高级渲染参考

场景节点和工具节点中,可以访问用于激活和控制高级渲染的对象。

此处引用的特定节点如下:
场景 > [场景] > 属性 > 高级渲染属性
请参见高级渲染属性
场景 > [场景] > [显示器] > 高级渲染效果
请参见高级渲染效果
场景 > [场景] > [显示器] > 高级渲染效果 > 高级渲染材料
请参见高级渲染材料
场景 > [场景] > [显示器] > 预设材料
请参见预设材料
工具 > 渲染材料
请参见渲染材料

高级渲染属性

此节点提供高级渲染功能参数,这些参数可应用于整个场景而不是单个显示器。

质量

控制最终图像的质量,范围为 0.0(最小值)到 1.0(最大值),质量越高,所需的渲染时间越长。生成图像所需的时间还取决于场景设置的复杂性,因此,在质量值相同的情况下,简单场景所需的渲染时间比复杂场景短。一些效果(如软阴影)或更多物理校正选项(如金属渲染材料)可能也需要比以下情况更长的渲染时间,例如使用更简单的非物理材料和硬阴影。

阴影覆盖
可用于覆盖阴影外观的显示器设置:
  • 使用显示器属性:此属性已停用,从而使显示器设置生效。
  • 无阴影:停用场景中的所有阴影。

  • 软阴影:在所有显示器上启用阴影并将定向光阴影清晰度设为 0.5,为场景中的所有阴影提供软边(请参见定向光阴影清晰度)。

  • 硬阴影:在所有显示器上启用阴影并将定向光阴影清晰度设为 1.0,为由定向光投射的所有阴影提供硬边。

阴影清晰度仅影响定向光(可在场景 > 属性 > 照明节点中访问)控制的照明,不影响发光材料照明或背景的照明效果。从发光材料发出的光是可以自然产生阴影的区域光。距离和几何大小都会影响阴影清晰度:距离阴影投射器越远或者发光几何越小,阴影越清晰。
混合 Epsilon
控制与高级渲染结合使用的多种渲染模式之间的混合,范围为 0 到 1.0。此参数有助于线和点在高级渲染中正确混合。
每个像素的最小/最大样本数
指定每个像素的采样范围。这两个值为每个像素的采样设置下限和上限。每个像素的实际采样数因质量设置而异,但始终在此参数设置的界限之内。

[显示器] > 高级渲染效果

激活场景的启用高级渲染属性时,显示器中将显示此节点。

启用阴影
激活时,计算显示器中部件表面上的阴影。
Directional Light Shadow Sharpness(平行光阴影清晰度)
在 0 到 1 的范围内,从非常软的阴影逐渐过渡到各种不同柔软度的阴影,再到完全清晰。有关设置场景定向照明的阴影清晰度的信息,请参见阴影覆盖
阴影清晰度仅影响定向光(可在场景 > 属性 > 照明节点中访问)控制的照明,不影响发光材料照明。从发光材料发出的光是可以自然产生阴影的区域光。距离和几何大小都会影响阴影清晰度:距离阴影投射器越远或者发光几何越小,阴影越清晰。
投射影响
激活时,显示器中的几何通过投射阴影并将光反射和折射到其他对象上来参与场景的照明。关闭后,显示器根本不与场景其余部分中的照明进行任何互动。它不投射阴影。也不反射光或将光折射到其他对象或自身,而且在整个折射表面不可见。
高级渲染材料

此节点可用于添加特殊的渲染效果。通过高级渲染材料节点,可使用显示器所用的颜色(例如,恒定表面颜色或标量值颜色)并应用额外效果(例如,透明体反射和折射)。此方法不同于使用预设材料对象,后者通过完全独立的颜色模式预设材料激活。

可以访问此节点的效果属性中的渲染选项,如下表所列。



选项 激活的子节点
非物理

通过将反射折射值设为大于 0,可以模拟水。要更真实地渲染水,使用透明体渲染材料(请参见渲染材料)。

非物理
此选项可模拟 OpenGL 渲染,特别是当吸收属性设为默认值 1.0 时更是如此。

它提供以下设置:

折射率
折射设置结合使用的折射率 (IOR),范围为 1.0 到 ∞。
Reverse Surface Orientation(反转表面方向)
激活时,反转局部表面法向矢量的方向,例如,对于法向指向表面的情况。

以下设置控制表面特性的影响百分比,范围为 0 到 1.0:

  • 吸收:表面颜色
  • 反射:反射光
  • 折射:折射光
自 v12.06 起,吸收、反射和折射的值可以相加为任何所需总和。但是,对于在 12.06 版之前的版本中准备的高级渲染图像,这些设置的总和继续保持为 1.0。
金属
金属
提供以下设置:
反射颜色
此颜色近似镜面光洁度。它由 RGB 颜色定义。
粗糙度
使用范围为 0 到 1.0 的数值参数控制表面粗糙度。
透明涂层 IOR
应用于材料的透明涂层的折射率 (IOR),范围为 1.0 到 ∞。(1.0 表示无涂层。)
建议将 IOR 保持为合理的物理范围内。值大于 3.0 时可用于艺术目的,但不合现实。例如,水的折射率约为 1.3,玻璃约为 1.5。水晶的折射率很高,其值约为 2.4。要在模型上产生更逼真的高亮显示,请考虑将一些较亮的光源添加到场景中,或者使用包含一些对比色的环境。
磨砂
磨砂
提供以下设置:
Sigma
控制表面粗糙度,范围为 0 到 90 度。值越低,表面的外观越平滑;值越高,表面越粗糙。
透明涂层 IOR
有关金属选项,请参见上方描述。
透明
透明
对于薄壁菲涅耳(玻璃类)材料的效果,提供以下设置:
折射率
折射设置结合使用的折射率 (IOR),范围为 1.0 到 ∞。
透明体
透明体
对于体积菲涅耳(水或玻璃类)材料的效果,提供以下设置:
折射率
折射设置结合使用的折射率 (IOR),范围为 1.0 到 ∞。
粗糙度
使用范围为 0 到 1.0 的数值参数控制表面粗糙度。
Reverse Surface Orientation(反转表面方向)
激活时,反转局部表面法向矢量的方向,例如,对于法向指向表面的情况。
发光
发光
对于充当光源的材料的效果,提供范围为 0.0 到 ∞ 的强度设置。
此发光材料的颜色是显示器中材料的表面颜色。

预设材料

此对象可用于访问预定义的材料。这些材料可保存并快速应用于显示器。这些材料由工具 > 渲染材料节点中的对象表示。通过预设材料节点,可以不使用 RGB 颜色更轻松地模拟金属(例如,金或铜),并记录物理上精确的折射率。

通过此节点的材料属性,可以使用编辑器来选择渲染材料。



当该显示器的颜色模式属性设为预设材料时,预设材料节点在显示器中变为可用。激活时,将隐藏高级渲染效果 > 高级渲染材料节点。此选项不适用于标量显示器,后者没有颜色模式属性。

渲染材料

工具节点中的此管理器节点包含提供的材料效果,按类型在子文件夹节点中组织,可用于设置高级渲染。还可以自行创建材料。

这些材料在默认 OpenGL 模式中也可使用。材料颜色始终是恒定的颜色(OpenGL 或高级渲染)。然而,在 OpenGL 模式下,从发光材料发出的光不影响场景中的照明。

使用新渲染材料子菜单,可从以下类型中添加材料:

  • 非物理:模拟简单渲染阴影的材料,带增加反射或折射效果的选项。
  • 透明体:模拟菲涅耳属性的材料,例如水或玻璃。此选项基于光线方向生成反射和折射。
    建议仅对水密和/或闭合几何使用此材料。要确保针对几何的单个片体生成准确结果,使用“透明”。
  • 金属:逼真地模拟金属外观(例如,金、铜)的材料。此材料包含来自物理源的实际照明数据。请参见额外渲染材料 - 值
  • 金属的:具有用户自定义 RGB 颜色的金属模拟材料。此材料具有比“金属”更简单的设置,因此可以更直观地编辑以调整图像的外观。
  • 磨砂:外观扩散性照亮(无反射分量)的材料,如橡胶。
  • 发光:充当光源的材料,用于添加动态照明效果。
  • 透明:模拟菲涅耳材料的片体或壳的材料。汽车窗口就是一个例子。透明体材料会将汽车内部视为玻璃的单个固体块。

此外,工具 > 渲染材料节点的每个子文件夹都具有右键单击操作,用于创建在该子文件夹内表示的类型的材料。例如,渲染材料 > 金属节点具有右键单击操作新建金属材料

属性查找

下表显示不同的材料类型使用了哪些属性。

自 v12.06 起,吸收、反射和折射的值可以相加为任何所需总和。但是,对于在 12.06 版之前的版本中准备的高级渲染图像,这些设置的总和继续保持为 1.0。
非物理 透明体 金属 金属 磨砂 发光 透明
吸收
表面颜色影响百分比(范围为 0 到 1.0)。
吸收系数
红色、蓝色和绿色波长的系数。
透明涂层 IOR
应用于材料的透明涂层的折射率 (IOR),范围为 1.0 到 ∞。(1.0 表示无涂层。)
颜色
为光的颜色输入 RGB 值。请参见定义颜色
漫射颜色
输入基体颜色的 RGB 值。
折射率
折射设置结合使用的折射率 (IOR),范围为 1.0 到 ∞。
强度
通过文本输入通常为 1 的分数控制照明强度。
尽管允许值大于 1,但是它们适用于使用相片般真实材料的高级渲染场景。对于 OpenGL 材料,大于 1 的值通常会导致表面快速充满光的颜色。(例如,白光会导致表面成为纯白色。)
反射颜色
此颜色用于染色反射光线。
反射
反射光影响百分比(范围为 0 到 1.0)。
折射
折射光影响百分比(范围为 0 到 1.0)。
Reverse Surface Orientation(反转表面方向)
激活时,反转局部表面法向矢量的方向,例如,对于法向指向表面的情况。
粗糙度
使用范围为 0 到 1.0 的数值参数控制表面粗糙度。
Sigma
控制表面粗糙度,范围为 0 到 90 度。
反射颜色
此颜色近似镜面光洁度。但与相片般真实材料(不使用 RGB)不同,它由 RGB 颜色进行定义。
透射颜色
此颜色用于染色折射光线。

额外渲染材料 - 值

默认情况下,Simcenter STAR-CCM+ 中不包含此表中列出的渲染材料。要将这些材料添加到模拟:

  1. 右键单击工具 > 渲染材料节点,然后选择新渲染材料 > 金属
  2. 重命名新的金属节点,以表示所选材料。
  3. 折射率吸收系数属性中为该材料输入对应的值。

可从 RefractiveIndex.INFO 数据库(网址为 https://refractiveindex.info/)中获得额外的材料信息。

金属/化合物 折射率 吸收系数

铝 (Al)

(1.65394092、0.878498793、0.520122647)

 (9.20430565、6.25620461、4.82674885)

砷化铝 (AlAs)

(3.59736872、3.22613931、2.21235132)

 (0.000665507279、-0.000498788548、0.00740946969)

锑化铝 (AlSb)

(4.70830059、4.05196238、4.57418489)

 (-0.0291775465、0.0934454054、1.29783976)

非晶硅 (a-Si:H)

(5.59115076、4.77824545、4.89232111)

(0.227737248、0.617842078、1.605533)

铍 (Be)

(4.17617416、3.1783011、2.77819276)

(3.82729554、3.00373626、2.86292768)

碘化铯 (CsI)

(2.14034843、1.69870293、1.65889668)

(0、0、0)

氧化铜 (CuO)

(3.24062014、2.44260335、2.20555592)

(0.519990921、0.568822145、0.720639527)

金刚石 (d-C)

(2.90008092、2.29322004、2.22275257)

(0、0、0)

汞 (Hg)

(2.39383841、1.43696785、0.907622635)

(6.31419611、4.36266136、3.41453838)

铱 (Ir)

(3.07986569、2.07777429、1.61445522)

(5.58028269、4.05854368、3.2603364)

钾 (K)

(0.0639137104、0.0463115685、0.0381032713)

(2.09975433、1.34607041、0.911276996)

锂 (Li)

(0.265251547、0.195191294、0.220449701)

(3.53304243、2.30618262、1.66505289)

氧化镁 (MgO)

(2.08521605、1.64720988、1.59149516)

(4.44628362e-012、-3.69021567e-012、2.56077087e-011)

钼 (Mo)

(4.47417498、3.51799154、2.77018428)

(4.10238791、3.41361785、3.1439271)

钠 (Na)

(0.0601384044、0.0560220294、0.061859671)

(3.17254162、2.10799718、1.57574701)

氯化钠 (NaCl)

(1.85314035、1.46401298、1.41509354)

(0、0、0)

铌 (Nb)

(3.41287279、2.78427768、2.39050436)

(3.43407393、2.73183012、2.57445478)

铑 (Rh)

(2.58031034、1.85623479、1.55113983)

(6.76788616、4.69296551、3.96766329)

碳化硅 (SiC)

(3.16561365、2.52060437、2.47410822)

(7.26809503e-007、-6.84328938e-007、9.99246458e-006)

一氧化硅 (SiO)

(2.3598175、1.89618707、1.89423704)

(0.0118285827、0.023843335、0.0780569166)

钽 (Ta)

(2.05820084、2.38801837、2.6225028)

(2.40293002、1.73766804、1.9429121)

碲 (Te)

(7.37519979、4.47256279、2.63149166)

(3.24919248、3.51991487、3.28520942)

氧化钛 (TiO2)

(3.44928217、2.79576182、2.89899373)

(0.000102369493、-8.94818368e-005、0.000633714546)

钒 (V)

(4.26843071、3.50570178、2.75527763)

(3.48376703、2.88321757、3.1051085)

钨 (W)

(4.36142588、3.29329371、2.99190831)

(3.49324656、2.59933424、2.2683773)