在本教程中，我们将研究 Blender 中两个用于合成的 Render Pass，也就是 Depth 和 Mist 的功能、设置、共同点与差异。它们都可以在后期制作中为我们提供物体距离信息或场景深度信息。
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视频文字稿
大家好！在本教程中，我们将研究 Blender 中两个用于合成的 Render Pass，也就是 Depth 和 Mist 的功能、设置、共同点与差异。它们都可以在后期制作中为我们提供物体距离信息或场景深度信息。
两者都可以用来生成一种图像：距离摄像机最近的位置显示为黑色，最远的位置显示为白色。这样我们就可以通过将这些图像直接与渲染结果混合，或者把它们作为蒙版来创建其他效果。例如，我在关于 Atmospheric Perspective 的视频教程系列中就展示过这种用法。
不过，它们之间存在一些差异，不仅仅是虚拟场景中数值范围的计算方式不同，生成图像的其他特性也有所不同。这些差异会使它们在某些用途上更适合或不适合。为了更好地解释这些区别，在整个教程中，我会使用两个 3D 场景，并在每次修改设置后向大家展示结果上的差异。
简单来说，Depth 与 Mist 的区别在于：Depth 返回的是物体与虚拟摄像机之间的真实距离值，而 Mist 会从距离摄像机某个指定距离开始添加雾效，并在一定深度范围内逐渐增强，超过这个范围后所有内容都会变成白色。
因此，Depth 更适合那些需要使用真实距离值的应用，例如 Defocus 节点和 Z-Combine 节点。
Defocus 可以让你对距离摄像机某个特定距离的元素进行对焦，同时模糊其他元素，也就是实现景深效果。
而 Z-Combine 则允许你混合两个场景。它会根据每个场景或图像中 Z 或 Depth 通道里保存的距离值，决定哪些像素显示、哪些像素隐藏。
不过，这并不意味着 Depth 不能用于其他情况。我自己在 Atmospheric Perspective 系列中就使用过它，但在那里我必须对 Depth 返回的信息进行归一化。稍后我们会看到，Depth 的归一化是什么意思，以及这样做会对数据产生什么影响。
在 Properties 编辑器的 View Layers 标签页中，Depth Render Pass 默认是启用的。在该标签页里，这个 Render Pass 被称为 Z，而在合成器的 Render Layers 节点中，它被称为 Depth。
Depth 返回的最小距离值由 Camera 对象的 Clip Start 数值决定，因为所有距离摄像机比 Clip Start 更近的物体都不会被渲染。所以，如果 Depth 输出没有被归一化，那么这就是它能够返回的最小值。
而 Depth 返回的最大距离值则由 Camera 对象的 Clip End 数值决定，因为所有超出该距离的物体都不会被渲染。虚拟宇宙的背景被视为无限远，因此它会在 Depth 蒙版中具有最大值。
你可以选择虚拟摄像机，并在 Properties 编辑器的 Data 标签页中的 Viewport Display 部分启用 Limits 选项，这样就能在 3D 场景中显示 Clip Start 与 Clip End 的位置。
这样会更方便你正确设置 Clip End 数值。
而 Mist 返回的是一张随着与摄像机距离增加而逐渐变白的图像。不过在这种情况下，雾效的起始点并不是由 Clip Start 决定，而是由一个可以自由指定的数值决定，这个数值叫做 Mist Start。
与默认启用的 Depth 不同，Mist Render Pass 需要在 Passes 部分中手动启用。这一步必须在开始渲染之前完成，否则相关信息不会被计算，你就需要重新渲染才能使用它。
启用 Mist Render Pass 后，World 标签页中会出现一个新的 Mist 区域，我们可以在那里设置 Mist Start 以及其他参数。
Mist 与 Depth 还有另一个区别：Mist 不使用 Clip End 来决定从哪个距离开始所有物体都显示为白色。相反，它使用一个名为 Mist Depth 的参数。因此，所有位于 Start + Depth 距离上的物体都会被渲染成白色。
你也可以在 3D Viewport 中显示 Mist Start 和 Mist Depth，只需要在 Data 标签页中的 Viewport Display 部分启用 Mist 复选框即可。如果你同时启用了 Limits，最好将其关闭，因为两者的显示会重叠。
在再次渲染之前，我会设置 Mist Start 和 Mist Depth，使其效果与 Clip Start 和 Clip End 的范围相对应。
在 World 标签页的 Mist 区域中，还有另一个参数：Falloff。它用于决定雾效随距离变化的方式。默认模式是 Quadratic，但还有 Inverse Quadratic 和 Linear 等选项。
Quadratic 会采用与灯光相同的衰减方式，因此从 0 到 1 的过渡会更平滑。Linear 的过渡会比 Quadratic 稍微锐利一些。最后，Inverse Quadratic 会非常快速地从 0 过渡到 1，因此即使是前景元素也会出现非常浓厚的雾效。
Z-Depth 没有这个参数，因为它并不是一个按照公式实现的效果，而是直接返回物体的真实距离值。你可以说它始终是线性的，但这样解释其实意义不大。
正如我之前提到的，Z-Depth 更适合获取真实距离信息，而 Mist 更适合创建它名字所代表的雾效，因为它允许我们自由设置效果特性。
现在进行渲染，并在 Compositor 窗口中查看这些 Pass，我们会发现 Mist 输出结果很有意思，而来自 Depth 的蒙版至少表面上看起来是无法使用的。
现在我们来看看“归一化 Depth”是什么意思，以及为什么很多教程都会使用 Normalize 节点。
正如之前提到的，Z-Depth 返回的数值并不在 0 到 1 的范围内，而是真实表示与虚拟摄像机之间的距离。因此，如果你想在距离摄像机某个特定距离的位置引入效果，这会非常有用。
存储的数值可能非常大，因此 Z-Depth 通道会使用比 JPG 或 PNG 等大多数图像文件的 8 位或 16 位更多的内存。我几乎可以确定它实际上使用的是 32 位。
此外，在 Backdrop 中，所有大于 1 的值都会被截断，也就是 Clamp 到 1，对应的像素会显示为白色。而 Z-Depth 的数值通常由 Clip End 决定，这个值一般远大于 1。
正因为如此，Depth 返回的值无法在 Compositing 编辑器的 Backdrop 中正确显示，因为那里所有大于 1 的数值都会被渲染成白色。因此，大多数情况下，生成的图像会显得非常亮，并且缺乏细节。
实际上，在我使用的场景中，Clip Start 的值是 1，而 Clip End 是 20000，所以整个 Depth Pass 看起来完全是白色的！
因此，人们经常使用 Utilities 组中的 Normalize 节点，把这些值映射到 0 到 1 的范围。不过在这里，我们需要特别说明一个重要问题。
Normalize 节点并不会把 Clip Start 与 Clip End 之间的值映射到 0 到 1。相反，它会根据它所处理图像中实际存在的最小值与最大值进行映射。
不过，这并不是我们在 Backdrop 中看到的图像，因为正如之前所说，Depth 通道中存储的数据远比可见内容多得多。
所以，如果我们在 Depth 输出与 Viewer 之间连接一个 Normalize 节点，渲染底部的元素就会显示为黑色。这是因为这些点距离虚拟摄像机最近，因此在 Depth 蒙版中具有最暗的数值，所以在归一化版本中会被映射为黑色，尽管它们显然并不位于 Camera 的 Clip Start 距离上。
对于更远处的物体，以及那些在归一化后的 Depth 蒙版中显示为白色的像素，也可以做出类似的分析。
为了进一步证明 Normalize 是根据图像中的最小值和最大值进行工作的，我们来看看如果对 Mist 信息也使用 Normalize 会发生什么：底部那些最暗的像素会被重新映射到 0，因此显示为黑色，而最远元素的像素原本已经是白色，所以保持不变。
我再给大家展示另一个例子，以便更好地理解这个概念。在现在这个场景中，摄像机和一些物体位于一个房间内部。
摄像机的 Clipping End 值被设置成刚好能够渲染房间中最远箱子的前表面，但无法渲染房间后墙。
实际上，甚至最远的箱子也没有完全显示出来，但这是由于透视效果造成的。
场景中没有任何物体位于 Clip Start 附近，而 Clip Start 被设置为距离摄像机 10 厘米。即使是画面边缘处的房间墙壁，也比这个距离更远。
如果现在开始渲染，并查看未归一化的 Depth Render Pass，后墙会完全变成白色。因为实际上，Depth Pass 无法看到最远箱子之后的内容，因此会把后面的所有内容渲染成白色。
不过画面中并没有黑色区域，因为正如之前所说，没有任何物体位于 Clip Start 的位置。
但是如果我们使用 Normalize 节点，底部就会出现一条黑色区域。这也是我们之前在另一个场景渲染中看到的现象：那部分地板显然距离摄像机最近。
我们可以把一侧墙壁向内移动，使它们更接近摄像机，然后重新渲染，以验证刚才所说的内容。
理解 Normalize 如何改变 Depth 蒙版非常重要。
这个节点不应该用于 Mist，而对于 Depth，也必须谨慎决定是否使用。它适合用来为特殊效果创建蒙版，例如之前提到的 Atmospheric Perspective，但在其他情况下则不应该使用。
所以，你可能会问：有没有办法把 Clip Start 与 Clip End 映射到 0 到 1 的范围，从而在 Backdrop 中正确查看 Depth 蒙版呢？
当然有：在 Compositor 中添加一个 Utilities 组里的 Map Range 节点，然后将节点中的 From Min 和 From Max 设置为 Camera 的 Clip Start 与 Clip End 数值。
这样你会得到一个类似 Mist Pass 的蒙版，但当然，你也会失去真实的深度数值。
在结束本教程之前，还有最后一个重要区别需要强调：用于计算场景中物体距离值的采样数量。
Mist 实际上实现了 Anti-Aliasing，而 Z-Depth 不会计算这一点。
更具体地说，Z-Depth 只使用一个采样，因此在不使用 Motion Blur 或 Depth of Field 等效果时，它可以正常工作，也就是说，在不需要混合深度值的情况下没有问题。而当需要混合深度值时，使用 Mist 会更加合适。
最后，再谈一下渲染的 Color Management 设置，以及 Z-Depth 与 Mist 蒙版在 Backdrop 中的显示方式。
根据 View Transform 参数所选择的模式不同，无论是 Mist 还是 Depth，无论是否经过归一化，它们在屏幕上的显示结果都可能有很大差异。
不过，这些变换应该只会影响数据在 Backdrop 中的显示方式，因此不应该改变它们本身的实际数值。
好了，本教程就到这里！希望它对你有所帮助！我们下次见！