2024年5月2日发(作者：)

VRED软件在轨道交通车辆渲染设计中的应用

发布时间：2021-04-14T02:40:58.780Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期 作者： 季曦冉

[导读] VRED（Virtual Reality Editor），是一款面向专业用户的，高效率地用于制作高质量虚拟现实内容的三维软件，常用于汽车渲染设计

行业，能够提供可视化的实时渲染效果。

中车唐山机车车辆有限公司

摘要：针对渲染质量不高、使用软件复杂交叉且模型转换繁复等问题，本文以轨道交通车辆为例，介绍VRED软件在轨道交通车辆工业

设计中的应用，展现VRED软件操作的便捷性和高效性，起到减少繁复设计工作、提高渲染质量、提升设计效率的作用。

关键词：VRED；轨道交通；工业设计；渲染

1、Autodesk VRED软件概述

VRED（Virtual Reality Editor），是一款面向专业用户的，高效率地用于制作高质量虚拟现实内容的三维软件，常用于汽车渲染设计行

业，能够提供可视化的实时渲染效果。该软件功能丰富，上手简单、能够与多个软件实现数据交换，使用起来方便快捷。同样，在轨道交

通领域，该软件也能起到很强的适配性，能够为轨道交通车辆提供实时的、更加真实的渲染效果展示，减少设计中因数据交换发生的错

误，提升设计效率。

2、Autodesk VRED软件优势

在轨道交通车辆设计中，车辆渲染是基于已完成的三维模型进行，将三维模型导入到渲染器中，完成效果渲染。车辆建模常见有多边

形网格建模和曲线建模两种方式，其中3d Max、Maya软件为多边形建模，曲面渲染质量不高，容易出现折角；而Alias、Rhino软件为曲线

建模，渲染质量好，曲面效果真实。为了最大化地表现模型的渲染效果，需要一款稳定且支持多种模型格式的渲染器。

VRED作为一款专业的渲染软件，支持多格式的模型导入，能够解决繁复的模型导入导出环节，一次性导入模型后进行轻量化，开始后

续工作。其次，该软件拥有真实的HDR场景库和材质库，能够还原真实的车漆效果和光照效果，使整个车辆渲染效果更加真实。再有，该

软件支持实时渲染，当调好材质和环境后，可以随意调整角度，查看真实的渲染效果，有助于实时评审和产品展示。基于以上优势，VRED

软件在轨道交通车辆的设计和展示中发挥着很大的作用。

3、VRED软件渲染设计流程

在设计过程中，常常使用Alias、Rhino、3ds Max等建模软件完成车辆建模，再导入到渲染器中，进行渲染操作。基于VRED软件的操作

主要包括四个方面，模型准备、效果设计、视角调整和实时渲染，设计流程如图1。

图1

3.1模型准备

VRED软件支持导入多种模型格式，包括网格建模模型和曲面建模模型，其中以Alias和Rhino软件为主的曲面建模模型最为简便快捷。

由于轨道交通车辆部件较多，在导入模型前，要先对模型进行分组，可将相同材质的物体放在同一组中，然后打开VRED软件，点击工具栏

“导入”，选择模型，此时勾选“原点中心”、“放置在地面上”选项，点击“确定”。

导入成功后，进入到法线视图，可以发现此时模型由绿色和紫色组成，紫色表示反向法线，需要手动调整，按住Alt键点击紫色模型即

可。法线调整完成后，回到真实渲染场景，找到模型的总节点，右键单击，选择“显示优化模块”，完成模型的优化。

3.2效果设计

模型调整完成后，进入创意设计环节，设计师需要根据项目需求、个人创意等对模型添加材质和环境球。

首先是附材质，选中模型部件，打开材质编辑器，在材质球窗口右键单击创建材质，根据该部件的材质特点，调整材质球的颜色、反

光度、贴图等参数，右键材质球选择“应用于选定节点”添加材质，同样也可以直接拖动材质球到模型处，添加材质。如果想调整材质的参

数，可直接在材质编辑器中，调整材质球参数，实时看到材质效果在模型中的变化。

其次添加渲染场景，调好材质后，需要添加一个能够容纳车辆的球形HDR环境。点击“简单UI”，打开资源管理器，选择环境，选择一

个预设环境球拖动到工作区完成添加，也可加载个人准备好的HDR环境球。添加环境球后，常出现环境和模型比例失调的现象，可选中环

境球，打开调整工作栏，将环境球缩放到合适的比例，应注意不能缩放车辆模型。同时，可以调整环境球中的“曝光”、“对比度”、“亮度”、

“饱和度”等参数，使整体效果更加还原真实。

最后，材质和环境调整好后，需要烘焙阴影，增强模型的真实感。选中模型总节点和环境层级中的阴影图层，打开“烘焙灯光和阴影”

菜单，勾选“阴影”，勾选“细分”，点击“全部计算”，进度条加载完成后即可。如果烘焙失败或软件崩溃，则可点击“全部清除”，再重新进行

烘焙。

3.3视角调整

一个具有冲击力的视角有助于增强轨道交通车辆的速度感和冲击力，调整模型在环境中的角度，找到一个具有视觉冲击力的视角非常

重要。

此环节中，VRED软件省去了打相机的过程，设计师可以直接拖动鼠标调整车辆角度，通过调整广角参数，确定模型视角，然后打开相

机菜单，添加“视角”即可，即使转动了模型，双击创建的视角名称，可以重新回到原角度。

其次，轨道交通车辆多为高铁、城市地铁等，为了凸显速度感的视觉效果，需要创建一个动态、模糊的背景来增加视觉冲击力，表现

高速、迅捷的特点。做法是在相机菜单中，添加运动相机，通过设置关键帧，使背景环境动起来，模型车辆的运行效果。

3.4实时渲染

以上工作完成后，进入渲染阶段，首先需要设置渲染参数，打开材质编辑器，选定渲染的视图，设置图片尺寸，勾选“导出渲染过

程”，设置“光线跟踪质量”等参数后，点击工具栏中的“抗锯齿”、“光线跟踪”，再点击渲染即可，等待渲染进度完成查看成图。打开抗锯齿

和光线跟踪功能后，可以实时转动模型，等待几秒后查看模型的实时渲染效果，有助于实时展示设计创意。

为了方便渲染后调整图片效果，可以使用导出通道图的方法。此处需要提前对模型中的每个材质进行“材质ID”的编码，在材质编辑器

中，点开每一个使用的材质球，找到“材质ID”图框，从“1”开始按顺序进行编码，保证每个材质球有一个编码。

以上即为VRED软件在轨道交通车辆设计中的应用流程，通过该软件的设计和操作，能够快速地为设计师提供渲染效果，减少多次反复

的渲染调试工作，设置好材质后，只需要打开抗锯齿和光线跟踪，即可完成快速预览，节省了大量时间。

4.结语

本文归纳了基于VRED软件的轨道交通车辆渲染设计流程，为轨道交通车辆的渲染设计提供了新的手段，同时在VRED软件的辅助下，

提升了车辆渲染的质量，为车辆三维效果实时展示提供了新的思路。

参考文献：

[1] 黄太强，陈燕南，胡美龄，邓梦诗. VRED渲染技术在汽车设计中的应用[J].时代汽车，2018.