使用软件：SketchUp、Vray for SketchUp、Photoshop
概念阶段先讲讲故事：2014年4月26号上午，我接到一通电话，是学弟孙二奇打来的。他说他们想要投14年的VELUX竞赛，已经有了想法，想要邀请我加入，组成三人团队，一起画图。彼时距离交图截止日期5月2号还有不到一周的时间。我在电话中并没有具体的询问“要做什么”，而是立刻打车到学校，与二位面谈。学弟能够这样“冒昧”地拉我干活，我能够这样“没心眼”地答应，其实都是建立在对彼此的了解和信任之上的：如果单纯是学弟的设计作业做不完，我肯定不会轻易地代劳，我宁可多花点时间教会他自己画图（这就是我这几年在做的事），但是组团一起做竞赛就是另一个概念了，这不是帮忙，而是合作。而孙二奇的设计和绘图实力我也有所了解，我知道除非是遇到了难题，他是不会来找我的。学弟拿着方案概念来找我，表面上看起来是“两手空空”，实际上对我们团队来说，最困难的部分已经攻克了，我个人感觉方案已经做完了90%，我此时介入，正是一个最好的时机，我擅长的领域是对光影、材质物理现象的理解和表达，所以我的角色大概可以定义为一个“实现者”（当然只是画图阶段的“实现者”）。那么究竟是什么样的方案概念呢？说起来是一个很简单的想法，直到今天学弟告诉我，我才意识到原来其中一张灵感来源就来自于我做的首次专筑公开课，图片是用来解释丁达尔效应的那张图：用地选址则是天大的马宇婷和孙宇同学先发掘出来的，后来他们小组做了另一个概念，在征得他们同意后，我们组用了这块地，地点在北非，摩洛哥的菲斯城：那么当时的想法就是把这两张场景融合起来，经过不断的向三位指导老师（胡一可，张昕楠，郑颖）请教，讨论，最终确定了方案的想法以及背后的故事。为了让大家对方案概念有一个完整的了解，我这里把我们团队投稿时所写的文本贴上来，供大家参考：染色阳光源起与现状：基地坐落于千年文化古城——摩洛哥，菲斯。因其丰厚的文化底蕴以及独特的皮革制造业，菲斯在1981年即被收录于世界文化遗产名录。我们这个项目的概念就是基于菲斯的一个传统皮革制造工厂。这儿是一个旅游胜地，但是游客却不能走进这个地方，体验这儿的独特文化。此外，传统的、密集的城市肌理，导致社区中缺少公共空间。策略：我们在皮革厂下面创造出一个大的公共空间，让游客能够走进这块色彩斑斓的基地，同时为当地居民拓展了活动空间。 我们将染缸底部改造成透明材料，以便于阳光可以直接穿透染缸，到达地下空间，形成色彩斑斓的光柱与光斑，像彩虹一样回荡在这儿。地面上染缸的机理，被镜像到地面之下，成为地下空间的天花板肌理。当阳光穿透染缸，一个个光斑被投射到地板上，自然而然的形成空间内的游走路线，这路线恰恰与地面上染缸之间形成的路径是一致的。同时，我们将这个地下空间的入口，安放在工厂周边的街道上。这样，人们可以直接从街道进入地下，而不至于影响工厂正常的制革工作。场景：在白天，阳光穿透染缸，像被染色一般，在地下空间形成彩虹一样的光柱。人们游弋在棵棵光柱与点点光斑之间。到了夜晚，建筑内部的灯亮了起来。灯光又从地面之下穿过染缸，在地面上形成多彩的光柱、光斑。如此，这儿将会成为一个光与色彩的世界！项目难点看到这样的方案想法，我首先提出了几个问题：染料能否透光？如果有皮革堆在染缸里面，肯定是透不下来的，那么随着染缸的使用，有一些光孔会被堵上。如果染料极为厚重浑浊，光也很难打下来，很多传统的天然染料的确是很浑浊，但是经过调研，也有一些合成染料是水性染料，光线有可能透射下来。那么后来为了让光线透射的可能性更大，学弟们也针对性的设计染缸改造后的剖面，让沉淀物排到两边，最大限度的提高透光率。从另外一个角度来看，我们似乎也不用纠结太多，首先肯定这是一个非常有趣的想法，如果我们自己就认定不可能透光，那也就没有做下去的必要了，竞赛想法重要的在于发声和表达，不妨先表达出来，如果想要在技术上实现的话，总会有办法。是否会产生丁达尔效应？丁达尔效应产生的原理是光线投射到胶体上，光线在悬浮颗粒上发生散射从而在镜头中拍摄到或者“看到”了光线的轨迹。那么产生的条件之一是空气中要有灰尘，其二是室内相对暗，光孔相对小。其三是光线足够强。这三个条件中哪一个增加，都会加强丁达尔效应的效果。从我们找到的几张参考图中大概可以感受到一个会产生丁达尔效应的空间尺度。只要尺度差不多，我们相信同样在阳光的照射下，空气中的彩色光柱是不成问题的。地上是否会有彩色的光斑？这个问题非常简单，我基本上是自问自答的，从光和色彩的原理来说，只要光线透下来了，那么绝对是彩色的光斑，因为染料会吸收掉自身颜色以外的可见光波段，从而对白色阳光产生“滤色”效果，这和我们透过红色玻璃只能看到红色的世界是一样的道理。只要地面能反射全光谱，换句话说地面最好偏白，我们就能在室内看到和染料相应的彩色光斑。不做模型是否有说服力？这是一个非常非常关键的问题，我们知道VELUX是关于光的竞赛，那么对于光的探讨最好的方式就是去模拟，试验，我们可以通过模型来验证各种相关的效果，对于VELUX竞赛来说，模型照片或实景照片实际上是非常重要的表现手段，也可以认为是“证据”式的关键图纸。试想如果我们的设计图纸通过PS等软件凭空绘制出各种现实中根本不会存在的绚烂的光感，那么这样的结果和造假无异，是非常没有说服力的，也是不负责任的行为。那么在第一次讨论结束的时候我倾向于让学弟们做一个实体模型来模拟这个空间。但是在当晚我在网上偶然看到一张这样的照片：我立刻意识到我忽略了尺度的因素，在大的暗室空间里，镜头至天花的距离足够远，两者之间的空气和空气中的灰尘都足够多，所以在强烈阳光的照射下，我们会看到明显的丁达尔效应。如果我们仅仅制作小尺度的实体模型，那么最好的结果也不过是如上图所示的彩色光斑，由于镜头和被摄物体间距离太近，空气中灰尘不够“浓”，所以不可能拍摄到丁达尔效应，也就是说，除非我们做接近1:1的空间模拟，或者是往小实体模型里灌“雾霾”，否则光柱是不会出现的。如果没有光柱，只有光斑，我认为这个模型暂时没必要做，因为即使不模拟，我也知道彩色光斑是必然会产生的。我立刻联系学弟，暂时放弃实体模型，先专心建立设计本身的SketchUp模型。分工合作初次讨论后，我们进行了如下的分工：两位学弟先用SketchUp建立地下大空间以及天花板染缸的模型。我则是使用3ds Max的Vray来试验能否得到令人满意的体积光效果。模型建好后，我来包办效果图。至于为什么要用3ds Max来试验，这里要稍稍科普一下：之前总有人问我SketchUp的Vray和3ds Max的Vray有什么差别，是不是3ds的Vray又快又好，SketchUp的又慢效果又差。其实从技术上来说，只要Vray的内核版本是一样的，渲染的运算速度和质量就是一样的，但是确实，就使用体验来说，Vray for SketchUp每次点击渲染都要等待一段时间，而且在模型比较大的时候还更容易崩溃。而且，Vray for SketchUp还比Vray for 3D少很多实用功能，直接导致一些关键性特效无法实现，在VFS 1.49.02版本的时候，VFS不能使用法线贴图和代理渲染，直接导致我们无法得到更生动的凹凸效果和更精致的树木配景，这样一来我们就很难用VFS来渲染非常逼真的场景。在Vray for SketchUp 1.6测试版本发布之后，一直到今天比较主流的VFS 2.0，VFS已经能够使用法线贴图和代理物体了，虽然代理物体能够处理的模型量仍旧比3ds Max的少，但好歹是能够进行全模渲染了。我认为目前剩下的一个最主要的问题就是VFS无法渲染体积光，而其它的同类型软件如Vray for 3ds Max、Artlantis Studio、Lumion等等早就能处理这种效果了。常规的建筑表现图可以用后期的方式来绘制丁达尔效应，但是像我们这次竞赛需要比较严谨的模拟，所以就不得不使用Vray for 3ds Max来制作体积光效果。但是现在问题来了，我没试过啊……不管怎么说先把方法分享一下：我只能说说思路，这个方法是我很久以前翻译的一篇教程里提到的，但是我觉得这个教程普适性不大，就暂时没有更新到我的博客中。大概的方法是在Vray的Environment and Effects面板中的Atmosphere一栏，点击Add，添加VRayEnvironmentFog这个特效，然后通过调节下方面板的各种参数，理论上来说，你能够得到非常棒的体积光效果。以下是一张非常优秀的范例，作者是Pawel Podwojewski：但是由于我之前从来没有使用过3ds Max，所以在初次的尝试中，我笨拙地建立了一个小盒、一个圆洞、一个彩色玻璃的简陋模型，艰难地设立了基本的太阳光照，最后得到了一个非常死板的，夸张的丁达尔效应的效果。原图我并未保存，你大概可以想象从天花板直到地面上的光斑中间，存在着一个直上直下的彩色光柱的感觉，很生硬，而且还充斥着噪点，最后很关键的一点，添加体积雾特效以后，渲染是相对来说很缓慢的。通过这样的尝试我发现想通过3ds Max来实现丁达尔效应似乎也不是一个很好的方向，首先要调整出那种若有若无的微妙效果需要大量的测试渲染，而我连软件还没用熟。再有，这种预先渲染光效的做法有违渲染和后期的基本原则。一般来说，前期渲染要解决的主要是光影，着色，复杂反射等等效果。而后期要追加的则是光效、景深模糊、镜头光晕、镜头色差、镜头暗角等等“瑕疵”类效果。如果我们预先渲染了很生硬的丁达尔效应，那么后期想要在成图中减弱它可就非常难了。当然，如果我的3ds Max很熟练的话，我会非常乐于使用VRayEnvironmentFog来模拟，毕竟会节省大量后期的时间。但是由于技术上达不到，最终不得不妥协，继续退回到我熟悉的Vray for SketchUp工作流程上来。初步尝试记得是在26号当天讨论完以后，学弟就把设计的小透视意向图发过来了，说实话效果出乎我的意料，我觉得我自己画未必能画到这个程度。这张图表达了天花和地面的质感，仰视水底所能看到的明暗变化，以及不均匀的丁达尔效应，地面上的反光还照亮了贴近地面的裙子：绘图者是余啸，他对细节的把控给了我很大的启发，我觉得照着这个思路，应该能够把大效果做出来。大约在4月29号，学弟们把初步的SketchUp模型发了过来，这个模型相当“给力”：外景地下：镜头设置在设置镜头的时候，我花了一点小心思，甚至让学弟稍稍改动了一下设计。我们的这个方案有若干要素需要表现：天花的染缸，甚至是缸底，地面的彩色光斑，两侧延伸下来当地材料的立面，也就是说，镜头中看到的5个界面，全都是表现的主体。这种情况下，常规的镜头设置可能会顾此失彼，丢掉一些精彩的细节，从而阻碍设计想法的传达。为了能在一个镜头中同时表现天花和地面，我把镜头设置在了室内“半高”的位置，比常规人视点要高一些，同时稍稍有些上仰，以便多拍摄到一些天花的细节。为了能够同时展现地面上的彩色光斑，我建议学弟们把地面改成朝向镜头倾斜的高差式设计，同时增加一些踏步，地面上也会多一些很不错的细节，避免空间的平淡。最终地面被修改为这样：空间剖面如图：对比一下改动前后你会发现，远处的光斑面积由于透视被压缩的很厉害，改成倾斜地面后，可见性大大提高，展示效果好了很多。而近景的一些尺度过大的光斑刚好被移出了取景范围，非常完美（这些尺度过大的光斑会对构图造成影响，让人觉得很不和谐）。另外一方面，为了更多的看到室内的空间设计，我使用了大广角的镜头，把更大的视野范围包容于画面之中，让人能够仅通过一幅大效果图，就对这个空间有足够的认知。为什么使用大广角镜头能够更好地表达空间的内容呢？很简单，如果镜头张角很小，那么在拍摄一个空间的时候，你只能从画面中得到空间片段的印象，随着镜头张角的增加，你就真的能够从镜头中“看到”更大的范围，更多的内容，尽管这个时候画面会有轻微的畸变，但是人的脑海中对空间的印象却更为完整了。而且轻微的镜头畸变也是有好处的，会增加画面的张力。因此在这次的镜头设置中，我第一次采用了“鱼眼镜头”的参数设置。参数面板如下：启用鱼眼镜头是在VFS的Option面板中找到Camera卷展栏，点击Type下拉菜单，选择Fish eye即可。首先要把Auto-fit这个坑爹的钩去掉，然后要调整的就是“Dist”和“Curve”两个参数了：Dist是Distance的缩写，本质上你可以想象鱼眼镜头是在使用一个普通相机拍摄一个半径为1的全反射球（镜子球），最终的画面是球体上反射到的画面。这个Distance就是相机到镜子球的距离，Distance越小则球体占画面越多，畸变越大，默认是2（也就是球半径的2倍），此时能够看到球体，距离减小则最终球体会充满整个画面，距离1是极限值，因为此时镜头已经撞到球体表面了。Curve这个值则可以让你进一步的掌控画面的扭曲程度，默认是1，此时在模拟标准鱼眼镜头，越接近0则画面越扭曲，越接近2则扭曲越小。上图是普通镜头和鱼眼镜头的对比效果，可以清楚的看到：鱼眼镜头增大了镜头的视角，更全面的展示了空间，在画面边缘处的镜头畸变以及纵深方向的拉长使得空间充满张力。线性工作流另外值得一提的是，以上的渲染是在线性工作流下的渲染结果，你所看到的亮度是渲染窗口的“sRGB”按钮，按下以后的预览效果，如果不使用线性工作流，那么画面将会死黑一片：关于线性工作流的原理和参数设置以及后续图片处理流程，请参考我的文章《论Vray for SketchUp环境下的线性工作流》。本案例中的线性工作流参数有微调，关键性参数Input Gamma的值并没有改成4.84而是使用了4.2，这样贴图的饱和度会稍稍低一些，地上的彩色光斑也会稍稍淡一些。Color Mapping参数面板如下：在这样设置Color Mapping参数面板以后，将渲染结果保存为*.exr或*.hdr格式。使用Photoshop打开这些32位/通道格式的图片。点击Photoshop菜单的“图像”>“模式”，勾选“8位/通道”，在弹出的面板中选择“合并”。选择“合并”后会弹出“HDR色调”面板，此时点击“方法”下拉菜单，选择“曝光度和灰度系数”，点击“确定”，即完成了32位/通道转8位/通道图像格式的处理。以上流程建议在所有的SketchUp室内渲染和夜景渲染场景使用，谁用谁知道。材质贴图本方案的地下空间是地上空间的“镜像”，是地上立面材质的延伸，因此，我只需要从当地的照片素材中取样，就可以得到模型立面的贴图素材了。为了获得高质量的贴图，我使用Google图片搜索引擎，搜索关键字“Fes”，并且点击“搜索工具”，将“任意尺寸”下拉菜单调整为“大尺寸”。很多同学曾找我要素材库，但是其实几乎我的每一个方案都是这样临时搜索的合适的素材，咱们大学期间所做的方案数目屈指可数，而且类型迥异，任何素材库都很难满足大家特殊的需求，因案例而异的搜索才是正道。这里甚至包括材质贴图的素材，我基本上每次都是临时上CGtextures上找。另外一方面，要养成整理素材的习惯，只有你亲自收集的素材，你才知道在何种场合下能够派上用场，随着你的日积月累，这个亲手积攒的素材库会成为你的后期利器，一些好用素材也会反复的被使用，你会发现你根本不需要一个动辄数G的素材库。但是有两种常规素材库是可以直接拿来使用的，即配景人和配景植被，注意一定是预先抠图并且尺寸比较大的为好，它们会为你节省大量的时间。最终是从这样一张图中取得了当地立面的材质机理：原图尺寸为3314
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