软件插件介绍之二十八 : 物理渲染器 MAXWELL

【前言】

        目前最流行的渲染器基本都是基于全局光、间接照明和光线追踪等算法,比如VRAY 、MENTALRAY等,他们都是采用一种特定颜色空间的计算方式(RGB),虽然成为现今CG的一种标准,但这种计算方法是相当不完善的,在出现的时候就有它先天缺陷,也就是说它们的计算机方法是一种是对现实世界的“真实“模拟,渲染的图像看起是真实的,实际上是一种视觉欺骗而已。


有没有基于物理真实的渲染器呢?还真有:物理渲染器Maxwell Render 。它不是基于可见光RGB的计算,而是基于光谱进行真实计算的渲染器。

一、什么是Maxwell Render ?

Maxwell Render是Next Limit Technologies公司的产品(它的另一款产品就是大名鼎鼎的流体模拟软件Realflow),它是一款可以不依附其他三维软件并可以独立运行的渲染软件,采用了光谱的计算原理,打破了长久以来光能传递等渲染技术,使渲染的结果更逼真、更真实。Maxwell是一个基于真实光线物理特性的全新渲染引擎,按照完全精确的算法和公式来重现光线的行为。 Maxwell中所有的元素,比如灯光发射器,材质,环境等等,都是完全依靠精确的物理模型产生的。可以纪录场境内所有元素之间相互影响的信息,所有的光线计算都是使用光谱信息和高动态区域数据来执行的。

Maxwell Render是完全依照真实世界中的光传递来完成计算的,这种计算方法是基于光谱能量和频率的,它把光线定义为一种符合光谱频率的电磁波,范围从红外线到紫外线,图像中每个点都与光谱中的相应频率的能量对应,最后,它能把光谱分析的结果转化为已知的色彩数据格式。

正如Maxwell Render 说:“严格忠实于光线的物理规律”。

二、Maxwell Render构架

Maxwell是由独立的渲染软件和一些插件构成。

1、独立程序。包含Maxwell Sudio等程序。拥有自己独立的操作和编辑功能,包括场景布置,材质编辑、摄像机设置、物理天光和渲染设置,网络渲染和管理、监视,Python脚本编辑,脱离或者说不依赖其他三维软件,能独立完成渲染,但它不能建模,但可以导入其他三维软件制作的模型进行渲染。

2、插件。这是Maxwell 与其他三维软件进行沟通的接口程序。插件非常丰富,支持很多二维三维软件如C4D、3DMAX 、MAYA、RHINO、SKETCHUP,PS、 AE等渲染。下图为Maxwell for C4D插件:

3、关系图。

三、Maxwell Render特点:

1、内部没有采用传统的RGB色彩空间,而是用光谱来定义光线的颜色。完全把光线当作携带能量的电磁波来看待。

2、声称可以避免传统的Photon Map、Radiocity等算法的缺点。

3、内置真实的摄影机镜头算法,而不用过去的 Camera Shader。直接可以计算白光色散等光学现象

4、先进的Caustics算法

5、严格的光源定义,不允许没有面积的光源,并且支持众多数量的光源。Maxwell使用发光材质,(直接赋予给模型就是灯光了)5、完全真实的Motion Blur。

6、插件广泛的支持相关二维三维图形图像软件,涉及各种主流软件。例如 sketchup,3dsmax,cinema4d,formz,lightwave,maya,rhino,soliworks、photoshop、after effect、modo等等,目前都有其插件接口。

7、最近推出的Maxwell Studio 4 支持GPU渲染了,速度更快了!

四、Maxwell Render工作流程

渲染产品方法有三种:

一是用独立渲染器Maxwell Studio。只要导入欲渲染的模型即可,在该独立的软件中设置灯光环境、材质、相机等参数,独立完成渲染。

二是在各自的三维软件中,使用Maxwell插件配合宿主三维软件进行设置和渲染。

三是在各自的三维软件中建立环境,通过Maxwell插件把该环境整体导入Maxwell Studio中渲染

五、Maxwell Render渲染官方图例展示

该渲染器在建筑、室内、产品设计、珠宝、影视等领域广泛应用。

【后记】

      1、Maxwell Render 物理渲染器。

此渲染器命名为Maxwell,是向提出光的电磁波学说,并建立电磁方程组的伟大物理学家 James ClerkMaxwell 麦克斯韦致敬。

有人做过实验,用相机拍摄的场景与用该软件渲染的同样场景几乎一模一样。

它优点渲染真实、逼真,设置简单。但缺点:慢,很慢。所以个人认为它非常适合渲染真实度较高的静帧图像(当然它可以渲染动画

如何渲染呢?记得过去使用DOS下的3DS STUDIO制作金色字体翻转扫光,现在看来非常简单的动画,当时动画尺寸非常小。首先测试好,然后真正渲染,机器干活,人就去睡觉。第二天早上动画渲染完成,再接着干活。那个时候,计算机硬件太低。现在当你使用Maxwell Render渲染大尺寸静态图像的时候,也应该是这样,检测好之后,点击开始计算,然后你去睡觉,大约7-8个小时之后,SL达到15级以上,一张非常真实的静态图像就能生成。

麦克斯韦方程式:

          2、刚刚学渲染的朋友,容易犯的毛病就是不专一和不钻研。当你看着Maxwell Render的官方渲染图,你是不是认为它很牛B?你是不是有学习它的冲动?是不是认为学会它,也能渲染出来那种好效果? 错!不是泼凉水,我个人认为渲染效果与渲染器好坏无关。(这就是广告的暗示效应,看着美女模特穿的衣服,你自己感觉自己穿上也是那种美得感觉,于是你就掏钱了)应该与使用者的经验水平有关。如果你现在使用熟悉的渲染器,渲染都玩不转,即使学会使用Maxwell Render,你也不一定能渲染出什么好作品。学会了使用螺丝刀,你不一定会修机器是一样的。这背后有个“理”的问题。但是如果你下决心认真学习一个渲染器,钻研渲染原理,观察自然世界,并进行苦练;当你经验积累达到一定水平或你渲染练习的时间超过上百小时的以后,就能熟练渲染器,成功渲染一个好的作品。那时,你再学其他渲染器,比如C4D,KEYSHOT,VRAY等,功力达到的时候,一样都能渲染出好作品。这叫“从一入道”,精通一门而旁通其他。

        3、接下来计划再编写关于这个独特、真实渲染器的几篇文章。从哪里开始呢?Maxwell Studio?还是从插件开始呢?其实二者有很多相似的地方。还是从简单的插件开始吧,请关注下一篇《Maxwell FOR C4D》。

       4、最后推荐一本书吧。

国内图书市场关于MAXWELL 好像只有这一本。

        这本书是专门针对Maxwell 这一款最先进的三维渲染器所编著的技术图书。全书对Maxwell渲染器的所有功能和参数进行了详细的剖析和讲解,并附以具有代表性的经典渲染制作实例,对各种质感类型的表现和Maxwell渲染器的特有功能一一做了实例演练,让朋友能通过本书的学习完全掌握Maxwell的渲染技术。

        可能出书太早,介绍的Maxwell渲染器的版本太低。还有,可惜的是,目前市场上根本买不到它。我在网上几个书店都找不到它,不信你搜一搜。可能图书馆里能找到吧,喜欢找找看吧!网上关于Maxwell渲染器的外国视频教程到是不少,感兴趣的朋友,自己搜一搜,很好找。

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