solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片

技術支持

關于solidThinking渲染的部分，今天給大家講一個很好用的功能，把三維模型和實景照片相互融合。

這個DEMO之前也演示了不知多少次了，前幾天跟一位電影制片人朋友聊起來，他看到這個DEMO之后很是驚奇。一來驚嘆solidThinking渲染的快捷，二來對3D模型與實景圖片相互融合的功能大贊神奇。

隨后根據他多年來對電影片場中燈光設置的直覺，簡單的調整了軟件中幾個光源的參數，我們的DEMO演示效果便煥然一新。果然專業，大贊！

所以今天也跟大家一起來分享一下這個收獲。從這個案例中，大家也可以學習到solidThinking燈光設置及渲染的相關知識。

一. 設置背景

首先我們要來做一些準備工作。拍攝一張實景照片是必不可少的，今天的案例我們用到下圖所示照片。這張圖的像素為600x800。
2.下一步要設置的是perspective視圖中輸出的視窗尺寸。這是因為我們要把上邊這張圖完整地作為背景，所以視圖的長寬比就是剛才這張背景圖的比例。打開菜單欄中的

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖2 Render——Options。設置效果圖輸入尺寸為Width: 600; Height:800 。

3. 接下來要把這張圖放到三維的建模環境中進行參考。所以，我們要先確定激活四個視窗中的perspective視圖。然后在菜單欄中選擇View ——Background image…按照下圖參數設置圖片大小和位置。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖4

4. 點擊確認后我們可以在perspective視圖中看到這張圖片。并且通過視窗右上角的視圖調整按鈕把視圖的坐標系角度調整到與背景圖中的角落透視一致。如下圖所示：

注意：這個操作并不是真的把照片放到了渲染環境中，而是在建模環境中供使用者參考。所以接下來我們就要把這張圖貼到渲染環境中。

5. 在菜單欄中選擇Mangers——Shading，或按Ctrl+3打開材質編輯器。選擇Image標簽下，可以看到Shader tree有一些參數可調。

在Background選項上右擊鼠標，選擇為背景賦予scaled image。選擇后，右側的Parameters一欄中就會出現scaled image所對應的參數，如下圖所示，為場景添加剛才的那張照片。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖6

6.與其它渲染軟件一樣，我們通常還會為場景加入HDRI的環境貼圖。這個貼圖要貼在Global Environment參數上的。因此，在Global Environment上右擊鼠標，這個例子中我們可以選擇latitude longitude map。然后從材質庫中選擇一.hdr文件貼入。

此時背景及場景設置完畢，關閉材質編輯器，點擊菜單欄中的Render——Render current view，渲染perspective視圖。渲染圖所得即剛才貼入的圖片。

二．導入或創建三維模型。

背景設置好后，我們要為環境導入三維模型。這些模型可以是在solidThinking中創建的，也可以是其他軟件創建的模型。目前solidThinking支持的導入/導出格式非常豐富，幾乎囊括了所有常用的軟件格式：

導入格式支持：

Catia V4/V5, UGNX, Pro/E, SolidWorks,Parasolid, STEP, IGES, SAT, VDA/FS, DXF, DWG, Lightwave, Maya, Rhinoceros, 3DS, VRML, STL

導出格式支持：

Parasolid, STEP, IGES, SAT, VDA/FS, DXF, DWG, Lightwave, Maya, Rhinoceros, 3DS, VRML, STL

1. 在此案例中，我們用了一個由solidThinking創建的座椅模型和桌子模型，由于本案例重點介紹渲染，所以此建模過程省略。

在perspective視圖中，把這兩個模型根據背景參考，放置到合適位置。如下圖所示。

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這時我們可以嘗試進行渲染，效果如下圖所示：

2. 下一步我們用非常簡單的方法給這兩個對象賦予材質。需要為哪個對象附材質就用鼠標選中，然后打開材質庫。雙擊材質庫中的某一材質球為對象進行材質賦予。solidThinking的材質庫幾乎囊括了所有現實中常見的材質，即便是新手操作，也可以得到很棒的效果。

本案例中，賦予材質后我們再次進行渲染：

三．設置光源和陰影

由圖中可以觀察到，由于沒有光源和陰影，效果圖缺乏真實感。因此我們接下來設置光影和陰影效果。

1.此案例是渲染室內環境，并且圖中有一扇面積較大的窗戶。為了模擬戶外自然光投入的效果，我們在場景中創建一平面。如下圖所示：

2.讓此平面成為一個光源。點擊剛創建的平面，按Ctrl+3打開材質編輯器。鼠標右鍵點擊Emission，為其選擇一個area（區域光源）。然后修改其對應參數如下圖所示。打開其陰影選項，讓陰影類型為hard模式。其他參數暫時應用默認。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖12

注意：在這里必須選擇陰影模式為hard。原因是只有hard模式才能穿透玻璃，在地面上形成透明的陰影。

3. 為了讓這個平面在最終效果圖中只作為光源不作為平面出現，要設置其為透明，因此在材質編輯器另一選項Transparency上右擊鼠標，選擇plain coverage。設置coverage參數為0。如果設置為1，這個平面將出現在最終渲染中。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖13

4.關閉材質編輯器，再次渲染，發現除了兩個模型光影有變化外，并未產生預期中地面和地板的陰影。這是因為沒有任何平面可以接收光源產生的陰影。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖14

5.因此，在三維場景中，創建兩個較大平面，讓二者在perspective視圖中與椅子、桌子后面的墻壁地板對齊。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖15

6.然后是設置的關鍵，我們要為兩個平面設置一個能夠接收陰影，但最終兩個平面都不出現在渲染效果圖中的材質。

因此，選中兩個平面，打開材質編輯器。在Reflectance上點擊鼠標右鍵，選擇shadow catcher選項。這個材質可以讓對象只接受陰影，但不出現在最終效果圖中。其參數設置如下圖所示。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖16

關閉材質編輯器，再次渲染場景，我們就會得到一個比較真實的場景了。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖17

7.觀察此圖中，陰影部分整體偏暗，我們希望畫面整體提亮。通常處理這種情況，我們可以為場景中加一光源。

注意：光源加入后，并沒有對環境產生任何影響，用戶需要為其設定光源類型。

8. 選中剛剛創建的光源，按住Ctrl+3打開材質編輯器。可以看到此時的標簽自動轉換到Light上面。設定其強度為0.2。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖18

再次渲染效果圖，可以發現陰影整體變淡了。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖19

四．調整光源，得到更加逼真的效果

關于渲染，說起來這是一個相對較感性的調整過程，一張有氣氛的效果圖也通常需要多個光源相互配合完成，而體現不同的氣氛需要加入的光源也不盡相同。因此，這個過程非常考量使用者的功底和敏感度。

前面提到，那天跟那位搞電影的朋友聊起這個DEMO，他用他處理電影畫面的功力給了我很多光源設定的建議，效果非常好。在此跟大家分享。

1. 在剛才的基礎上，復制最初放在窗戶上的那個平面，把它旋轉并放置到整個場景的左前方。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖20

打開材質編輯器，調整器光源顏色為暗黃色：

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖21 由于這盞燈是從左前方打過去，為了陰影完整，我們再創建另一墻面與背景圖相契合。其參數與剛才設置的兩個大平面（一側墻面和地板）材質相同。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖22

注意：這里給大家提供一個小竅門，如果為一個對象賦予與其他對象相同的材質。我們可以先選中需要賦予材質的對象（可以是一個也可以是多個），然后按住Ctrl鍵選擇已經被賦予材質的對象。打開材質編輯器。這時材質編輯器里顯示的是最后一個被選中對象的材質，在材質編輯器右下角按Apply按鈕，隨后所有之前選中的對象都會被賦予最后一個選中對象的材質。

這個平面設置好后，我們就看一下渲染效果。角落的氛圍比剛才好了一些。

solidThinking渲染案例——融合三維模型與實景照片的圖23