黄海涛
[摘 要] 渲染模块的教学内容是3ds max课程的重要组成部分,教师要根据中职生的认知水平,结合安徽省宿州工业学校计算机专业学生的培养方向,合理规划教学内容,设计完善的场景模型,利用多种信息化教学手段,完成渲染模块的教学任务。
[关 键 词] 3ds max;渲染器;效果图;参数
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2021)34-0104-02
3ds max是集建模、材质编辑、场景设计、动画制作和渲染于一体的软件,能制作出逼真的三维静态效果图和动态的特效及动画,在生产生活的各个领域有着广泛的应用。目前,3ds max是中等职业学校计算机应用专业的核心课程。建模和渲染是3ds max课程教学的重要模块,其中建模部分的教学目的明确,不同版本的教材在建模部分的教学内容基本是一致的,教师采用理实一体化教学模式,能够很好地完成教学任务。而渲染模块则不然,原因是材质参数、布光思路、渲染场景的大小是一个有机的整体,参数之间相互影响,简单模仿教材里的制作过程,输入相关参数,而如果不理解它们之间的联系,是无法完成场景渲染的操作的。因此,教师在教学过程中,要合理规划教学内容,提高学生的理论水平,构建明确的场景模型,采用多种信息化教学手段,有效地完成渲染模块的教学任务。
一、调查中职生光学常识的掌握情况
3ds max渲染器的参数里含有光学方面的术语,要想很好地控制参数的大小,达到预期的教学效果,学生必须知道参数的含义。而中职生的文化课成绩普遍较差,初中物理基础知识学得不扎实,需要细致地了解学生对光学常识的掌握情況,为此,我以问卷的形式对本校2019级计算机应用专业的178名学生进行了调查,统计结果如下:
通过问卷调查发现学生对光学基础知识掌握的情况较差,我带领学生重新学习了问卷里的六个基本物理概念,储备学习渲染器所必备的理论基础知识。
二、渲染器的类型及其特点
渲染器分为硬件渲染器和软件渲染器,硬件渲染器基于底层图形API(应用程序接口)构建,采用适合硬件架构的光栅化方法进行渲染。其渲染速度快,渲染质量较差,一般用于实时渲染。软件渲染器则纯粹利用CPU的能力进行计算,通常采用光线追踪的方法进行渲染。软件渲染器没有统一的应用程序标准,但是有很多通用的渲染算法,如光子映射、蒙特卡洛、辐射度等。其渲染速度较慢,但渲染效果好,能达到照片级的效果。目前,3ds max内部集成的软件渲染器有默认扫描线渲染器、Vue文件渲染器、Mental Ray渲染器。另外,3ds max插件渲染器种类繁多,较为常见的有VRay渲染器、Lightscape渲染器、Corona渲染器。由于3ds max应用领域广泛,不同的渲染器适合不同的行业。例如,Lightscape渲染器适合场景较大的室外全景图的制作,VRay渲染器适合室内小场景的装潢效果图的制作,Mental Ray渲染器在影视后期处理上具有优势。
三、渲染模块的教学策略
中职学校要根据本校计算机专业学生的就业方向,选择合适的渲染器作为3ds max课程渲染模块的教学内容。我根据本校计算机专业学生的培养方向,选择了Vray渲染器作为渲染模块的教学内容,下面我就以Vray渲染器为例,从以下三个方面来详述一下材质编辑和场景布光思路方面的教学策略。
(一)编辑物体表面材质部分教学内容的规划
在VRay渲染器中,VRayMtl材质是最常用的标准材质,用户可以通过它的贴图通道做出真实的材质,VRayMtl材质编辑的方法是教学重点,其参数面板主要有漫射、反射、折射和贴图通道四个部分,即漫射控制物体颜色,反射控制物体表面的光滑度,折射控制物体的透明程度。虽然材质的种类繁多,但是大体可以分为不透明粗糙材质、不透明光滑材质和透明材质,教师可以选择墙面、布艺、陶瓷、不锈钢、玻璃等常见材质来讲解参数的调节方法。此部分内容的教学方法可以使用任务驱动法,通过制作具体的实例,让学生掌握材质参数调节的技巧,达到举一反三的效果。
材质编辑部分教学内容的难点是贴图通道的编辑,贴图类型种类繁多,教师要进行筛选。首先,可以把漫射、反射、折射、凸凹和环境的贴图通道作为教学内容,让学生掌握常见材质的编辑。其中,在教授漫射通道添加位图贴图时,教师要介绍UVW贴图修改器的使用,让学生能完成物体表面贴图位置的修正。其次,不锈钢和玻璃材质的反射效果较强,需要通过场景周围的环境光来衬托出不锈钢和玻璃材质效果,教师可以使用HDR高动态贴图来模拟环境光的反射效果。HDR是一种表达超过了显示器所能表现的亮度范围的图像映射技术,能够很好地再现现实生活中丰富的亮度级别,产生逼真的效果。HDR高动态贴图的文件扩展名是hdr,在网上搜集素材时,要注意区分。HDR高动态贴图要通过渲染面板的环境覆盖通道添加,同时要使用材质球进行编辑,操作过程较为复杂,教师可以把HDR高动态贴图制作过程录制成微视频,通过多媒体教学系统发送给学生,让学生能及时查看贴图添加的方法,从而提高教学效率。最后,材质参数一般不能一次性设置成功,需要布置一定的灯光,通过预览草图,多次修改,最终达到满意的效果,因此,教师要让学生知道,材质编辑和场景布光设计是一个有机的整体,需要同时进行,相互配合,才能渲染出高质量的效果图。