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Maya】分层渲染技术（三）－渲染通道RenderPass（上）

华人原创实力---原创动画电影短片《SHOES》
【Maya】分层渲染技术（三）－渲染通道RenderPass（中）  
2011-02-18 16:14:14|  分类： cg |  标签： |字号大中小 订阅

【多组分通道的渲染】
操作实例2－渲染通道成分贴图的运用
如下是一个简单的模型场景。为了更好的表现折射和反射通道的获取，场景物体使用了MentalRay的特殊材质（mia_material_x_passes能很好的模拟光洁金属以及玻璃折射效果，且附带不少预设材料效果）。

RenderPass支持通道分离的材质
Anisotropic ,Blinn ,Lambert ,Phong ,PhongE ,Env Fog ,Fluid Shape ,Light Fog ,Particle Cloud ,Volume Fog ,Volume Shader ,Hair Tube Shader ,Ocean Shader ,Ramp Shader ,Hair ,Fur ,Image Plane ,Layered Shader ,Shading Map ,Surface Shader ,Use Background ;
mental ray mi_metallic_paint_x_passes, mia_material_x_passes, misss_fast_shader_x_passes
虽然RenderPass是为MR渲染而改进的功能，但却不支持大部分的MR材质，只有mi_metallic_paint_x_passes, mia_material_x_passes, misss_fast_shader_x_passes等后缀为passes的MR材质才被允许进行通道分离；如果确实需要对其他MR材质进行通道分离，可以升级材质或者使用自定义颜色输出节点替代。
*如果Maya基本材质和MR材质混合使用，容易发生阴影投射异常。
简单的进行布光后，设置好摄像机角度，并开启MR渲染的FG最终聚集功能，渲染得到如下效果。
* MR渲染常会使用到GI（全局光）和FG（最终聚集）功能， 它们对应的是“间接照明”通道。

1.选择背景物体和场景全部灯光，在渲染层上右键（你也可以进入Contribution菜单中选取），在弹出的菜单中选择Pass Contribution Maps > Create Pass Contribution Map and Add Selected（创建通道成分贴图，并加入所选物体）。点击层名称左边的三角箭头，展开子菜单，双击子菜单的名称进行重命名。

再次选择其他物体和场景全部灯光，重复以上步骤。

*尽管MR的通道成分贴图可以将场景中的灯光分别隔离，但需要这样做的情形并不多，而且MR材质并不支持灯光隔离。此场景物体按背景，中景1，中景2，前景，球体分别使用不同名称的成分贴图。
2.打开渲染设置（Render Settings）窗口，在RenderUsing中选择mental ray的渲染方式。

3.点击进入设置窗口中的Passes面板，点击此按钮创建新的渲染通道（render pass），弹出新的窗口
* 为了更好将多个物体的通道进行分类，我们要进行命名预设（NamePresets）。PassPrefix是通道前缀命名，PassSuffix是通道后缀命名。通常以下划线将名称与前后缀分开。点击Create后，前缀+通道名称或者通道名称+后缀将出现在场景通道（ScenePasses）中
如果没对多个成分贴图的通道名称进行前后缀区分，那Maya会在渲染时将同名称的通道图片覆盖，也就是说，成分贴图的名称对于通道渲染结果没有任何影响，仅是为了便于用户分类。

4.在通道列表（PassList）中选择我们需要分开渲染的通道。

*需要注意,MR材质只有以下通道才会被提取，选择其他通道是没作用的，尤其Shadow阴影通道不被支持－阴影包含于Diffuse通道中。
材质:所支持通道
mia_material_x_passes:Beauty, Diffuse, Direct Irradiance, Indirect, Reflection, Refraction, Specular, Translucence
mi_metallic_paint_x_passes:Ambient Material Color, Beauty, Diffuse, Direct Irradiance, Indirect, Reflection, Specular
misss_fast_shader_x_passes:Beauty, Diffuse, Direct Irradiance, Specular
由于所用的MR材质均无法分离出Shadow通道，因此除了圆球和托盘的成分贴图需要额外的Refraction折射）通道，其他成分贴图均只选择Diffuse（漫反射）、Indirect（间接照明）、Reflection（反射）通道――因为场景灯光设置了物体高光不照射，因此 Specular通道也就不需要选择了。
5.选择所有通道，然后按下向下箭头的按钮，场景通道（ScenePasses）中的名称将会转移到联合通道（AssociatedPasses）中。

此时，双击Diffuse通道名称，进入通道的属性编辑面板，将RenderPassOptions下的NumbersOfChannels的3改为4，否则最后图片将只有RGB颜色而无透明通道（3=RGB，4=RGBA）；所有Diffuse通道以及Refraction透明折射层均设置如此，而其他通道因为会在后期使用图层混合模式，因此保持默认。

6.点击联合通道成分贴图（AssociatedPassContributionMap）的下拉菜单，选择渲染层的成分贴图名称，然后选取对应的通道名称，再点击向下箭头按钮，完成渲染通道成分贴图的通道关联。

8. 进入Rendering模块下，执行Render->BatchRender进行批渲染。

*保存路径要记得使用

8.图层的混合。一个物体图层组包含反射层，间接照明层和漫反射层；间接照明层和反射层使用线性减淡的图层混合模式，放于漫反射层之上（如果有折射层则取代漫反射层）。
在PhotoShop中，如果需要对多个图层进行效果混合后再将此结果与其他图层进行混合，可使用图层组（快捷键：Ctrl+G）的形式，这与后期合成软件Fusion或者Shake的节点混合是类似的。

RenderPass的通道渲染默认是物体间相互遮挡的（类似UseBackground材质的遮罩作用），因此物体间的图层组顺序可随意放置。
*因为没对直接光照通道进行取样，因此整个场景相对Beauty显得稍暗，不过分层渲染就是为了能更自由的调整各部分效果。

9.如果需要环境闭塞效果，全选所有物体（包括灯光）添加到新建的渲染层，创建一个AO通道；关闭主渲染层，执行批渲染得到整个场景的AO（环境闭塞）通道。深度通道也可按此法获取。

所获取的图层如下图所示：

*RenderPass与RenderLayer的配合使用，除了以上说到的AO和Z通道，我们还可以在RenderLayer中赋予物体不同的材质，获取更丰富的通道效果。如多个环境反射贴图模拟大环境效果，通常的高光贴图配合潮湿高光贴图模拟物体淋湿效果等。
最后是合成效果：

【重要提示：透明图层的黑边问题】
回顾之前的RenderLayer分层渲染，在对相互遮挡的物体进行分层渲染的时候，我们只需要在渲染层中对其中一个物体使用 UseBackground材质即可。使用高质量渲染时，Maya会将物体被遮挡部分的Apha通道扩展一个像素进行平滑过滤；通常情况下，这个细微的变化是不影响画面效果的，但如果此时对相互遮挡的物体都使用UB材质，那么这个由过滤产生的透明边缘将被扩大，于是就产生了“边缘线”－线条颜色取决于你的合成背景色，常为“黑边”。
与MayaSoftware的RenderLayer一样，MentalRay的RenderPass也存在此类问题

Maya2009新增的RenderPassForMentalRay中，物体的成分贴图通道默认是Hold-Out的，也就是彼此挖空遮挡部分――相当于重复使用了UB材质。要避免“边缘线”的产生，有几个方法（任选其一）：
1. 关闭渲染通道（Beauty，Diffuse，refraction等）属性面板RenderPassOptions区块下的Filtering；

2. 在相互遮挡的物体之间，关闭其中一个物体通道的Hold-Out（关闭了Hold-Out的通道图层将在合成时置于另一个遮挡物体的通道图层之下）
3. 将MasterBeauty的最终合成效果放于最底层，填补边缘线的透明通道。
方法1渲染的图片会有较多的锯齿现象，需要在后期进行图形过滤；方法2较实用，可控性强；方法3属于偏方，当后期对各图层进行太大的较色或光效调节，底层的MasterBeauty会很容易暴露，

如果不是特别需要，直接获取每个物体的Beauty通道是最快速的分层方式。多通道的获取，个人看来更适合于静帧的取材，而非卡通动画（电影级除外）。
通过成分贴图的使用，我们可将多个物体的渲染通道分离，实现物体过滤与属性过滤的同时进行。不过，由于MR材质的局限性，我们并不能获取太多的通道，尽管MR材质的渲染效果很不错；使用Maya标准材质则具有丰富的渲染通道可选，除了体积材质，毛发材质等非标准材质。