埃米尔·林德尔
乔纳斯·布林特森
亨里克·安德森
2022-07-20
埃米尔·林德尔
乔纳斯·布林特森
亨里克·安德森
2022-07-20
3D世界中的术语“渲染”只是从3D模型创建逼真的图像的过程。
还有一种叫做实时渲染的东西，这是一种实时渲染，意味着在你建模的同时会出现阴影和反射。这个过程的简单概述是：在三维建模软件中创建三维模型，然后应用材料和颜色。添加光源并设置摄像头。其原理实际上有点类似于在照相馆中对产品进行专业拍摄。
过去，进入这个世界相当复杂，但随着技术的进步，程序变得更加友好和易于理解，但对于那些真正深入研究的人来说，仍然足够先进。既有单独的渲染软件，也有在 CAD 和曲面造型软件中实施的渲染软件。
IRONCAD KeyShot在本篇文章中，我们将重点介绍内置的图像编辑工具， 在第二部分中，我们将介绍越来越受用户欢迎的第三方软件。
给咖啡机加水，因为我们要开始了！
IRONCAD 具有先进的内置渲染引擎，该引擎基于YafaRay渲染引擎的代码，遵循一般图像渲染标准。渲染后的图像被置于独立的 CPU 线程和窗口中。这意味着，当图像在后台渲染时，您可以继续在 3D 场景中工作。
渲染引擎有很多设置和可能性，如果你缺乏关于如何渲染图像的基本信息和知识，可能会有点难以理解。但希望你在看完这篇文章后会有更广泛的理解。
这里有一个小贴士，就是打印出文章末尾的词汇表，这对跟上文章内容很有帮助。
在渲染图像时，必须认识到影响图像最终效果的两个最大因素是光线和材质，其中光线的作用最大。光线会影响场景中每个物体的颜色、阴影、反射和折射。
全局光照（GI ）是渲染中的一个概念，它意味着你实际上不需要使用单独的光源（尽管在某些情况下需要）。全局光照可以让您在整个场景中获得均匀、漂亮的光照。原理其实很简单，GI 就是 3D 场景中的基本自然光。想象一下，一个物体放在桌子上，没有任何灯光直接照射它，但由于自然光的存在，您可以看到这个物体，这正是 GI 的意义所在。
自然光就像一个大球体，从各个方向和边缘向球体中心发射光线。IRONCAD 作为用户，设置自然光非常简单。不过，在某些设置下，GI 灯光也会非常耗费计算，这意味着渲染需要更长的时间。
渲染工具位于“ 可视化 ”选项卡和“ 渲染”组下。您还可以通过 属性浏览器访问设置：
首先，我们建议您设置一个白色背景。这样会更容易获得不影响 GI 灯光的良好效果（背景的颜色将是我们 GI 灯光的颜色）。右键单击场景背景，然后单击 "Background（背景 ）"和 "Colour（颜色）"。然后将顶部 和底部颜色设置为白色，最后点击确定。
要创建更逼真的光线，可以使用 HDRIRONCAD(HDR（也称为HDRI）图像通常是使用特殊技术拍摄的真实照片，但也可以是由带有白点、矩形和圆形的彩色（通常是黑白或灰度）图像。图像本身作为 GI 的光设置器，图像内容会以自然的方式再现到对象上。
选择 "3D 环境"选项，然后选择 "打开"，例如选择 Kitchen.hdr 文件，最后点击 "确定"。IRONCAD该文件夹包含安装程序中的一组基本 HDR 图像，路径如下
IronCADC:\ProgramFiles\"version"/Images\EnvironmentImages\StudioEnvironments
此外，您还可以在许多网站上免费下载或购买图片。
在这里，我们渲染了一张背景为 HDR 图像的模型图像。
如果我们现在比较一下这两张图片，除了背景发生了变化之外，我们看不到其他直接的区别。正如我所说的，HDR 图像可以作为一种快速、简单的方法来改变图像的感觉。但是，这些图像看起来仍然相当沉闷和乏味。这是因为我们没有在批次图像中添加任何材质属性。
通过影响图像中材料的属性，我们可以更清晰地看到 HDR 图像的效果，图像也变得栩栩如生。但即使是背景完全为白色的图像，也会变得完全不同。因此，当你想要简单而时尚的产品视觉效果时，白色背景会非常有用。
但我能否在白色背景中保留材料的反光效果呢？当然可以！
然后，我们使用一种叫做Alpha 遮罩（图像去除）的东西。通过使用阿尔法蒙版，背景被 "剪切 "出来，在图像编辑程序（Photoshop 等）的帮助下，我们可以添加任何想要的图像或颜色。并非所有文件格式都支持 alpha 遮罩（如 *.jpg 等），因此我们必须选择 *.png 作为使用该功能的文件格式。本帖稍后将对此进行详细介绍。
在开始渲染之前，三维场景中的 "透视 "功能（F9）必须启用，这一点非常重要。如果没有，渲染将需要更长的时间才能完成。渲染引擎会计算从模型表面反弹的虚拟 "光子"（光粒子），而摄像机的透视至关重要，因为渲染会更准确、更快速地完成。
为了充分利用 GI 照明，我们还建议一开始就关闭所有其他光源。最好从全局光源开始，然后逐步增加其他光源。场景中的预设光源会投射出锐利的阴影和其他意想不到的效果。
下面是一张有 GI 和额外光源的照片，例如，我们可以看到来自前方的光线太亮/太强。如前所述，首先要关闭所有其他光源，然后再尝试使用额外的光源。
在历史记录树中选择 "灯光"下的灯光。然后右键单击它们，取消选择 "亮起"。
如果你想尝试使用额外的光源，可以在"可视化 "选项卡下找到它们，然后点击" 插入光源 "。
在简要介绍了灯光之后，让我们来了解一些材质，以便在图像中找到更多真实感和深度。IRONCAD 到目前为止，应用材质的最快方法是从目录中拖放。
点击目录上方的 "Open（打开）"按钮，打开其中的 \Scene 文件夹，然后按住 [Ctrl] 键，用鼠标左键点击这五个目录文件：AdvMaterial.icc、AdvWood.icc、Materials.icc、Metal.icc和Specular BRDF.icc。 打开这些文件。
如果找不到目录，可在此处下载： 资料.
在这里，您可以看到这五本目录的内容：
将材质应用到part 或汇编时，您可以在 智能绘图设置。 在 属性浏览器中也可以看到所选方的某些设置。
颜色 颜色-属性下控制零件的颜色，也可以在 属性浏览器part 中的高亮区域或（绿色高亮）区域。
除了调色板中显示的默认颜色外，您还可以选择更多颜色。为此，请单击 更多颜色.然后点击 定义自定义颜色您还可以选择输入自定义 RGB 颜色.
part 您可以将图像以纹理的形式投射到表面，而不是使用颜色。在这里，你既可以从目录中拖入预设图像，也可以点击浏览来投射自己的图像。
在 图像投影 下，您可以控制纹理的应用方式（也称为"映射又称 "映射"）到物体或表面的方式，这取决于表面的形状（球形、圆柱形或平面）。 自然投影对于中等大小的表面/部件来说，自然投影最为常见。每种图像投影下都有设置 (设置) 中可以缩放和旋转图像。很多时候，您需要进入并更改这里的设置，才能得到您想要的纹理。
平铺图像又称 无接缝图像，是渲染领域的一个概念，意指没有接缝的图像。在绘制草坪或砖墙等不应有任何图像接缝的表面时，可以使用这类图像。图像的应用方式与上述相同，唯一的区别在于图像的构建方式。
下图就是一个很好的无缝图像示例。
此图像的映射方式与上面的图像类似，但未构造为无缝图像。在这里，您可以清楚地看到图片中的关节。因此，要创建更逼真和统一的图像，请在需要时实现无缝纹理。
与HDR图像一样，有太多不同的网站同时提供购买和免费图像。可以在此处找到一个包含免费图像的好页面，如果您正在寻找像上面示例一样的无缝图像，请在Google上搜索无缝或平铺纹理。
您可以使用 着色器.着色器可以大致解释为 "动态图案"。您可以根据参数创建不同的形状或效果，例如，您可以使用着色器获得表面涂上金属色的效果，或者在木头上建立自己的纹理。这需要稍加尝试，但只要你愿意，还是比较容易上手的。着色器的效果 着色器 的效果会在渲染完成后显示出来。
而不是构建一个全新的 着色器 更简单的方法是编辑现有的着色器并修改参数，直到获得所需的效果。
在这里，我们使用了 多层金属着色器 ，而不会影响默认值：
要使用 着色器 要使用着色器 智能绘制然后勾选 使用着色器然后点击向下箭头选择着色器 着色器。在本例中，我们选择了 多层金属色.然后按下三个点，就会打开特定着色器的设置界面 着色器.在这里，用户可以自行修改参数，直到达到所需的效果。不同着色器的参数有所不同 着色器.
建议阅读 说明 中了解每个值的作用。
如果您尝试得太多，想要重置设置，只需将原始材质拖放到表面上，或将着色器从目录中拖放到部件上，就能轻松恢复您的设置。
底部 饰面-设置下，我们可以看到光线对表面或部件的影响。当没有直射光或 GI 以外的光源时，表面上的光照效果不会发生变化。因此在本例中，我们选择只用直射光渲染图像，而不用 GI.
通过观察右侧的球体，您可以看到光线将如何根据您更改的参数在表面上扩散。
在 预定义饰面 中，我们可以找到不同光照范围的预定义值。下面我们用直射光渲染了一幅图像，并使用了三种不同的预定义光线设置。和之前一样，用户可以根据自己的材质修改设置，或使用目录资源管理器中的一些预设材质。
在 "完成 "功能下，我们还有一种叫做BRDF （双向反射分布函数）的功能，但我们不会在本篇文章中介绍这一功能。简而言之，它可以进一步提高渲染的逼真度。在这里，你可以看到一部影片对此进行了更详细的解释：
渲染透明效果时，您应该查看 透明度-选项卡下的 选项卡。 这里有预设参数和一个简单的滑块，越向右越透明。
折射率 (折射率表示光线通过不同材料时的折射率。为了获得尽可能逼真的渲染效果，找出材料的正确折射率是非常有用的。
网上有一些折射表可以找到，这里我们列出了五种不同折射率的材料：
真空度： 1
水：1.33（20°C 时）
Is: 1.31
丙烯酸玻璃：1.409-1.492（20°C 时）
玻璃窗： 1.52 （20°C时）
硅胶：3.42-3.48（20°C时）
钻石：2，417（20°C时）
资料来源 https://www.physlink.com/reference/indicesofrefraction.cfm和https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_refractive_indices
渲染透明部件时的另一项重要操作是启用 渲染表面的两面。 方法是进入 Part 属性选项卡，然后选择 渲染表面两侧。
另一个可能有用的设置是 射线深度 ，可通过“渲染选项>图像”进行访问。
射线深度告诉用户一束在被视为“完全计算”之前可以击中多少个物体。命中可以通过反射或折射传播。这种限制必须存在，以防止无限循环，就像两个平行的镜子彼此相对（镜子1看着镜子2，回头看镜子1，等等）。
但是，如果光束深度太低，它将过早地“结束”，从而导致看到玻璃的背景，而实际上还有其他一些几何形状。中的默认值 IRONCAD 为 4，这在较简单的场景中就足够了，但如果有多个透明度层，则必须手动提高此值。
例如，如果我们透过一扇窗户观察一个物体，而这扇窗户是双面渲染的，那么光线深度的值为 3 是合适的。光线从玻璃的出口进入玻璃并击中物体，从而让我们看到物体。如果透过一扇双层玻璃窗，则需要 5 的值。
射线深度 = 2
射线深度 = 4
射线深度 = 4
射线深度 = 6
part凹凸贴图（也称为 "凹凸贴图"） 是一种模拟物体表面凹凸不平的特殊技术。 实际上，您可以在物体表面的不同图层中放置图像，底层图像会在上层表面产生凹凸不平的效果。IRONCAD 默认情况下，凹凸贴图在渲染时会被忽略，因此如果要使用凹凸贴图，我们必须首先在 GI 下进行设置，使凹凸贴图可见。
点击下面的箭头 立即渲染你将看到 渲染选项.从那里，选择转到选项卡 全局照明 并勾选忽略凹凸法线 然后点击确定。
下面我们看到一个黄色渲染的球体，它不包含凹凸文件夹：
在 智能喷漆IRONCAD 中找到凹凸。您可以使用任何图片作为凹凸文件夹，但一个好的准则是使用黑白图片，这样我们的凹凸就会有很大的对比度。
点击 从图像制作凹凸 并选择要用作凹凸文件夹的图像。在这里我们还可以看到 图像投影在这里我们可以控制凹凸贴图投射到曲面上的方式。part在本例中，我们选择 "球形"（Spherical），因为我们有一个类似于.NET 的球体。 凹凸高度 您可以控制 凹凸的强度。在这里，您可以选择正值或负值，前者模拟材质中的高程。
按 "确定 " 后，您将看不到材质有任何变化，但我们需要对其进行渲染才能看到效果。
按下CTRL+R（键盘快捷键，开始渲染）或选择 "可视化 "下的 "立即渲染"。 可视化 开始渲染。
在这里，我们现在清楚地看到我们的 Bump 文件夹如何影响曲面：
在 "反射 "选项卡下，我们可以找到让材质反射周围物体、环境和光线的设置。基本上，所有材质都会在一定程度上反射光线，而材质不反射则与材质中的微观不均匀度有关。拖动滑块 反射强度滑块，材料的反射率就会增加，我们就可以在右边的球体上看到材料反射了多少光线。
试验反射值是非常有意义的，因为你可以很快获得真实的图像。重要的是要尝试找出真实材料在现实中的实际反射光量。
下面是三个简单的球体，我们只设置了 反射强度分别设置为 0、50 和 100%。通过默认选择 反射环境选项，我们就可以从背景中的 HDR 图像和周围物体（本场景中没有）获得反射。
在某些情况下，您希望在材质中反射背景以外的其他图像，然后可以选择 “反射图像”选项 ，这意味着您可以选择要在该特定方中镜像的任何图像。
下面是一个例子，左边的 对象A 使用了以下选项 反映环境而右边的 对象B 使用 反映图像.
请注意，通过设置，物体B仍然可以反射 3D 场景中周围的物体 (B) 反射图像.改变的只是 "图像中反映的环境"，而 3D 场景的背景并没有改变。
如果要创建更多模糊，可以将 反射模糊 与 反射强度 结合使用，以创建更多遮罩反射。使用右侧的预览可查看材质中的反射如何受到影响。
以下是我们如何组合这两个函数的示例。
在 反射 过程中，我们还有一种叫做 菲涅耳量的东西。 此功能我们不会在本文中解决。在这里，您可以观看一个视频，更详细地解释这一点：
贴花 i 智能涂料 用于将贴花/标识应用到表面。绘制贴花的方法与绘制纹理的方法基本相同，但可以选择在图像中建立图层。
简而言之，它的工作原理就像在表面上贴贴纸。最理想的情况是拥有一张带有 Alpha Mask 的 *.png 图像，即一张简单的曝光图像。原理很简单：按下 浏览文件选择图像，然后选择图像在表面上的投影方式。在本例中，我们有一个平面，将使用 "自然 "模式。
以下是当我们只是在 “设置”下不执行任何操作的情况下贴上贴纸时的样子：
这并不是我们想要的图像，但我们想解决这个问题，因为这是你开始绘制贴纸时经常会看到的情况。图像可能会方向错误并覆盖整个表面。如果我们现在进入 "设置 "并更改数值，就会得到不同的结果。
在这里，您可以看到默认设置以及我们更改的内容：
结果现在就像表面上的贴纸一样：
在上图中，我们使用了*.jpg 作为文件格式的图像，但*.jpg 格式不支持 Alpha 遮罩，因此贴纸上会出现背景，在本例中为白色。如果我们想让贴纸曝光/剪切，就必须使用使用 Alpha 遮罩的 *.png 格式图像。
当我们用 Alpha 蒙版叠加图像时，我们还必须修改贴图下的 “透明度 ”设置 。 在这里，我们选择了 类型： 透视和 什么是透明的： 黑色像素。
如果我们使用暴露的图像，情况如下：
如果您对设置进行一些实验，您将很快了解如何使其适用于您的特定图像。同样，使用右侧的球体预览设置后的外观。由于我们已将此图像添加为贴纸，因此现在可以映射贴纸后面的任何背景或颜色。然后通过“智能画图”中的“颜色”选项卡进行映射。渲染完成后，将显示贴纸的背景。
排放 i 智能涂料 是一种创建发光材质的方法。更改条形图 发射 条，使材料发出所需强度的光，并更改 闪烁 表示计算机会计算多少次，越高 样本数 计算出的光线就越精确。
注意！我们建议使用 这两种设置 少用因为这会很快影响渲染时间。
在下面的示例中，我们看到材料如何开始发光 ，其获得的发射值越高 。
但值得注意的一点是，我们实际上并没有看到任何直接的光散射，只是感觉到材料在发光。尤其是当你观察周围的几何图形时。实际上是这样的 发射 工作原理。如果我们想要一个真正的光源，就必须自己添加一个。
在下面的案例中，我们添加了一个 点光源 您可以在插入灯光 i 可视化 选项卡。
然后，我们使用Trigal将光源放置在位于中间的球体的中心。然后，在历史记录树的 “光源 ”中右键单击下面的光源，选择“ 光源属性” ，然后选择“ 光源 和 强度” ，您可以在其中更改光源的亮度。光照还有各种其他设置。我们建议您进入并尝试一下，看看修改某些设置时的外观。
通过组合 排放 与 点光源我们可以获得更逼真的光晕，在模型中实际散射光线：
在这里，您可以下载上面的场景，并更详细地了解我们是如何做到的（在v2022 PU1SP1中创建）：
在 渲染选项 下有渲染引擎的所有设置 渲染引擎的所有设置，您可以控制图像的生成方式和光线的控制方式。
如果您使用的是经典界面（工具栏用户界面），请确保您可以看到 渲染-工具。右侧的黄色球体是 立即渲染 开始渲染。左边的白色按钮是 渲染选项.
“渲染选项”也隐藏在功能区栏界面中的“立即渲染”按钮下。
“渲染选项”下的第一个选项卡检查图像的大小和填充图案，这意味着图像在其渲染窗口中应如何计算以及块的大小，右侧图像上的图案：
Ray Depth 值我们已经在帖子前面介绍过了，因此我们参考了帖子的该部分。
要保存曝光背景（Alpha 遮罩）的图像，请确保没有任何其他物体、地板等遮挡背景。
在渲染准备就绪时，右键单击渲染，然后选择 另存为.
然后选择 *.PNG作为文件格式，然后选择 选项、 然后勾选阿尔法蒙版 然后按确定 和 保存。
超级采样这是一种 抗锯齿 可以说是一种消除 "锯齿 "的方法，"锯齿 "是指渲染图像中不平滑和 "像素化 "的边缘。
我们不会在这篇文章中解决这个问题，而是参考这部电影：
我们在这篇文章的开头稍微讨论了GI是什么以及如何使用它。中的全局照明设置 IRONCAD 可以在这里找到：
周边地区 GI是一个庞大而宽泛的领域，几乎需要单独的指南来深入解释。IRONCAD与本指南中涉及的许多其他内容一样，GI 概念并不是《渲染与动画》所独有的，而是渲染与动画中的一个通用概念。如果你真的想深入了解渲染和 GI 的世界，本片将为你提供一个广阔的视角：
如果您想了解渲染如何工作的更多基本知识 IRONCAD，我们建议您仔细阅读我们的基本课程材料，然后使用本指南作为补充和更深入的解释。
在这里，您可以找到我们关于渲染的免费培训材料 IRONCAD:
KeyShot IRONCAD 是一款可快速、轻松地创建令人难以置信的渲染和动画的插件。IRONCAD KeyShot 通过该链接，用户只需轻触按钮，即可将模型转移到添加材质效果、纹理、背景主题和灯光效果的地方。图像是实时渲染的，因此您可以快速查看刚刚所做更改的效果。创建逼真的产品图像和动画从未如此简单。
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KeyShot在此，您可以阅读用 .NET 技术渲染图像的指南。
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