maya材质灯光教程：灯光与摄像机基础

本书版权属于幸星国际动画学院所有第3章灯光与摄像机基础一个场景除了需要每个个体有各自特有的属性（主要是指物体的质地和类型）之外还需有必要的灯光照明，这样才能更凸显物体的体积感和空间层次，同时还需要一个观察视角，也就是摄像机的位置，那么这一章将会讲解Maya灯光和摄像机的相关知识。本章主要内容：Maya灯光光效及阴影摄像机的属性及设定本章学习重点灯光与摄像机的设定。3.1.Maya灯光灯光是3D软件中对lights的翻译，但生活中不仅存在灯光，还有天光和日光等自然光，另外还包括像射灯及日光灯等这样的人工光，因此，lights的概念较为广泛。在Maya软件中，包含着几种灯光类型，可以根据不同的需要进行灯光设置，主要是对自然光和人工光的模拟。3.1.1.Maya灯光的创建及类型1.灯光创建Maya的灯光可以通过主菜单上的Create（创建）菜单创建。用鼠标单击Create＞Lights，直接点击后面的子级命令，即可完成灯光的创建，如图3-1所示。2.灯光的类型Maya中可设置的灯光类型共有六种，它们是环境光、方向光、点光、聚光、区域光（面积光）和体积光，参考图3-1。接下来本书将做详细介绍。本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-1通过菜单命令创建灯光3.1.2.Maya灯光的属性Maya中的六种灯光类型的很多属性选项都是共有的，为避免重复，下面我们只在PointLight（点光）中做重点介绍。1.PointLight（点光）点光源一般会经常用于模拟主光，例如生活中的灯炮和吸顶灯等，图3-2是PointLight的属性编辑选项盒，下面分几部分介绍。（1）PointLightAttributes（点光的常规属性）第一个属性选项是Type（灯光的类型选项），其作用是可以在Maya的几种灯光类型之间进行切换。随后有Color（灯光的颜色选项），用于控制灯光照射物体时投射出的颜色，如图3-3所示。图注（子级命令中从上至下）：环境光方向光点光聚光区域光（面积光）体积光本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-2点光的属性编辑选项盒图3-3因Color不同表现出的差异接下来，还有控制灯光强度的Intensity属性选项，参考图3-4。本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-4因Intensity不同表现出的差异下面的选项分别还有IlluminatesbyDefault（光的开关）、EmitDiffuse（用于照亮模型的固有色部分）和EmitSpecular（用于照亮模型的高光部分）。常规属性中的最后一项为DecayRate（衰减比率），它控制灯光的衰减程度，如图3-5所示。图3-5因DecayRate不同表现出的差异（2）LightEffects（灯光效果选项）本书版权属于幸星国际动画学院所有LightFog：灯光雾。FogType：雾效类型。FogRadius：雾效半径，控制雾的大小。FogIntensity：雾效的强度，强度越大雾效越亮。LightGlow：发光效果。（3）Shadows（阴影）阴影卷展栏只有一个主属性，即ShadowColor：阴影颜色。当展开该卷展栏后，会出现下级卷展栏DepthMapShadowAttributes（深度贴图阴影）和RaytraceShadowAttributes（光线追踪阴影）。深度贴图阴影卷展栏中的选项介绍如下：UseDepthMapShadows：使用深度贴图阴影。UseMidDist：使用中距。UseAutoFocus：使用自动对焦。Focus：焦距。FilterSize：过滤尺寸，控制影子的虚化程度。Bias：影子的偏移值。FogShadowIntensity／FogShadowSamples：控制雾效阴影的强度和采样值，计算光穿透雾效的阴影效果。DiskBasedDmaps：用来设置关于阴影贴图的存储。下面两个参数是用来设置文件的命名格式。UseX＋／X－／Y＋／Y－／Z＋／Z－Map：控制是否在对应的方向上投射阴影。然后再看一下RaytraceShadowAttributes（光线追踪阴影）的选项。UseRayTraceShadows：控制是否开启阴影计算。LightRadius：可以根据光照角度确定影子的虚化程度。ShadowRays：设置影子的质量。RayDepthLimit：追踪深度设置。深度贴图阴影与光线追踪阴影的对比效果如图3-6所示。本书版权属于幸星国际动画学院所有a)开启深度贴图阴影b)开启光线追踪阴影图3-6深度贴图和光线追踪的差异对比2.AmbientLight（环境光）环境光主要作为环境光照补充使用，需掌握其AmbientLightAttributes（环境光常规属性）和Shadows（阴影属性）卷展栏中的选项，如图3-7所示。其中，常规属性卷展栏中的AmbientShade（环境阴影）可以给环境光单独加载一张阴影图。本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-7环境光的AmbientLightAttributes和Shadows卷展栏3.AreaLight（区域光）AreaLight一般也作为补充光照使用，用于局部提亮，是一种具有方向性的灯光，图3-8是它的属性编辑选项盒。图3-8区域光的属性编辑选项盒4.DirectionalLight（平行光）平行光也是一种具有方向性的灯光，它的范围为无限大。图3-9是平行光的属性编辑选项盒。其光线追踪阴影卷展栏中的LightAngle选项，可以根据光照角度确定影子的虚化程度。本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-9平行光的属性编辑选项盒图3-10聚光的属性编辑选项盒本书版权属于幸星国际动画学院所有5.SpotLight（聚光）是具有锥角，类似放射状的灯光类型，例如生活中的射灯、汽车灯等。图3-10是聚光的属性编辑选项盒。图3-11因ConeAngle、PenumbraAngle和Dropoff选项不同表现出的差异聚光的SpotLightAttributes（常规属性卷展栏）参见图3-10，其中：ConeAngle：用于控制聚光灯锥角的大小。PenumbraAngle：半影角度，用于控制光照边缘的虚实程度。Dropoff：用于控制光照强度的衰减。结合图3-11体会以上三个选项的变化对光的影响。下面的LightEffects（光效）是用来表现光照的效果，该卷展栏的选项介绍如下：IntensityCurve：强度曲线。ColorCurves：色彩曲线。本书版权属于幸星国际动画学院所有BarnDoors：遮光板。Left／Right／Top／BottomBarnDoor：分别从不同角度对光线的遮挡范围。展开LightEffects卷展栏后，在其下方会出现DecayRegions（衰减区域）卷展栏，可以将灯光划分出层次区域，分别调整，如图3-12所示。a)关闭DecayRegionsb)开启DecayRegions图3-12关闭和开启DecayRegions的区别6.VolumeLight（体积光）体积光一般也作为补充光使用，光照范围可以得到很好地控制。其属性编辑选项盒如图3-13所示，下面分别介绍其中的选项。（1）VolumeLightAttributes（体积光的常规属性）其中LightShape选项控制体积光的外形。（2）ColorRange（颜色范围）指灯光的颜色范围，影响灯光的颜色，有以下参数。SelectedPosition：用来设置颜色位置。SelectedColor：设置颜色。Interpolation：插补值。VolumeLightDir：控制体积光的光照方向。本书版权属于幸星国际动画学院所有Arc：控制体积光的光照范围。ConeEndRadius：锥端半径。EmitAmbient：控制体积光是否投射环境光。图3-13体积光的属性编辑选项盒图3-14Penumbra选项的作用（3）Penumbra（半影属性）本书版权属于幸星国际动画学院所有用来影响光照强度的半影效果，参见图3-14。SelectedPosition：用来设置线性渐变中色块的位置。SelectedValue：设置曲线上设置点的值。Interpolation：用来设置线性渐变中色块间的插补方式。3.2.光效及阴影本节主要讲解灯光特效及阴影的设置。光影效果不仅仅是简单的照亮物体，更主要的是能体现出模型的体积感，而且还可以通过绚丽的光影烘托出很多不同的效果。首先让我们先来欣赏一些光影效果，如图3-15所示。a)采用室外光线投射到室内的效果本书版权属于幸星国际动画学院所有b)以上两张图是用来表现森林中斑驳的光影效果，通过光影变化表现空间的层次c)以上两张图表现的是夜晚人造光源照射出来的效果图3-15各种光影效果本书版权属于幸星国际动画学院所有3.2.1.光效在Maya中的灯光属性中包含两种光效效果，一种是LightFog（灯光雾），一种是LightGlow（光晕）。如需要大量教程请加QQ:4008988090或者登录幸星动画学院网站。1.LightFog（灯光雾）灯光雾是用来模拟生活中的雾效效果，例如夜间的大探照灯光和汽车灯的辉光等。创建灯光雾的基本操作过程如例3-1。【例3-1】创建灯光雾1)创建一个聚光灯，并打开它的属性编辑选项盒。2)打开LightEffects卷展栏，点击LightFog后面的棋盘格按钮，如图3-16所示。图3-16LightEffects卷展栏3)点击后会自动弹出LightFog选项盒，同时灯光的显示形状也发生了变化，如图3-17所示。现在可以通过设置雾效的颜色和密度从而改变雾效的效果。图3-17LightFog选项盒和灯光雾的显示形状本书版权属于幸星国际动画学院所有4)最后渲染，查看效果，如图3-18所示。图3-18渲染后的灯光雾效果2.LightGlow（光晕）光晕主要用来表现光线的效果，例如图3-20中日光的镜头光晕效果。从卷展栏LightEffects进入，点击LightGlow选项后面的输入连结按钮，出现opticalFX属性编辑选项盒，设置各项参数，创建光晕的效果，如图3-19所示。图注：glowattributes光晕，haloattributes光环，lensflareattributes镜头光晕本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-19opticalFX属性编辑器图3-20光晕效果3.2.2.阴影前面已经介绍了Maya灯光的属性。我们了解到有两种阴影类型，一种是深度贴图阴影，一种是光线追踪阴影。下面具体说明两种阴影的使用。1.深度贴图阴影的使用这种方法是采用投射贴图的方式产生阴影，因此影子比较平且无变化。下面看一下具体的使用方法和参数调节。【例3-2】练习深度贴图阴影的使用1)创建一个简单的场景如图3-21所示。图3-21创建几何体场景2)在场景中创建一个聚光灯，并调整位置，如图3-22所示。本书版权属于幸星国际动画学院所有图3-22创建聚光灯并调整位置3)调整聚光灯的参数如下：Intensity1.5，ConeAngle58，PenumbraAngle10，Dropoff8。展开Shadows下的DepthMapShadowAttributes卷展栏，并且开启UseDepthMapShadows选项。然后渲染，如图3-23所示。图3-23聚光灯的参数和对应的渲染效果4)从图3-23可以看到，深度贴图阴影的边缘锯齿明显。下面调整Resolution选项，此本书版权属于幸星国际动画学院所有参数的默认值为512，现在增加至2048，渲染效果如图3-24所示。图3-24增加Resolution的值后的渲染效果5)然后调整阴影的颜色，shadowColorR：0.106，G：0.159，B：0.272，DepthMapShadowAttributes卷展栏下的FilterSize过滤选项值调整为20，再次渲染，效果如图3-25所示。图3-25调整阴影颜色和FilterSize后的渲染效果2.光线追踪阴影的使用光线追踪阴影的主要特点是可以按照物体的透明