1.2.6 VRay污垢材质及AO技术详解

“VRay污垢材质”是VRay渲染器自带的程序贴图，用于制作物体表面的陈旧效果，该技术应用非常广泛，主要应用于角色人物、工业设计、室内表现及建筑表现中。

“VRay污垢材质”起源于Ambient Occlusion，下面对Ambient Occlusion做简单的介绍。

Ambient Occlusion的缩写为AO，这项技术早在Siggraph 2002年由ILM（工业光魔）的技术主管Hayden Landis所展示，最早引入AO的渲染器是MAYA RenderMan，到Siggraph2005年的时候，Softimage|XSI与Cinema 4D 也发布了新版本，目前与3ds Max配合的渲染器有Mental Ray、V-Ray和FinalRender，都支持AO，而V-Ray中加入的VRayDirt可以非常好地支持AO。

1.AO的工作原理

下面解释一下AO的工作原理，如果在一个场景中物体都是纯白色并且是由一个白色灯光来产生均匀的直接照明，那么渲染的结果将是一张灰白的图像。如果有些物体遮挡住了相当数量光线的时候，这些光线本应该投射到物体上，但是实际没有到达那些物体，结果就是被光线阻挡的地方变得较暗。越多光线被阻挡，表面就越暗，最后得到的结果是一个有明暗过渡的白色图像，如图1-93所示。

AO的计算方式得到了非常精确和平滑的阴影，它主要能改善阴影并给场景更多的深度，非常有效地表现出模型的所有细节。

AO采用快速的算法来模拟全局照明模式，其大致计算过程是在几何体表面任意一点的上方，用半径预定的半球探测该点的外部区域，从而决定光线是否在该几何体表面上该点处被其他几何体阻挡或被吸收。一旦各点的吸收幅度确定，则几何体表面会形成一张灰度级的映射图，用以调制环境光对该几何体表面的影响，映射图中明暗区域均按比例调节其对环境光吸收的强弱程度。

在AO计算中可以不需要任何灯光照明，它以独特的计算方式吸收“环境光”，同时吸收未被阻挡的“光线”和被阻挡光线所产生的“阴影”，从而模拟全局照明的结果，它主要是通过改善阴影来实现更好的图像细节，尤其在场景物体很多，从而到处阻挡着光线导致间接照明不足时，AO的作用会更加明显，在VRay中可以使用VRaydirt得到AO的效果，在质感表现上会得到更好的效果，脏的效果会在面与面相交的时候出现。

2.VRay污垢

“VRay污垢”面板如图1-94所示。

常用参数介绍

半径：该参数控制着污垢侵蚀的半径，随着（半径）设置值的增大，污垢的扩散半径也随之增大。该参数是以场景单位计算的，如果场景单位是m，数值为1，则半径为1m；场景单位是mm，数值为1000，则半径为1000mm，也是1m，所以填写这个参数需要根据场景的单位来调节。图1-95所示为半径0mm和800mm的渲染对比。

当半径为0mm时，渲染效果和关闭状态的渲染效果是一样的；当半径为300mm时，可以看到渲染效果的边角出现了阴影效果；当半径为1000mm时，可以看到渲染效果的边角处阴影更暗了。

阻光颜色：即阴影颜色，该物体被其他物体阻挡光线，吸收的自然就是阴影了，颜色可以根据实际情况调弱。

非阻光颜色：非受阻色也就是直接到达物体而被该物体吸收的光线。这个颜色可以代替物体的自身漫反射颜色。

分布：该参数值控制污垢扩散的范围，数值越大，污垢扩散的范围越小，阴影也就越柔和。图1-99和图1-100所示的是不同“分布”参数的渲染效果对比，图1-101和图1-102所示的是不同“分布”参数的单色渲染对比效果。

衰减：类似于3ds Max灯光的衰减，是控制污垢的衰减范围，一般不需要过大的衰减，否则就看不到污垢效果。图1-103和图1-104所示的是不同“衰减”参数的渲染效果对比，图1-105和图1-106所示的是不同“衰减”参数的单色渲染效果对比。

细分：针对阴影污垢的采样精度调解，如果该参数值过小，阴影边缘的噪波就会很明显；如果过大，渲染时间将会倍增，而采样质量在提升到一定程度后区别就不是很大了，此参数值一般控制在16～30，配合VRay渲染器的噪波阈值可以制作非常细腻的画面效果。图1-107～图1-109所示的是不同“细分”参数的单色渲染效果对比。

偏移：为x轴偏移设置，调整污垢在x轴方向上的偏移，偏移值与污垢和模型的方向有关。在场景中增大x偏移值会使污垢增强增多。

影响Alpha：使渲染图中带有Alpha特效。

忽略全局照明：勾选该命令后，渲染时会将周围物体对模型的GI影响忽略。

仅考虑同样的对象：勾选此选项后，系统只考虑场景中脏旧材质对模型的影响。

反转法线：勾选后此选项后污垢附近的面变黑。

半径贴图：该参数控制半径的贴图，图1-110所示可以很明显地看清贴入贴图后的效果。

阻光颜色：使用贴图替换阻光颜色，相当于替代物体的漫反射贴图，如图1-111所示。

非阻光颜色：使用贴图替换非阻光颜色的颜色，如图1-112所示。