【C4DtoA 11】Arnold渲染器(材质五): Ray switch/AO ...

Tips：共计约2400字，估计阅读用时8min，理论用时30+min；

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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是一个共同而又强悍的着色器，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，例如把指定物体的镜面反射颜色改为红色。这能够减少着色的复杂度，从而节省渲染时间，也能够增加着色的艺术控制。也能够用来移除不须要的次要光线（Specular/SSS）以及控制阴影通明度的颜色、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节点的方案将其调出。

举个栗子：

示例场景顶用了非常简单的几个物体：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；

③ 此时，在IPR Window中能够看到小人及镜子里的反射酿成了黑色，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，即可看到恢复到最后的效果，也就是说，把皮肤着色器的属性赋予给了Camera和Specular reflection，操做皮肤着色器来控制Ray switch的Camera和Specular reflection；

④ 此外新建一个standard_shader，将Base颜色改为红色，并重定名为“red”，将“red”连接到Ray switch的Specular reflection，如今能够看到小人镜子里的影子酿成了红色，也就是说，如今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：

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

【Shadow】 对物体上的通明阴影进行着色器控制。 此参数能够将Ray Switch着色器连接到尺度外表着色器的Opacity参数。 这样你就能够得到一个不同于物体实际通明度的阴影。 例如，要减少物体投射的阴影量，或使用一个镂空的不通明图案。必须要使用Arnold标签关闭通明度（Opaque）才能够看到效果。

再次强调，所有涉及通明度的物体，都要关闭Opaque。

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

注意：是改背叛点中Transmission的属性，物体关闭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。

详细效果我就不多做演示了，大家多试一下，假如遇到了什么问题，能够在评论区留言。

Ambient occlusion 环境吸收着色器

• Ambient occlusion常用来仿真全局照明（GI, global illumination），可说是全局照明的“近似”形式，它能够仿真场景中物体漫反射之间的复杂交互。
• 以前使用GI非常耗时（如今也不怎样节能啊），所以设计师们经常使用AO来大致仿真GI。Ambient occlusion虽然不是完全符合物理传神（相对于完全使用GI），但是渲染速度非常快，而且能够产生传神的效果。
• 如今大多用AO来增加细节，好比给物体边角增加一些破损、污渍等。
• AO素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做为颜色返回。当光线命中率 / 总光线=0时，输出被视为完全未遮挡或“亮堂”（默认条件下为白色）；当光线命中率 / 总光线=1 时，输出被视为完全遮挡或“黑暗”（默认条件下为黑色）；在两者之间，有这两个值的线性插值。

Ambient occlusion调出方案：

同Ray switch，新版Arnold中也是操做在Network Editor中添加节点的方式调出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。 增加样本数量能够减少噪点得到更佳的渲染质量。

【Spread】法线向量N四周的角度扩展，范畴[0,1]，此中1映射到90度（完好的半球）。 1.0是最常见的值。 其他值可能会产生无用的成果。

【White】光线击中率/总光线=0时（完全未遮挡）的输出颜色。

能够将白色属性更改为白色以外的颜色以实现特定外不雅观：

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

【Falloff】沿光线间隔的遮挡的指数衰减率。 它与遮挡光线击中的半通明外表不兼容。

【Near clip】Sample的最小遮挡范畴。

【Far clip】Sample的最大遮挡范畴。

【Normal】输出一个法向量能够连接到ambocc,lambert和standard_surface的常规参数中。 【Invert nomals】该属性改变被跟踪光线的标的目的。 当它关闭时，光线被追踪在外表之外；当它开启时，光线追踪在外表之内。

最常见的用处是仿真污垢或侵蚀。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制止的物体。 做用物体使用Arnold参数标签属性进行标识表记标帜。

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，光线追踪做用于定义为the_sphere的Sphere模型和不决义的Sphere.1模型（不决义物体，默认追踪），排除追踪 定义为the_tours的Tours模型（the_tours是在Tours模型中操做Arnold标签的Trace sets属性定义的——将Value1定义为the_tours）。在IPR Window中能够看到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。

【Inclusive】若开启，则仅对选定物体（及不决义物体）做追踪；若关闭，则仅不追踪选定物体。 敲黑板：不决义物体默认使用追踪。

【Self only】只采集针对同一物体的遮挡。

Wireframe shader 线框着色器

• Wireframe仅渲染模型的边线。
• 操做Wireframe能够输出线框风格的效果图。
• 允许与其他着色器进行合成或输出通道（能够操做lay_raba进行混合，Wireframe以正片叠底的方式进行混合。此处先不展开详细讲授。）

调出方案同上：

Wireframe参数详解：

【Edge type】决定怎样暗示网格。 有三种形式：triangles/polygons/patches。 假如选择triangles，多边形将被分解为三角形镶嵌；polygons呈现为多边形面；patches目前暂时不撑持。

【Fill color】填充多边形面的颜色。

【Line color】多边形边线的颜色。

【Line width】多边形边线的厚度，默认为1。

【Raster space】开启时边线厚度使用屏幕像素，关闭时使用传神物理世界尺寸。

以上，Over

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