3dsmax灯光研究的基础教程优质

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当白色光通过三棱镜时被折射成七色光。七色光是白光光谱中可见光部分。分别为红 。橙。黄。绿。蓝。靛。紫。简写为roygbiv。这些颜色中。红。绿。蓝是原色。故光的颜色模型为rgb模型。计算机屏幕产生颜色的机理也可认为是rgb模型。在大多数绘图程序中（包括3d studio max)都提供了rgb颜色选择模式。下图表示了rgb颜色模型。应当注意的是：光的颜色具有相加性。而颜料颜色具有相减性。所谓相加性是指混合的颜色越多。颜色越淡。而相减性则相反。这一点学过色彩绘画的人应该很清楚。rgb颜色模型。有趣的是。将rgb颜色的multiplier值由1改为-1。颜色就会变成原来的补色。即成右边的cym色。在3dsmax的世界里你所见到的场景取决于你照明的方式。呈现出的场景完全由发光对象的颜色和位置决定。事实上要创建一种氛围。很少只使用白光照明的。若使用颜色成分少的人造灯光会使场景毫无生气。在剧场里一般使用纯红。绿。蓝。黄。绛红及蓝绿等的多种组合。使某些区域以及许多光柱看起来色彩绚丽斑斓。高饱和度的灯光用起来要十分小心。因为用它来照明常会歪曲事实。例如在煤油灯黄光照明下就分不清土黄和柠檬黄。3dsmax的灯程序中的灯光都是模拟真实世界的灯光模式。如target spot是手电筒或探照灯模型。omni模拟烛光或太空中的太阳光；directioal light模拟自然界直射平行太阳光。这些灯都能打开或关闭。改变它们的大小。形状和位置。改变颜色。打开或关闭影子。设置影子边缘的柔度。设置哪些物体被所有的光照明。甚至在某些范围里使用特别暗的光“吸取”多余的光。exlude功能是max灯光的第一个特性。它可设定场景中哪些物体受此灯光的影响。哪些不受影响。在一个复杂场景中。有些人为追求效果架设几十盏灯光。势必造成某些物体受光过度甚至丢失阴影。将它们排除在一些灯光影响之外可以保持原效果。multiplier(倍增器）类似于灯的调光器。值小于1减小光的亮度。大于1增加光的亮度。当值为负时。光实际从场景中减去亮度。“负光”通常用来模拟局部暗的效果。一般仅放在内部的角落。使其变暗。以在场景中产生用一般的光很难获得的效果。倍增器可以维护场景中一系列光使用相近的颜色。而如果将rgb值相应增加或减小会使样本颜色不易辨认。r=255,g=10, b=10,从左至右分别为multiplier=1; multiplier=5. multiplier=10. multiplier=20. multiplier=26.是否使用衰减(attenuatioin)是许多场景成败的原因之一。max的灯光默认是不衰减的。这通常意味着场景将很快变得过亮。记住。在进行室内照明的时候。除了最暗的辅光。所有其他光都要使用衰减。而在实际生活中由于光能量在传播过程中的散失。光随距离减弱。需要指出的是在自然界。光按距离平方比的倒数进行衰减。例如在10m处灯光亮度为x。则在20m处亮度为x/4。但在大部分计算机程序中（包括3dsmax）。光的衰减是以线性方式进行的。意即刚才的灯光在20m处亮度为x/2。光的打法及影响在3dsmax中。默认的照明是-x。-y。+z与+x。+y。-z处的两盏灯。一旦你在场景中建立了灯光。这两盏灯自动关闭。摄影上有几种照明类型。可以为max所用。三角形照明是最基本的照明方式。它使用三个光源：主光最亮。用来照亮大部分场景。常投射阴影；背光用于将对象从背景中分离出来。并展现场景的深度。常位于对象的后上方。且强度等于或小于主光；辅光常在摄影机的左侧。用来照亮主光没有照到的黑区域。控制场景中最亮的区域与最暗区域的对比度。亮的辅光产生平均的照明效果。而暗的辅光增加对比度。一个大的场景不能使用三角形照明时。可采用区段照明法照明各个小的区段。区段选择后就可使用基本的三角形照明法。对于具有强烈反射的金属感材质。有时需要用包围法将灯光打在周围以展现它的质感。这是比较少用的方法。光的性质对场景产生强烈影响。刺目的直射光来自点状光源。形成强烈反差。并且根据它照射的方向可以增加或减低质地感和深度感。柔和的光产生模糊昏暗的光源。它有助于减少反差。光的方向也影响场景中形的组成。柔和的光没有特定的方向。似乎轻柔地来自各个方向。刺目的直射光有三个基本方向：正面光。侧光和逆光。正面光能产生非常引人注目的效果。当它形成强烈的反差时更是如此。然而这种光会丢失阴影。使场景缺乏透视感。侧光能产生横贯画面的阴影。容易显示物体的质感。逆光常常产生强烈的明显的反差。清晰地显示物体的轮廓。昏暗。偏冷。低发差的灯光适用于悲哀。低沉或神秘莫测的效果。预示某种不详之事的发生。换成高发差的灯光可用于酒吧。赌场这样的场面。在这里可以强调主要对象或角色。而将其他的虚化。明艳。暖色调。阴影清晰的灯光效果适于表现兴奋的场面。而换成偏冷色调则是种恬静的气氛。灯光特效3dsmax中的灯光功能虽然强大。但对一些特殊效果诸如体光。霓虹灯效果。眩光等需要另外的程序或插件来完成。体光：体光是中常见的现象。电筒光。探照灯。夜晚雾气中的路灯都是体光的具体例子。体光由光线被空气中的灰尘粒子散射而形成。在计算机三维世界里。只有“真空”而没有灰尘粒子。在enviornment中可以创建体光的效果。lumaobject效果霓虹灯或激光的发光效果不可用灯光来创建。虽然某些情况下可用自发光材质代替。但严格来讲并不真实。你需要为自发光材质增加glow效果（video post/ glow)。眩光实际是摄像机镜头产生的光斑。在某种程度上可增加场景的真实性。使用刺目的逆光是拙劣的做法。lensflare。reallens以及gensisvfx提供了真实眩光的创建和灵活控制。（lensflare[max自带]和gensisvfx作为video post插件。reallens以helper物体形式出现）光源形状：3dsmax不支持真正的线性光源。这意味着做荧光灯照亮时比较困难。使用max灯光可以模拟荧光灯照明效果。但效果还不是令人满意。reallens提供了一个lumaobject功能。lumaobject使用自发光物体作为光源。并可控制光线衰减。在某种程度上实现了辐射度（radiosity)效果。上图即是将荧光灯作为lumaobject发光体的效果。注意。这里只用了一个lumaobject。而且渲染速度极快。事实上lumaobject可使用任何形状的几何体或粒子系统作为光源。阳光模拟：max中有个阳光模拟器。在这里你可以指定具体的经。纬度。时间。季节等创造当地的日照情况。对建筑设计。城市规划。光照分析有其特殊价值。并且参数可动画以模拟日出日落的一日光照情况。光线运算3dsmax的渲染是种线性扫描渲染。当你为场景设置一个灯光时你会发现这与现实相差地有多远。在这种渲染方式下。光线不被物体反射或折射。因此不象真实世界里通常一盏灯能照亮一间卧室。很多人制作一个场景要打几十盏灯。而制作动画时灯光数更是吓人。同时。max提供的grouraud和phong浓淡处理算法也是不太准确的。它们估算落在表面上的光。而非准确地计算它。要想完全精确。就需要光线跟综。光线跟踪（ray trace)渲染在表面之间追踪射线。射线不断被某些对象表面反射到其他对象表面。直到从场景中消失。光线跟踪追踪从观察点到各个表面的射线矢量。若反射面是镜面。就会有辅助射线被反射以捕捉反射光的可见部分。若射线遇到另一个镜面。便又被反射直至射线被弹出场景或被非镜面吸收。这是典型的光线跟踪映象重反射的生成过程。因此虽然渲染出来的图像可能很漂亮。但这也是光线跟踪渲染慢的原因。辐射度（radiosity)渲染方法的效果绝佳。但计算量相当大。要比光线跟踪所用时间都长。光线跟踪反射只取一个观察点。被反射的射线最终找到一个结束点。而辐射模型中的反射能量在场景中不断反弹。能量逐级减弱。在亮光下将一个红球靠近白墙。在白墙上出现红色。这就是辐射度效果。radioray是一种结合了光线跟踪和辐射的渲染器。其真实的光线计算创建专业的照明效果。可用于建筑设计。灯光设计。展示设计等多个领域。

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