉感知。这种效果可用于各种应用，如电子学习、游戏、建筑可视化和技术绘图。

要在Verge3D应用中使用物体的轮廓（和可选的辉光），首先在 Verge3D Exports Settings 的渲染属性面板上启用该效果：

然后将 outline(轮廓) 拼图应用于对象物体。

轮廓渲染在AR/VR进程中不起作用。可使用其他方法来突出对象物体，如动画或改变材质的颜色。

可以使用以下属性来调整轮廓：

Enabled — 启用/禁用效果。

Edge Strength — 轮廓强度系数。

Edge Glow — 额外发光的强度（渲染在在主轮廓边缘之外）。

Edge Thickness — 轮廓边缘厚度系数。

Pulse Period — 以秒为单位的脉冲周期。指定以下参数，使效果动画化。

Visible Edge Color - 可见边颜色。

Hidden Edge Color - 在任何其他场景对象后面的被渲染的轮廓边的颜色。

Render Hidden Edge - 启用/禁用渲染其他场景对象后面的轮廓边。

尽管有可能渲染发光的物体，但在大多数情况下可以用轮廓渲染来提高场景的视觉清晰度。如果您需要从灯或其他明亮的物体上发光，可以考虑使用辉光后期处理来代替。

每个对象的渲染设置

Verge3D为您的几何对象支持以下额外的渲染设置：

Rendering Order - 修改特定对象的渲染顺序。索引值越小，该对象就越早被渲染。在大多数情况下，当使用混合透明度时，您需要调整这个值，以消除透明度的伪影。

Frustum Culling - 启用/禁用对象的锥台剔除优化。如果您有一些可以移动到屏幕空间之外的蒙皮对象，请取消勾选这个选项，以防止它被剔除。

此外，还有一组对象变换设置位于 Verge3D -> Advanced Rendering 面板上：

HiDPI Compositing: 使用 HiDPI 合成通道渲染对象。有关详细信息，请参阅下文。
Fix Ortho Zoom: 应用反向正交摄影机变焦作为此对象的比例因子。为父级为正射摄影机的对象启用此属性，以便在用户缩放摄影机时它们不会移动/缩放。
Fit to Camera Edge: 请参阅此处了解详情。
Visibility Breakpoints: 启用对象可见性断点。请参阅此处。

在高分屏/视网膜屏（HiDPI/Retina）上渲染

如今，大多数移动终端和桌面终端都使用了高像素密度技术（即所谓的"Retina"显示器）。在这些显示器上，画面质量有了极大的提升，但其所带来的缺点是降低实时画面计算性能。

以下两种方法是可以在质量和效率之间取得平衡——既提升渲染画质，又不会让场景变得太慢：

使用相对更好的分辨率，例如通过将屏幕缩放因子设置为1.5左右。请参阅此处了解详情。
仅对重要内容（如文本、屏幕空间 UI 元素等）使用 HiDPI 呈现。

后一种方法可以通过启用位于 Advanced Rendering 面板上的 HiDPI Compositing 属性实现：

有关使用示例，请查看 Ring 演示（也可在资源商店中找到）。

Fit to Camera Edge

Fit to Camera Edge 是一种基于Maya模型绘制屏幕空间UI元素的技术。与使用HTML/CSS相比，这种UI设计方法对3D艺术家来说更"原生"，并且不需要外部工具。但其中还有更多内容：因为UI元素是真正的3D对象，所以您可以应用着色器、照明、动画、变形（您可以自己命名），使它们真正交互式并无缝集成到场景中。

将某个对象设置为摄影机的父对象时， Advanced Rendering 面板上将显示以下设置：

Horizontal: 贴合对象的水平画布边缘。None - 无水平贴合，Left - 贴合左边缘，Right - 贴合右边缘，Stretch - 水平缩放对象以贴合屏幕。
Vertical: 垂直画布边缘适合对象。None - 无垂直贴合，Top - 贴合上边缘，Bottom - 贴合下边缘，Stretch - 垂直缩放对象以贴合屏幕。
Shape: 画布贴合形状。Box — 使用对象的边界框，Sphere — 使用物体的边界球来适应屏幕上的对象。
Fit Offset: 用于在屏幕上调整贴合对象的额外偏移量。实际上，该值按指定的绝对值扩展对象边界（长方体或球体）。