光线追踪物理渲染器实际使用横向比较【以c4d平台为例】

网上有了一些光线追踪渲染器的比较，然而都非常空泛，或者盲目推荐那个作者接触的第一款这类渲染器，根本没有客观比较过。而这里是亲自实测后进行的比较，希望能真实暴露各个渲染器的优点和痛处。想看结论直接跳到最后。

如今，像gpu支持、渲染时tone mapping调节、渲染时分层灯光调节，已经是所有渲染器标配，就不提了。这里进行评判的标准如下：

* 包括预设在内的各个渲染器的渲染效果差异(如果有差异)

* 是否拥有足够强大、且易于上手的材质系统以及丰富的材质库

* 在大型3d软件中的插件版，是否符合该软件已有用户的操作习惯(以c4d为例)

* 是否易于已有项目的转换，包括材质、灯光和环境等

* 对于不同类型的gpu支持，以及对于网络渲染的支持差异（如果有不同）

* 对于各个行业、领域的支持情况


以下测试以c4d平台为例。

maxwell
-------------------
不考虑c4d，maxwell大概是建模领域最受欢迎的光线追踪渲染器。光线追踪渲染器，渲染效果都非常接近，但即使如此，maxwell和indigo（indigo待会再提）在真实感上也略微胜出一筹。


maxwell采用分层的材质系统，一个材质可以有很多层，每一层都能建立多个标准材质节点，同时大部分参数命名都很符合用户习惯，而且他提供的材质转换功能，能把以往项目的材质自动转换过去，转换比较准确，转好立马可以出图，最多再微调下。




但是，maxwell是唯一一个完全不支持传统灯光的光线追踪渲染器。除了skydome外，如果要打光，需要自己建发光模型来代替传统灯光。这无疑大幅提高了劳动量，而且发光材质的参数和效果，都和传统灯光不一样，需要适应，总的来说，很不方便。

另外，c4d用户并不被maxwell所重视，maxwell是唯一一个不能使用c4d自带界面渲染的渲染器，渲染时，必须打开maxwell的独立窗口。同时，相机的景深、透视预设也和c4d的不同，每次都需要手动调整。


当maxwell升级的时候，也是优先升级sketchup、3dmax等配套插件，c4d的则拖很久都不更新，官方教程也是以sketchup为主。可见，maxwell主攻建筑建模市场，同时，他也确实是sketchup用户必备渲染器。

Octane
--------------------
如果是个人用户，oc几乎拥有你能想到的所有优点。作为第一款gpu渲染器，一夜爆红，然而现在基本所有光线追踪渲染器都支持gpu了，光环已经褪去，接下来是实打实的功能比拼。

和其他光线追踪渲染器那种照片级真实感不同，octane常规设置渲染出来有很强的动画感，要达到照片级真实，需要比较深入的设置。octane主打的就是渲染速度，为了实现这一点，很多人觉得octance对效果进行了失真的调节。






在c4d插件版中，octane提供的是接近大家常规思路的材质设置，易于上手且符合用户习惯。





而他的独立版，则提供了纯节点式的材质设置，这意味着它拥有arnold级别的强大材质创建能力。但只要这个功能没集成到插件版，就等于没有。



然而，octane目前主要是个人用户在使用，据说一个原因是，他把网络渲染的授权，抓在手里不怎么放出来。另一个原因是，他不支持cpu渲染，这对已经有拥有或倾向于cpu渲染农场的企业来说完全不可接受。除此以外，octance接近完美。

Arnold
------------------
arnold是个非常非常老牌的渲染器，是唯一一个依然不支持gpu的热门渲染器。但他拥有纯节点式的材质编辑器，可以实现其他分层材质做不到的极复杂材质，尤其是好莱坞需要的特效材质。


因此，Arnold被广泛应用于包括复仇者联盟在内的好莱坞大片中。工业光魔，原本就在用Renderman(也是个光线追踪渲染器)，然而现在却在逐渐改用arnold。而maya 2017甚至以Arnold作为默认渲染器。
不要被好莱坞的名号唬住，要知道，Arnold并不是近几年才出现并火起来的，算上它的创始人以个人名义从事的时期，Arnold是历史上最早的光线追踪渲染器，远早于maxwell这种很多年。但他们过去采取自上而下的销售政策，只和高端领域boss打交道，不公开售卖，所以大家多年从未听闻过。在那个年代，除了Renderman，Arnold就是唯一一个可用的光线追踪渲染器。所以无论是它的亮点、缺点、普及率，都有历史遗留因素。

Arnold非常容易上手，他的标准节点参数，就是最易于理解的那一套参数设置。


另外，arnold的文档很完善，一般，其他渲染器文档都只告诉你参数是什么意思，arnold则提供对比效果图，参数为0，为0.5，为1时，效果各有什么不同。这个帮助太大了，免去了用户大量尝试的工作。



但是，作为一款古老的渲染器，历史遗留的缺点也非常要命。一般，光线追踪渲染器都是全图渲染，然后一步步消除噪点，即使有噪点，用户可以在渲染头几秒就能看到全图，从而及时调整。但Arnold不是，他还是传统的一块块环形渲染，没渲染到的部分，就一直是黑的。。。


光线追踪渲染器，本来就比较慢，它这样让渲染等待时间更久了，对于小项目、小机构，是不可接受的。

同时，Arnold是唯一一个不能自动转换原有材质的热门渲染器。已有项目要迁移，必须手动重做材质。他也没有在线材质库，只有少到可怜的本地安装材质。第三方Arnold材质库不但质量差，而且全都没落，多年不维护。

Arnold成败都在于节点式材质。节点材质，没有卡壳的担忧，哪怕是复杂材质、哪怕是新手，耐心一步步连节点，总能做出想要的材质，不容易卡壳。

但是，99%的时候，我们需要的其实就是常规的那些材质，本来3秒钟能搞定的事情，在Arnold要弄好几个节点，连线连半天，劳动量明显加大了。材质一多，连到后来都没力气了。好处就是从头到尾不卡壳。


可见，Arnold为了能顺利完成那1%的超复杂工作，实际上牺牲了99%简单工作的效率。考虑到他不支持gpu、不是全图渲染，选择Arnold之前真心应该斟酌一下。要知道，在工业设计和建筑建模领域，没有任何人会去用Arnold。

Indigo
--------------------
这两年很少有人提indigo，但indigo渲染效果和maxwell齐平，在这类渲染器中，也是最真实的。同时，他的独立版界面简单易懂，基本提供了maxwell所有功能，还比maxwell好上手。



国外实际对比也发现，两款软件采用极为相似的底层架构、操作方式、渲染效果，颇有兄弟感。

但indigo材质命名和分类，与我们常见的命名、分类都有些不同。这明显提高了学习成本。大部分倒向maxwell的建模用户，就是因为这个。




和maxwell材质内大量分层不同，indigo材质倾向保持简单，如果一个材质内还有一层，就连到另一个材质上，也就是设2个材质。这样的坏处是材质比较多，好处是材质可以更好的重用。不过插件版做了简化，可以直接在材质内通过选项设置媒介材质属性，基本不用再连去另一个材质。




indigo也针对建筑建模领域，早先红过一段时间，但随着maxwell带来几乎无学习成本的材质参数，indigo几年前就被迫沉寂了。

然而，2016年indigo又开始试图崛起，如今同时支持a卡和n卡的gpu，交互式渲染变得飞快，拥有win, mac甚至linux版本，而其他渲染器往往只支持n卡。帮助它的，就是c4d。

和maxwell不同，indigo的c4d插件堪称完美。支持大部分c4d灯光（除了点光源，点光源必须是发光物体）、完美自动转换c4d材质、新老材质自动分类打标签、能直接在c4d内渲染。

它不但所有操作简单易懂，而且按钮都摆在最符合c4d用户习惯的地方。也就是说，一旦能适应它的材质系统，对c4d用户来说它就很完美。



保时捷汽车的广告商也注意到了这一点，那是家主用c4d的公司，并决定使用indigo做保时捷的汽车视频广告。




在尝到了甜头后，indigo现在有明显主攻汽车市场和c4d的意思，官方新功能展示开始以汽车为例，视频教程把c4d的放最前面，甚至开始展示实时渲染特效动画。虽然indigo现在口口声声还在说针对建模领域，但其实已经变心了。

Thea
---------------------
c4d的世界很少有人提起thea，然而maxwell和indigo都觉得，thea是真正的威胁。thea企图主攻动画领域，然而却首先在建模领域打开了窗口。

thea最大特点有2个：
一是自带多个渲染器引擎，包括2个光线追踪引擎和4个传统引擎。


这意味着，只要一套材质，它就能迅速用传统渲染器无噪点出图，又能花时间渲染出照片效果。它的传统渲染器效果也很好，而且也可以全图渲染迅速出预览图然后逐步降低噪点。



4个传统渲染器，效果和速度也不同，默认的ao引擎是标准环境吸收渲染，出图飞快；官方推荐的mc引擎则质量好到可以出成品图。(其他两个别用，有点坑)
有了这个，我连c4d自带的渲染器都不想用了，毕竟c4d的还是从中心开始渲，周围一直都黑着，要等很久才能看全图。

但它的交互实时预览模式，不能选光线追踪渲染器，只能选传统渲染器。如今其他渲染器都是光线追踪的交互式渲染，它还没做对应优化，就是个败笔。

thea另一个特点是，材质设置直观易懂。

它独一无二的提供了材质构成剖面图，这张图随着材质设置会跟着变化。材质的设置选项也比较通俗易懂，没有什么上手难度。同时，他对c4d的插件支持，完美程度堪比indigo。



但c4d最近版本对高光改动较大，thea还没跟上，转换材质时高光设置及贴图全部丢失，转完要手动设一遍。另外，他转换时会删除原有材质，这就不太方便了。

thea另一个问题是，它的独立版ui风格非常古老，很像90年代设计得极为华丽的软件界面，按钮凸起、挤在一堆、颜色杂乱。


所以我倾向于无视它的独立版，只用插件版。

thea鼓励你用它插件版带的渲染窗口，这个窗口能够在交互式预览和最终效果渲染之间切换，而且还有一堆分辨率预设，不用自己反复修改c4d里的渲染分辨率，选下就好了。最狠的是，你能直接在渲染窗口上调整镜头位置，拉远、旋转、平移等。


然而，目前thea有个巨大的bug，就是当设置了高光贴图时，渲染画面上会出现莫名其妙的白点。
(下图额头垂直的白线)


thea肯定会全力修复这个bug，但至少目前还没修好。


总的来说，thea容易上手，便利程度极高，还有多引擎选择，但目前感觉小毛病有点多，还不是实用的最佳时机。

Corona
------------------------
Corona的c4d插件还在alpha，但即使如此，已经有很多人关注和使用，最重要的一点，就是极为容易上手的材质设置。简单来说，它的材质设置项目，和c4d自带的极为接近，易于理解、不搞花哨，是目前最平易近人的材质设置。


作为alpha版本，它的完成度其实也比较高，在alpha阶段就有了mac版，除了带有渲染时tone mapping，渲染时分层灯光调节这种行业标配外，他的插件版还有最为丰富的渲染器设置项。


另外，虽然他目前还没有支持gpu的计划，但他自带了降噪功能，当渲染停止时执行(非实时降噪)，根据场景不同可节约高达50%的渲染时间。


虽然从流程看下一步在合成软件也能降噪，但能尽早处理总是好的。

Corona没有在线公共材质库，但提供了各个用户做的材质包下载。

同时，Corona虽然提供了c4d材质转换功能，但部分材质转换不正确，而且他是渲染时后台转换，你看不到材质、无法知道哪些地方出了错、也不能调整，等于要重做材质。
（下图无法确定是否还有alpha以外的错误）


好在他能够直接使用c4d的shader，算是扳回来一成。




在稳定性上，建议暂时不要用c4d的图片查看器渲染，尽量用他自带的渲染窗口。在c4d图片查看器中，有时会重复渲染上一次渲染的场景、甚至新旧两个场景在同一个画面上渲染的奇葩现象，也有过把c4d卡死的体验。在他自带的渲染窗口则比较稳定，没有这种bug。

可见，corona虽然目前作为alpha还有些问题，但他都提供了一些“补救措施”。考虑到他的材质设置真正做到了0成本上手，没有任何其他渲染器能够一比，一旦他功能完善，将会很吃香。

Iray
----------------
n卡官方推出iray的时候，3d领域搞得好像是什么大事一样，炒作一过iray就什么也不剩，功能弱得要命，开发进度缓慢，社区冷清。

比较独特的是，它的材质参数，符合游戏行业的物理渲染标准。相比大型3d软件的纯基于物理的材质设置，游戏行业流行一套被阉割过的标准，以确保物理效果和实时性两不误。



这并不影响iray的渲染效果，毕竟光线追踪的逻辑摆在那。

但这意味着，这套材质设置可能没办法提供足够的功能给更复杂的材质需求，同时也意味着iray的发展方向明确了是游戏行业。


结论
------------------------
大部分时候，我们其实就想要个和现在材质系统几乎一样，但能渲染出照片效果的光线追踪引擎，然而对c4d用户却没有完美解，只有近似解。
（sketchup和3dmax用户就用maxwell就很好，已经是这个领域的公认标准了）

个人c4d用户，能用octane就不用其他的，或者你想去的公司用什么你就用什么。

没有octane的c4d用户以及基于cpu农场的公司，目前比较尴尬。arnold优点明显缺点同样要命，indigo材质有学习成本，thea现在小bug有点多，maxwell对c4d支持较差，corona的补救措施还不能完全抵消功能不足。

因此建议掌握两个光线追踪渲染器，arnold必学以备复杂问题，然后在maxwell（材质较易上手但对c4d支持差）、indigo（材质要学但对c4d支持完美）、thea（材质易上手但渲染结果目前有白点bug）、Corona（材质真心0成本上手但目前缺些功能）。

菜鸟C4D-与你一起C4D从零开始！ -