mental ray渲染技術(shù)超級(jí)手冊(cè)（第三版完全修訂版）

第1章　mental ray概述　1
1.1　真實(shí)感渲染　1
1.2　場(chǎng)景和動(dòng)畫　1
1.2.1　幾何物體　2
1.2.2　材質(zhì)　5
1.2.3　光源　6
1.2.4　攝像機(jī)　7
1.3　著色器　7
1.4　Phenomenon　9
1.5　掃描線渲染和光線跟蹤　10
1.5.1　透明、折射和反射　11
1.5.2　陰影　12
1.5.3　運(yùn)動(dòng)模糊　13
1.5.4　鏡頭　13
1.6　焦散、全局照明和光子貼圖　14
1.7　參與介質(zhì)　15
1.8　并行性　15
1.9　圖像生成階段　16
1.10　mental ray配置　17
1.11　mental ray版本　17
1.11.1　mental ray 2.0版本到2.1版本的修改　18
1.11.2　mental ray 2.1版本到3.0版本的修改　19
1.11.3　mental ray 3.0版本到3.1版本的修改　20
1.11.4　mental ray 3.1版本到3.2版本的修改　22
1.11.5　mental ray 3.2版本到3.3版本的修改　24
1.11.6　mental ray 3.3版本到3.4版本的修改　25
第2章　構(gòu)建場(chǎng)景　27
2.1　一個(gè)簡單的場(chǎng)景　28
2.2　場(chǎng)景剖析　30
第3章　攝像機(jī)　35
3.1　針孔攝像機(jī)　35
3.2　圖像分辨率　36
3.3　寬高比　36
3.4　吉斯通式變形　37
3.5　渲染子窗口　38
3.6　正交攝像機(jī)　38
3.7　裁剪平面*　39
3.8　景深　40
3.9　完整的攝像機(jī)示例　42
第4章　表面著色器　45
4.1　色彩和照明　48
4.2　紋理映射　53
4.2.1　紋理投影　54
4.2.2　局部紋理：避免網(wǎng)絡(luò)傳遞　64
4.2.3　內(nèi)存映射紋理：減少內(nèi)存的使用　65
4.2.4　過濾紋理的抗鋸齒　67
4.2.5　簡單過濾紋理：減少紋理鋸齒　69
4.2.6　橢圓過濾紋理：更好的反鋸齒紋理　71
4.2.7　小結(jié)：選擇優(yōu)化的紋理方法　73
4.2.8　3D紋理　74
4.3　透明貼圖　77
4.4　凹凸貼圖　79
4.5　偏移映射　82
4.5.1　簡單偏移近似　86
4.5.2　高級(jí)偏移近似*　87
4.6　各向異性著色　95
4.7　環(huán)境映射　99
4.8　燈光映射　102
4.9　反射　107
4.10　透明和折射　112
4.11　光滑反射　115
4.12　光滑透射(半透明)　118
4.13　照明模型小結(jié)　119
第5章　燈光與陰影　120
5.1　點(diǎn)光源、聚光燈和平行光　122
5.2　光線跟蹤陰影　125
5.2.1　使用陰影著色器的透明陰影　126
5.2.2　面積光的軟陰影　128
5.2.3　陰影模式：一般模式、整理模式、分段模式　132
5.3　陰影貼圖的快速陰影　134
5.4　細(xì)節(jié)陰影貼圖3.3　139
5.5　內(nèi)部機(jī)制：陰影如何生成**　141
5.5.1　光線跟蹤陰影　141
5.5.2　陰影映射陰影　142
5.6　陰影小結(jié)和執(zhí)行　145
5.7　顏色曲線3.4*　146
第6章　體渲染　149
6.1　全局體效果：大氣和霧　150
6.2　局部體效果：毛發(fā)、火、煙　151
6.3　光線推進(jìn)　155
6.4　自動(dòng)體檢測(cè)3.3　158
第7章　焦散和全局照明　160
7.1　光子貼圖與final gathering的比較　161
7.2　局部照明、焦散和全局照明之間的比較　163
7.3　漫散射、光滑反射、鏡面反射和透射　164
7.4　燈光路徑分類　167
7.5　焦散和全局照明燈光　170
7.6　焦散　172
7.7　全局照明　179
7.7.1　漫散射全局照明(輻射度)　180
7.7.2　光滑全局照明(glossy global illumination)　183
7.7.3　一般全局照明　184
7.7.4　Final Gathering　193
7.8　參與介質(zhì)　199
7.8.1　體焦散　200
7.8.2　多重體散射：體特效中的全局照明　205
7.8.3　體和表面中的全局照明　208
7.9　物理正確的著色器的重要性　210
7.9.1　光源與距離　211
7.9.2　照明模型　212
7.10　常見問題解答　213
7.11　小結(jié)　218
7.12　執(zhí)行　221
第8章　運(yùn)動(dòng)模糊　223
8.1　運(yùn)動(dòng)變換　224
8.2　運(yùn)動(dòng)向量　226
8.3　小結(jié)和執(zhí)行　228
第9章　硬件渲染　230
9.1　硬件渲染與軟件渲染　230
9.2　分層　232
9.3　速度與質(zhì)量的平衡　235
9.4　著色器接口　235
9.5　著色器聲明　236
9.6　裝載硬件著色器　237
9.7　使用硬件渲染　238
9.7.1　激活硬件渲染　240
9.7.2　選擇硬件著色器類型　241
9.7.3　激活單個(gè)物體的硬件渲染　241
9.7.4　材質(zhì)中的硬件著色器　241
9.7.5　提取Cg 著色器代碼　242
9.8　硬件著色器的實(shí)現(xiàn)　243
第10章　輪廓　245
10.1　外形輪廓　246
10.2　Postscript輪廓　248
10.3　邊緣輪廓　249
10.4　反射和折射中的輪廓　250
10.5　顏色對(duì)比處的輪廓　251
10.6　寬度可變的輪廓　252
10.7　發(fā)光輪廓　253
10.8　執(zhí)行　254
第11章　著色器和Phenomenon　255
11.1　聲明　256
11.2　定義　259
11.3　著色器列表　261
11.4　著色器圖表　262
11.5　Phenomenon　265
11.5.1　Phenomenon接口參數(shù)賦值　266
11.5.2　著色器和Phenomenon選項(xiàng)　267
11.5.3　Phenomenon根節(jié)點(diǎn)　269
11.6　用戶數(shù)據(jù)塊　271
11.7　小結(jié)　272
第12章　后期處理和圖像輸出　274
12.1　圖像類型　275
12.2　幀緩存　277
12.3　圖像格式　278
第13章　幾何物體　284
13.1　向量和頂點(diǎn)　289
13.2　多邊形幾何體　293
13.3　自由形狀曲面幾何體　295
13.3.1　基本曲線類型　297
13.3.2　曲面　302
13.3.3　Rational Surfaces and NURBS(有理曲面和非均勻有理B樣條曲線曲面)　306
13.3.4　裁剪和孔洞　308
13.3.5　參考曲線和參考點(diǎn)　312
13.3.6　紋理曲面　313
13.3.7　曲面導(dǎo)數(shù)　316
13.3.8　簡單近似值　316
13.3.9　高級(jí)近似值*　317
13.3.10　三角形數(shù)量和性能*　323
13.3.11　連接　325
13.4　層次化曲面細(xì)分　326
13.4.1　增加細(xì)節(jié)　330
13.4.2　平滑褶皺　331
13.4.3　特色頂點(diǎn)　332
13.4.4　裁剪　335
13.5　毛發(fā)　337
13.5.1　毛發(fā)性能優(yōu)化　339
13.5.2　示例　341
13.6　程序化幾何體　342
13.7　按需裝載幾何占位符　344
第14章　實(shí)例化與成組　346
14.1　實(shí)例　346
14.2　實(shí)例組　348
14.3　多重實(shí)例化　348
14.4　坐標(biāo)空間　351
第15章　繼承　353
15.1　材質(zhì)繼承　353
15.2　標(biāo)簽材質(zhì)繼承　357
15.3　參數(shù)繼承　361
15.4　物體標(biāo)記繼承　362
第16章　遞增式改變和動(dòng)畫　367
第17章　使用和創(chuàng)建著色器庫　371
第18章　并行處理　376
18.1　線程并行處理　376
18.2　網(wǎng)絡(luò)并行處理　377
18.3　并行處理的效率　378
18.4　平衡網(wǎng)絡(luò)渲染　380
18.5　渲染動(dòng)畫　381
18.6　文件名改寫　382
第19章　選項(xiàng)塊　386
19.1　功能標(biāo)記　386
19.2　渲染質(zhì)量和效果　389
19.3　陰影　391
19.4　光線追蹤控制　392
19.5　Final Gathering、全局照明和焦散　394
19.6　場(chǎng)景模型　397
19.7　診斷模式　398
第20章　mental ray 3.x的構(gòu)架　400
20.1　場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫高速緩存　401
20.2　多線程和網(wǎng)絡(luò)　402
20.3　高速緩存的性能　402
20.4　控制高速緩存性能　404
第21章　調(diào)試渲染質(zhì)量和速度　406
21.1　閱讀信息日志*　406
21.2　圖像采樣質(zhì)量　409
21.3　光線跟蹤與掃描線渲染*　413
21.4　OpenGL硬件加速*　415
21.5　調(diào)整BSP光線跟蹤參數(shù)*　416
21.6　使用診斷優(yōu)化BSP*　418
21.7　優(yōu)化內(nèi)存使用量*　419
21.8　優(yōu)化高速緩存大小*　424
21.9　地址空間限制*　426
21.10　小結(jié)：質(zhì)量和渲染速度清單　427
21.10.1　采樣　427
21.10.2　紋理映射　428
21.10.3　燈光和陰影　428
21.10.4　Final gathering、焦散和全局照明　428
21.10.5　幾何體模型　429
21.10.6　著色器和Phenomena　430
21.10.7　網(wǎng)絡(luò)和多線程　430
21.10.8　內(nèi)存管理　431
第22章　故障解決　432
22.1　采樣　432
22.2　著色　432
22.3　焦散和全局照明　433
22.4　幾何體　434
22.5　系統(tǒng)　435
附錄A　命令行選項(xiàng)　437
A.1　mental ray　437
A.2　Inventor mental ray　455
A.3　環(huán)境變量*　456
A.4　顯示圖像命令：imf_disp　458
A.5　圖像復(fù)制：imf_copy　460
A.6　圖像信息：imf_info　461
A.7　圖像比較：imf_diff　462
A.8　創(chuàng)建著色器主干結(jié)構(gòu)：mkmishader**　463
A.9　將場(chǎng)景轉(zhuǎn)換為C：mitoapi**　464
A.10　finalgather貼圖拷貝：fg_copy**　464
附錄B　球體和猶他茶壺模型　466
B.1　NURBS球體　466
B.2　猶他茶壺　466
附錄C　基本著色器　473
C.1　概述　473
C.2　紋理空間映射　475
C.3　環(huán)境　480
C.4　紋理　482
C.5　采樣合成　486
C.6　照明　489
C.7　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換　497
C.8　幾何體　501
C.9　光子　503
C.10　燈光　504
C.11　燈光的相關(guān)工具　506
C.12　陰影　507
C.13　燈光映射　507
C.14　鏡頭　509
附錄D　物理著色器　511
D.1　鏡頭著色器：physical_lens_dof　511
D.2　燈光著色器：physical_light　512
D.3　材質(zhì)　512
D.4　光子跟蹤　515
D.5　參與介質(zhì)　515
D.6　參與介質(zhì)中的光子跟蹤　517
D.7　物理上正確的子表面散射　518
D.7.1　對(duì)場(chǎng)景的要求　519
D.7.2　著色器　521
D.7.3　光學(xué)屬性　522
D.7.4　細(xì)調(diào)　523
D.7.5　屬性相關(guān)　524
D.7.6　已知的問題和限制　527
附錄E　輪廓著色器　528
E.1　輪廓存儲(chǔ)著色器　529
E.2　輪廓對(duì)比度著色器　529
E.3　材質(zhì)輪廓著色器　530
E.4　輪廓輸出著色器　537
專業(yè)術(shù)語英-中對(duì)照表　540
參考文獻(xiàn)　545