最新USD流程在Vray上的運(yùn)用解析

Vray前些日子更新了Maya版的，SketchUp版本等，連續(xù)更新好幾個(gè)軟件的。先簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)Maya版的Update 2版功能，然后再講講這次主要更新USD流程在Vray上的運(yùn)用。

Maya版Vray Update2新功能

11 月 12 日更新的Maya版本，更新擴(kuò)展了對(duì)USD的支持，添加了渲染USD燈光的選項(xiàng)，并將V-Ray燈光導(dǎo)出為USD。

新功能包括V-Ray Decal，這是在3ds Max版本中首次引入的新系統(tǒng)，用于將紋理投射到場(chǎng)景中的表面上，而無(wú)需為網(wǎng)格設(shè)置或修改UV。用戶可以通過(guò)使用視口Gizmo調(diào)整貼花紋理的位置、大小和角度來(lái)控制紋理出現(xiàn)在場(chǎng)景中的位置；并且可以有選擇地從紋理投射中排除場(chǎng)景中的物體。

其他更改包括在 V-Ray 幀緩存內(nèi)編輯渲染圖像時(shí)的新銳化/模糊控制，以及對(duì) V-Ray Dirt、VRayNextHairMtl 頭發(fā)材質(zhì)和 V-Ray Curvature 紋理的改進(jìn)。

為什么Chaos開始這么注重USD的支持呢？大廠軟件都跟進(jìn)了啊，此外就是USD格式的友好之處。USD可以在平臺(tái)和人員之間共享模型、場(chǎng)景和動(dòng)畫數(shù)據(jù)變得更容易。還允許多個(gè)制作者同時(shí)制作修改同一個(gè)項(xiàng)目。

可是，可但是USD總提，到底USD到底是個(gè)什么東西？其實(shí)他的全稱是Universal Scene Description，是由皮克斯開發(fā)出來(lái)的，是一種開源交換格式。為的是支持任何類型的三維場(chǎng)景和動(dòng)畫數(shù)據(jù)，可在各種3D軟件里進(jìn)行編輯、整合工具和管線軟件之間進(jìn)行無(wú)縫的傳輸這些數(shù)據(jù)。

除了互操作性，USD還支持非破壞性迭代和新的裝配工作流程場(chǎng)景。USD還允許渲染器將數(shù)據(jù)附加到場(chǎng)景描述，以便著色器、材質(zhì)、燈光、相機(jī)和環(huán)境的定義和指定保留在USD文件中。

但是理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。小伙伴們經(jīng)常使用軟件都懂，你Max制作的模型，貼圖，材質(zhì)，動(dòng)畫等等，想無(wú)縫導(dǎo)入到Maya或者C4D里接著編輯，簡(jiǎn)直太難了。雖然USD的能力相當(dāng)可以，但是也得需要各個(gè)軟件開發(fā)大廠們都支持才可以。這需要每個(gè)軟件開發(fā)者都要對(duì)USD格式重新開渠道有針對(duì)性的開發(fā)。

有人會(huì)說(shuō)不是有OBJ、FBX和Alembic么？對(duì)，但你們?cè)谑褂眠^(guò)程中感覺方便么？導(dǎo)出時(shí)不是丟了動(dòng)畫，就是丟了材質(zhì)要么模型畸形。這幾種格式只存儲(chǔ)原始場(chǎng)景的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)信息，并且他們都不支持任何渲染信息。

但，隨著管線在公司內(nèi)部和公司與公司之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的巨大需求，軟件開發(fā)商們也發(fā)現(xiàn)了，自己在任何項(xiàng)目中都不能勝任全部工作，所以大家都開始支持USD格式。最開始支持USD的是Houdini，后來(lái)Maya，UE等紛紛加入其中。但都針對(duì)其自己的本體的數(shù)據(jù)，比如模型，材質(zhì)等等，然并卵渲染器的信息依然沒有得到解決。

那，各個(gè)軟件大廠都支持了，Chaos一看，這不行，我得趕緊跟上。特別是Omniverse在USD上的大力運(yùn)用，更激起了Vray的斗志。所以這一波更新添加到了每個(gè)軟件中的V-Ray渲染器中，目前Maya的V-Ray 5和Houdini的V-Ray 5都可以找到USD模塊。

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那現(xiàn)在就可以這樣操作了，一人在Maya中處理動(dòng)畫，而另一個(gè)可以在Houdini中處理特效模擬，然后用Vray在任一軟件中渲染輸出序列。也支持?jǐn)?shù)據(jù)往返：可以在Maya中創(chuàng)建資產(chǎn)，將其帶到Houdini進(jìn)行模擬，然后帶回Maya進(jìn)行渲染。

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USD還有個(gè)最大的優(yōu)勢(shì)是，對(duì)其進(jìn)行的任何編輯都是非破壞性的，修改的數(shù)據(jù)是以增量編輯的形式存儲(chǔ)在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。

上面的視頻中，USD使用高級(jí)分層系統(tǒng)，允許用戶編輯、替換或調(diào)整場(chǎng)景中任何物體的可見性，此外還提供了調(diào)整燈光的單個(gè)參數(shù)甚至整個(gè)著色網(wǎng)絡(luò)。

USD格式可以擴(kuò)展以支持管線中所需的任何類型的數(shù)據(jù)。使用V-Ray，可以僅存儲(chǔ)與V-Ray功能相關(guān)的選項(xiàng)，例如圓頂燈的“自適應(yīng)采樣”切換。當(dāng)然了材質(zhì)、紋理、渲染設(shè)置等也是可以滴。

USD超越了在應(yīng)用程序之間共享場(chǎng)景數(shù)據(jù)的范圍，它支持分層。使用USD分層，每個(gè)層都會(huì)引入某些“編輯”或覆蓋，這些“編輯”或覆蓋會(huì)影響原始內(nèi)容，同時(shí)僅承載增量更改的權(quán)重。

V-Ray和USD

渲染器支持USD的一般方法有兩種：使用USD程序和通過(guò)Hydra委托。

USD過(guò)程意味著渲染器設(shè)計(jì)了自己處理USD編碼數(shù)據(jù)的方法，能夠加載并使用它渲染幀。

另一方面，Hydra是一個(gè)渲染框架，它將數(shù)據(jù)從DCC的場(chǎng)景圖傳遞到渲染器。Hydra充當(dāng)USD的交互式渲染模式。擁有Hydra支持并不自動(dòng)意味著USD支持，反之亦然，因?yàn)槊糠N方法都需要自行開發(fā)。

V-Ray添加了這兩種方法，在最新的更新中，Hydra和USD在最有意義的地方實(shí)現(xiàn)。SideFX在Solaris環(huán)境中完全支持Hydra，這就是為什么Houdini版本的V-Ray實(shí)現(xiàn)對(duì)Hydra的支持最有意義。Maya版本V-Ray添加了一個(gè)USD程序，用于加載和渲染USD數(shù)據(jù)。這兩個(gè)應(yīng)用程序都可以導(dǎo)出到USD，并且特定于V-Ray的數(shù)據(jù)也可以附加到導(dǎo)出。雖然Maya也支持Hydra，但在準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)Hydra支持之前，需要一個(gè)成熟的過(guò)程。最后，3ds Max中提供了最新更新的V-Ray USD程序。

Maya中帶USD的V-Ray流程完全是新的Mayaud支持所固有的。事實(shí)上，所需的只是利用Maya 2022中的MayaUSD加載USD文件并使用V-Ray 5進(jìn)行渲染。

過(guò)Maya的“文件>導(dǎo)出”菜單將Vray數(shù)據(jù)導(dǎo)出到USD，文件類型設(shè)置為“USD導(dǎo)出”。Maya會(huì)將場(chǎng)景數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)SD，在加載V-Ray的時(shí)候，同時(shí)包括V-Ray燈光。將Vray著色器編碼為導(dǎo)出只需從材質(zhì)下拉菜單中選擇“V-Ray Material Exporter”：

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Maya版V-Ray 5可將V-Ray著色器（材質(zhì)和紋理）導(dǎo)出為USD、V-Ray燈光和置換，并將位圖連接到著色組的置換參數(shù)。未來(lái)的更新將擴(kuò)展導(dǎo)出到更多數(shù)據(jù)類型，例如V-Ray毛發(fā)、VraySubition等等。

Maya版Vray目前都支持哪些USD數(shù)據(jù)

■支持運(yùn)動(dòng)模糊的靜態(tài)、變換和變形網(wǎng)格

■以USD文件編碼的Vray著色器和材質(zhì)、VRayDisplacement和VraySubsection（例如，來(lái)自Houdini）

■usdPreviewSurface材質(zhì)（來(lái)自其他渲染器）

■在USD文件中編碼的VRay燈光和USD燈光類型

■在內(nèi)存中使用V-Ray渲染USD編輯，而不將其保存到磁盤

■使用V-Ray 5單機(jī)版脫機(jī)渲染.usd文件，使用從V-Ray導(dǎo)出的.vrscene文件

Max版Vray中的USD

最新的V-Ray 5 Update2的3ds Max版也支持USD了。它是通過(guò)VraySecene對(duì)象中加載USD文件來(lái)使用V-Ray USD程序。從這個(gè)意義上說(shuō)，Max版和Maya版Vray現(xiàn)在在功能上應(yīng)該是相同的。

Houdini版Vray中的USD

Houdini的V-Ray附帶的Hydra代理既可以作為Houdini的Solaris視口的交互式渲染代理，也可以作為通過(guò)Houdini的外殼可執(zhí)行文件進(jìn)行最終批渲染的獨(dú)立工具。

隨著針對(duì)Houdini的V-Ray 5的最新更新，大多數(shù)V-Ray功能已作為補(bǔ)充V-Ray選項(xiàng)（如燈光、渲染設(shè)置、渲染幾何體設(shè)置）以本機(jī)方式集成到了Solaris中。材質(zhì)上下文中可用的標(biāo)準(zhǔn)Vray著色節(jié)點(diǎn)也已在材質(zhì)庫(kù)LOP中的“/stage”中公開。支持的特性列表中最近添加的是通過(guò)“Render Var”LOP的AOV。幾何體、粒子、毛發(fā)和體積的渲染已可行，可通過(guò)“Scene Import”LOP的原始數(shù)據(jù)和從硬盤上的USD文件引用。

一些定制的Vray程序，如環(huán)境霧效和Vray代理，也即將推出。

官方計(jì)劃將Hydra delegate作為一個(gè)獨(dú)立的工具用于最終渲染，方法是提供一個(gè)預(yù)編譯的USD庫(kù)，分別保存用于預(yù)覽和批渲染的USD View和USD Record應(yīng)用程序。