《灯光技术》PPT课件.ppt

,学习要点,灯光的类型及作用,常用灯光的使用方法及参数含义,室内外场景的布光思路及技巧,初识灯光,没有灯光的世界将是一片黑暗，在三维场景中也是一样，即使有精美的模型、真实的材质以及完美的动画，如果没有灯光照射也毫无作用，由此可见灯光在三维表现中的重要性。自然界中存着各种形形色色的光，比如耀眼的日光、微弱的烛光以及绚丽的烟花发出来的光等，如图8-1图8-3所示。,图8-1,图8-2,图8-3,8.1.1 灯光的作用,有光才有影，才能让物体呈现出三维立体感，不同的灯光效果营造的视觉感受也不一样。灯光是视觉画面的一部分，其功能主要有以下3点。第1点：提供一个完整的整体氛围，展现出影像实体，营造空间的氛围。第2点：为画面着色，以塑造空间和形式。第3点：可以让人们集中注意力。,8.1.2 3ds Max 中的灯光,利用3ds Max中的灯光可以模拟出真实的“照片级”画面，如图8-4和图8-5所示是两张利用3ds Max制作的室内外效果图。,图8-4,图8-5,在“创建”面板中单击“灯光”按钮，在其下拉列表中可以选择灯光的类型。3ds Max 2014包含3种灯光类型，分别是“光度学”灯光、“标准”灯光和VRay灯光，如图8-6图8-8所示。,图8-6,图8-7,图8-8,技巧与提示,如果没有安装VRay渲染器，系统默认的只有“光度学”灯光和“标准”灯光。,光度学灯光,“光度学”灯光是3ds Max默认的灯光，共有3种类型，分别是“目标灯光”、“自由灯光”和“mr天空入口”。,本 节 灯 光 概 要,8.2.1 目标灯光,目标灯光带有一个目标点，用于指向被照明物体，如图8-9所示。目标灯光主要用来模拟现实中的筒灯、射灯和壁灯等，其默认参数包含10个卷展栏，如图8-10所示。,图8-9,图8-10,8.2.2 自由灯光,自由灯光没有目标点，常用来模拟发光球、台灯等。自由灯光的参数与目标灯光的参数完全一样，如图8-11所示。,图8-11,8.2.3 mr 天空入口,mr天空入口是一种mental ray灯光，与VRay灯光比较相似，不过mr天空入口灯光必须配合天光才能使用，其参数设置面板如图8-12所示。,图8-12,技巧与提示,mr天空入口灯光在实际工作中基本上不会用到，因此这里不对其进行讲解。,标准灯光,“标准”灯光包括8种类型，分别是“目标聚光灯”、“自由聚光灯”、“目标平行光”、“自由平行光”、“泛光”、“天光”、mr Area Omni和mr Area Spot。,本 节 灯 光 概 要,8.3.1 目标聚光灯,目标聚光灯可以产生一个锥形的照射区域，区域以外的对象不会受到灯光的影响，主要用来模拟吊灯、手电筒等发出的灯光。目标聚光灯由透射点和目标点组成，其方向性非常好，对阴影的塑造能力也很强，如图8-13所示，其参数设置面板如图8-14所示。,图8-13,图8-14,8.3.2 自由聚光灯,自由聚光灯与目标聚光灯的参数基本一致，只是它无法对发射点和目标点分别进行调节，如图8-15所示。自由聚光灯特别适合用来模拟一些动画灯光，比如舞台上的射灯。,图8-15,8.3.3 目标平行光,目标平行光可以产生一个照射区域，主要用来模拟自然光线的照射效果，如图8-16所示。如果将目标平行光作为体积光来使用的话，那么可以用它模拟出激光束等效果。,图8-16,技巧与提示,虽然目标平行光可以用来模拟太阳光，但是它与目标聚光灯的灯光类型却不相同。目标聚光灯的灯光类型是聚光灯，而目标平行光的灯光类型是平行光，从外形上看，目标聚光灯更像锥形，而目标平行光更像筒形，如图8-17所示。,图8-17,8.3.4 自由平行光,自由平行光能产生一个平行的照射区域，常用来模拟太阳光，如图8-18所示。,图8-18,技巧与提示,自由平行光和自由聚光灯一样，没有目标点，当勾选“目标”选项时，自由平行光会自动变成目标平行光，如图8-19所示。因此这两种灯光之间是相互关联的。,图8-19,8.3.5 泛光,泛光灯可以向周围发散光线，其光线可以到达场景中无限远的地方，如图8-20所示。泛光灯比较容易创建和调节，能够均匀地照射场景，但是在一个场景中如果使用太多泛光灯可能会导致场景明暗层次变暗，缺乏对比。,图8-20,技巧与提示,在泛光灯的参数中，“强度/颜色/衰减”卷展栏是比较重要的，如图8-21所示。这里的参数请参阅前面的内容。,图8-21,8.3.6 天光,天光主要用来模拟天空光，以穹顶方式发光，如图8-22所示。天光不是基于物理学，可以用于所有需要基于物理数值的场景。天光可以作为场景唯一的灯光，也可以与其他灯光配合使用，实现高光和投射锐边阴影。天光的参数比较少，只有一个“天光参数”卷展栏，如图8-23所示。,图8-22,图8-23,8.3.7 mr Area Omni,使用mental ray渲染器渲染场景时，mr Area Omni（mr区域泛光）可以从球体或圆柱体区域发射光线，而不是从点发射光线。如果使用的是默认扫描线渲染器，mr Area Omni会像泛光灯一样发射光线。mr Area Omni（mr区域泛光）相对于泛光灯的渲染速度要慢一些，它与泛光灯的参数基本相同，只是在mr Area Omni（mr区域泛光）增加了一个“区域灯光参数”卷展栏，如图8-24所示。,图8-24,8.3.8 mr Area Spot,使用mental ray渲染器渲染场景时，mr Area Spot（mr区域聚光灯）可以从矩形或蝶形区域发射光线，而不是从点发射光线。如果使用mental ray渲染器渲染场景时，mr Area Spot（mr区域聚光灯）可以从矩形或蝶形区域发射光线，而不是从点发射光线。如果使用的是默认扫描线渲染器，mr Area Spot（mr区域聚光灯）会像其他默认聚光灯一样发射光线。mr Area Spot（mr区域聚光灯）和mr Area Omni（mr区域泛光）的参数很相似，只是mr Area Omni（mr区域泛光）的灯光类型为“聚光灯”，因此它增加了一个“聚光灯参数”卷展栏，如图8-25所示。,图8-25,VRay 灯光,安装好VRay渲染器后，在“灯光”创建面板中就可以选择VRay灯光。VRay灯光包含4种类型，分别是“VRay灯光”、“VRayIES”、“VRay环境灯光”和“VRay太阳”，如图8-26所示。,图8-26,本 节 灯 光 概 要,技巧与提示,本节将着重讲解VRay灯光和VRay太阳，另外两种灯光在实际工作中一般都不会用到。,8.4.1 VRay 灯光,VRay灯光主要用来模拟室内灯光，是效果图制作中使用频率最高的一种灯光，其参数设置面板如图8-27所示。,图8-27,开：控制是否开启VRay灯光。排除：用来排除灯光对物体的影响。类型：设置VRay灯光的类型，共有“平面”、“穹顶”、“球体”和“网格”4种 类型，如图8-28所示。,VRay 灯光参数介绍,1.常规选项组,图8-28,平面：将VRay灯光设置成平面形状。穹顶：将VRay灯光设置成边界盒形状。,球体：将VRay灯光设置成穹顶状，类似于3ds Max的天光，光线来自于位于灯光z轴 的半球体状圆顶。网格：这种灯光是一种以网格为基础的灯光。,技巧与提示,“平面”、“穹顶”、“球体”和“网格”灯光的形状各不相同，因此它们可以运用在不同的场景中，如图8-29所示。,图8-29,单位：指定VRay灯光的发光单位，共有“默认（图像）”、“发光率（lm）”、“亮度（lm/m?/sr）”、“辐射率（W）”和“辐射（W/m?/sr）”5种。默认（图像）：VRay默认单位，依靠灯光的颜色和亮度来控制灯光的最后强弱，如 果忽略曝光类型的因素，灯光色彩将是物体表面受光的最终色彩。发光率（lm）：当选择这个单位时，灯光的亮度将和灯光的大小无关（100W的亮度 大约等于1500LM）。亮度（lm/m2/sr）：当选择这个单位时，灯光的亮度和它的大小有关系。辐射率（W）：当选择这个单位时，灯光的亮度和灯光的大小无关。注意，这里的 瓦特和物理上的瓦特不一样，比如这里的100W大约等于物理上的2 3瓦特。辐射量（W/m2/sr）：当选择这个单位时，灯光的亮度和它的大小有关系。倍增：设置VRay灯光的强度。模式：设置VRay灯光的颜色模式，共有“颜色”和“色温”两种。颜色：指定灯光的颜色。温度：以温度模式来设置VRay灯光的颜色。,2.强度选项组,1/2长：设置灯光的长度。1/2宽：设置灯光的宽度。W大小：当前这个参数还没有被激活（即不能使用）。另外，这3个参数会随着Vray 灯光类型的改变而发生变化。,3.大小选项组,投射阴影：控制是否对物体的光照产生阴影。双面：用来控制是否让灯光的双面都产生照明效果（当灯光类型设置为“平面”时 有效，其他灯光类型无效），如图8-30和图8-31所示分别是开启与关闭该选项 时的灯光效果。,4.选项选项组,图8-30,图8-31,不可见：这个选项用来控制最终渲染时是否显示VRay灯光的形状，如图8-32和图8-33 所示分别是关闭与开启该选项时的灯光效果。,图8-32,图8-33,忽略灯光法线：这个选项控制灯光的发射是否按照灯光的法线进行发射，如图8-34和 图8-35所示分别是关闭与开启该选项时的灯光效果。,图8-34,图8-35,不衰减：在物理世界中，所有的光线都是有衰减的。如果勾选这个选项，VRay将不 计算灯光的衰减效果，如图8-36和图8-37所示分别是关闭与开启该选项时的 灯光效果。,图8-36,图8-37,技巧与提示,在真实世界中，光线亮度会随着距离的增大而不断变暗，也就是说远离灯光的物体的表面会比靠近灯光的物体表面更暗。,天光入口：这个选项是把VRay灯光转换为天光，这时的VRay灯光就变成了“间接照明（GI）”，失去了直接照明。当勾选这个选项时，“投射影阴影”、“双面”、“不可见”等参数将不可用，这些参数将被VRay的天光参数所取代。,存储发光图：勾选这个选项，同时将“间接照明（GI）”里的“首次反弹”引擎设置为“发光图”时，VRay灯光的光照信息将保存在“发光图”中。在渲染光子 的时候将变得更慢，但是在渲染出图时，渲染速度会提高很多。当渲染 完光子的时候，可以关闭或删除这个VRay灯光，它对最后的渲染效果 没有影响，因为它的光照信息已经保存在了“发光贴”中。影响漫反射：这选项决定灯光是否影响物体材质属性的漫反射。影响高光反射：这选项决定灯光是否影响物体材质属性的高光。影响反射：勾选该选项时，灯光将对物体的反射区进行光照，物体可以将灯光进行反 射。,细分：这个参数控制VRay灯光的采样细分。当设置比较低的值时，会增加阴影区域 的杂点，但是渲染速度比较快，如图8-38所示；当设置比较高的值时，会减少 阴影区域的杂点，但是会减慢渲染速度，如图8-39所示。,5.采样选项组,图8-38,图8-39,阴影偏移：这个参数用来控制物体与阴影的偏移距离，较高的值会使阴影向灯光的 方向偏移。中止：设置采样的最小阈值，小于这个数值采样将结束。,使用纹理：控制是否用纹理贴图作为半球灯光。无：选择纹理贴图。分辨率：设置纹理贴图的分辨率，最高为2048。自适应：设置数值后，系统会自动调节纹理贴图的分辨率。,6.纹理选项组,8.4.2 VRay 太阳,VRay太阳主要用来模拟真实的室外太阳光。VRay太阳的参数比较简单，只包含一个“VRay太阳参数”卷展栏，如图8-40所示。,图8-40,启用：阳光开关。不可见：开启该选项后，在渲染的图像中将不会出现太阳的形状。影响漫反射：这选项决定灯光是否影响物体材质属性的漫反射。影响高光：这选项决定灯光是否影响物体材质属性的高光。投射大气阴影：开启该选项以后，可以投射大气的阴影，以得到更加真实的阳光效果。浊度：这个参数控制空气的混浊度，它影响VRay太阳和VRay天空的颜色。比较小的值 表示晴朗干净的空气，此时VRay太阳和VRay天空的颜色比较蓝；较大的值表示 灰尘含量重的空气（比如沙尘暴），此时VRay太阳和VRay天空的颜色呈现为黄 色甚至橘黄色，如图8-41图8-44所示分别是“浊度”值为2、3、5、10时的阳光 效果。,VRay 太阳重要参数介绍,图8-41,图8-42,图8-43,图8-44,技巧与提示,当阳光穿过大气层时，一部分冷光被空气中的浮尘吸收，照射到大地上的光就会变暖。,臭氧：这个参数是指空气中臭氧的含量，较小的值的阳光比较黄，较大的值的阳光比 较蓝，如图8-45图8-47所示分别是“臭氧”值为0、0.5、1时的阳光效果。,图8-45,技巧与提示,“浊度”和“强度倍增”是相互影响的，因为当空气中的浮尘多的时候，阳光的强度就会降低。“大小倍增”和“阴影细分”也是相互影响的，这主要是因为影子虚边越大，所需的细分就越多，也就是说“大小倍增”值越大，“阴影细分”的值就要适当增大，因为当影子为虚边阴影（面阴影）的时候，就会需要一定的细分值来增加阴影的采样，不然就会有很多杂点。,图8-46,图8-47,强度倍增：这个参数是指阳光的亮度，默认值为1。,大小倍增：这个参数是指太阳的大小，它的作用主要表现在阴影的模糊程度上，较大 的值可以使阳光阴影比较模糊。过滤颜色：用于自定义太阳光的颜色。阴影细分：这个参数是指阴影的细分，较大的值可以使模糊区域的阴影产生比较光滑 的效果，并且没有杂点。阴影偏移：用来控制物体与阴影的偏移距离，较高的值会使阴影向灯光的方向偏移。光子发射半径：这个参数和“光子贴图”计算引擎有关。天空模型：选择天空的模型，可以选晴天，也可以选阴天。间接水平照明：该参数目前不可用。排除：将物体排除于阳光照射范围之外。,8.4.3 VRay 天空,VRay天空是VRay灯光系统中的一个非常重要的照明系统。VRay没有真正的天光引擎，只能用环境光来代替，如图8-48所示是在“环境贴图”通道中加载了一张“VRay天空”环境贴图，这样就可以得到VRay的天光，再使用鼠标左键将“VRay天空”环境贴图拖曳到一个空白的材质球上就可以调节VRay天空的相关参数。,图8-48,指定太阳节点：当关闭该选项时，VRay天空的参数将从场景中的VRay太阳的参数里自 动匹配；当勾选该选项时，用户就可以从场景中选择不同的灯光，在 这种情况下，VRay太阳将不再控制VRay天空的效果，VRay天空将用 它自身的参数来改变天光的效果。太阳光：单击后面的“无”按钮 可以选择太阳灯光，这里除了可 以选择VRay太阳之外，还可以选择其他的灯光。太阳浊度：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“浊度”选项的含义相同。太阳臭氧：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“臭氧”选项的含义相同。太阳强度倍增：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“强度倍增”选项的含义相同。太阳大小倍增：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“大小倍增”选项的含义相同。太阳过滤颜色：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“过滤颜色”选项的含义相同。太阳不可见：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“不可见”选项的含义相同。,VRay 天空参数介绍,天空模型：与“VRay太阳参数”卷展栏下的“天空模型”选项的含义相同。间接水平照明：该参数目前不可用。,技巧与提示,其实VRay天空是VRay系统中一个程序贴图，主要用来作为环境贴图或作为天光来照亮场景。在创建VRay太阳时，3ds Max会弹出如图8-49所示的对话框，提示是否将“VRay天空”环境贴图自动加载到环境中。,图8-49,