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文章编号：１００３－５８５０（２０１３）１１－００４８－０３
Ｋｅｙｓｈｏｔ在机械设计软件中的应用２０１３年第１１期
Keyshot在机械设计软件中的应用
郝骏刚，赵娜
（北方自动控制技术研究所，太原
０３０００６）
摘要：阐述了目前机械设计软件的渲染方法及存在的问题，提出机械软件的高级渲染需求，通过比较主流专业渲染软件的特点，说明渲染软件Ｋｅｙｓｈｏｔ在机械设计软件中的应用优势，并具体介绍Ｋｅｙｓｈｏｔ软件的技术特点和使用方法。
关键词：渲染软件，机械设计软件，Ｋｅｙｓｈｏｔ中图分类号：ＴＰ３９１．４１
文献标识码：Ａ
ApplicationofKeyshotinMechanicalDesignSoftware
ＨＡＯＪｕｎ－ｇａｎｇ，ＺＨＡＯＮａ
（NorthAutomaticControlTechnologyInstitute，）Taiyuan030006，China
Abstract：Thispaperdescribesthecurrentmechanicaldesignsoftwarerenderingmethodsandproblems,proposesmachinerysoftwareadvancedrenderingrequirements,bycomparingthecharacteristicsofmainstreamprofessionalrenderingsoftware,RenderingsoftwareKeyshotinmechanicaldesignsoftwareapplicationadvantagesandIntroKeyshotSoftwaretechnicalcharacteristicsandusearedescriped.
Keywords：ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｋｅｙｓｈｏｔ
1概述
的配置来设置输出选项，可以对模型应用外观、创建渲染房间和定义光照，但仍然渲染线条生硬，效果机械。Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ２０１０以后版本提供单独的渲染软件Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０，使用ＭｅｎｔａｌＲａｙ内核渲染器，具备了专
业渲染焦散效果，只需外观－环境－设定３步骤即可得到很强的真实效果，但对环境的采用一体化定义，界面只有外观和环境简单选项，光照参数无法更改，背景只能在正交相机模式调节角度，否则背景扭曲失真。如图１所示。
目前机械设计行业需求不断细分，虚拟现实技术在机械设计软件中应用普遍，产品外观图需达到照片级输出，增强高分辨ＰＰＴ投射时感染力，以满足产品图册、挂图打印的失真度，要求机械设计人员对产品的虚拟样机进行真实的渲染，现常用的机械设计软件如Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、Ｃｒｅｏ等均具备渲染模块，但其渲染模块的功能与专业渲染软件相比，只提供初级参数的调整，效果不尽人意，远未满足产品的逼真性描述。常用机械设计软件Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中提供ｐｈｏｔｏｗｏｒｋｓ模块，采用直接贴图的方式，加入环境灯光（点、线、多点、聚光灯）来控制贴图的效果，但是需在零件上贴，到装配体里面后就存在不好定位，各零件贴图比例不统一的问题，不同场景里面仿真，只能调整大小、角度、远近等的参数，光照边缘尖锐、生硬。Ｃｒｅｏ则采用集成到了内部界面中的ＰｈｏｔｏＲｅｎｄｅｒ模块，采用本身的ＬＵＸＰＨＯＴＯ方式渲染，通过定义ｃｏｎｆｉｇ．ｐｒｏ文件中＊
＊＊
收稿日期：２０１３－０６－１８，修回日期：２０１３－１０－１３
图１ＰｈｏｔｏＶｉｅｗ３６０操作界面
作者简介：郝骏刚，男，１９８０年生，工程师，研究方向：结构设计。
第２６卷第１１期电脑开发与应用（总
０８５９）
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面对虚拟样机越来越高的视觉要求，设计者往往
采用间接的方式提升渲染质量，目前较流行的渲染方法是将机械设计软件完成的３Ｄ模型导出到工业设计软件中，如Ｒｈｉｎｏ、３ＤＳＭａｘ。工业设计软件对渲染质量的要求高于机械设计软件，但其渲染模块效果较差，要求高时可调用专业渲染软件进行渲染。导出过程采用中间通用格式，如ｉｇｓ或ｓｔｐ，其中ｉｇｓ描述是面，ｉｇｓ转入后，复杂模型可能面临大量破面修补的问题，占用时间较长，ｓｔｐ格式标准晚于ｉｇｓ，在曲面与实体及组合件都得到更好完整的定义，转换时很少出现丢面现象，效果优于ｉｇｓ。
渲染软件（又称渲染器）主要在三维动画后期、影视、建筑工业中应用广泛，主流的有：ＡＵＴＯＤＥＳＫ公司的Ｌｉｇｈｔｓｃａｐｅ，法国Ａｄｖｅｎｔ公司的Ａｒｔｌａｎｔｉｓ，ＮｅｘｔＬｉｍｉｔ公司的ＭａｘｗｅｌｌＲｅｎｄｅｒ，ＳｐｌｕｔｔｅｒＦｉｓｈ团队的Ｂｒａｚｉ，美国ＲｏｂｅｒｔＭｃＮｅｅｌ公司ＡｃｃｕＲｅｎｄｅｒ，Ｃｈａｏｓ－ｇｒｏｕｐ和Ａｓｇｖｉｓ公司ＶＲａｙ，德国ＭＡＸＯＮ公司Ｃ４Ｄ和ＬｕｘｉｏｎＡｐＳ发行的Ｋｅｙｓｈｏｔ等。随着技术的推进，不少渲染软件都推出了针对机械设计软件和工业设计软件的专用接口模块。
专业渲染软件相对机械设计软件渲染模块来说具备ＨＤＲ（高动态光照渲染Ｈｉｇｈ－ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ），焦散等功能。ＨＤＲ让图片无论高光还是阴影部分细节都很清晰，相当拍摄光比较大的摄像时，缩小光比，达到高光不过曝，暗调不欠曝，使立体场景更加逼真。焦散是指透明物体被灯光照射以后所反射或折射出来的影像，如一束光照射透明的玻璃球，在球体后的投影表面出现光线明暗偏移，就是折射焦散。此功能可仿真３Ｄ模型中透明材质的光照，大幅提升渲染效果的真实感。如图２所示。
渲染应用中最为热门，但获得良好的渲染效果的同时，
存在着格式转换不便，操作繁琐、渲染时间过长问题。Ｋｅｙｓｈｏｔ是互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可产生照片的品质。Ｋｅｙｓｈｏｔ相对于ＶＲａｙ而言，不需通过频繁切换和转换格式操作，同时又能达到较好渲染效果，操作复杂度和渲染效果较平衡，而且相比其他软件学习效率高。以下着重分析Ｋｅｙｓｈｏｔ渲染软件的特性。
2Keyshot渲染应用
Ｋｅｙｓｈｏｔ（ＴｈｅＫｅｙｔｏＡｍａｚｉｎｇＳｈｏｔｓ）基于ＬｕｘＲｅｎ－ｄｅｒ内核的实时光线跟踪和全局照明程序。ＬｕｘＲｅｎｄｅｒ根据物理方程模拟光线流，产生出逼真的图像。基于ＬｕｘＲｅｎｄｅｒ技术开发的软件，上手简单，效果逼真。同Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ操作流程相似，对材质－环境－光照－贴图进行模块化设定即可得到即时的效果。２．１直接操作３Ｄ模型数据
Ｋｅｙｓｈｏｔ具有直接打开三维模型功能。Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０只能渲染Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ文件，Ｋｅｙｓｈｏｔ能很好的支持
Ｍａｙａ、多种３Ｄ软件格式。动画设计软件３ＤＳＭａｘ、
Ｃ４Ｄ，工业设计软件Ｒｈｉｎｏ、Ｉｎｖｅｎｔｏｒ和机械设计软件Ｃｒｅｏ、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、ＮＸ中数据文件都能方便的导入其中，文件的兼容性在主流渲染软件里表现优秀。并提供了部分机械设计软件的插件，可以直接从Ｃｒｅｏ、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ或Ｒｈｉｎｏ等软件中链接到ＫｅｙＳｈｏｔ中，同时又保留了颜色、名字以及结构。
新版ＫｅｙＳｈｏｔ可以在渲染的时候为您在３Ｄ几何体上实现调整小圆角半径的边缘功能，不需要返回Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ或Ｃｒｅｏ中进行模型的编辑，提高创作速度同时更好的控制模型的边缘效果，以补充照明。这是一个完全可视化的操作，并没有增加文件的大小和渲染时间。２．２配置材质
自带丰富材质样式近２００种材质类型，通过集中操作面板以图标方式显示、选择，渲染中将材质图标
图２ＰｈｏｔｏＶｉｅｗ３６０渲染有焦散（左）无焦散（右）对比
拖至模型表面，就可以添加所需材质效果。支持ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的纹理贴图坐标，并且通过在编辑栏修改材质贴图生成操作者所需材质。如下页图３。
在ＫｅｙＳｈｏｔ４中改进了半透明材料，提供更精确的次表面散射。高光贴图的支持，焦散与物理灯的照明和科学正确的交互，其半透明的材料被称为行业中的佼佼者。并提供卡通着色功能，使描绘物体表面平滑、生硬的金属质感与柔和的散光、炫光等反射光有机结合，大大提高了图片的层次。
渲染器根据的专业需求的有不同侧重范围，工业
设计领域一般选择Ｃ４Ｄ和ＶＲａｙ来做渲染，主要因为效率高，简单方便；室内设计更多使用ＶＲａｙ或者是ＭａｘｗｅｌｌＲｅｎｄｅｒ渲染，效果华丽，光影映射逼真；室外建筑多采用Ｌｉｇｈｔｓｃａｐｅ渲染，功能丰富，表现到位。以上软件都能满足机械设计领域对于渲染效果的大多数需求，尤其ＶＲａｙ渲染器提供了工业设计软件的专用接口，如ＶｒａｙｆｏｒＲｈｉｎｏ和３ＤＳＭＡＸＶｒａｙ，在机械设计
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Ｋｅｙｓｈｏｔ在机械设计软件中的应用２０１３年第１１
期
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。
２．３ＨＤＲ贴图和配色
支持ＨＤＲ环境贴图，使金属、塑料等材质达到良好的反光效果，提供交互工具进行光照操作、即时进行光影跟踪和结果处理。同时使用者可以自定义自己需要的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。如图３所示。
改进ＫｅｙＳｈｏｔ中引入任意几何形状的物理灯光和色卡，简单的导入或者使用现有的几何体为光源，可移动、控制、动画等，让工作流程增加了更大的灵活性，颜色选择器，可连接到ＫｅｙＳｈｏｔＰｒｏｊｅｃｔ面板上的任何颜色选项。配色到完全独立的材料上，只需点一下鼠标，可在屏幕的任何一个地方挑选颜色，而且将所选的颜色保存到一个新的调色板内。
２．５使用缺陷
开启Ｋｅｙｓｈｏｔ软件，ＣＰＵ使用率接近１００％，相对于硬件的配置要求较高。
ｋｅｙｓｈｏｔ伴随着鼠标拖动、旋转、缩放等操作，
ｋｅｙｓｈｏｔ渲染不是很流畅，造成很卡的感觉，实时性不是很强。
图４Ｋｅｙｓｈｏｔ渲染效果
3结束语
产品渲染是虚拟现实中展示产品外观特点的有效方法。自带渲染器操作方便但渲染效果不佳，专业渲染器效果突出但操作复杂，不能很好地短时间内将设计思路展示出来。Ｋｅｙｓｈｏｔ小巧快速但预设丰富，满足了机械设计产品渲染的要求，兼顾了工业设计和机械设计中专业应用。采用Ｋｅｙｓｈｏｔ进行产品渲染，是
图３Ｋｅｙｓｈｏｔ中材质（左）和ＨＤＲ贴图（右）选项
机械设计软件中渲染的好方法。
但渲染不完全等同机械设计软件中外观设计，所需理论知识同摄影有很大关联，笔直认为所谓渲染软件是用计算机来模拟摄影场景工作的一种方式，最大限度的降低成本和提高效率，所以除了采用上述合适的渲染工具外需要了解专业摄影的概念，包括平面构图、颜色搭配、光的运用、材质特性、ＨＤＲＩ技术。渲染软件只是表现设计者的思路一种手段和工具，把渲染的理论特性了解清楚，才能更好的驾驭这个工具，有效的发挥它的作用。
参考文献：
［１］ＫｏｏｓＥ．Ｓｋｅｔｃｈｉｎｇ［Ｍ］．Ｈｏｌｌａｎｄ：ＢＩＳＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２００７：２２－２５．［２］王［３］
昭．产品造型专业课教与学之我见［Ｊ］．包装与设计，２００１（１０６）：４９－５１．
曾芬芳．虚拟现实技术［Ｍ］．上海：上海交通大学出版社，１９９７：１－１０．
２．４渲染即时急速
Ｋｅｙｓｈｏｔ与Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０的ＭｅｎｔａｌＲａｙ、ＶＲａｙ是有名的急速工业渲染器。将材质使用ＳＨＩＦＴ＋右键拖放到窗口中的模型表面，从而不改变默认的材质，在渲染光滑反光材质时软件进行即时着色，所见即所得，运算迅速。
通过如图４中减速器模型渲染表明Ｋｅｙｓｈｏｔ比Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０要高效，Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０中２０ｍｉｎ完成渲染，Ｋｅｙｓｈｏｔ中半分钟完成。
输出选择ＪＰＧ、ＴＩＦＦ等类型格式，新版Ｋｅｙｓｈｏｔ４．０引入了新的渲染选项，支持Ａｌｐｈａ通道、深度通道、法线通道或Ｃｌｏｗｎ通道，方便后期Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ操作。渲染层选项可以将每一个层单独的呈现出来，还可以输出立体模式，在屏幕上通过立体眼镜查看模型３Ｄ效果，把渲染和动画以虚拟３Ｄ的形式呈现给他人，进一步扩展虚拟现实中的视觉体验。
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文章编号：１００３－５８５０（２０１３）１１－００４８－０３
Ｋｅｙｓｈｏｔ在机械设计软件中的应用２０１３年第１１期
Keyshot在机械设计软件中的应用
郝骏刚，赵娜
（北方自动控制技术研究所，太原
０３０００６）
摘要：阐述了目前机械设计软件的渲染方法及存在的问题，提出机械软件的高级渲染需求，通过比较主流专业渲染软件的特点，说明渲染软件Ｋｅｙｓｈｏｔ在机械设计软件中的应用优势，并具体介绍Ｋｅｙｓｈｏｔ软件的技术特点和使用方法。
关键词：渲染软件，机械设计软件，Ｋｅｙｓｈｏｔ中图分类号：ＴＰ３９１．４１
文献标识码：Ａ
ApplicationofKeyshotinMechanicalDesignSoftware
ＨＡＯＪｕｎ－ｇａｎｇ，ＺＨＡＯＮａ
（NorthAutomaticControlTechnologyInstitute，）Taiyuan030006，China
Abstract：Thispaperdescribesthecurrentmechanicaldesignsoftwarerenderingmethodsandproblems,proposesmachinerysoftwareadvancedrenderingrequirements,bycomparingthecharacteristicsofmainstreamprofessionalrenderingsoftware,RenderingsoftwareKeyshotinmechanicaldesignsoftwareapplicationadvantagesandIntroKeyshotSoftwaretechnicalcharacteristicsandusearedescriped.
Keywords：ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｋｅｙｓｈｏｔ
1概述
的配置来设置输出选项，可以对模型应用外观、创建渲染房间和定义光照，但仍然渲染线条生硬，效果机械。Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ２０１０以后版本提供单独的渲染软件Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０，使用ＭｅｎｔａｌＲａｙ内核渲染器，具备了专
业渲染焦散效果，只需外观－环境－设定３步骤即可得到很强的真实效果，但对环境的采用一体化定义，界面只有外观和环境简单选项，光照参数无法更改，背景只能在正交相机模式调节角度，否则背景扭曲失真。如图１所示。
目前机械设计行业需求不断细分，虚拟现实技术在机械设计软件中应用普遍，产品外观图需达到照片级输出，增强高分辨ＰＰＴ投射时感染力，以满足产品图册、挂图打印的失真度，要求机械设计人员对产品的虚拟样机进行真实的渲染，现常用的机械设计软件如Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、Ｃｒｅｏ等均具备渲染模块，但其渲染模块的功能与专业渲染软件相比，只提供初级参数的调整，效果不尽人意，远未满足产品的逼真性描述。常用机械设计软件Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中提供ｐｈｏｔｏｗｏｒｋｓ模块，采用直接贴图的方式，加入环境灯光（点、线、多点、聚光灯）来控制贴图的效果，但是需在零件上贴，到装配体里面后就存在不好定位，各零件贴图比例不统一的问题，不同场景里面仿真，只能调整大小、角度、远近等的参数，光照边缘尖锐、生硬。Ｃｒｅｏ则采用集成到了内部界面中的ＰｈｏｔｏＲｅｎｄｅｒ模块，采用本身的ＬＵＸＰＨＯＴＯ方式渲染，通过定义ｃｏｎｆｉｇ．ｐｒｏ文件中＊
＊＊
收稿日期：２０１３－０６－１８，修回日期：２０１３－１０－１３
图１ＰｈｏｔｏＶｉｅｗ３６０操作界面
作者简介：郝骏刚，男，１９８０年生，工程师，研究方向：结构设计。
第２６卷第１１期电脑开发与应用（总
０８５９）
·４９·
面对虚拟样机越来越高的视觉要求，设计者往往
采用间接的方式提升渲染质量，目前较流行的渲染方法是将机械设计软件完成的３Ｄ模型导出到工业设计软件中，如Ｒｈｉｎｏ、３ＤＳＭａｘ。工业设计软件对渲染质量的要求高于机械设计软件，但其渲染模块效果较差，要求高时可调用专业渲染软件进行渲染。导出过程采用中间通用格式，如ｉｇｓ或ｓｔｐ，其中ｉｇｓ描述是面，ｉｇｓ转入后，复杂模型可能面临大量破面修补的问题，占用时间较长，ｓｔｐ格式标准晚于ｉｇｓ，在曲面与实体及组合件都得到更好完整的定义，转换时很少出现丢面现象，效果优于ｉｇｓ。
渲染软件（又称渲染器）主要在三维动画后期、影视、建筑工业中应用广泛，主流的有：ＡＵＴＯＤＥＳＫ公司的Ｌｉｇｈｔｓｃａｐｅ，法国Ａｄｖｅｎｔ公司的Ａｒｔｌａｎｔｉｓ，ＮｅｘｔＬｉｍｉｔ公司的ＭａｘｗｅｌｌＲｅｎｄｅｒ，ＳｐｌｕｔｔｅｒＦｉｓｈ团队的Ｂｒａｚｉ，美国ＲｏｂｅｒｔＭｃＮｅｅｌ公司ＡｃｃｕＲｅｎｄｅｒ，Ｃｈａｏｓ－ｇｒｏｕｐ和Ａｓｇｖｉｓ公司ＶＲａｙ，德国ＭＡＸＯＮ公司Ｃ４Ｄ和ＬｕｘｉｏｎＡｐＳ发行的Ｋｅｙｓｈｏｔ等。随着技术的推进，不少渲染软件都推出了针对机械设计软件和工业设计软件的专用接口模块。
专业渲染软件相对机械设计软件渲染模块来说具备ＨＤＲ（高动态光照渲染Ｈｉｇｈ－ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ），焦散等功能。ＨＤＲ让图片无论高光还是阴影部分细节都很清晰，相当拍摄光比较大的摄像时，缩小光比，达到高光不过曝，暗调不欠曝，使立体场景更加逼真。焦散是指透明物体被灯光照射以后所反射或折射出来的影像，如一束光照射透明的玻璃球，在球体后的投影表面出现光线明暗偏移，就是折射焦散。此功能可仿真３Ｄ模型中透明材质的光照，大幅提升渲染效果的真实感。如图２所示。
渲染应用中最为热门，但获得良好的渲染效果的同时，
存在着格式转换不便，操作繁琐、渲染时间过长问题。Ｋｅｙｓｈｏｔ是互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可产生照片的品质。Ｋｅｙｓｈｏｔ相对于ＶＲａｙ而言，不需通过频繁切换和转换格式操作，同时又能达到较好渲染效果，操作复杂度和渲染效果较平衡，而且相比其他软件学习效率高。以下着重分析Ｋｅｙｓｈｏｔ渲染软件的特性。
2Keyshot渲染应用
Ｋｅｙｓｈｏｔ（ＴｈｅＫｅｙｔｏＡｍａｚｉｎｇＳｈｏｔｓ）基于ＬｕｘＲｅｎ－ｄｅｒ内核的实时光线跟踪和全局照明程序。ＬｕｘＲｅｎｄｅｒ根据物理方程模拟光线流，产生出逼真的图像。基于ＬｕｘＲｅｎｄｅｒ技术开发的软件，上手简单，效果逼真。同Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ操作流程相似，对材质－环境－光照－贴图进行模块化设定即可得到即时的效果。２．１直接操作３Ｄ模型数据
Ｋｅｙｓｈｏｔ具有直接打开三维模型功能。Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０只能渲染Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ文件，Ｋｅｙｓｈｏｔ能很好的支持
Ｍａｙａ、多种３Ｄ软件格式。动画设计软件３ＤＳＭａｘ、
Ｃ４Ｄ，工业设计软件Ｒｈｉｎｏ、Ｉｎｖｅｎｔｏｒ和机械设计软件Ｃｒｅｏ、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、ＮＸ中数据文件都能方便的导入其中，文件的兼容性在主流渲染软件里表现优秀。并提供了部分机械设计软件的插件，可以直接从Ｃｒｅｏ、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ或Ｒｈｉｎｏ等软件中链接到ＫｅｙＳｈｏｔ中，同时又保留了颜色、名字以及结构。
新版ＫｅｙＳｈｏｔ可以在渲染的时候为您在３Ｄ几何体上实现调整小圆角半径的边缘功能，不需要返回Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ或Ｃｒｅｏ中进行模型的编辑，提高创作速度同时更好的控制模型的边缘效果，以补充照明。这是一个完全可视化的操作，并没有增加文件的大小和渲染时间。２．２配置材质
自带丰富材质样式近２００种材质类型，通过集中操作面板以图标方式显示、选择，渲染中将材质图标
图２ＰｈｏｔｏＶｉｅｗ３６０渲染有焦散（左）无焦散（右）对比
拖至模型表面，就可以添加所需材质效果。支持ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的纹理贴图坐标，并且通过在编辑栏修改材质贴图生成操作者所需材质。如下页图３。
在ＫｅｙＳｈｏｔ４中改进了半透明材料，提供更精确的次表面散射。高光贴图的支持，焦散与物理灯的照明和科学正确的交互，其半透明的材料被称为行业中的佼佼者。并提供卡通着色功能，使描绘物体表面平滑、生硬的金属质感与柔和的散光、炫光等反射光有机结合，大大提高了图片的层次。
渲染器根据的专业需求的有不同侧重范围，工业
设计领域一般选择Ｃ４Ｄ和ＶＲａｙ来做渲染，主要因为效率高，简单方便；室内设计更多使用ＶＲａｙ或者是ＭａｘｗｅｌｌＲｅｎｄｅｒ渲染，效果华丽，光影映射逼真；室外建筑多采用Ｌｉｇｈｔｓｃａｐｅ渲染，功能丰富，表现到位。以上软件都能满足机械设计领域对于渲染效果的大多数需求，尤其ＶＲａｙ渲染器提供了工业设计软件的专用接口，如ＶｒａｙｆｏｒＲｈｉｎｏ和３ＤＳＭＡＸＶｒａｙ，在机械设计
·５０·（总０８６０）
Ｋｅｙｓｈｏｔ在机械设计软件中的应用２０１３年第１１
期
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。
２．３ＨＤＲ贴图和配色
支持ＨＤＲ环境贴图，使金属、塑料等材质达到良好的反光效果，提供交互工具进行光照操作、即时进行光影跟踪和结果处理。同时使用者可以自定义自己需要的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。如图３所示。
改进ＫｅｙＳｈｏｔ中引入任意几何形状的物理灯光和色卡，简单的导入或者使用现有的几何体为光源，可移动、控制、动画等，让工作流程增加了更大的灵活性，颜色选择器，可连接到ＫｅｙＳｈｏｔＰｒｏｊｅｃｔ面板上的任何颜色选项。配色到完全独立的材料上，只需点一下鼠标，可在屏幕的任何一个地方挑选颜色，而且将所选的颜色保存到一个新的调色板内。
２．５使用缺陷
开启Ｋｅｙｓｈｏｔ软件，ＣＰＵ使用率接近１００％，相对于硬件的配置要求较高。
ｋｅｙｓｈｏｔ伴随着鼠标拖动、旋转、缩放等操作，
ｋｅｙｓｈｏｔ渲染不是很流畅，造成很卡的感觉，实时性不是很强。
图４Ｋｅｙｓｈｏｔ渲染效果
3结束语
产品渲染是虚拟现实中展示产品外观特点的有效方法。自带渲染器操作方便但渲染效果不佳，专业渲染器效果突出但操作复杂，不能很好地短时间内将设计思路展示出来。Ｋｅｙｓｈｏｔ小巧快速但预设丰富，满足了机械设计产品渲染的要求，兼顾了工业设计和机械设计中专业应用。采用Ｋｅｙｓｈｏｔ进行产品渲染，是
图３Ｋｅｙｓｈｏｔ中材质（左）和ＨＤＲ贴图（右）选项
机械设计软件中渲染的好方法。
但渲染不完全等同机械设计软件中外观设计，所需理论知识同摄影有很大关联，笔直认为所谓渲染软件是用计算机来模拟摄影场景工作的一种方式，最大限度的降低成本和提高效率，所以除了采用上述合适的渲染工具外需要了解专业摄影的概念，包括平面构图、颜色搭配、光的运用、材质特性、ＨＤＲＩ技术。渲染软件只是表现设计者的思路一种手段和工具，把渲染的理论特性了解清楚，才能更好的驾驭这个工具，有效的发挥它的作用。
参考文献：
［１］ＫｏｏｓＥ．Ｓｋｅｔｃｈｉｎｇ［Ｍ］．Ｈｏｌｌａｎｄ：ＢＩＳＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２００７：２２－２５．［２］王［３］
昭．产品造型专业课教与学之我见［Ｊ］．包装与设计，２００１（１０６）：４９－５１．
曾芬芳．虚拟现实技术［Ｍ］．上海：上海交通大学出版社，１９９７：１－１０．
２．４渲染即时急速
Ｋｅｙｓｈｏｔ与Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０的ＭｅｎｔａｌＲａｙ、ＶＲａｙ是有名的急速工业渲染器。将材质使用ＳＨＩＦＴ＋右键拖放到窗口中的模型表面，从而不改变默认的材质，在渲染光滑反光材质时软件进行即时着色，所见即所得，运算迅速。
通过如图４中减速器模型渲染表明Ｋｅｙｓｈｏｔ比Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０要高效，Ｐｈｏｔｏｖｉｅｗ３６０中２０ｍｉｎ完成渲染，Ｋｅｙｓｈｏｔ中半分钟完成。
输出选择ＪＰＧ、ＴＩＦＦ等类型格式，新版Ｋｅｙｓｈｏｔ４．０引入了新的渲染选项，支持Ａｌｐｈａ通道、深度通道、法线通道或Ｃｌｏｗｎ通道，方便后期Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ操作。渲染层选项可以将每一个层单独的呈现出来，还可以输出立体模式，在屏幕上通过立体眼镜查看模型３Ｄ效果，把渲染和动画以虚拟３Ｄ的形式呈现给他人，进一步扩展虚拟现实中的视觉体验。