工业设计产品渲染的新方法
摘 要：目前，在计算机辅助工业设计教学中，一般选择三维建模软件自带的渲染器进行作品渲染，或者使用Vray等功能强大但操作复杂的独立渲染软件。由于课堂教学存在时间短，课后练习不便等特殊性，如何让学生在短时间内渲染出高质量的产品效果图，成为工业设计产品渲染教学中亟待解决的问题。
关键词：工业设计；产品渲染；渲染器
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2011）10-0099-02
作者简介：陈亮（1979-），男，湖北武汉人，武汉工业学院机械工程学院讲师，研究方向为三大构成、计算机辅助工业设计；王娈（1975-），女，湖北武汉人，武汉工业学院机械工程学院讲师，研究方向为人机工程学、产品造型设计。
1 针对教学特点选择合适的渲染器
工业设计（Industrial Design）作为一门以现代工业产品为主要研究对象的学科，着重研究产品的结构功能和艺术造型等方面的内容。逼真的设计表达传达了设计师的设计想法，也是其他人了解产品最有效的方式。因此，如何快速、真实表达出产品的艺术造型、材质效果成为工业设计需要重点考虑的问题。
以往工业设计领域多通过犀牛、Pro/E、Solidworks等三维设计软件进行建模，然后选择其自带的渲染器进行产品效果渲染。作为软件自带组件的一部分，这些渲染器都较好的继承了软件本身的特点，功能操作方便，容易上手。但作为专业的三维CAD建模软件，渲染功能只是这些软件附带的一部分，效果并不让人满意，无法达到照片级的渲染质量。
于是大量的第三方渲染软件应运而生，其中尤以VRAY渲染器最为热门，其华丽的渲染效果，逼真的光影映射，满足了大多数人对于计算机渲染效果的需求，因此被广泛的应用到工业设计、室内设计及动画设计等领域。但这类渲染器在达到良好的渲染效果的同时，也存在着设置类别繁多、操作繁琐、对机器配置要求过高、渲染时间过长等问题。
计算机辅助工业设计渲染单元的教学中，由于课程教学时间短，电脑配置普通，学生课后练习时间不足等特殊性，往往存在着模型设计好，渲染效果差的问题。因此，选择一款操作方便、快速上手，同时又能达到较好渲染效果的渲染器，成为教学中首先需要考虑的问题。
2 Keyshot2在工业设计渲染中的应用
LuxRender 是一种基于物理的没有偏见的渲染引擎。由于采用了先进的技术水平算法，LuxRender 能根据物理方程模拟光线流，从而产生出逼真的图像，照片的品质。基于LuxRender技术而开发的Keyshot软件， 操作简单易于上手，渲染效果靓丽逼真，同时还大大缩短了渲染时间，正是其拥有的这些特点，满足了课堂教学对于渲染器的要求。
（1）支持多种3D软件格式
由于工业设计专业的特殊性，各个学校在开设计算机辅助工业设计课程时，会根据对专业理解的不同，而选择相对应的三维软件进行教学。如艺术类院校中多选择犀牛作为三维建模软件，而工科类院校中，往往选择Pro/E、Solidworks等三维建模软件。
Keyshot能很好的支持多种三维软件格式，主流的三维软件如Sketchup、Maya、3dsMax、Cinema4D、Pro/E、Solidworks等都能非常方便的导入其中，从而减少了因格式转换所带来的诸多问题。
（2）丰富的预设材质效果
软件自带材质样式越多，操作者在选择及修改材质时所花费的时间越少，进而大大的缩短软件操作时间提高工作效率。Keyshot自带有15种类别近200种材质类型，使用者只需要将合适的材质拖放到模型表面，就可以添加需要的材质效果。对于诸如木材、石材等纹理繁多的材质效果，只需要在编辑栏目中选择合适的材质贴图就能轻松的生成自己所需要的材质。
需要注意的是，Keyshot中无法对片面进行识别并赋予不同材质。当使用者将材质拖放到模型上时，往往整个模型都会被赋予同一材质。因此使用者在模型制作阶段，需要通过三维设计软件给需要分别上色的部分预先赋予材质或色彩，当模型被调入Keyshot时，原软件所赋予的材质不会显示，但却可以用作曲面分色的依据。
（3）支持HDR环境光源贴图
作为一款小巧快速的渲染器，Keyshot并没有太多关于光源属性的设置。不过为了使金属、塑料等材质达到良好的反光效果，Keyshot支持HDR（高动态光照渲染High-Dynamic Range）环境贴图，从而使立体场景更加逼真，大幅提升渲染效果的真实感。同时使用者还能自定义自己需要的HDR贴图和背景贴图，从而使产品的光影效果与背景环境相融合，达到最好的相片级效果。
（4）渲染速度快，所见既所得
小巧精干，是keyshot最突出的特点。当使用者将材质拖放到窗口中的模型表面时，软件会根据材质不同进行即时渲染，使你能快速地查看材质效果。这种所见既所得效果的实现，是基于软件快速的运算能力。相对于VRAY等功能更强大的渲染器而言，Keyshot精简化的功能以及模块化的预设材质，使得在渲染如金属、塑料等光滑反光材质时非常快速，从而为使用者节约大量的时间。
在渲染输出方面，Keyshot提供的输出类型比较少，仅支持JPG、TIFF等格式。其中TIFF格式输出时，使用者可自己选择是否同时渲染Alpha通道，为后期在Photoshop中进行后期处理提供方便。
3 结束语
产品渲染是展示一款产品外形、材质特点的有效方式。在以往的教学中，无论是选择操作方便但渲染效果不佳的自带渲染器，还是选择效果突出但操作复杂难以上手的专业渲染器，都不能很好地让学生在短时间内将自己设计出来的产品快速、准确地渲染出来。
随着技术的发展，小巧快速但预设丰富的Keyshot解决了计算机辅助工业设计教学中对于产品渲染的要求。通过对学生试点教学中发现，一般通过2~4节课的讲解训练，学生就能很好地掌握并应用Keyshot进行产品渲染，解决了教学中渲染方面的突出矛盾，是一款值得推荐的渲染工具。
参考文献：
[1] 江洪,吉维峰.运用三维绘图软件Solidworks改革工程图学教学的实践［J］.工程图学学报,2004（1）.
[2] KOOS EISSEN.Sketching[M].Holland:BIS Publishers，2007.
[3] 王昭.产品造型专业课教与学之我见[J].包装与设计，2001（6）.
（责任编辑：余 晓）