第6章灯光、摄影机、环境、效果和渲染006

第6章灯光、摄影机、环境、效果和渲染•灯光•摄影机•环境和效果•渲染6.1灯光6.1.1灯光的类型在“灯光”创建面板中，系统为用户提供了标准灯光和光度学灯光两种灯光类型。标准灯光与光度学灯光•目标聚光灯：目标聚光灯从发光点向目标点投射锥形的聚焦光束，且可分别调整发光点和目标点的位置，常用来模拟路灯或舞台中的聚光灯等效果。•自由聚光灯：自由聚光灯与目标聚光灯的效果相似，只是自由聚光灯没有目标点，用户可以移动或旋转自由聚光灯，使其指向任何方向。1．标准灯光标准灯光包括聚光灯、平行光、泛光灯和天光，主要用于模拟家用、办公、舞台、电影和工作中使用的设备灯光以及太阳光。标准灯光各灯光的特点和用途如下。目标聚光灯与自由聚光灯•目标平行光/自由平行光：同聚光灯不同，平行光产生的是圆形或矩形的平行照射光线，常用来模拟太阳光、探照灯、激光光束等的照射效果。目标平行光与自由平行光的区别在于目标平行光有目标点，而自由平行光没有。•泛光灯：泛光灯是从单个光源向各个方向投射光线，泛光灯主要用于模拟点光源，或作为辅助照明。目标平行光与自由平行光泛光灯•天光：天光可以从四面八方同时向物体投射光线，还可以产生穹顶灯一样的柔化阴影，缺点是无法得到物体表面的高光效果。常用于模拟日光或制作室外建筑中的灯光。•mr区域泛光灯：当使用mentalray渲染器渲染场景时，区域泛光灯从球体或圆柱体体积发射光线，而不是从点光源发射光线。当使用默认的扫描线渲染器时，区域泛光灯像其他标准的泛光灯一样发射光线。•mr区域聚光灯：当使用mentalray渲染器渲染场景时，区域聚光灯从矩形或碟形区域发射光线，而不是从点光源发射光线。当使用默认的扫描线渲染器时，区域聚光灯像其他标准的聚光灯一样发射光线。2．光度学灯光光度学灯光使用光度学（光能）值来精确定义灯光，使灯光更接近于真实世界的效果。创建灯光时，“灯光”创建面板中的默认灯光为光度学灯光，各灯光的特点和用途如下。•目标灯光：目标灯光具有可指向灯光目标对象的目标点。在“常规参数”卷展栏中可设置光度学灯光的分布类型，下图所示为不同分布类型下的目标灯光。设置目标灯光的分布类型若用户使用mentalray渲染器，创建光度学灯光时可在“图形/区域阴影”卷展栏中设置用于生成阴影的光照区域（扫描线渲染器不计算光度学区域阴影）。设置目标灯光的灯光图形•自由灯光：自由灯光没有目标点，用户可通过移动和旋转操作，设置自由灯光的照射方向。设置自由灯光光照区域的方法与目标灯光相同。•mrSky门户：mrSky门户灯光用于制作从门窗照射进来的光线。当将mrSky门户应用于玻璃门与窗户之类的对象时，这些对象会变成光源，从而使邻近区域（尤其是建筑物内部）依次被照亮。需要注意的是，为使mrSky门户正常工作，场景必须包含天光组件。此组件可以是IES天光、mr天光，也可以是天光。6.1.2布光实例——三点照明法1．布光注意事项灯光的设置方法根据个人的布光习惯和审美观点等因素的不同而有很大差异，因此灯光的设置没有一个固定原则。但根据光线传播的规律，在设置灯光时应注意以下几点。•在设置灯光前必须明确光线的类型，是自然光、人工光还是漫反射光。•明确光线和阴影的方向。•明确灯光的明暗透视关系，不能将灯光设置的太多、太亮，这样会使整个场景没有层次和变化而显得生硬。适当使用黑色可以产生微妙的光影变化。•在布光时不应滥用排除、衰减功能，这会增加布光的难度。2．三点照明法下面通过一个简单实例，学习使用三点照明法为场景布光的方法。打开素材文件在前视图中创建目标聚光灯1.打开素材文件，会看到场景中有一个沙漏模型和一个作为地板的平面模型。2.单击“灯光”创建面板“标准”分类中的“目标聚光灯”按钮，然后在前视图的适当位置按住鼠标左键并拖动，创建一盏目标聚光灯，作为场景的主光源。调整目标聚光灯照射方向并设置其参数主光源是指在照明中起主要作用的光源，光照强度最大，其作用是提供场景照明的主要光线，确定光线的方向，确定场景中模型的阴影，决定整个场景的明暗程度。因此，在设置灯光的过程中，设置主光源是第一步。主光源通常使用目标平行光（太阳光）、目标聚光灯或泛光灯（室内主要灯具光源）来模拟。3.在顶视图中调整目标聚光灯发光点的位置，以调整其照射方向，然后在“修改”命令面板中的“常规参数”、“强度/颜色/衰减”和“聚光灯参数”卷展栏中设置目标聚光灯的参数，完成主光源的创建。创建目标聚光灯副本并调整其发光点位置4.在前视图中选中目标聚光灯的发光点，然后在按住【Shift】键的同时移动发光点，复制出一盏目标聚光灯，再调整目标聚光灯副本发光点的位置，使其与第一盏目标聚光灯的发光点呈90度。添加主光源后的渲染效果调整目标聚光灯副本照射方向并设置其参数辅助光源用于改善局部照明情况，使场景中的更多对象可见，还可以降低阴影的对比度，使其更为柔和。辅助光源与主光源的亮度比一般为1：3，其发光点高度一般比主光源发光点略低，且照射方向与主光源照射方向呈90度角。辅助光源附属于主光源，因此要在设置好主光源之后再进行设置。辅助光源通常使用目标聚光灯或泛光灯来模拟。5.在顶视图中调整目标聚光灯副本发光点的位置，然后在“常规参数”和“强度/颜色/衰减”卷展栏中设置目标聚光灯副本的参数，完成辅助光源的创建。添加辅助光源后的渲染效果添加泛光灯并调整其位置6.单击“灯光”创建面板“标准”分类中的“泛光灯”按钮，在顶视图中单击创建两个泛光灯，并调整其位置，然后再在前视图中调整泛光灯的高度。设置泛光灯参数7.选中场景中的任一泛光灯，然后在“强度/颜色/衰减”卷展栏中设置其“倍增”为“2.0”，再单击“常规参数”卷展栏中的“排除”按钮，在打开的“排除/包含”对话框中将“地板”从泛光灯的照射对象中排除。8.参照步骤7的操作设置另一个泛光灯的参数，完成背景光的创建。添加背景光后的渲染效果背景光的作用是通过照亮对象的边缘，将目标对象与背景分开，从而突出对象的轮廓。并不是所有场景都需要背景光，若场景没有背景，也就没有必要设置背景光了。6.1.3灯光的基本参数1．“常规参数”卷展栏“常规参数”卷展栏中的参数主要用于设置灯光的类型和阴影产生的方式。“常规参数”卷展栏•灯光类型：该区中的参数主要用于切换灯光类型。其中，利用“启动”复选框可以控制灯光效果是否开启；利用“目标”复选框可以设置灯光是否有目标点（“目标”复选框右侧的数值为发光点和目标点之间的距离）。•阴影：该区中的参数用于设置渲染时是否渲染灯光产生的阴影，以及阴影产生的方式。下方的“排除”按钮用于设置场景中哪些对象不产生阴影。•阴影贴图：该方式将阴影图像以贴图的方式投射到对象的阴影区产生阴影，阴影的边缘比较柔和，效果较真实；缺点是阴影的精确性不高。•光线跟踪阴影：该方式通过跟踪光源发出的光线来产生阴影，阴影的精确度高，且能够产生透明对象的阴影效果；缺点是阴影边缘较生硬，且渲染速度慢。3dsMax中常用的阴影产生方式是贴图、光线跟踪阴影、区域阴影和高级光线跟踪四种。阴影贴图光线跟踪阴影•区域阴影：随着发光点与物体间距离的增加，该方式所产生阴影的边缘会逐渐模糊，与真实阴影的效果接近，但渲染速度非常慢。•高级光线跟踪：该方式产生的阴影边缘柔和，且具有精确性高的特点，与光度学灯光中的面光源配合还可产生区域阴影的效果；其缺点是占用内存大，渲染时间很长。区域阴影高级光线跟踪•倍增：该编辑框用于设置灯光的强度，若数值为负，则灯光将从场景吸收光照强度；“倍增”编辑框右侧的色块用于设置灯光颜色。•近距衰减：该区中的参数用于设置灯光由远及近的衰减情况（即衰减开始位置灯光强度为0，结束位置灯光强度为“倍增”指定数值）。勾选“显示”复选框时，在灯光的光锥中将显示灯光的近距衰减线框。2．“强度/颜色/衰减”卷展栏该卷展栏中的参数主要用于设置灯光的强度、颜色和衰减等情况。“强度/颜色/衰减”卷展栏•远距衰减：该区中参数用于设置由近及远的衰减情况（即衰减开始位置灯光强度为“倍增”指定数值，结束位置灯光强度为0）。勾选“显示”复选框时，在灯光的光锥中将显示灯光的远距衰减线框。•衰退：该区中的参数用于设置灯光随距离衰减的情况。将衰减类型设为“倒数”，灯光强度随距离线性衰减；将衰减类型设为“平方反比”，灯光强度随距离线平方线性衰减；“开始”和“结束”编辑框分别用于设置灯光衰减的开始和结束位置；“显示”复选框用于设置是否在衰减的开始和结束位置以线框进行标记显示衰减线框3．“阴影参数”卷展栏该卷展栏中的参数主要用于设置对象和大气的阴影“阴影参数”卷展栏•颜色：单击右侧的色块可设置阴影的颜色。•密度：该编辑框用于设置阴影的密度，以使阴影变亮或变暗，默认为“1”。当阴影的密度为“0”时，不产生阴影；当阴影的密度为正值时，产生指定颜色的阴影；当阴影的密度为负值时，产生指定颜色反色的阴影。•贴图：单击该选项右侧的“无”按钮，可为阴影指定贴图，指定贴图后，对象阴影的颜色将由贴图代替，常用来模拟透明对象的阴影。为对象阴影指定“细胞”贴图前后的效果•灯光影响阴影颜色：勾选该复选框后，灯光的颜色将影响阴影的颜色。•不透明度：该编辑框用于设置大气阴影的不透明度，默认为“100”，当该值为“0”时不产生阴影。•颜色量：该编辑框用于设置大气颜色与阴影颜色混合的程度，默认为“100”。4．“高级效果”卷展栏该卷展栏中的参数主要用于设置灯光对物体表面的影响方式，以及设置投影灯的投影图像“高级效果”卷展栏•对比度：该编辑框用于设置被灯光照射的对象中明暗部分的对比度，取值范围为0~100，默认为“0”。•柔化漫反射边：该编辑框用于设置对象漫反射区域边缘的柔和程度，取值范围为0~100，默认为“0”。•漫反射/高光反射/仅环境光：这三个复选框分别用于设置是否开启灯光的漫反射、高光反射和环境光效果，以控制灯光照射的对象中显示的相应颜色。当勾选“仅环境光”复选框后，“漫反射”和“高光反射”复选框不可用。•投影贴图：单击右侧的“无”按钮，可为灯光指定投影贴图，此时灯光照射到的位置将显示指定贴图的投影。该功能常用来模拟放映机的投射光、透过彩色玻璃的光以及舞厅的灯光等。为灯光指定投影贴图后的渲染效果5．“大气和效果”卷展栏该卷展栏主要用于为灯光添加、编辑和删除大气效果及渲染特效。单击该卷展栏中的“添加”按钮，然后在打开的“添加大气或效果”对话框中选择“体积光”选项，再单击“确定”按钮，即可为灯光添加体积光大气效果为灯光添加体积光大气效果为灯光添加大气效果后，在“大气和效果”卷展栏中选中添加的大气效果，然后单击“删除”按钮，可删除所选大气效果，单击“设置”按钮，可以在打开的“环境和效果”对话框中调整大气效果的参数。综合实例1——为客厅添加灯光下面为客厅添加灯光。为客厅添加灯光本例是模拟太阳光照亮室内空间，室内灯光点缀的照射效果。制作时，首先打开素材文件，并合并客厅中的家具模型后，然后在窗外创建一个目标平行灯，作为模拟太阳光的主光源；接着创建一个天光和一个泛光灯，作为辅助光；最后创建三个目标灯光，作为筒灯光源。本例具体操作可参考本书配套视频“6-1.avi”。6.2摄影机6.2.1目标摄影机与自由摄影机3dsMax中为用户提供了目标摄影机和自由摄影机，这两种摄影机的特点和用途各不相同。“摄影机”创建面板•目标摄影机：该摄影机由摄影机图标、目标点和观察区三部分构成。使用时，用户可以分别调整摄影机图标和目标点的位置，容易定位，适合拍摄静止画面和制作跟踪追随动画等；其缺点是，当摄影机图标接近目标点或在目标点正上（下）方时，摄影机的拍摄将产生翻转，拍摄画面不稳定。•自由摄影机：该摄影机没有目标点，只能通过移动和旋转操作来控制摄影机的位置和观察角度，定位较繁琐。其优点是不受目标点的影响，适于拍摄画面有固定要求的动画场景。目标摄影机的构成6.2.2创建摄影机目标摄影机的创建方法与目标灯光类似，单击“摄影机”创建面板的“目标”按钮后，在视图中按住鼠标左键不放并拖动，确定摄影机图标和目标点的位置，释放鼠标后即可创建一个目标摄影机。单击“摄影机”创建面板的“自由”按钮后，在视图中单击