3DMax学习:灯光篇(一)>>非凡影视素材网——为您提供专业影视素材、电子相册模板、三维动画
 非凡影视素材网 >> 推荐文章 >> 3DMax学习:灯光篇(一)                            双击滚屏
 
3DMax学习:灯光篇(一)
 

     没有灯光世界将是一片黑暗,在3D的场景中也是一样,精美的模型、真实的材质、完美的动画,如果没有灯光照射一切都是无用的,因此说灯光的应用在场景的重演中是最重要的一步毫不过分。另外灯光的应用也不仅仅是在场景的某一位置添加照明,如果那样3DS MAX提供的缺省灯光就够了。其实灯光的作用远不止此,恰如其分的灯光不仅使场景充满生机,还会增加场景中的气氛、影响观察者的情绪、改变材质的效果,甚至会使场景中的模型产生感情色彩。

○场景的布光
   为了更好的使用灯光,需要了解布光重要性。我们将从两各方面探讨布光:场景中要求布光的区域和一些基本的光源及其位置。
   在一些较小的场景和单帧画面里常常使用传统的照明方法——三点照明,也就是三光源照明,即主光源、补光源或叫副光源、背光源,在一些特殊的情况下往往还要加上背景光源。
   主光源提供场景的主要照明及阴影效果,有明显的光源方向,一般位于视平面30~45度,与摄像机夹角为30~45度,投向主物体,一般光照强度较大,能充分的把主物体从背景中凸现出来。
   补光源用来平衡主光源造成的过大的明暗对比,同时也用来勾画出场景中物体的轮廓,一般相对于主光源位于摄像机的另一侧,高度和主光源相近。一般光照强度较主光源小,但光照范围较大,应能覆盖主光源无法照射到的区域。
   背光源的主要作用是使诸物体同背景分离,其位置同摄像机呈近180度,高度要根据实际情况调节,其照射强度一般很小。多用大的衰减。三点照明的布光方案如图light1.jpg。


在动画或较大的场景中照明方法又有不同,是把场景中的光源分成不同的区域——主活动区、次活动区、背景区、环境光、可见光源区和移动光区。
   主活动区域场景中摄像机视窗中的区域的区域,大多数活动都是在该区域发生。在计算机产生的场景中,一对聚光灯对一个简单的静态场景来说是足够的,但可能需要几个点光灯和聚光灯描绘在场景中奇怪人物的运动。主活动区的一个特定的布光可能要求经常变化,以便放在不同位置的相机为强调物体的不同侧面,从不同视点拍摄场景。在许多情况下,主活动区的布光定义了场景的整个基调。因为这一原因,照射主活动区的光源即我们所说的主光源,而且常与下面描述的补光源配合使用。
   次活动区域是场景中的地方,一些活动可能会进入这些地方。如在房间场景中的一个人坐在沙发上(主活动区),但在某个时候,某一个人从门口处(次活动区)走进来,也坐到沙发上。照射门口的灯在整个场景过程中一直是打开的。照射次活动区所需的灯的数目(特别在一个小环境中)通常小于照射主活动区所要求的灯的数目。
   在计算机产生的环境中的背景在计算机模拟中称作环境。环境通常由围绕活动区的道具组成,布景可能由带有纹理实体(比如砖块纹理)的垂直或水平的平面构成,或由带有动画云的贴图构成;或由照片背景构成。在摄像机较近时,布景(特别是带有纹理因的彩色幕布)对有色光很敏感,照射布景光非常小的色彩变化,将对布景的颜色产生明显的影响。
   填充光也称作环境光,它有两个目的,定义整个场景的总色调;使场景中的某些其它灯光发散。在3DS MAX中填充光可由无穷远处光灯产生,填充光不投射阴影。  

○光源的类型
   根据光源发光的方式,有几种基本类型的光源。在3DS MAX中被模拟的光源包括:点光源、聚光源、无穷远光源和环境光源。所有这些类型的光都可由用户生和修改。在3DS MAX的三维场景中自动地产生三个缺省光源。但只要我们在场景中指任意光源,缺省光源就自动地关闭。3DS MAX的各种光源类型的图标及用50%灰度的照射效果如图5light.jpg。


点光源向所有方向均匀地发射光,因为这一原因,点光源也被称作全向光源。点光源是最简单的光源类型,它们可放在场景中的任何地方。例如,点光源可以放在相机的视觉范围之外,可放在场景中物体的后面,甚至可放在物体的内部。放在物体内部的点光源的效果在不同软件程序之间有所不同,但在许多情况下,光线将穿过透明物体照射,就像灯泡一样。白炽灯是点光源的一个简单例子,星星、蜡烛、萤火虫也是点光源。
   一个模拟的聚光灯就像增加了在表演艺术中常用类型的“挡光板”的一个点光源。聚光灯按一个圆锥形状或四棱锥向指定方向发射光。聚光灯有一些特有的特征,将在以后作解释,这些特征是其它类型光源所没有的:可变角度圆锥形光和光衰减因子。用于舞台、电影产品中的闪光、带阴影的灯和光反射器都是聚光灯的例子。
   无穷远光源离场景中的物体很远,以致光线相互平行地到达场景。在3DS MAX中用平行光来模拟无穷远光源。无穷远光源也被称作定向光源,表现就像天空中的星星。但与星星不同,计算机模拟的无穷远处光源可放在场景中的任何地方,是无质量的,而且可以调节它们的强度。太阳3DS MAX提供的是一个特殊的无穷远处光源的例子,通过输入太阳位置的经纬度,加上模拟场景时的日期、在一天中的准 确时间,太阳可准确地放在场景之上。
   环境光源是由环境光源发射的光分布在整个场景中。 环境光源常常决定一个场景的一般照明级或黑暗级,而且每个场景几乎总是仅有一个环境光源。  

○光源的基本组成部分
   所有模拟光源的主要部分包括:位置、颜色和强度、衰减、阴影。此外,聚光灯也由它们的方向和圆锥角定义。所有照明软件都可以独立地编辑一个光源的各个参数。
   位置和方向
   一个光源的位置和方向可以用3DS MAX程序提供的标准导航或几何变换工具控制。一般地讲,将光源放进模拟三维空间的工具与放置相机的工具相同:简单的和组合的平移、旋转。在线框显示模式中,光源通常用各种图形符号表示,例如,灯泡表示点光源,圆锥表示聚光灯,带箭头的圆柱表示平行光源,等等。但当重演一个场景时,通常不能看到真正的光源本身(而是来自它们的光),除非它们有可见的模型物体作原型。
   颜色和强度
   事实上,模拟光可有任意颜色。在大多数重演程序中,光的颜色基于光的模型。RGB(红、绿、蓝)模型和HSB(色彩、浓度、亮度)模型。3DS MAX提供调光器以控制一个光源的强度或亮度。光的强度与颜色相互影响,光的颜色的任何变化几乎都似乎影响它的强度,例如,我们有两束强度相同的红色光,但它们其中之一是暗红色,另一个是亮红色,则后者看上去具有更高的强度。
   衰退与衰减
   光的衰退值控制一个光源的强度,所以,它也控制着光离开光源后能传播多远。弱光衰退迅速,而强光衰退缓慢,而且传播的距离远。在现实世界中,光的衰退总是与产生光的光源强度联系在一起的,但在3DS MAX中,衰减参数独立于强度参数。衰减参数定义光离光源而去时的强度变化。由点光源产生的光在所有方向一致衰退,由聚光灯产生的光不仅随着光离开光源而衰减,而且也随着离光束圆锥中心向边缘移动而衰减。为取得慢速衰退效果,用线性插值控制衰退和衰减;为取得迅速衰退效果,用指数插值控制。
   圆锥或光束角度
   光的圆锥角度特征是聚光灯特有的。聚光灯的圆锥角定义了光束的直径,也定义了由覆盖的表面区域。该参数模拟实际聚光灯的挡光板,它控制光束的传播。
   阴影
   原理上,所有的光源都产生阴影,但阴影投射这个光源的特征可以打开或关闭。因为阴影投影也是一个可选的物体属性和着色技术。阴影的最后视觉外表不仅由阴影的属性决定,而且还由阴影投射物体的属性和采用的重演方法决定。阴影可由几个参数决定,包括阴影的颜色、半阴影的颜色和阴影边缘的模糊程度。
   一起阻挡直射光的阴影的部分被称作全影,这是阴影的内部部分;与环境中的其它光相混合的阴影边缘区域被称作半阴影。阴影边缘的模糊程度可用各种方法控制。