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1、第十九讲 渲染与材质（一）,厦门大学建筑与土木工程学院,饶金通 计算数学学士、软件硕士 高级工程师 厦门大学数字化设计实验室主任 厦门大学Autodesk ATC中心负责人 主讲课程：数字化设计概论计算机辅助设计建筑数字化表现建筑信息模型虚拟建筑 联系方式： ,主讲人,2.渲染图像,3.创建渲染图像,自定义参数化的构件簇是学习BIM的关键！,1.渲染,目录,4.渲染优化,5.思考题,渲染,Revit Architecture 可以生成使用“真实”视觉样式构建模型的实时渲染视图，也可以使用“渲染”工具创建模型的照片级真实感图像。 Revit Architecture 使用不同的效果和内容（如，照
2、明、植物、贴花和人物）来渲染三维视图。 实时渲染视图显示真实的材质和纹理。,渲染,实时渲染 可以创建实时渲染以使用“真实”视觉样式显示 Revit Architecture 模型，也可以使用“渲染”工具创建模型的照片级真实感图像。,渲染,在 Revit Architecture 中，渲染三维视图的工作流程： 创建建筑模型的三维视图 指定材质的渲染外观，并将材质应用到模型图元 为建筑模型定义照明。 如果渲染图像将使用人造灯光，请将它们添加到建筑模型。 如果渲染图像将使用自然灯光，请定义日光和阴影设置。 （可选）将以下内容添加到建筑模型中： 植物 、人物、汽车和其他环境 、贴花 定义渲染设置。 渲
3、染图像。 保存渲染图像。,渲染,为了使用“真实”视觉样式显示材质，默认情况下会启用“使用硬件加速(Direct3D)”选项。 如果它们不符合最低要求，则会显示一条警告，描述这一问题。 由于只能使用硬件加速渲染材质，因此，如果关闭了“硬件加速”，则“真实”视觉样式与“着色”视觉样式看起来相同。单击 “选项”“图形”选项卡 “使用硬件加速(Direct3D)”，以访问硬件加速设置。,渲染,警告具有指向 Autodesk 网站的超连接，该网站列出了经过测试的视频卡和驱动程序。,渲染,灯光 设计建筑时，可以在其外部和内部放置人造灯光来解决照明需求并规划灯光的视觉效果。您可以定义照明设备及其光源，然后将
4、其放置在建筑模型中，以获得最佳效果。 渲染三维视图时，可以指定是否在渲染图像中显示人造灯光、自然灯光或是两者都显示。,渲染,灯光是表达设计意图的一个重要因素。 渲染建筑模型的三维视图时，可以使用自然灯光、人造灯光或两者都使用来作为建筑的照明。 对于自然灯光，请指定日光的方向或位置、日期、时间来获得日光在建筑上的真实表现。 对于人造灯光，您可以将照明设备添加到建筑模型中，然后根据需要将其归类到灯光组中。 在渲染之前，可以启用或禁用各个照明设备或灯光组以获得所需的效果。生成的渲染图像显示在该设计中照明的效果。,2.渲染图像,3.创建渲染图像,自定义参数化的构件簇是学习BIM的关键！,1.渲染,目录
5、,4.渲染优化,5.思考题,渲染图像,Revit Architecture 提供了渲染三维视图的功能： 渲染界面使用智能默认设置，可以轻松生成高质量的渲染图像，而不需要对渲染技术有深入的了解。 针对具有更多渲染经验的用户提供高级设置。 可以导出三维视图，然后使用另一个软件应用程序(3ds Max)来渲染该图像。,渲染图像,定义渲染设置步骤 打开“渲染”对话框。 定义要渲染的视图区域。 在“渲染”对话框的“质量”下， 指定渲染质量。 在“输出”下，指定下列各项： 分辨率：要为屏幕显示生成渲染图像，请选择“屏幕”。要生成供打印的渲染图像，请选择“打印机”。 DPI：在“分辨率”是“打印机”时，请指
6、定要在打印图像时使用的 DPI（每英寸点数 “宽度”、“高度”和“未压缩的图像大小”字段会更新以反映这些设置 在“照明”下，为渲染图像 指定照明设置。 在“背景”下，为渲染图像 指定背景。 （可选）为渲染图像调整曝光设置。 如果您知道要使用的曝光设置，则可以现在设置它们。否则，请稍等以观察当前渲染设置的效果，并且如果需要，请在渲染图像之后调整曝光设置。,渲染图像,打开“渲染”对话框 区域 质量 输出 照明 背景 图像 显示,渲染图像,定义要渲染的视图区域 默认渲染区域为视图的裁剪区域。 也可以勾选”区域”，进行渲染区域自定义。,渲染图像,定义渲染区域技巧： 设置摄影机剪裁平面： 摄影机剪裁平面
7、定义要渲染的三维视图的深度，Revit 在生成渲染图像时要处理的模型图元将更少。结果，渲染进程需要更少的资源，花费更少的时间，并产生更小的图像文件。 设置剖面框： 裁剪区域和渲染区域定义要渲染的三维视图的二维部分。 剖面框可以定义要渲染的视图的三维部分。 通过使用剖面框，您可以在渲染过程中省略许多模型图元，这可减少所需的计算次数和处理时间。,渲染图像,指定渲染质量 要向客户演示设计，通常需要一个高质量的渲染图像，但是生成很慢。 出于测试目的，您可能需要快速生成一个草图质量图像。 使用“渲染”对话框上的“质量设置”可为渲染图像指定所需的质量。 绘图、低、中、高、最佳、自定义（视图专用） 或通过编
8、辑进入修改状态,渲染图像,渲染质量编辑 常规选项 图像精确度（反失真） 反射和透视度选项 反射 折射 漫反射精确度 透视精确度 阴影选项 启用柔和阴影 柔和阴影精确度 间接照度选项 计算间接照度和天空照度 间接照度精确度 间接照度平滑度 间接照度反射率 采光口选项（仅适用于日光照射的室内）：窗、门、幕墙,渲染图像,渲染质量设置,渲染图像,控制渲染图像的尺寸 渲染三维视图之前，可以使用下列技术 来控制其打印尺寸（以像素为单位）和 文件大小（以字节为单位）。 渲染图像的宽度和高度显示在“渲染”对话框上的“输出设置“ 部分渲染三维视图：使用渲染区域、裁剪区域或剖面框。 放大或缩小：在为屏幕输出创建渲
9、染图像时，您可以进行放大或缩小以使渲染图像变大或缩小。 修改输出分辨率：在创建要打印的渲染图像时，您可以按 DPI（每英寸点数）指定图像分辨率。 修改视图比例：渲染用于打印的图像时，可以修改视图比例来缩小图像尺寸。 注意更高的分辨率和更大的图像尺寸将增加渲染时间。,渲染图像,控制渲染图像中的照明 选择方案：如果选择了日光方案，请进入日光设置调整日光的照明设置。,渲染图像,控制渲染图像中的照明 选择方案：如果选择使用人造灯光的照明方案，请单击“人造灯光”控制渲染图像中的人造灯光。,渲染图像,采光口 在渲染过程中，可以自动实现日照效果。 要在内部视图中获得高级照明质量，您可以启用采光口（如果需要）
10、。 采光口可改善通过窗、门（包含门窗或玻璃）和幕墙照射的光线质量。 默认情况下，会关闭采光口； 采光口可以提高渲染图像的质量，但它们也会增加渲染时间 左为没有采光口的渲染图像； 后右为包含采光口的渲染图像,渲染图像,渲染背景 在“渲染”对话框中，使用“背景”设置为渲染图像指定背景。背景可以显示单色、天空和云或者自定义图像。 注意创建包含自然光的内部视图时，天空和云背景可能会影响渲染图像中灯光的质量。 要获得更加漫射的自然光，请使用更多云。 对于“薄雾”，在“清晰”和“模糊”之间拖曳滑块。,渲染图像,渲染背景 选择“颜色”，表示选择单色背景；选择“图像”，选择图片；,2.渲染图像,3.创建渲染图
11、像,自定义参数化的构件簇是学习BIM的关键！,1.渲染,目录,4.渲染优化,5.思考题,创建渲染图像,单击“渲染”来渲染图像，开始渲染进程，一次渲染图像的一块， 渲染的同时将显示一个进度对话框，其中显示有关渲染过程的信息，包括采光口数量和人造灯光数量。 可用ESC取消渲染。,创建渲染图像,渲染进程完成之后，Revit 会在绘图区域中显示渲染图像。然后，您可以执行以下操作： 修改渲染设置，然后再次渲染图像。 调整曝光设置。 将渲染图像 另存为一个项目视图。 将渲染图像 导出到某个文件。 在绘图区域中显示建筑模型。 在“渲染”对话框中，单击“显示模型”。要再次显示渲染图像，请单击“显示渲染”。,创
12、建渲染图像,调整渲染图像的曝光 在渲染图像之后，可以调整曝光设置来改善图像。 如果调整了曝光设置，设置将作为视图属性的一部分保存起来。下次您渲染此视图时，将使用相同的曝光设置。,创建渲染图像,调整渲染图像的曝光 渲染图像时，曝光控制（或色调贴图）就像所使用的照明和材质一样重要。 曝光控制可帮助将真实世界的亮度值转换为真实的图像。 它模仿人眼对与颜色、饱和度、对比度和眩光有关的亮度值的反应。 相当于“PS后期制作”,创建渲染图像,将渲染图像另存为项目视图 在 渲染图像后，您可以将该图像另存为项目视图。 在项目中，渲染图像显示在项目浏览器“视图”“渲染”下。 可以将渲染视图放置到施工图文档集中的图
13、纸上。,创建渲染图像,警告：材质纹理图片丢失。 先创建外观材质的路径；并把缺失文件(wood_14.jpg)拷入相应路径中(c:revit-map)。,创建渲染图像,将渲染图像导出到文件 在 渲染图像之后，可以将图像导出到文件。此文件存储在项目之外指定的位置中。 Revit 支持下列图像文件类型：BMP、JPEG、JPG、PNG 和 TIFF。 要使 alpha 通道保持透明度，请使用 PNG 或 TIFF 文件格式。 如果您导出为 PNG 并在 Adobe Photoshop 中打开该文件，则可能不会显示背景天空和云,创建渲染图像,修改视图的渲染设置 可以在渲染图像之前或之后为三维视图定义渲
14、染设置。这些设置是作为视图属性的一部分保存的。 质量 照明 背景 图像,创建渲染图像,渲染设置的视图样板 视图样板是您为特定类型的视图定义的属性集合。 为三维视图 定义渲染设置之后，可以在视图样板中存储那些设置。 如果需要为另一个三维视图使用相同的渲染设置，请将该视图样板应用到该视图。 三维视图可以存储下列渲染设置： 质量 照明方案和日光位置 暗显及打开和关闭的人造灯光的设置 背景颜色或天空和云设置 曝光设置,创建渲染图像,渲染的视图属性 在项目中保存渲染图像时会存储图像的属性。要修改其属性，请在“视图(全部)”“渲染”下，单击图像名称。 视图名称： 视图的名称，当它显示在项目浏览器中和 Re
15、vit Architecture 的其他区域中时。 图纸上的标题：要显示在图纸上的视图标题。 默认视图样板： 应用于渲染的视图样板。,2.渲染图像,3.创建渲染图像,自定义参数化的构件簇是学习BIM的关键！,1.渲染,目录,4.渲染优化,5.思考题,渲染优化,mental ray 渲染引擎使用复杂的算法从建筑模型的三维视图生成照片级真实感图像。 生成渲染图像所需的时间数量会随许多因素的变化而变化，如模型图元和人造灯光的数量，材质的复杂性，图像的大小或分辨率 而且其他因素的互相作用也会影响渲染性能。例如，反射、折射和柔和阴影会增加渲染时间。 最终，渲染性能是结果图像的质量与可能会用在此工作上的资
16、源（时间、计算功率）之间的一个平衡。通常，低质量图像很快就可以生成，而高质量图像可能会需要明显更多的时间。 渲染进程 渲染性能和建筑模型 渲染性能和照明 渲染性能和材质 渲染性能和图像尺寸/质量,渲染优化,渲染进程 在 Windows 任务管理器中，渲染进程名为 fbxooprender.exe。在您对图像进行渲染时，渲染进程将最多使用 4 个 CPU。如果其他进程也在运行，则渲染进程将释放一些现有资源以支持这些进程。 在渲染图像之前，请关闭活动的屏幕保护程序，然后关闭使用处理器资源的任何非基本进程。（例如，有些使用 Flash 图形的网页会使渲染进程运行缓慢。）这样做可以使更多的 CPU 资
17、源用于渲染进程，以便减少渲染时间。 在渲染图像时，您可能要使用 Windows 任务管理器来监视进程。如果 fbxooprender.exe 使用的处理器资源没有达到 99%，则可能是其他活动进程正在干扰渲染进程。请关闭非基本任务，使更多的处理资源可用于渲染进程。,渲染优化,渲染性能和建筑模型 缩短渲染图像所需的时间数量的其中一个最有效的方法是，减少渲染引警必须考虑的模型图元的数量。使用下列一种或多种策略： 隐藏不必要的模型图元 例如，如果渲染图像将不显示存在于内墙远侧上的家具，请在渲染之前在视图中隐藏该家具。这样做之后，会减少渲染引擎在渲染进程中必须考虑的图元的数量。 修改详细程度 将视图的
18、详细程度修改为粗略或中等。通过在三维视图中减少细节的数量，可减少要渲染的对象的数量，从而缩短渲染时间。 减小要渲染的视图区域 仅渲染三维视图中需要在图像中显示的那一部分，忽略不需要的区域。这可以通过使用剖面框、裁剪区域、摄影机剪裁平面或渲染区域来实现。,渲染优化,渲染性能和照明 渲染进程涉及模拟与材质的灯光交互。因此，渲染性能显著受照明计算的影响。准备渲染图像时，请考虑下列事项： 光线数： 渲染时间直接与场景中的光线数成正比。通常，mental ray 渲染的灯光越多，需要的时间也越多。请考虑关闭渲染图像不需要的灯光。通常，与外部视图相比，内部视图会花费更长的时间来渲染。显示许多打开的内部灯光
19、的、没有自然光的（即，在夜间）外部视图会花费很长的时间来渲染。 光源形状 ：更加精确的灯光需要更多渲染时间。光源的“根据形状发光”设置可能会影响渲染时间。例如，点灯光比其他形状的灯光渲染更快。线灯光较慢。矩形和圆形灯光渲染起来最慢。,渲染优化,渲染性能和照明 柔和阴影： Revit 使用区域光源来生成更加真实的图像。但是，区域阴影计算成本很高。如果提高柔和阴影的质量，渲染时间就会增加。（在“渲染质量设置”对话框中，使用“柔和阴影”选项。） 间接照度： 间接照度通过在表面上反射灯光模拟灯光与环境的交互。如果增加间接照度的精确度和反射的数量，则可以改善较小的、细微的照明效果和场景中灯光的数量。但是
20、，增加间接照度的数量也会增加渲染图像所需的时间。（在“渲染质量设置”对话框中，使用“间接照度”选项） 剖面框和灯光组： 使用剖面框来限制要渲染的几何图形，可以显著减少渲染图像所需的时间数量。 还可以使用灯光组来关闭照明设备，从而减少将影响渲染图像的灯光的数量 请记住，不在视图内的灯光仍可能会对渲染图像的质量有显著的影响 剖面框排除了剪裁的灯光。通过仔细规划和事先考虑，结合使用剖面框和灯光组可以极大地减少渲染图像所需的时间数量。,渲染优化,渲染性能和材质 材质模拟诸如反射和纹理等各种效果。使用“材质”对话框可以为每种材质指定渲染外观 mental ray 渲染材质时，其性能取决于模拟的效果。事实
21、上，与建筑模型中的复杂的几何图形相比，材质的复杂渲染外观可能更会减慢渲染进程。 准备渲染图像时，请考虑下列事项： 颜色和填充图案如何影响渲染性能 反射类型如何影响渲染性能 折射和反射如何影响渲染性能,渲染优化,颜色和填充图案如何影响渲染性能 颜色或填充图案的复杂性和大小会影响渲染速度。更加复杂的填充图像要求渲染引擎计算更多的样本，这样它才能捕捉到细节。渲染引擎在识别相似的表面处理区域并估计大型同质区域上的外观方面性能卓越。 例如，与平滑的有填充图案的表面相比，平滑的单色表面渲染起来会更快。与密实的、复杂的填充图案相比，大型填充图案渲染起来会更快。与简单的表面相比，详细的、有孔的表面渲染起来会更
22、慢。 需要最长的渲染时间的材质渲染外观有（从较慢到最慢）：金属漆、有斑点的金属、铸打成的金属、水、磨砂玻璃和有孔的金属。这些材质的较慢的渲染时间与它们所涵盖的场景的多少成正比。,渲染优化,颜色和填充图案如何影响渲染性能 使用从草图到中等质量的设置时，复杂的材质显示许多伪影（渲染图像中稍微不准确或不完美的部分）。不完美的反射材质（如木地板和金属竖梃）会显示有斑点。通过调整“漫反射精确度”值可以改善这些问题。（请参见 渲染质量设置。） 要改善有填充图案的表面和侧轮廓的外观而不显著增加渲染时间，请调整“图像精确度(反失真)”值。（请参见 渲染质量设置。）要生成具有较小的照明深度和明快的几何图形的图像
23、，请使用草图质量设置和一个很高的“图像精确度(反失真)”值（比如 6）。,渲染优化,反射类型如何影响渲染性能 材质的渲染外观指定其反射率。Revit Architecture 可以快速地渲染无光反射。但是，引起视觉扭曲的任何材质特性（如漫反射或透明度）需要更多的渲染工作，因此需要更多的渲染时间。 与无光反射相比，有光泽的反射和镜反射渲染起来稍微更难一些。与平滑的、有光泽的表面相比，烧结的表面渲染起来会更难。与玻璃相比，水渲染起来会更难。与磨光的金属相比，有绿锈的金属或具有铸打成的表面的金属渲染起来会更难。 漫反射最难计算。但是，可以控制漫反射的质量来减少对渲染性能的影响。（使用“反射”和“透明
24、度”选项。请参见 渲染质量设置。）,渲染优化,折射和反射如何影响渲染性能 折射材质（如玻璃）通常也包含反射。因此，与其他材质相比，这些材质渲染起来更昂贵（在时间和资源方面）。另外，玻璃的平均嵌板有 2 层或面，要求多层的折射。渲染图像时，必须计算所有层，这样才能从玻璃看过去。例如，需要至少 6 次折射才能看穿实心玻璃的 3 个嵌板。 在渲染图像时，您可以指定从反射表面的反射次数（反射的最大数目）和折射的玻璃层数（折射的最大数目）。通常，设置越高，渲染时间越长。漫折射会进一步增加渲染时间。（在“渲染质量设置”对话框中，使用“反射”和“透明度”选项。请参见 渲染质量设置。）,渲染优化,渲染性能和图
25、像尺寸/质量 渲染图像的图像尺寸或分辨率对渲染时间具有可预期的效果。 “图像精确度(反失真)”设置会以相似的方式影响渲染时间。（请参见 渲染质量设置。） 图像尺寸、分辨率或精确度的值越高，生成渲染图像所需的时间就越长。 增大图像分辨率的影响： 如果您将图像分辨率翻倍（例如，从 75 dpi 增加到 150 dpi）而不修改其他设置，渲染时间可能会增加 2 到 4 倍。 检查图像尺寸： 定义要渲染的视图区域时，请检查图像尺寸是否适当和合理。如果指定了非常大的图像尺寸，渲染速度可能会非常慢。 裁剪区域 渲染区域,2.渲染图像,3.创建渲染图像,自定义参数化的构件簇是学习BIM的关键！,1.渲染,目录,4.渲染优化,5.思考题,思考题,Revit的渲染与3dsMax的渲染对话框有什么区别？,Thank You!,厦门大学建筑与土木工程学院,