[图文]如何挑选正确的渲染器？

本贴是我在工设吧发的第二个帖子（前一个是个人记录帖）
这次主要来分享一下，如何挑选一个适合自己的渲染器
前言：
一楼图为为设计管理课程作业做的vi手册三维渲染图
平面稿由另外两个小组成员分工完成，三维部分渲染是我临时起意，加上去用于展示的。

以下是此次渲染的信息整理
渲染器：blender内置的cycles
后期：blender内置的合成模块，用于提亮曝光
最终渲染时间：19s一帧
第一稿时间：22min，两张图
第二稿时间：31min，两张图

这个速度，作为一个概念阶段的出图展示，我认为还算是一个不错的速度。
这个速度，我认为主要取决于渲染器(软件)的速度，以及我对整个场景的构思速度。
对于更精细一些的产品，或者是产品场景渲染，有可能需要多次迭代。
所以，影响最终质量和速度的大头，应该是个人的经验多少。
但这个结论很重要的一个前提是：你的选择的工具不会给你拖后腿

/百度贴吧居然不支持markdown！这排版太慢太丑了/
（无视上面这句）
我接触过，也深入过许多软件，渲染器，插件。因为我算是一个非常有时间观念的人。我浪费我自己的时间可以，但别人浪费我的时间就不行渲染器自然就属于这个别人之列。
我希望我在渲染过程中，能够尽可能地减少渲染时间，把更多地时间，用在对场景和材质的调整上。
所以我尝试过很多的渲染器：
arnold，redshift，octane，corona，keyshot，cycles（blender），vray，iray，prorender，karma(houdini内置)
需要注意的是，以上的渲染器都是离线渲染器，即非游戏引擎的实时渲染器。
离线渲染器大多基于BSDF，这种双向分布散射函数原理构建的。他们之间的不同，在于他们使用的采样/算法，开发硬件以及用户功能不同，但终能达到较为真实的效果。
实时渲染器则一般用于快速可交互的预览（实际上部分三维软件的opengl/opencl预览也可以算作实时渲染器），优点是能够非常快的出图。但相比于离线渲染器，他们缺少很多的细节，比如GI（全局光照），SSS（散射），反射等
目前市面上的实时渲染器/引擎有：
八猴marmost，ue4，enscape（如果我没有记错的话），tw（基于ue4），lumion，eevee（blender）
/需要提及的是，目前英伟达的RTX技术，是由其RT硬件加速模块和RTX技术构成的。并作用于实时渲染器，加速其第一次射线反射的求交速度。
RTX直译光线追踪，是一种采样算法，这种算法的实际上在上世纪80年代已经出现并用于离线渲染器。/

那么本贴主要来谈离线渲染器。
相信本吧很多人接触的第一个渲染器应该是keyshot，我也不例外。因为keyshot嘛，工业设计软件，工业设计当然要用这个。很多人就是这样进入keyshot的使用中的，并且被那“神奇”的渲染速度给感染，认为渲染就是这样，就是这样高大上（因为花费了很多时间）
但选择软件不应该这样。你选择软件应该是这个软件适合你，并且不会拖累你。当你把大量时间放在等待渲染上，那么还有时间去思考如何打光，如何上材质，如何排出一个好看的版式吗？在自己的作品进行可视化的时候，其实你已经失败了。

当然我这里并不是说keyshot不好，我只是提出一个观点：
“选择适合你的软件”
这个适合应该怎么适合呢？
在你已经有充分的打光与材质理论，能够发挥自主能动性，主动地去学习和掌握一款新的软件的时候（比如主动去看帮助手册，其次看官方教程），你应该首先关注以下三点：
1.速度（硬件）
2.效果限制（可调节性）
3.工作流程（操作便利性）

知己知彼，百战不殆
在选择渲染器之前，一定要知道自己的硬件配置如何
比如cpu，gpu，内存大小性能等，一定要清楚到某个型号，因为在渲染器的官网上，对硬件速度的评测就是依照硬件名字给出，基本上都能够查得到
渲染器主要分为cpu，gpu两种硬件利用方式，keyshot就是一款cpu渲染器（虽然它最近添加了gpu加速，但是质量和交互速度都不行）
去年我曾经帮室友使用keyshot渲染一个很简单的产品（发工程给我），一张图渲染了将近两个小时（2k大小，好像是120的采样？），那时候我的cpu是9700k/5g频率，可以想象使用一般价位的游戏本的cpu需要渲染多长时间了

所以速度和硬件是第一个需要考虑的。
这个是非常必要的，节省生命的理由。（所以在我还在使用游戏本的时候，我就放弃了ks）
那么接下来，是效果限制和可调节行。
这个方面又包括哪些部分呢？
我觉得应该从渲染器内置的程序纹理，着色器节点，着色器类型，以及前期导入，后期合成兼容性来看待
程序纹理：使用程序纹理能够有效减轻显存/内存的负载，加快场景渲染速度，同时可调节性更高
着色器节点：对灯光，对材质，对纹理能有多少的控制和转换
着色器类型：对于高级材质，如3s（次表面散射），各向异性，漆层，sheen，色散，焦散等能够做到什么程度
前期导入：支持什么格式的文件直接拖入。keyshot对于各类的工程装配的文件导入做了非常多的优化（rhino的3dm，sw的装配体/仿真动画，zbrush的ztl，行业标准stp），还有在其他软件中的导出插件等。这是他能够吸引大量工设用户的原因之一。
后期合成：一般是后期多通道/aov的性能

最后是工作流程
keyshot有一个叫做工作室的东西不知道大家用没有经常去用，这是keyshot一个很大的卖点，也是俘获很多用户的核心之处。（抱歉现在码字的电脑没有装keyshot，所以没有图）
我们来看下这个工具的核心思想：将打好的灯光，hdr环境光，和配套的相机进行组合
这个设定其实和电影/创意广告中的分镜比较像，也就是shot的概念
我可以轻松地构建好多个灯光环境，和在不同的视角进行拍摄，完成设定之后，我可以把这些工作室一股脑地发送到monitor进行队列渲染保存，然后再让客户/自己从中挑选适合的
但很多人其实还没用到这一步，他们仅限于在材质库中材质和灯光进行拖放，然后直接按一个渲染键出图。（甚至连节点图都不打开）
这就是keyshot的悲哀之处，因为材质库和灯光库设置得太过方便，导致很多人没有深入地去了解它，认为它是一个傻瓜渲染器，一个谁都能学会的渲染器。
其实不然，ks的使用固然简单，但支撑其背后的使用理念却是多而繁杂的。
打光，材质纹理，焦距/光圈/角度，图片比例设置，配色美感，多通道合成，这些技术理论和古典/现代美术理论混合在一起，使得渲染成为一门艺术（甚至在电影工业中，这些都是分开的：灯光师，合成艺术家，材质纹理艺术家，分镜脚本等）

奇怪，电脑的分行到手机上看就没有了，手机看的朋友见谅

那么第一句结论来了：
如果想要提升渲染水平，首先要去学习理论，无论是美学相关还是软件技术相关，都能够比较明显地提升水平。
换软件提升是有限（除非你换的软件差异工作流程大，大到可以让你去接触新的理论知识）
（图为我模仿卡拉瓦乔油画打光技术的练习作品）

（上面那张图也是用blender做的...）
那么，该选择什么样的渲染器呢？
不急，先来听听我的看法。
我现在推荐的渲染器有以下几个：
octane，redshift（在c4d，houdini，max平台上使用的gpu渲染器），corona（c4d，max平台上的渲染器），karma（houdini平台的cpu渲染器，将会推出gpu），cycles（blender平台的内置渲染器）

先来说下c4d平台，这个平台我是最熟悉并且理解的了。它非常适合做产品的视觉开发。
它和houdini都有场次系统，这个场次系统是比ks的工作室更强大的东西，你可以对场景内的任何东西进行一个“shot”的覆写处理
也就是说，你可以在“工作室”的基础上，对产品进行移动缩放旋转，材质的替换和产品的替换，并且一次渲染出来（并且可以用$./之类的自定义路径），这对产品的多次迭代是非常有利的。
我曾经做过一个视频，感兴趣的可以去看下
https://www.bilibili.com/video/BV1E4411m7jN
在前年的c4d（r20）更新中，加入了cad导入模块，可以以一种非常高效和便于控制的方式导入sw装配体，catia和stp等文件，并且对其进行适应性mesh转化（可以非常好地继承装配关系，图层/材质分配等）
另外c4d平台还支持多方插件，比如hdrlightstudio（这个是支持多个渲染器的，但现在不包括ks），多个渲染器等。这意味着你会有非常高效的一个工作流程
我的两个流程
rhino/sw模型—— c4d导入——octane渲染器材质分配——hdrlightstudio环境灯光——材质调整，遮光补光处理——渲染导出多通道——PS/AE多通道后期合成
rhino/sw/c4d建模—— c4d导入——c4duv系统/rizomuv uv拆分——ps/substance painter 贴图绘制 ——octane渲染器材质分配/贴图还原——hdrlightstudio环境灯光/hdr灯光挑选——材质调整，遮光补光处理——渲染导出多通道——PS/AE多通道后期合成

houdini平台和c4d类似，插件渲染器octane和rs也是同样的运作方法，但其新渲染器karma和视觉开发系统solaris强大到无与伦比（毕竟人家是最强大的cg软件，没有之一）
简单来说，这是一个和houdini本体一样的节点工作流程（类似grasshoper），你的灯光，材质，相机，渲染设置都是一个节点，你可以选中进行更改
也有一个灯光组节点，可以管理流入组节点的任何任何灯光，在一个节点中进行排除，颜色强度调整等多种操作。
最重要的是USD支持，基于hydra开发的渲染器
这种流程可以开发多个版本，引入多种物体而存在于同一个场景当中，配合场次系统可以做到任何事情
（具体不做深入，感兴趣可以搜索 houdini18新功能）

最后是blender平台，blender是一个完全开源免费的软件
不同于以上两款软件都是由公司或者集团开发的，bl是由社区热心的程序员以及基金会支持开发的。所有资金来源都属于外部捐赠或者开发人员盈利捐赠。可以说非常为爱发电了。
blender的强大之处在2,8这一版本后逐渐体现，因为受到了多家行业霸主的捐赠支持，前景非常好。
因为改版后的ui更加容易上手，且有非常多的爱好者，职业者在对此进行插件开发，所以很多功能可以依靠官方或者社区的免费插件实现，更加优越的功能也可以通过购买商业插件进行弥补
我目前使用的灯光和渲染插件，分别是graffi和savecams，前者是强大如houdini solaris和c4d的hdrlink（相当于keyshot的hdr图片库，一键拖换）结合的灯光插件，后者是弱化版的场次插件（比ks的工作室强，可以在保存相机，出图尺寸，添加渲染选择/排除层）
并且blender的开源协议（GPL），api和内置的开发模块挺友好的，在有一定的py编程基础后就可以查看源码，进行自己需要的插件的创建。