渲染是动画制作的最后一道工序，可以将三维场景中的场景模型、角色模型和光影效果等转化输出成最终的图片或者视频。

本章主要内容：

 渲染概述

Maya图层及分层渲染设置 本章学习重点

了解渲染的概念

掌握Maya渲染设置

掌握Maya分层渲染流程和技巧

一、渲染简介

       随着计算机硬件配置迅速地发展，CPU、显卡、内存等不断升级，场景中的效果实时显示已经成为可能，但显示效果仍旧有很大缺陷，这种显示仅是通过硬件着色（Shade）使物体有了基本的属性及纹理，而渲染（Render）表现了更丰富细腻的效果。

渲染前后效果对比

      从图中可以看出，未经渲染的场景显然不能与渲染后的效果相比。Shade和Render在三维软件中是两个完全不同的概念。Shade仅是一种显示方案，只是简单地将指定好纹理贴图的模型和灯光效果实时地显示出来。在Maya中，还可以用Shade表现出简单的灯光、阴影和表面纹理效果，这对硬件的性能也绝对是一种考验，但硬件设备无论如何强悍，都无法将显示出来的三维图形变成高质量的图像，这是因为Shade采用的是一种实时显示技术，硬件的速度条件限制它无法实时地反馈出场景中的反射或折射等光线追踪效果，以及光能的传递和透明物体的透光效果。而现实工作中我们往往要把模型或者场景输出成图像文件、视频信号或者电影胶片，这就必须经过Render渲染器。

       几乎所有的三维软件都有内置渲染器，也有很多专门作为渲染器单独发行的独立软件，大都为大型三维软件提供接口，这些插件有的可以独立使用，也有的可以加载到三维软件内部以内置插件的形式使用。

不管是内置渲染器还是独立渲染器，归纳起来大概有以下几种计算方法：

a 行扫描

b光线跟踪

c 光能传递

二、渲染程序介绍

      现在三维渲染的相关程序也呈现出百花齐放的状态，出现很多种类，例如：Maya Software、Maya Hardware、Maya Vector、Mental Ray、RenderMan、Illuminate Labs Turtle和V-Ray、阿诺德等等。各个程序的计算方式不同，所以各具优势，实现效果方面也各有见长。

1. Maya Software和Maya Hardware

Maya Software和Maya Hardware属Maya自带的渲染器，分别指Maya软件渲染和硬件渲染，二者的区别在于Software渲染器可以进行精确的光线追踪（Raytrace）计算，可以计算出光滑表面的反射、折射和透明效果，而Hardware渲染器就没有这方面的计算功能。相对来说Hardware要比Software计算速度快很多，但质量却与Software相差很大，当然可以根据制作的不同需求选择使用。图1-2为Software与Hardware渲染器的对比。

a) Software渲染器渲染效果 b) Hardware渲染器渲染效果

2. Maya Vector

Maya Vector是在Maya程序中以插件形式存在的程序，是一个用来进行矢量效果渲染的程序。

a) 未渲染的场景图 b) 矢量渲染器的渲染效果

3. Mental Ray

       Mental Ray是德国Mental Image公司最引以为荣的产品。作为业界公认的唯一一款可以和RenderMan相抗衡的电影级渲染器，Mental Ray凭借其良好的开放性和操控性被集成到Maya等三维制作软件中，是一个专业的3D渲染引擎。它可以生成令人难以置信的高质量真实感图像，它的光线追踪算法特别出众，优化得非常好，是目前计算光线追踪速度最快的软件。利用这个渲染器，我们可以实现反射、折射、焦散和全局光照明等其他渲染器很难实现的效果。由于卓越的性能和渲染质量，该渲染器也在大部分电影生产过程中使用，例如《黑客帝国》、《蜘蛛侠》等都使用过这个渲染器。

Mental Ray 渲染器的渲染效果

4. RenderMan

       RenderMan 渲染器具有高超的渲染质量及快速的渲染能力，广泛应用在高端运动图像的生产制作过程中，尤其是在处理复杂模型、复杂场景渲染时，其速度与质量更为突出。在当今的动画电影和影视特效等高端领域，RenderMan 渲染器是必不可少的一个渲染解决方案。

RenderMan 渲染器渲染效果

5. V-Ray

       V-Ray 是由Chaosgroup 和Asgvis 公司出品，在中国由曼恒公司负责推广的一款高质量渲染软件。V-Ray 是目前业界最受欢迎的渲染引擎之一，该软件凭借良好的兼容性和开放性使其能够更好地以插件形式同多款三维软件相结合，例如，除可以作为Maya 的插件外，还可以同3ds Max 结合应用于建筑设计方面。

V-Ray 渲染器的渲染效果

6. Illuminate Labs Turtle

       Turtle（海龟）渲染器和各种三维软件都有着良好的结合，其功能强大并且使用方便。

       该渲染器的特色在于其渲染速度可以优化得非常快。Turtle 渲染器在渲染大场景时非常有效，它的光线处理和色彩的鲜艳程度都要胜过三维软件自带的渲染器。缺点在于对三维软件的程序纹理贴图的支持不够，很多情况下并不能对它的材质球使用程序纹理贴图。

Turtle（海龟）渲染器的渲染效果

7.Arnold渲染器

Arnold渲染器是一款高级的、跨平台的渲染 API。是基于物理算法的电影级别渲染引擎，目前由Solid Angle SL 开发。正在被越来越多的好莱坞电影公司以及工作室作为首席渲染器使用。

arnold渲染器特点有:运动模糊、节点拓扑化，支持即时渲染，节省内存损耗等。

Arnold渲染器的渲染效果