Arnold for C4D 11 【材质（五）】Ray swi

2018-06-08 本文已影响144人卜噪大仙

本篇将讨论三个着色器，分别是Ray switch shader，AO（Ambient Occlusion） shader以及Wireframe shader。

Ray switch shader 光线开关着色器

Ray switch是一个独特而又强大的着色器，它允许给不同光线指定不同着色器，或者关闭某一光线着色器，例如把指定对象的镜面反射颜色改为红色。这可以减少着色的复杂度，从而节省渲染时间，也可以增加着色的艺术控制。也可以用来移除不必要的次要光线（Specular/SSS）以及控制阴影透明度的颜色、仿真光散射穿过皮肤组织、或只给摄像机增加次要镜面反射；
类似还有Ray Switch RGBA，用来调整色彩；
新版Arnold不需要在材质栏中单独创建一个Ray swith着色器，而是通过Standard_surface的Network editor，添加ray_switch_shader节点的方法将其调出。

举个栗子：
示例场景中用了非常简单的几个对象：一个小人模型，一面镜子，灯光使用Arnold Sky。
① 选择你所需要添加ray_switch_shader的着色器（示例中我选的是小人的皮肤）；
② 在选中的皮肤着色器的Network Editor中新建ray_switch_shader，将其连接到Arnold Beauty端口；

创建ray_switch_shader节点

③ 此时，在IPR Window中可以看到小人及镜子里的反射变成了黑色，因为还未给Ray switch定义任何属性；
④ 将之前的皮肤着色器节点（standard_surface）连接到Ray switch的Camera以及Specular reflection，即可看到恢复到最初的效果，也就是说，把皮肤着色器的属性赋予给了Camera和Specular reflection，利用皮肤着色器来控制Ray switch的Camera和Specular reflection；

连接好之后便可以看到小人变回之前的效果了

④ 另外新建一个standard_shader，将Base颜色改为红色，并重命名为“red”，将“red”连接到Ray switch的Specular reflection，现在可以看到小人镜子里的影子变成了红色，也就是说，现在Ray switch的Specular reflection属性由“red”控制；

⑤ 新建一个state_vector节点，连接到Ray switch的Diffuse reflection，此时Ray switch的Diffuse reflection便会根据state_vector来计算；

Ray switch参数详解：

Ray switch菜单
【Camera】计算Camera光线时，插入你想要使用的着色器的输出。比如前面用皮肤着色器来控制。

【Shadow】 对物体上的透明阴影进行着色器控制。此参数可以将Ray Switch着色器连接到标准表面着色器的Opacity参数。这样你就可以得到一个不同于对象实际透明度的阴影。例如，要减少对象投射的阴影量，或使用一个镂空的不透明图案。必须要使用Arnold标签关闭透明度（Opaque）才可以看到效果。

再次强调，所有涉及透明度的对象，都要关闭Opaque。

例如，将场景中阴影颜色改为红色：
新建standard_shader→重命名为red→提高red节点Transmission权重，并将Transmission颜色改为红色→连接到Ray switch的Shadow

注意：是改变节点中Transmission的属性，对象关闭Opaque：

【Diffuse reflection】计算Diffuse reflection光线时，插入你想要使用的着色器的输出。

【Diffuse transimission】计算Diffuse transimission光线时，插入你想要使用的着色器的输出。

【Specular reflection】计算Specular reflection光线时，插入你想要使用的着色器的输出。

【Specular transimission】计算Specular transimission光线时，插入你想要使用的着色器的输出。

【Volume】计算Volume光线时，插入你想要使用的着色器的输出。

具体效果我就不多做演示了，大家多试一下，如果遇到了什么问题，可以在评论区留言。

Ambient occlusion 环境吸收着色器

Ambient occlusion常用来模拟全局照明（GI, global illumination），可以说是全局照明的“近似”模式，它可以仿真场景中对象漫反射之间的复杂交互。
以前使用GI非常耗时（现在也不怎么节能啊），所以设计师们经常使用AO来大致模拟GI。Ambient occlusion虽然不是完全符合物理真实（相对于完全使用GI），但是渲染速度非常快，并且可以产生逼真的效果。
现在大多用AO来增加细节，比如给对象边角增加一些破损、污渍等。
AO本质上是在上半球中发射一些光线，这些光线由阴影点切面定义。AO发出光线的击中率除以光线总数的比率作为颜色返回。当光线命中率 / 总光线=0时，输出被视为完全未遮挡或“明亮”（默认情况下为白色）；当光线命中率 / 总光线=1时，输出被视为完全遮挡或“黑暗”（默认情况下为黑色）；在两者之间，有这两个值的线性插值。

Ambient occlusion调出方法：
同Ray switch，新版Arnold中也是利用在Network Editor中添加节点的方式调出Ambient occlusion。

调出Ambient occlusion

Ambient occlusion参数详解：

【Samples】控制发射的光线数量，以计算发射光线数/总比例。增加样本数量可以减少噪点得到更好的渲染质量。

【Spread】法线向量N周围的角度扩展，范围[0,1]，其中1映射到90度（完整的半球）。 1.0是最常见的值。其他值可能会产生无用的结果。

【White】光线击中率/总光线=0时（完全未遮挡）的输出颜色。

可以将白色属性更改为白色以外的颜色以实现特定外观：

【Black】光线击中率/总光线=1时（完全遮挡）的输出颜色。对于特定的外观，可以将黑色属性更改为黑色以外的颜色。例如，可以用于着色地板阴影的颜色：

【Falloff】沿光线距离的遮挡的指数衰减率。它与遮挡光线击中的半透明表面不兼容。

【Near clip】Sample的最小遮挡范围。

【Far clip】Sample的最大遮挡范围。

【Normal】输出一个法向量可以连接到ambocc,lambert和standard_surface的常规参数中。
【Invert nomals】该属性改变被跟踪光线的方向。当它关闭时，光线被追踪在表面之外；当它开启时，光线追踪在表面之内。

最常见的用途是模拟污垢或侵蚀。允许连接贴图控制“污垢”。

举个栗子：
下图砖块路的例子中，使用Ambient Occlusion正片叠底到原始渲染画面之上，用来增加砖块之间的“污垢”：

【Trace set】字符串标签定义光线要追踪或避免的对象。作用对象使用Arnold参数标签属性进行标记。

举个栗子：
下图中可看到：Plane之上有三个模型——Sphere.1/Sphere/Tours。为Plane材质添加AO，光线追踪作用于定义为the_sphere的Sphere模型和未定义的Sphere.1模型（未定义对象，默认追踪），排除追踪定义为the_tours的Tours模型（the_tours是在Tours模型中利用Arnold标签的Trace sets属性定义的——将Value1定义为the_tours）。在IPR Window中可以看到Tours模型在Plane上没有阴影，就是因为Tours在Plane上的所有光线追踪都被Plane的AO排除了。