3d燈光技術(shù)基礎(chǔ)

1、3D燈光技術(shù)基礎(chǔ) 燈光技術(shù)基礎(chǔ)你可能很少想到現(xiàn)實世界中光源是怎樣起作用的，然而，當你在計算機圖形世界創(chuàng)建燈 光時，通常會花費很大力氣和嘗試來實現(xiàn)所需要的效果。三維軟件可以隨意創(chuàng)建任何類型燈 光的自由性，有時反而使你在精巧的圖像中創(chuàng)作逼真的外觀十分困難。當你在特定的場景中 難以實現(xiàn)燈光效果時，了解一些傳統(tǒng)的燈光基礎(chǔ)知識通常會有所幫助。當你準備照亮一個場景時，應注意下面幾個問題：場景中的環(huán)境是什么類型的？ 場景中的環(huán)境是什么類型的？場景

2、燈光通常分為三種類型：自然光、人工光以及二者的結(jié)合。具有代表性的自然光是太陽光。當使用自然光時，有其它幾個問題需要考慮：現(xiàn)在是一 天中的什么時間；天是晴空萬里還是陰云密布；還有，在環(huán)境中有多少光反射到四周？人工光幾乎可以是任何形式。電燈、爐火或者二者一起照亮的任何類型的環(huán)境都可以認 為是人工的。人工光可能是三種類型的光源中最普通的。你還需要考慮光線來自哪里，光線 的質(zhì)量如何。如果有幾個光源，要弄清除哪一個是主光源？確定是否使用彩色光線

3、也是重要 的。幾乎所有的光源都有一個彩色的色彩，而不是純白色。最后一種燈光類型是自然光和人工光的組合。在明亮的室外拍攝電影時，攝影師和燈光 師有時也使用反射鏡或者輔助燈來緩和刺目的陰影。燈光的目的是什么？ 燈光的目的是什么？換句話說，場景的基調(diào)和氣氛是什么？在燈光中表達出一種基調(diào)，對于整個圖像的外觀 是至關(guān)重要的。在一些情況下，唯一的目標是清晰地看到一個或幾個物體，但通常并非如此， 實際目標是相當復雜的。燈光有助于表達一種情感，或引

4、導觀眾的眼睛到特定的位置。可以為場景提供更大的深 度，展現(xiàn)豐富的層次。因此，在為場景創(chuàng)建燈光時，你可以自問，要表達什么基調(diào)？你所設 置的燈光是否增進了故事的情節(jié)？在場景中是否有特殊燈光效果，如果有，它們是應該用燈還是通過其他途徑創(chuàng)建？除了通常類型的燈光外，很多三維動畫軟件以白熾燈、立體光源和特殊材料屬性的形式 提供許多特殊效果。雖然嚴格說來，一些并不屬于燈的類型，在場景中，它們通常在可見光 效果的外觀上再添加進來。一個簡單的例子是可

5、見光源的閃耀或發(fā)光。由于這些效果在3D 3D 中不能自動產(chǎn)生，你需要在渲染中專門把它們包括進來，并且考慮他們的外觀和長處。是否有創(chuàng)作來源的參考資料？在創(chuàng)作逼真的場景時，應當養(yǎng)成從實際照片和電影中取材的習慣。好的參考資料可以提 供一些線索，讓你知道特定物體和環(huán)境在一天內(nèi)不同時間或者在特定條件下看起來是怎樣 的。通過認真分析一張照片中高光和陰影的位置，通?？梢灾匦聵?gòu)造對圖像起作用的光線的 基本位置和強度。通過使用現(xiàn)有的原始資料來重建燈光布

6、置，也可以學到很多知識。在考慮了上面的問題后，現(xiàn)在應當為一個場景創(chuàng)建燈光了。雖然光源的數(shù)量、類型和他 們單獨的屬性將因場景不同而異，但是，有三種基本類型的光源：關(guān)鍵光、補充光和背景光， 它們在一起協(xié)調(diào)運作。關(guān)鍵光 關(guān)鍵光在一個場景中，其主要光源通常稱為關(guān)鍵光。關(guān)鍵光不一定只是一個光源，但它一定是 照明的主要光源。同樣，關(guān)鍵光未必像點光源一樣固定于一個地方。雖然點光源通常放在四分之三的位置上（從物體的正面轉(zhuǎn)45 45度，并從中心線向上轉(zhuǎn)

7、45 45 度，這一位置很多時候被當作定勢使用），但根據(jù)具體場景的需要，也可來自物體的下面或 后面，或者其他任何位置。關(guān)鍵光通常是首先放置的光源，并且使用它在場景中創(chuàng)建初步的 燈光效果。個著名而經(jīng)典的布光理論就是“三點照明”。筆者在此簡述一下：三點照明 三點照明，又稱為區(qū)域照明，一般用于較小范圍的場景照明。如果場景很大，可以把它 拆分成若干個較小的區(qū)域進行布光。一般有三盞燈即可，分別為主體光、輔助光與背景光。主體光：通常用它來照亮場

8、景中的主要對象與其周圍區(qū)域，并且擔任給主體對象投影的 功能。主要的明暗關(guān)系由主體光決定，包括投影的方向。主體光的任務根據(jù)需要也可以用幾 盞燈光來共同完成。如主光燈在15 15度到30 30度的位置上，稱順光；在45 45度到90 90度的位置上， 稱為側(cè)光；在90 90度到120 120度的位置上成為側(cè)逆光。主體光常用聚光燈來完成。筆者喜歡把 主體光的亮度設置為240 240左右。輔助光：又稱為補光。用一個聚光燈照射扇形反射面，以形

9、成一種均勻的、非直射性的 柔和光源，用它來填充陰影區(qū)以及被主體光遺漏的場景區(qū)域、調(diào)和明暗區(qū)域之間的反差，同 時能形成景深與層次，而且這種廣泛均勻布光的特性使它為場景打一層底色，定義了場景的 基調(diào)。由于要達到柔和照明的效果，通常輔助光的亮度只有主體光的50%-80% 50%-80%。背景光：它的作用是增加背景的亮度，從而襯托主體，并使主體對象與背景相分離。一 般使用泛光燈，亮度宜暗不可太亮。下圖為區(qū)域照明燈光設置的簡單示意圖。布光的順

10、序是：1）先定主體光的位置與強度；2）決定輔助光的強度與 角度；3）分配背景光與裝飾光。這樣產(chǎn)生的布光效果應該能達到主次分 明，互相補充。布光還有幾個地方需要特別注意：1）燈光宜精不宜多。過多的燈光使工作過程變得雜亂無章，難以處 理，顯示與渲染速度也會受到嚴重影響。只有必要的燈光才能保留。另 外要注意燈光投影與陰影貼圖及材質(zhì)貼圖的用處，能用貼圖替代燈光的 地方最好用貼圖去做。例如要表現(xiàn)晚上從室外觀看到的窗戶內(nèi)燈火通明 的效果，用自發(fā)光貼

11、圖去做會方便得多，效果也很好，而不不要用燈光 去模擬。切忌隨手布光，否則成功率將非常低。對于可有可無的燈光， 要堅決不予保留。. 2）燈光要體現(xiàn)場景的明暗分布，要有層次性，切不可把所有燈光 一概處理。根據(jù)需要選用不同種類的燈光，如選用聚光燈還是泛光燈； 根據(jù)需要決定燈光是否投影，以及陰影的濃度；根據(jù)需要決定燈光的亮 度與對比度。如果要達到更真實的效果，一定要在燈光衰減方面下一番 功夫。可以利用暫時關(guān)閉某些燈光的方法排除干擾對其他的燈光