通过青铜、玉石、冰块案例解析高级材质渲染的技巧 C4D实例教程

C4D实例教程：通过青铜、玉石、冰块案例解析高级材质渲染的技巧。

而现在所分享的“材质渲染系列”是C4D中最难学的，但如果学会了就可以做出特别好的视觉效果来。《高级材质渲染案例》系列共分三篇，第一篇和第二篇主要讲述自然界中常见材质的高级渲染案例分析，第三篇主要讲述真实场景以及产品级渲染的案例分析。

三维设计师(CG行业)与传统设计师有很大的不同，因为CG行业其实是“水很深”的，少则需要使用到十几二十个软件和插件，多则用到上百个软件和插件。而我们应该如何成为一名优秀的设计师呢?其实我在很多文章中都有讲过，平面技术的深刻理解、三维技术的加入以及品牌思维的渗透，是最重要的三个方面。

在这篇文章中，我将主要讲述C4D当中的“材质”与“渲染器”。C4D从R18开始改进了关于材质渲染方面的工作流程，加入了Substance引擎(著名贴图制作软件)，可以配合渲染器插件如Arnold、Octane Render、RedShift制作更为真实的渲染效果(使用材质节点连接)。插件具体位置(流水线-Substance引擎-载入Substance)。

目前最新版本的C4D R19加入了PBR材质，PBR全称(Physicallly-BasedRendering)。简单来说吧，就是基于物理规则模拟的一种渲染技术。最早应用于电影及照片级别的真实渲染，后来发展到游戏方面，现在越来越多设计师都在使用这种技术了。目前C4D R20正在内测阶段，暂时还不清楚会有怎样的改进和优化。

在学习C4D的过程中，很多设计师会提出疑问：到底应该使用传统的物理渲染器还是主流的渲染器插件呢?在这个问题上，我曾在Facebook与两位优秀的C4D行业专家进行过交谈，一位是Mographplus的作者，他表示：在早期他主要是使用V-RAY的，但随着V-RAY 3.4之后更新迭代过慢，他最终放弃了使用，他改为使用了更为全面而且更新迭代更快的Arnold。(为什么不使用国内设计师常用的OC?)他的解释是：OC使用了自我的逻辑，其优势只在于GPU渲染，在其他方面并没有任何优势。

而另外一位是Raphael Rau(德国三维设计通才)，他的看法是： V-RAY是一个很优秀的渲染器插件，但是自从V-RAY 3.4版本之后就迷失了，因此他跟前一位专家一样都放弃了使用V-RAY，目前他最喜欢使用的是OC。

在跟两位专家的交流之后，我也有自己的看法。我是国内最早使用C4D的一批设计师，我建议设计师从最基础的标准、物理渲染器开始学起，并且配合基础材质开始学习，然后是物理渲染器+主流渲染器插件混合使用，为什么呢?

以下是我总结出来的学习步骤：

1、入门到基础——基于物理规则使用GI配合标准渲染器，制作基础级渲染作品;

2、基础到进阶——基于物理规则使用物理渲染器，制作进阶或高级渲染作品;

3、进阶到高级——从物理渲染器过度到基于PBR(物理渲染)技术的渲染器，并混合两者使用制作高级渲染作品。

为何从标准材质配合标准、物理渲染器学起?

一是入门简单，二是能基本满足进阶或部分高级水平的广告、品牌设计的相关要求，其只需要配合良好的打光基础，加上良好的物理常识，良好的软件技巧就可以做出较为真实的渲染效果(需配合PS或AE做后期处理)。

另外，基于PBR渲染技术的纹理绘制软件，我推荐使用：SUBSTANCE PAINTERT、MARI 、QUIREX SUITE。

此外，3DMAX+V-RAY依旧是建筑设计、室内设计的行业标准，但是由于上文也提到过，V-RAY对于C4D的重视程度明显不够，因此，基于PBR渲染技术的渲染器我更推荐: Arnold、Octane Render、RedShift。选择合适自己需求的渲染器才是最好最实际的。

重温9大功能模块，大家会发现灯光、材质渲染与物理常识息息相关，需配合得当，而这一切都必须基于真实的物理规则。

以下是我整理的，基于物理规则的材质渲染关键点：

1、现实中所有的光都是区域光，同时都具有衰减;

2、根据能量守恒定律，能量不会丢失只会转化(吸收、反射、透射);

3、现实中纯白或纯黑是不存在的;

4、金属IOR(折射率)一般较大，可反射彩色光，塑料则不能;

5、所有物体表面都是具有微观结构的;

6、设置反射时，可直接使用粗糙度参数来模拟微观结构;

7、菲涅耳(Fresnel)是指反射强度会随着视线夹角而变化(即中间最弱，四周最强);

10、材质越光滑，高光越弱甚至没有高光，但反射会越强(例如玉石);

9、材质越粗糙，高光越强(例如冰块);

10、现实中不存在GI(全局光照)，GI是用来模拟真实的光子传递效果的。

一、材质表现力，功能基本介绍

1、材质的层级概念

材质包括颜色、漫射、发光、透明、反射、环境、烟幕、凹凸、法线、Alpha、辉光、置换十二大类。

材质是有层级关系的，是从颜色——漫射——发光——透明——反射等……一层一层叠加的，“颜色”就等于是PS里的最底层，如此类推。每一层里也有层级关系，如“颜色”中有“颜色层”，是基本颜色，然后上面是“纹理层”，可以用纹理来替换“颜色层”中的颜色，同时可以使用类似PS的“混合模式”来做不同的叠加效果(标准、添加、减去、正片叠底)。关于材质的层级关系，大家必须有所了解，这是学习C4D材质的基础。

2、材质基本介绍——颜色、漫射、发光、透明、凹凸、置换

颜色(层)：物体的固有色，材质的最基本属性，其决定了物质的基本特征和材质的基本属性，可配合菲涅耳、贴图等(更高级的用法是使用反射层添加漫射从而代替颜色层，在材质渲染第三篇会详细案例);

漫射(层)：现实生活中所有物质都有漫反射现象，但这个材质通道在初学者中使用得较少，它可以还原真实的物体表面状态，例如痕迹和污迹，可配合AO(环境吸收)做出真实的效果;

发光(层)：主要有以下几个用途，作为自发光、作为灯光(配合GI)、作为反射的高光，另外也可配合次表面散射(半透明SSS效果如玉石，在本篇中会有详细案例);

透明(层)：即玻璃、水、冰等，如果想得到百分之一百的透明效果，一般的技巧是先取消颜色层，或颜色层百份比+透明层百份比=100%，另外正确使用预设的折射率，以及在“吸收颜色”加入颜色、设置模糊也十分的重要;

凹凸(层)：通过黑白信息来定义凹凸强度，可以通过贴图，噪波(配合图层，添加多层噪波)做出复杂而真实的效果;

置换(层)：这才是真正意义上的凹凸，会比凹凸层更加真实，实际应用中可以把“凹凸”与“置换”配合使用。

二、实际案例分析

首先要事先说明的是，以下我将讲述青铜、玉石和冰块三种材质的分析，我会告诉你创作的思路，但不会提供完整的参数说明敬请留意。

首先是灯光部分：天空HDRI+三点布光法(左主灯+右副灯+顶灯)

实战中可为不同的物体，添加有颜色的灯光增加其渲染细节

1、青铜案例：青铜+绿锈

说明：青铜是由青铜材质加绿锈材质结合而成的，因此需要两个材质混合。

青铜案例最终效果

青铜材质：

颜色——深红色、纹理使用噪波(使用正片叠底)

漫射——使用图层，混合两个噪波叠加的效果+ AO，使质感更丰富

反射——删除默认高光，添加GGX，把其粗糙度、反射强度、高光强度使用AO，使颜色细节更丰富，并配合使用菲涅耳导体(折射率为1.18)

凹凸——使用图层，通过多层噪波叠加，做出层次丰富的凹凸效果

绿锈材质：

颜色——噪波上色，为绿色效果上色

反射——使用默认高光，粗糙度为70

凹凸——噪波加入细节

Alpha——使用图层，通过多层噪波、AO叠加，模拟绿锈渗透青铜表面的效果(最重要的步骤)

备注：两个材质混合时需要注意前后关系。从左到右，左为底层，右为顶层。

加入后期——导出PSD后使用PS(CR)进行处理

2、玉石案例

玉石案例最终效果

颜色——使用图层，通过多层噪波叠加，着色，使用混合模式使材质表面看上去像玉石

漫射——使用AO，增强表面质感

发光——使用次表面散射，将颜色层的图层参数复制粘贴到次表面散射的着色器

反射——删除默认高光，添加GGX，把其粗糙度加入图层，通过多层噪波叠加，并配合层菲涅耳预置的玉石

凹凸——使用图层，通过多层噪波叠加，做出层次丰富的凹凸效果

加入后期——导出PSD后使用PS(CR)进行处理

3、冰块案例

冰块案例最终效果

透明——取消颜色层，折射率使用预设的“水(冰)”，吸收颜色轻微调整

漫射——使用图层，贴图+AO，使质感更丰富

反射——添加GGX，粗糙度(贴图)+凹凸强度(贴图)，并配合层菲涅耳预置的水(冰)，添加Beckmann，粗糙度(贴图)+凹凸强度(贴图)，并配合层菲涅耳预置的玻璃，使用默认高光，层颜色使用浅蓝色并配合贴图

补充说明：使用物理渲染器渲染，采样品质中，并配合环境吸收

三、总结

通过以上三个自然界中常见材质的高级渲染案例分析，你可以清楚的知道，基于物理渲染也可以做出较为真实的渲染效果，而不一定需要依靠渲染器插件，当然物理渲染器也有瓶颈，所以我建议在高级阶段是，物理渲染器+渲染器插件混合使用。

另外当你在观看文章的时候，需要学会独立思考，并不是说，当前提及的案例就一定适合你目前的工作，而是你要明白，你可以在文章中学会创作的思路，为你之后的设计生涯埋下了一颗种梦的种子。以后你会发现这些技能会对你之后的工作有所帮助。例如在上述案例中，你可以学会灵活使用AO、噪波结合图层与各个材质层的基本属性，配合基础灯光技巧、物理渲染器(自适应，采样品质中)做出真实的渲染效果。

材质渲染是基于真实世界的，因此如果你想学好它，首先你的理论基础要扎实，同时，你必须明白，“设计”是设计师使用软件，而不是软件使用设计师，设计是还原真实与美化真实的过程。

下期预告