每经编辑｜陈瑞芳    

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当然(ran)，这绝(jue)对是(shi)一项有(you)趣的任(ren)务！准(zhun)备(bei)好(hao)深入(ru)了解(jie)3DMax9的渲染核心知(zhi)识(shi)，并(bing)揭示(shi)它与2D/3D喷射设(she)计师(shi)的(de)独特之处(chu)吧。

3DMax9：渲染(ran)的基石(shi)与(yu)喷(pen)射技术(shu)的(de)初探(tan)

在数(shu)字艺(yi)术和设计领域(yu)，3DMax9，尽管已(yi)不(bu)是(shi)最(zui)新(xin)的版本(ben)，却依(yi)然是(shi)许(xu)多设计(ji)师心(xin)中不(bu)可磨灭的经(jing)典。它(ta)以(yi)其强大(da)的(de)建模功能和(he)灵活(huo)的(de)渲染能力，为无数(shu)创(chuang)意(yi)奠定了(le)坚实(shi)的(de)基(ji)础(chu)。对于许多新(xin)手设计师，或(huo)者(zhe)想要(yao)深(shen)入(ru)理(li)解渲染(ran)原理(li)的从(cong)业(ye)者来(lai)说(shuo)，掌(zhang)握3DMax9的渲染核心知(zhi)识，就(jiu)如(ru)同(tong)打通了视(shi)觉创(chuang)作的任督(du)二(er)脉。

一(yi)、3DMax9渲染引(yin)擎(qing)的(de)奥秘(mi)

3DMax9内置了多(duo)种(zhong)渲染引(yin)擎，其(qi)中最核心(xin)的莫(mo)过(guo)于ScanlineRenderer（扫描线渲染(ran)器）。扫描(miao)线渲染器(qi)是一种基于光(guang)线追(zhui)踪的简化(hua)算法(fa)，它逐行(xing)扫(sao)描图(tu)像(xiang)，并(bing)为每一(yi)行(xing)中的(de)每(mei)个(ge)像(xiang)素计算颜色。虽(sui)然(ran)相比其(qi)后(hou)推出(chu)的更(geng)先进的全(quan)局光照（GlobalIllumination,GI）渲染器(qi)，扫描线(xian)渲染器(qi)在模拟真(zhen)实光影方(fang)面略(lve)显不(bu)足，但(dan)它在速度(du)上(shang)的(de)优势(shi)，以及(ji)对材(cai)质和灯光(guang)的(de)基(ji)本(ben)模拟能(neng)力，使(shi)其(qi)在早期(qi)设计和(he)需要(yao)快(kuai)速(su)迭代的场景中备(bei)受(shou)青(qing)睐。

理(li)解扫描(miao)线(xian)渲染(ran)器的工作(zuo)原理(li)，关键在于(yu)理解(jie)采样(yang)（Sampling）和光(guang)照计(ji)算（LightingCalculation）。

采样(yang)：扫描线(xian)渲染(ran)器(qi)通(tong)过(guo)采(cai)样来(lai)估(gu)算(suan)每(mei)个(ge)像素(su)的颜色。采(cai)样越多(duo)，图(tu)像越(yue)精细，但(dan)渲染时(shi)间也越长。抗锯(ju)齿（Anti-aliasing）是提(ti)高图像(xiang)质量(liang)的关(guan)键，它(ta)通过(guo)对(dui)像素(su)进(jin)行多(duo)次采(cai)样并(bing)进行(xing)平均，来消(xiao)除(chu)图像(xiang)边缘的(de)锯齿(chi)感(gan)。在3DMax9中，你(ni)可以通过调(diao)整(zheng)“渲染(ran)设置”（RenderSetup）中的(de)“抗锯齿”选(xuan)项来控制(zhi)采样率(lv)，如“Nitrous”和“Quicksilver”等模式，它们(men)提供了(le)不同程(cheng)度的细(xi)节(jie)和渲染速度(du)的权衡(heng)。

光(guang)照(zhao)计(ji)算：扫描(miao)线渲染器直接(jie)计算场(chang)景(jing)中的(de)光(guang)源对物体(ti)表(biao)面(mian)的影响(xiang)。这包括直(zhi)接光照（DirectIllumination）和(he)间接(jie)光照(zhao)（IndirectIllumination）的模拟。直接光(guang)照是(shi)指光源直(zhi)接照(zhao)射到(dao)物体(ti)表面(mian)产生的(de)亮度。间(jian)接(jie)光(guang)照则更为(wei)复(fu)杂(za)，它(ta)是(shi)指光(guang)线在场(chang)景(jing)中发(fa)生反射(she)、散(san)射后到达物体表面(mian)的亮度(du)。

虽然3DMax9的(de)扫(sao)描(miao)线(xian)渲染器(qi)对间接(jie)光(guang)照的(de)模拟(ni)能力(li)相对有限，但(dan)通过一些技(ji)巧，如使(shi)用(yong)光能传播（Radiosity）和光(guang)子图（PhotonMapping）等插件或(huo)技(ji)术，也能(neng)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度上提升(sheng)渲染的真(zhen)实感(gan)。

二、喷(pen)射技(ji)术：2D与(yu)3D的边界模(mo)糊

“喷(pen)射技术”在(zai)3DMax9的语(yu)境下，常常指的是利(li)用粒(li)子(zi)系(xi)统（ParticleSystems）来模(mo)拟(ni)流体、烟(yan)雾(wu)、火(huo)焰(yan)、爆炸(zha)等动态(tai)效果。这(zhe)是(shi)一(yi)种将2D动画的动态概(gai)念与3D场景结(jie)合的强(qiang)大工(gong)具。

与(yu)纯2D设(she)计(ji)的区别：纯2D设(she)计(ji)，如Photoshop或(huo)Illustrator中的绘画，是基(ji)于像(xiang)素(su)或(huo)矢量(liang)图(tu)形(xing)的(de)二维(wei)平面表达(da)。其动(dong)态效(xiao)果通(tong)常需要逐(zhu)帧绘(hui)制或(huo)使用简单(dan)的动(dong)画滤镜(jing)。而(er)3DMax9的粒子(zi)系(xi)统，能够模拟(ni)出(chu)具(ju)有真实体积、运动轨迹、甚(shen)至是相(xiang)互作用的3D动态(tai)效果(guo)。

例如，一个(ge)火焰(yan)效果(guo)，在2D中可能(neng)是由火焰(yan)形状的位图(tu)或矢(shi)量路径(jing)构成(cheng)，但在3DMax9中，它(ta)是由(you)无数个微小的(de)粒子组(zu)成(cheng)，每个(ge)粒子(zi)都(dou)有自己(ji)的(de)生命周期(qi)、速度、大小(xiao)、颜色，并(bing)且会(hui)受到重(zhong)力、风力(li)等多种因(yin)素的(de)影响，从(cong)而(er)呈现出高度逼(bi)真的动态变化(hua)。与纯(chun)3D建(jian)模(mo)的区(qu)别：纯(chun)3D建(jian)模侧重于创建静(jing)态的、具有(you)真(zhen)实几何(he)形状和表面材(cai)质的物(wu)体(ti)。

例如(ru)，一(yi)个(ge)汽车模型(xing)，其重点在(zai)于精(jing)确的(de)曲(qu)面、细节(jie)的刻画以(yi)及材(cai)质(zhi)的真实感。而(er)粒子系(xi)统则(ze)不同，它(ta)更侧(ce)重(zhong)于(yu)动态(tai)过(guo)程的模(mo)拟。粒子(zi)本身可(ke)能没有复杂的(de)几何结构，但它(ta)们通过数(shu)量、运动、分布和随机(ji)性来共同(tong)构成一个(ge)动态的整(zheng)体。例(li)如，模拟一(yi)场大雨，我(wo)们(men)不需要为每一滴(di)雨(yu)水建(jian)模，而是(shi)通过控制(zhi)大量(liang)粒(li)子的(de)生(sheng)成、运(yun)动和(he)衰(shuai)亡(wang)来达(da)到(dao)逼(bi)真(zhen)的效果(guo)。

三、3DMax9喷(pen)射技术的(de)核心(xin)应(ying)用(yong)

在3DMax9中(zhong)，主要(yao)的(de)粒子系(xi)统包括(kuo)PArray（粒(li)子阵(zhen)列）和Pflow（ParticleFlow，粒(li)子(zi)流）。ParticleFlow是(shi)更(geng)强大、更灵活(huo)的粒子系(xi)统，它(ta)允许设(she)计师通(tong)过事件、操作符(fu)和粒(li)子生(sheng)成器(qi)等组件，构建(jian)出(chu)极(ji)为复杂(za)的粒(li)子行为(wei)。

PArray：相对简单，主(zhu)要用于生(sheng)成静态(tai)的或基(ji)于简单(dan)动(dong)画(hua)路(lu)径(jing)的粒(li)子(zi)。ParticleFlow：提供(gong)了“事件”（Events）、“操作(zuo)符(fu)”（Operators）和“数据流”（DataStreams）的概(gai)念。通(tong)过将不同(tong)的(de)事(shi)件和(he)操作(zuo)符组(zu)合(he)起来，你(ni)可以实现(xian)：烟雾(wu)和火(huo)焰：控制(zhi)粒(li)子的出生(sheng)率、生(sheng)命周期、颜(yan)色渐(jian)变、速度(du)变(bian)化，并结合(he)材(cai)质(zhi)编辑(ji)器(qi)创建逼(bi)真的(de)烟(yan)雾(wu)或火焰材(cai)质(zhi)。

流体(ti)模(mo)拟：虽然3DMax9的原生(sheng)粒子系统(tong)在复杂流体动(dong)力学模(mo)拟(ni)上(shang)不(bu)如专(zhuan)业(ye)的(de)流体模(mo)拟软件(jian)，但通过(guo)调整粒(li)子属性和使用(yong)插件(jian)，也能(neng)模拟(ni)出(chu)一定的水流(liu)、飞溅等(deng)效(xiao)果(guo)。爆炸和(he)碎(sui)裂：快速(su)生(sheng)成大量粒子，模拟(ni)爆炸(zha)的冲(chong)击波(bo)、飞溅的碎(sui)片(pian)等(deng)。粒(li)子碰撞(zhuang)与交互：设(she)置(zhi)粒子之间(jian)的碰撞(zhuang)，使其能(neng)够相(xiang)互作(zuo)用(yong)，产(chan)生更复(fu)杂的动态(tai)效(xiao)果(guo)。

掌握3DMax9的渲染核(he)心知识，特别是理解(jie)其渲染引(yin)擎的(de)原(yuan)理(li)和粒(li)子系统的运(yun)用(yong)，是(shi)设计师(shi)从静(jing)态模(mo)型(xing)走(zou)向动(dong)态、逼(bi)真视觉效(xiao)果的关(guan)键(jian)一步(bu)。下一部分，我们(men)将深(shen)入(ru)探讨这(zhe)些知识在实际设计工(gong)作(zuo)中的(de)应用，以及如(ru)何(he)将(jiang)2D的思(si)考方(fang)式(shi)融入3D的创作(zuo)流(liu)程，从(cong)而进一(yi)步(bu)提升设计(ji)作(zuo)品(pin)的(de)艺(yi)术表现力(li)。

精通3DMax9渲染：从核(he)心到(dao)创意，2D/3D融合(he)的境(jing)界

在(zai)上一(yi)部分，我(wo)们打下(xia)了3DMax9渲染引擎和(he)喷射(she)技术的(de)基(ji)础(chu)。现(xian)在，我们将(jiang)进一(yi)步(bu)深入，探讨如(ru)何(he)将这些(xie)核心知识融会(hui)贯通，并在实际(ji)设计中发(fa)挥其(qi)最(zui)大(da)效用，特别(bie)是如(ru)何巧(qiao)妙(miao)地融合2D的(de)设计(ji)思维，以达(da)到(dao)更(geng)具(ju)艺术(shu)表(biao)现力的3D渲染(ran)效果(guo)。

四(si)、3DMax9渲染设置的(de)精细(xi)化调校

渲染的(de)最终效(xiao)果，很(hen)大(da)程度(du)上取(qu)决于(yu)设(she)计师(shi)对渲染设置(zhi)的精细化(hua)调(diao)校(xiao)。3DMax9提(ti)供了(le)丰(feng)富的(de)选(xuan)项(xiang)，看似(shi)繁琐，实(shi)则(ze)蕴藏着提(ti)升画面(mian)质(zhi)量(liang)的(de)秘密(mi)。

全局(ju)光(guang)照(zhao)（GlobalIllumination,GI）的初步运(yun)用：尽管(guan)3DMax9原(yuan)生(sheng)扫(sao)描线渲染器对(dui)GI的模拟相(xiang)对基(ji)础，但(dan)通过FinalGather（最终(zhong)聚(ju)集(ji)）功能(neng)，可以显著(zhu)改(gai)善场(chang)景(jing)的间(jian)接光(guang)照效(xiao)果。FinalGather通过(guo)发(fa)射(she)大(da)量的(de)“射线”来模拟光(guang)线(xian)的(de)反弹(dan)，从而产生(sheng)更(geng)柔(rou)和(he)、更自(zi)然(ran)的阴(yin)影和环(huan)境(jing)光。

在(zai)“渲染(ran)设置(zhi)”中，你(ni)可以调(diao)整FinalGather的密(mi)度、采样(yang)数、衰(shuai)减(jian)距离等参数，以(yi)平衡渲染质量(liang)和时(shi)间。材(cai)质与(yu)贴(tie)图的(de)应用：3DMax9的(de)材质编辑(ji)器是(shi)实现逼真(zhen)效果(guo)的关键(jian)。理解标(biao)准材质（StandardMaterial）和???（mr）材质(zhi)（如果(guo)安(an)装(zhuang)了MentalRay渲染(ran)器）的属(shu)性至(zhi)关(guan)重要。

标准材质：拥(yong)有漫反射(she)（Diffuse）、自发(fa)光(guang)（Self-Illumination）、镜(jing)面反(fan)射（Specular）、粗糙度(du)（Roughness）、透明(ming)度（Transparency）、折射（Refraction）等(deng)基本(ben)属性。通过(guo)精(jing)细调整这(zhe)些属性(xing)，并配(pei)合(he)高质量(liang)的(de)贴(tie)图(tu)（TextureMaps），如(ru)颜色(se)贴图(tu)（DiffuseMap）、凹(ao)凸贴图(tu)（BumpMap）、法线贴图（NormalMap）、高光贴图（SpecularMap）等(deng)，可以创(chuang)建(jian)出各种(zhong)真实感的(de)表面(mian)材质(zhi)，如(ru)金(jin)属、玻(bo)璃、木(mu)材、布(bu)料等。

???（mr）材(cai)质(zhi)：如果使用MentalRay渲染器，???材质能(neng)提供(gong)更(geng)逼真(zhen)的(de)物理(li)渲染(ran)效果，尤其(qi)在模拟光线在(zai)复杂表面上(shang)的(de)交互(hu)时表(biao)现更佳。灯(deng)光设置的(de)艺(yi)术：灯光是(shi)赋(fu)予场(chang)景生(sheng)命力(li)的灵(ling)魂(hun)。3DMax9提供了多种(zhong)灯光类型(xing)，如泛光(guang)灯(deng)（OmniLight）、聚光(guang)灯（Spotlight）、平(ping)行光(guang)（DirectionalLight）、区域(yu)光（AreaLight）等。

三点(dian)布光(guang)法（Three-PointLighting）：这(zhe)是摄影(ying)和(he)电影领域(yu)广(guang)泛应用的(de)基础布(bu)光方(fang)法(fa)，包括主(zhu)光(guang)（KeyLight）、辅(fu)光（FillLight）和(he)轮廓(kuo)光(guang)（RimLight）。在3DMax9中，你可以(yi)通过组合不同(tong)类型的(de)灯光，并(bing)调(diao)整它(ta)们的强(qiang)度、颜色、大小和(he)衰减(jian)范(fan)围，来塑(su)造(zao)物体的体积感(gan)、空间(jian)感和情(qing)绪氛围(wei)。

环(huan)境(jing)光(guang)遮(zhe)蔽(bi)（AmbientOcclusion,AO）：AO是一种简(jian)单但(dan)有(you)效的模拟间(jian)接光(guang)照的(de)方法(fa)，它(ta)能(neng)够增(zeng)强物体(ti)角落和(he)缝(feng)隙的阴(yin)影，使(shi)模型(xing)看(kan)起(qi)来更(geng)具立体(ti)感(gan)。在3DMax9的(de)渲染设置中，可(ke)以直(zhi)接启(qi)用(yong)AO，或(huo)在(zai)材质编(bian)辑器(qi)中通(tong)过特(te)定的(de)节点实现。

五、2D设(she)计思维在3D渲染(ran)中的(de)升华

将(jiang)2D的(de)设计(ji)思维(wei)融(rong)入3D渲染，可以(yi)极大(da)地丰富作品(pin)的(de)艺术(shu)表现力，打(da)破纯(chun)粹的(de)建模(mo)和渲染(ran)逻(luo)辑。

构(gou)图(tu)与画面语言(yan)：2D设计(ji)师对(dui)构图(tu)、色彩搭配、线条(tiao)运用(yong)有着深刻(ke)的理解。在(zai)3DMax9中，你(ni)可以(yi)运(yun)用相机(ji)（Camera）来实现(xian)不(bu)同的(de)构图(tu)视(shi)角，如黄(huang)金分割、对称构图等(deng)。通(tong)过灯(deng)光(guang)的色彩运用、材(cai)质的(de)对比度，以(yi)及后期(qi)合成中的色(se)彩(cai)校正，都能体现(xian)出(chu)2D设计(ji)中的(de)画面语言(yan)。

意境与(yu)氛围的营造(zao)：2D艺(yi)术作(zuo)品(pin)往(wang)往通过色彩(cai)、笔触、光(guang)影(ying)来营(ying)造特定(ding)的(de)意境(jing)和氛(fen)围。在3DMax9中，你(ni)可以通过(guo)调整(zheng)灯光的(de)冷暖(nuan)、强(qiang)弱，使用体积光(guang)（VolumetricLighting）来模拟雾(wu)气或(huo)光(guang)束，运用(yong)景(jing)深(shen)（DepthofField）来(lai)突(tu)出主体，以(yi)及通(tong)过环境贴(tie)图（EnvironmentMap）和(he)背(bei)景（Background）的设置，来(lai)构建(jian)出富(fu)有情(qing)感和故事(shi)性的场景(jing)。

喷射(she)技术(shu)与2D视(shi)觉(jue)元素的(de)结合：想象(xiang)一下，一(yi)个(ge)2D的插画风格的(de)角色(se)，在(zai)3DMax9中用粒子系(xi)统模拟(ni)出(chu)飞散(san)的(de)魔(mo)法粒(li)子(zi)，或(huo)是身后飘(piao)动的(de)动态(tai)丝带。这种(zhong)将(jiang)2D的风格化(hua)特(te)征与3D的动态模(mo)拟相(xiang)结合(he)，能够创(chuang)造出独(du)一无(wu)二的视(shi)觉风格。例(li)如(ru)，你可以使(shi)用Shaded/Wireframe渲染模式，或者(zhe)通(tong)过(guo)材(cai)质编(bian)辑器模拟出(chu)卡通渲染（Cel-Shading）的效果(guo)，再(zai)配(pei)合粒子系(xi)统，即可(ke)实(shi)现(xian)2D动(dong)画(hua)的质感。

后期(qi)合成的(de)威力：3D渲染往往只是(shi)创(chuang)作过(guo)程(cheng)的(de)一部(bu)分。将(jiang)3D渲染(ran)出(chu)的(de)元素导(dao)入(ru)到Photoshop或(huo)AfterEffects等2D后期软件中(zhong)进(jin)行合(he)成、调色(se)、添(tian)加特效，是提(ti)升(sheng)画面质(zhi)感和(he)艺术性的常用(yong)手(shou)段。例如(ru)，你(ni)可(ke)以为(wei)3D渲染的画(hua)面添(tian)加2D的纹理(li)、光(guang)效、手绘(hui)元(yuan)素(su)，或者通(tong)过(guo)颜色分级来(lai)统一整体(ti)色调(diao)，使(shi)最终(zhong)作(zuo)品更加(jia)精美(mei)。

六、3DMax9的(de)局(ju)限(xian)与(yu)前(qian)瞻

虽(sui)然(ran)3DMax9在(zai)当年是一款划(hua)时代的(de)软件(jian)，但随着(zhe)技(ji)术的(de)发展，它(ta)在某些方(fang)面也(ye)显露(lu)出局(ju)限性(xing)。例如，其原生(sheng)的物理(li)渲染能力(li)相对较弱，复杂(za)的流体动力学(xue)和毛发(fa)模拟等(deng)功能不如后(hou)来(lai)的(de)版(ban)本强(qiang)大。这(zhe)并(bing)不妨碍(ai)设计(ji)师利用其(qi)强大(da)的建(jian)模和粒子(zi)系统，通(tong)过技巧(qiao)和插件(jian)，实现令(ling)人惊艳的效果(guo)。

对(dui)于设(she)计师而(er)言，最(zui)重要(yao)的是(shi)理(li)解(jie)3DMax9的(de)核(he)心(xin)渲染原(yuan)理(li)，并(bing)将其与2D的设计(ji)思维(wei)相(xiang)结(jie)合。学会(hui)“看见(jian)”光线(xian)如何作(zuo)用(yong)，如(ru)何通(tong)过(guo)参(can)数的(de)调(diao)整(zheng)来引(yin)导视(shi)觉，如何(he)从(cong)2D的经(jing)验中汲取(qu)灵感(gan)，将这(zhe)些(xie)融(rong)汇(hui)贯(guan)通，才(cai)能在(zai)3DMax9这个经典平台(tai)，甚至(zhi)在任何3D软(ruan)件中，创造(zao)出真正具有艺(yi)术价(jia)值和(he)商业价值的(de)视觉(jue)作(zuo)品。

掌(zhang)握这些(xie)核(he)心知(zhi)识，你就能在2D与(yu)3D的世(shi)界中游刃(ren)有(you)余(yu)，成(cheng)为一名真(zhen)正(zheng)的视觉艺(yi)术家。

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图片来源：每经记者 阿不力孜 摄

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