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轉貼:C4D的GI（全局光照）

資料來源: 1.C4D大陸論壇 2.CiC 公社论坛

GI即為Global Illumination （全局照明）
許多年來，3D藝術家們已經習慣了這種渲染方式並且找到了很多種方法來增強他們的渲染。他們使用復數光源來滿足光線反彈的需要，通過這種方法，減弱了直接光照的局限性。但是當藝術家想創建出高度真實的圖像時，這種方法並不是一個理想的解決方案。因此引入了其他新的渲染方式，GI即為其中很好的一種
Global Illumination（全局光照）創建了場景中物體表面間的光線反彈過程。這種反彈使通常直接光不能到達的區域產生了光照，因此稱之為Indirect Light（間接光照）。其結果就是，原來被渲染成純黑色的區域產生了一定的照明。
Illumination（全局光照）引擎用於計算場景中分布的間接光照。當所有的直接光照和一些直接光照特效如：焦散，容積光等被計算完后，全局照明才開始進行處理。此時每一個渲染像素都對漫反射光值進行分析。當Global Illumination（全局光照）發現某個像素需要額外資訊時，就將光的漫反射值增加到這個像素上。

如圖，這張用同一場景渲染的圖片，在表現上沒有太多的區別。右邊的圖片展示了用Global Illumination（全局光照）渲染出最終圖像的生動效果。兩個圖像使用了同樣的相機和光照設置，但是使用了不同的渲染方式。在Global Illumination（全局光照）渲染的圖像中您能看到光線是怎樣在墻壁之間反彈的，以及走廊盡頭拱門處的照明情況。靠近門的地方更加的明亮，而隨著深度的增加光線則逐漸的減弱。

sjhdm 2006-4-1 13:02

[glow=255,red,2]Cinema 4D R9高級渲染之HDRI篇(手冊翻譯+官方實例)[轉+改][/glow]

  使用HDRIs意味著結合光能傳遞(radiosity)技術可獲得非常真實自然的光照條件。HDRIs所產生的反射效果也是非常真實的，它們在物體表面所產生的反射效果要明顯好於普通紋理所生的反射效果。

  簡單的說，HDRIs擁有比普通RGB格式圖像（僅8bit的亮度範圍）更大的亮度範圍。標準的RGB圖像最大亮度是值是255/255/255，如果用這樣的圖像結合光能傳遞照明一個場景的話，即使是最亮的白色也不足以提供足夠的照明來模擬真實世界中的情況，渲染結果看上去會平淡而缺乏對比，原因是這種圖像文件將現實中的大範圍的照明資訊僅用一個8bit的RGB圖像描述。
  但是使用HDRI的話，相當於將太陽光的亮度值（比如6000%）加到光能傳遞計算以及反射的渲染中，得到的渲染結果也是非常真實和漂亮的。下面的兩張渲染的圖片可以看出使用HDRI后帶來的巨大差異。

sjhdm 2006-4-1 15:02

沒有使用HDRI和使用HDRI的效果對比，不難看出使用HDRI的亮點的亮度比沒使用的亮很多。

sjhdm 2006-4-1 15:04

HDRI的類型

HDRIs有三種類型：
1。HDRI Latitude/ Longitude（經/緯）
2。HDRI Light Probes（反射球）
3。HDRI Horizontal/ Vertical Cross（橫/豎交叉）

sjhdm 2006-4-1 15:07

HDRI Latitude/Longitude型：
這種HDRIs看上去象一張圖片映射到一個球體（或一個Sky物體）上產生歪曲變形的結果。這種類型的HDRI在CINEMA 4D中應用效果是最好的。其它類型的HDRI可以轉換成這種類型，下面會詳細介紹。

sjhdm 2006-4-1 15:09

HDRI Light Probes型：

這種HDRIs是一個球體上反射周圍得到的結果。

sjhdm 2006-4-1 15:09

HDRI Horizontal/Vertical Cross：

這種HDRIs是一個場景映射到一個立方體的各面上再展開的結果。

在CINEMA 4D中我們推荐使用Latitude/Longitude類型。

sjhdm 2006-4-1 15:15

HDRIs可以作為一個紋理應用在材質的顏色（Color）或者是照明（Luminance）通道。當使用天空物體（Sky object）時，你可將HDRI用於兩種通道之一上，但如果你使用一個球形物體作為環境的話，則HDRIs必須用在照明（Luminance）通道上。

如果你只想用HDRI作為你場景中的照明的話，必須將在渲染設置面板中將Auto Light（自動燈光）選項關掉。

sjhdm 2006-4-1 15:26

然后在渲染設置面板里面的“全局光照”設置為打開。場景太黑或者太亮這完全取決於HDRI紋理的強度。可以用以下方法調節HDRI的亮度值：

1。調節渲染設置面板中的Strength（強度）參數值以及使用了HDRI紋理的材質的Illumination（光照）面板上的Global Illumination Generate/Receive（產生/接收全局光照）的值。

sjhdm 2006-4-1 15:34

2。直接改變HDRI紋理的的亮度值

Brightness滑杆位置HDRI材質的Color （顏色）或 Luminance（發光）頁面中（視你將HDRI加載在那個通道中），如果將Mix（混合模式）設置為Multiply（疊加）類型則這個Brightness（亮度，強度）是可以大於100%的，但要手工輸入Brightness值。如果你要將HDRI作為背景，那麼最好使用這種方法調整，因為第一種方法只改變HDRI圖片發射的光照量而不改變自身的亮度。第一種方法也不能改變HDRI圖片在場景中的反射的亮度。

sjhdm 2006-4-1 15:40

當使用”radiosity”時,HDRI圖像上亮度值差異較大的地方可能會在被照明的場景中引起一些碎片,特別是在較平坦的表面上會更明顯,例如在地板上. 如果出現這種現象我們可使用用MIP mapping（採樣選項）插補方式並且加大HDRI紋理的Blur Offset（模糊偏移）值從而使用HDRI紋理上亮度的變化更平滑些，這樣才會得更好的照明效果。

sjhdm 2006-4-1 15:57

然而在使用這種方法時你可能仍希望反射影像和背景影像保持原有的銳度。有一個好的解決方法就是使用兩個Sky objects—一個用於光能傳遞，另一個僅用於反射和背景。兩個Sky objects必須指定”Compositing“標簽，用於光能傳遞的那個Sky object的“Seen By Camera”（攝影機可見）和“ Seen By Rays”（光線可見）兩個選項必須被關閉。另一個Sky object的“Seen By GI”（全局光照）選項必須被關閉

sjhdm 2006-4-1 15:59

Convert HDR Cross, Convert HDR Probe

某些HDRIs可能本身就是Probe 或 Cross類型。為了在CINAEMA 4D中獲得最佳效果，最好是將它們轉換為Latitude/Longitude類型再指定給Sky object，有兩個外掛程式就是作這樣用途的：
— Convert HDR Cross 和 Convert HDR Probe

這兩個外掛程式位於Plugins > Advanced Render功能表下。選擇其中一個命令將打開一個文件選擇對話框，選擇相應的HDRI文件進行轉換。轉換后的HDRI文件會和原始文件保存在同一個文件夾下，並加上“_con.HDR”后綴。

sjhdm 2006-4-1 16:09

補充：“合成背景”
注意后面的背景。

sjhdm 2006-4-1 16:12

合成標簽

sjhdm 2006-4-1 16:27

合成背景。。。。

sjhdm 2006-4-1 16:28

剛剛的圖片，看背景都是清爽白色的。。。。

sjhdm 2006-4-1 16:38

至CINEMA 4D R8.1就開始支持HDRI，現在你可以僅使用HDRI而不用打燈光就可以得到真實的照明效果。HDR圖像與RGB圖像最基本的區別是HDR中保存了大量的光照資訊。正是由於HDR圖像中保存的這些光照資訊，可以使用你從中獲得非常高的光照對比資訊，為你的的場景提供真實的反射高光以及準確的照明。這個小教程將引導你完成這種照明方式的初始設置，其中包括幾個使用不同的HDR圖像的實例，以及它們使用方法。

sjhdm 2006-4-1 16:38

第一步：首先要創建兩個Sphere Objects(Objects=>Primitive=>Sphere)。一個命名為'GI'，另一個命名為'Visible'。'GI'球體將為你的場景提供照明，'Visible'球體將用作場景的反射環境。兩個球體只有一點區別，但且是很重要的，隨后你將會看到原因。放大兩個球體使用它們完全包圍住你在整個場景。如果它們阻擋了你的視線你可隱藏它們。

sjhdm 2006-4-1 16:43

第二步：現在需要為CINEMA準備一些HDR圖像文件。這些圖像文件通常是Light Probe 或者是 Cross 類型的，這里必須進行轉換，使它們能在球體上得到正確的映射。教程中的第一個例子中我們將使用“Kitchen”圖像文件(kitchen_probe.hdr)。為了將它轉換為Latitude/Longitude類型，可以點功能表中的Plugins=>Advanced Render=>Convert HDR Probe，並選擇kitchen_probe.hdr文件即可，轉換后的圖像會顯示在Picture Viewer中，並自動保存為帶_con后綴的文件。

sjhdm 2006-4-1 16:44

第三步：一旦完成轉換工作就以為你的球體準備材質了。在材質管理器點File=>New Material創建新的材質。將這個材質改名為'Visible'並且雙擊它打開材質編輯器。關閉除Luminance以外的所有通道。在Luminance通道中點Image鍵加載前面轉換好的HDR文件(kitchen_probe_con.HDR)。這個圖像少許亮了些，將Brightness滑杆拖到0%的位置，並將Mix滑杆拖到50%的位置。這個材質將用於為場景提供反射環境。

sjhdm 2006-4-1 16:46

第四步：在材質管理器中將這個材質復制一個並改名為“GI”。現在僅僅要做的就是在這個材質的Luminance通道中將MIP Offset設為10%，可以看到圖像被些微模糊了。這樣做的原因是因為你將使用這個材質為radiosity提供照明，這就需要將HDR圖像中對比太大的地方進行模糊，如果不這樣做的話，進行radiosity時這些對比太銳利的地方會在被渲染的場景中引起黑斑。將進行模糊處理的材質賦給“GI”用於提供照明，另一個材質賦給'Visible'用於於反射。

sjhdm 2006-4-1 16:48

第五步：現在要為GI和Visible球體加上Compositing Tags，具體做法是：選擇兩個球體，在Object管理器中點功能表File=>New Tag=>Compositing Tag。選擇GI的Compositing Tag，確定除Seen by GI 外其它選項都取消，再選擇Visible的Compositing Tag，確定只有Seen by Camera 和 Seen by Rays兩項被選中。

sjhdm 2006-4-1 16:49

第六步：HDRI的設置到此基本完成。現在我們來調節和優化Radiosity參數，為場景提供最好的光照條件。可以通過調節GI材質的Mix滑杆來增加或減少整個場景的亮度。調節材質Illumation標簽中的Generate GI的Strength值和調渲染設置中的Radiosity的Strength值起到的效果是差不多的。把渲染設置面板中Options標簽上的Auto Light選項關閉，否則場景會爆掉。