你渲染过最漂亮的一张图是什么样？

这是我研究+毕设的一张渲染图，讲的是下图中从天井里看一个膜结构的过程，这个膜结构的颜色来自于我参与的一个在康奈尔历时三年的研究，这个设计的平面如下图所示。

“飞瀑和膜结构，光和水，让你来到了色彩的中心，让你置身舞台的中央，蓝天是幕布，自然是交响，而建筑就是那个在当中的舞者，正舞着那曲羽衣霓裳。”

被研究的主体是一种还停留在实验室中的及其敏感的材料系统，光照的种类，强度，方向，以及温湿度等诸多环境变化都会使他的颜色和透明度产生极度明显的变化，这种过于敏感的材料在当时还未能走出实验室。

基于在宾大的材料研究团队的纳米级光学分析，我们建立起了材料在各种光照条件下的数据库，依据此数据库，我又对大尺度的条件下，材料的性质进行了程序模拟，截止到此，这个难以捉摸的材料就活在电脑中了。

这个研究中我的部分正是将纳米级的模拟结果放大到建筑级，以帮助探讨材料在建筑之应用，和指导材料在纳米层级的结构设计。

这张渲染中的材料，是经过基于Radiance的编程模拟和数据连接后的结果，因为所有现存的渲染引擎都无法直接连接数据库，对材质的所有入射光法线的性质进行读取。

后来凭借这个设计，我也获得了康奈尔的毕设大奖和优秀毕业学生奖。

之所以喜欢这个渲染，还是因为它渲染背后的努力，以及科研上的意义。

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感谢大家厚爱，这里接着写两句。

关于这个神奇的膜，以及模拟方法的问题，因为涉及学术保密内容，所以太多的不能公布，大家有兴趣可以去看这两篇我参与写作的论文。着重看我是第一作者那篇，讲的是模拟方法。 Simulating Nonlinear Nano-to-Micro Scaled Material Properties and Effects at the Architectural Scale Prototyping Interactive Nonlinear Nano-to-Micro Scaled Material Properties and Effects at the Human Scale 搜谷歌，都有全文读。 这里特别鸣谢下我导师Jenny Sabin和我的队友Andrew Lucia（貌似去米尼苏达教书了）

关于这个膜我再说两句，这是这个膜的一个样品的实拍图，本来是个录像转的GIF，知乎不能播，录像源文件找不到了，所以只好从GIF里截图一些出来。

那是第一次拿到比较大尺度的样品，后来我们调了微观结构的设计，跟我后来的模拟很接近啊，当时那个开心。但是你看这个膜的性质，我们的模拟也就算到第一次第二次反射+折射，而膜本身的复杂程度远超我的模拟和现在一般软件能够达到的层面。

然后简单说说渲染方法：

1. 建模

其实这是整个环节中最难的部分，因为设计是一个矩阵的支撑杆件和一个弹性透明织物层固定在杆件末端，所以如何模拟织物层在风中的变化，支撑杆件如何随风运动，都是需要物理系统模拟的，所以当时写了一个很长的程序，生成这个Mesh做的膜结构。简单来说是一个生成风阵vector field的系统+杆件的飘动+膜的细节飘动和整体生成。

2. 计算颜色

根据如上两篇Paper的研究成果，设定太阳光角度，导入光线入射角所对应的颜色，计算每一个mesh vertices对应的颜色，进而拟合出第一次反射的颜色，然后模拟光路进行二次计算，进而推演出一个相对准确的颜色。

3. Maxwell渲染

从构造上，这个特殊的材料是另外一种有结构强度的基底材料的附着材料，这种方式咱们日常也会见到：

所以，我们要先挑好角度渲染基底：

4. 通道图

再通过Maxwell渲染导出通道图

5. 导出颜色

因为牵涉到一部分膜有通透性，还要导出一版颜色备用：

6. PS大法好

然后就要加上设计中的瀑布，光效神马的，作品就完成啦！

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