Softimage 3D頂點著色教程

　　頂點著色允許烘焙復雜的紋理和渲染樹信息為頂點顏色屬性。與Render Map相似，但頂點著色是將表面的信息烘焙為頂點顏色(Color At Vertice，簡稱CAV) 的屬性。因此，結果的質量大部分取決於多邊形的密度。

　　頂點著色在游戲開發方面很有用，因為它允許你將基本的紋理信息和光照信息直接烘焙進場景物體。這樣就可以刪掉一些燈來減少計算量和整體場景的大小。

　　這種方法不倚賴於圖片或者最終聚集，在某些方面優勝於傳統的方法，但也存在一些局限性,就是設置繁瑣。

　　在這裡，我們使用一個簡單的場景。這個場景只有一個大盒子(Box)，盒子內是一輛沒輪子的小車(小車多邊形的密度比較大，牆腳多邊形的密度相對小，大家可以注意兩者的效果)。盒子的內壁已被指定了頂點顏色(名為lanlan_wall)，但沒有燈光和材質。我們將在盒子內頂部放置一個大的Light_Box。

　　首先，要為場景准確設置傳統的光。每一個光源必須有一個反向的方形衰減，因此必須將它們的陰影本影設置為黑色，這就意味著場景物體的表面所反射的光要比它們接收的少。如果使用Phong，要確信Specular不會太亮，Ambient被設置為黑色。

　　然後，我們就使用Render Map(烘焙成CAV)把渲染樹的信息烘焙成一個頂點顏色屬性(CAVs)。

　　CAV表示原始光的第1次光反彈(bounce)，並用於後來的渲染。此外，它還將用於在下一步驟中加速計算下一次光反彈。當這個光反彈不再重復影響原始光(直接光照)，就使用另一個CAV表示原始光的第2次光反彈(bounce)，然後添加到第1次反彈(以及添加到原始光)來增加場景的真實性。

　　創建燈光和材質

　　1.因為場景沒有燈光和材質，所以要先創建這些要素。

　　在Explorer中刪除默認的燈光。然後從Render工具欄中選取Get > Light > Light Box命令，創建一個Light Box，將它放置到盒子的內頂部上，設置它的大小為頂部的1/4左右。並且在打開的屬性編輯器中設置相關的屬性。如右圖所示。

　　2.為物體指定一個phong材質。按7鍵打開Box物體的Render Tree，獲取一個Map Lookups > Vertex RGBA節點，並將它連接到Phong材質的diffuse節點。雙擊Vertex RGBA節點打開它的屬性編輯器，將Vertex Property設置為lanlan_wall(內壁的顏色屬性)，如右圖所示。

　　3. 雙擊Phong節點，打開Phong屬性編輯器，將Diffuse Ambient的RGB設置為黑色;將Specular Color的RGB都設置為0.05;將Specular Decay設置為23。如右圖所示。

　　創建lightmap

　　如果沒有使用大的區域光(Area Light)，第4和5步驟可以省略。但在這個場景中，我們使用了一個大的區域光，因為它能加速第一個光反彈(bounce)的計算。這樣就可以從區域光烘焙直接光照(dirct illumination)為一個新的CAV。

　　4.為Box物體創建一個RenderMap屬性(選擇Box物體，然後選取Render > Get > Property > Render Map命令)。如左圖所示。

　　5.在打開的RenderMap屬性編輯器中，將Basic頁面中的Sampling設置為vertices only(RenderVertex);在Resulting CAV區域中單擊New按鈕，創建一個新的Color At Vertices(簡稱CAV)，然後單擊Edit按鈕重命名為lanlan_light;勾選Disable區域中的Refraction和Reflection項以及Sampling區域中的Average colors around vertices項。

　　鎖定RenderMap屬性編輯器，使它處於活動狀態，以便於下次使用。如右圖所示。

　　6.單擊Regenerate Map…按鈕重建Render Map(這樣就將渲染樹的信息烘焙成lanlan_light)。

　　在Material屬性編輯器中預覽，它看起來與步驟3的渲染圖像一樣。如左圖所示。

　　創建第1次光反彈(bounce)

　　7.在Render Map屬性編輯器，創建一個新的CAV，並且命名為lanlan_bounce1;取消勾選Disable區域中的Reflections項。如右圖所示。

　　8.在Render Tree視圖中，從Nodes菜單獲取Reflection_diffuse和Ray_type節點，將前者連接到後者的eye上，將Vertex RGBA節點連接到Ray type的reflection上，然後再將Ray type節點連接到Material的Surface上。

　　在Vertex_rgba屬性編輯器中，將Vertex Property設置為lanlan_light。在Reflection_diffuse屬性編輯器中，將Reflection的RGB都設置為1，設置Gloss為1，設置Samples為12。如右圖所示。

　　注意：

　　通常，光澤反射會分配到被反射的eye light的采樣點上，渲染它們而不用於GI計算。當使用Render Map，被反射的eye light就會指向表面法線的同一個方向，這是GI采樣點的來源地。

　　Render Map會將光澤反射物體作為反射物體，因此通過Ray_type節點將一個標准的表面shader附加到reflections，將光澤反射shader附加到eye上。

　　9.在RenderMap屬性編輯器中，單擊Regenerate Map…按鈕重建lanlan_bounce1。如右圖所示。

　　注意：

　　RM/reflection diffuse shader有個bug，就是當多邊形面與坐標平面正對齊的時候，會顯示為黑色。所以在這裡我們要稍微旋轉一下Box物體(0.1，0.1，0.1)，使多邊形不再平行於正交平面(XY，YZ，XZ)。

　　創建第2次bounce

　　創建好第1次 bounce後，接著為直接光創建第2次bounce。這是來自第1次bounce的光。直接光照(lanlan_light)不被列入計算范圍，因為它已經被反彈過了。在最終渲染中就不用重復渲染它了。

　　10.在RenderMap屬性編輯器，創建一個新的CAV，並且命名為lanlan_bounce2。

　　11.在Render Tree視圖中，從Nodes菜單中獲取兩個Vertex_RGBA節點(Map Lookup節點)，分別命名為wallcolors和bounce。連接節點後，在wallcolors節點的屬性編輯器中，將Vertex Property設置為lanlan_wall;在bounce的屬性編輯器中，將Vertex Property設置為lanlan_bounce1;在Mix_2colors節點的屬性編輯器中，將Weight color的RGB都設置為1，並且設置Mode為Hide/Reveal(Multiply)。如右圖所示。

　　12.重建lanlan_bounce2。在Material屬性編輯器中預覽，它看起來有點黑。如右圖所示。

　　創建更多的光反彈(bounce)

　　要產生一個真實的效果，最好創建一個總數大約為6-8次的bounce。在這裡，因為bounce能很快地變黑，所以4個就足夠了。否則，材質容易會出錯。

　　13.打開Render Map屬性編輯器，創建一個新的CAV，並且命名為lanlan_bounce3。

　　14.將渲染樹的wallcolors節點的Vertex Property設置為上次產生的bounce (也就是lanlan_bounce2)，然後重建lanlan_bounce3，它看起來會更黑。如左圖所示。

　　15.重復13和14步驟，創建lanlan_bounce4，並重建它。如右圖所示。

　　創建總光照的CAV

　　16.在Render Map屬性編輯器中，創建一個新的CAV，並且命名為lanlan_total。

　　17.在Render Tree視圖中，從Nodes菜單中獲取4個Vertex RGBA節點(Map Lookup節點)和一個Mix_8colors節點。將這4個節點(在此重命名為bounce1、bounce2…)分別連接到Mix_8colors節點的color1、color2…，然後在它們各自的屬性編輯器中，將Vertex Property分別設置為lanlan_bounce1、lanlan_bounce2，以此類推 。如左圖所示。

　　18.在Mix節點的屬性編輯器中，將Base Color的RGB都設置為0。將Layer1、Layer2、Layer3和Layer4設置為In Use，將這4層的Weight RG