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3DSMAX布光原则及注意点
来源：小路 发布时间: 2010-1-7
| 灯光的设置过程简称为“布光”。虽然说一个复杂的场景由100名灯光师分别来布光会有100种不同的方案与效果，但是布光的几个原则是大家都会遵守的。对于室内效果图与室内摄影，有个著名而经典的布光理论就是“三点照明”。笔者在此简述一下： 1、三点照明，又称为区域照明，一般用于较小范围的场景照明。 如果场景很大，可以把它拆分成若干个较小的区域进行布光。一般有三盏灯即可，分别为主体光、辅助光与背景光。 1）主体光：通常用它来照亮场景中的主要对象与其周围区域，并且担任给主体对象投影的功能。主要的明暗关系由主体光决定，包括投影的方向。主体光的任务根据需要也可以用几盏灯光来共同完成。如主光灯在15度到30度的位置上，称顺光；在45度到90度的位置上，称为侧光；在90度到120度的位置上成为侧逆光。主体光常用聚光灯来完成。笔者喜欢把主体光的亮度设置为240左右。 2）辅助光：又称为补光。用一个聚光灯照射扇形反射面，以形成一种均匀的、非直射性的柔和光源，用它来填充阴影区以及被主体光遗漏的场景区域、调和明暗区域之间的反差，同时能形成景深与层次，而且这种广泛均匀布光的特性使它为场景打一层底色，定义了场景的基调。由于要达到柔和照明的效果，通常辅助光的亮度只有主体光的50%-80%。 3）背景光：它的作用是增加背景的亮度，从而衬托主体，并使主体对象与背景相分离。一般使用泛光灯，亮度宜暗不可太亮。 2、布光的顺序 1）先定主体光的位置与强度；2）决定辅助光的强度与角度；3）分配背景光与装饰光。这样产生的布光效果应该能达到主次分明，互相补充。 3、布光还有几个地方需要特别注意： 1）灯光宜精不宜多。过多的灯光使工作过程变得杂乱无章，难以处理，显示与渲染速度也会受到严重影响。只有必要的灯光才能保留。另外要注意灯光投影与阴影贴图及材质贴图的用处，能用贴图替代灯光的地方最好用贴图去做。例如要表现晚上从室外观看到的窗户内灯火通明的效果，用自发光贴图去做会方便得多，效果也很好，而不不要用灯光去模拟。切忌随手布光，否则成功率将非常低。对于可有可无的灯光，要坚决不予保留。 2）灯光要体现场景的明暗分布，要有层次性，切不可把所有灯光一概处理。根据需要选用不同种类的灯光，如选用聚光灯还是泛光灯；根据需要决定灯光是否投影，以及阴影的浓度；根据需要决定灯光的亮度与对比度。如果要达到更真实的效果，一定要在灯光衰减方面下一番功夫。可以利用暂时关闭某些灯光的方法排除干扰对其他的灯光进行更好地设置。 3）要知道MAX中的灯光是可以超现实的。要学会利用灯光的“排除”与“包括”功能绝对灯光对某个物体是否起到照明或投影作用。例如要模拟烛光的照明与投影效果，我们通常在蜡烛灯芯位置放置一盏泛光灯。如果这盏灯不对蜡烛主体进行投影排除，那么蜡烛主体产生在桌面上的很大一片阴影可能要让我们头痛半天。在建筑效果图中，也往往会通过“排除”的方法使灯光不对某些物体产生照明或投影效果。 4）布光时应该遵循由主题到局部、由简到繁的过程。对于灯光效果的形成，应该先调角度定下主格调，再调节灯光的衰减等特性来增强现实感。最后再调整灯光的颜色做细致修改。如果要*真地模拟自然光的效果，还必须对自然光源有足够深刻的理解。多看些摄影用光的书，多做试验会很有帮助的。不同场合下的布光用灯也是不一样的。在室内效果图的制作中，为了表现出一种金碧辉煌的效果，往往会把一些主灯光的颜色设置为淡淡的橘黄色，可以达到材质不容易做到的效果。 总之，只要多实践、敢于实践，掌握用光的精髓就只是时间问题了。 4、打光的重要性 灯光在三维动画中极为重要，它是控制气氛、环境、情节推进等重要因素的关键。大量Hollywood的电影都在后期制作中使用了打光非常好的三维动画和实景融合，产生非常美丽真实的画面。如果你有一个很好的模型，但无法用漂亮的灯光表现，那么也是枉有好的建模技术；即使没有优秀的建模技术，但凭着强大的灯光效果也可以用很简单的物体做出惊人的画面。这就是为什么w ww.amazon.com上面的动画书多数是讲述灯光材质贴图而很少讲建模。可以知道老外对灯光的重视与动画、材质、建模看齐，在某些制作中灯光更是放在最重要的位置上。 看到国内的很大量的作品都很少对灯光作出一些仔细的调节，可能是还没有对灯光作出足够的重视吧。大多数的教材都着重在建模、材质、动画、粒子上，但就很少（甚至我还没有看见过）关于灯光的教程。 其实制作好的光照有时候可以把一张几乎失败的作品扭转乾坤。 5、光的属性 光在均匀的介质中是直线传播的，其携带与光源相符的波长的光能，红色的灯可不能发出蓝光吧。 光的标准衰减为距离的平方，也就是光传播1个单位长度就损失一半的能量。但若在实际应用中使用平方衰减，那场景将十分黑暗，因为真实中光能会传递。所以一般会使用1 ~1.2左右。如果使用光能传递渲染器则要把灯光调到大约1.5~1.7左右的衰减，因为现在的光能传递渲染器的计算并不精确，如果用平方衰减的会出现不饱和的状态，而使用1 次（线性衰减）则会出现过饱和的状态。 注意：－－－－－关于过饱和和不饱和: 很多使用过光能传递渲染的人应该会见过，有时场景的光能好象过分传递，使场景十 分鲜艳，出现超现实的不真实的画面，这就是过饱和；有时场景却过分黑暗，而应该发生传递的地方没有发生，主要表现为场景对比度很低，这是不饱和。 绝大部分光的光源都是有体积的，并不是点状的，所以我们在主光灯上不要或尽量避免使用点光源，聚光灯也应同时使用多盏。光的强度在现实中显得十分有限，因为我们的瞳孔会自动缩小以减少光通量，而摄影师会调节光圈以使画面不过分曝光，所以我们使用的灯光光强不应太高，一般0 .7~0.5左右就很够了，如果场景中的光量度不理想，则应在相应的地方多加几盏辅助灯，不应吝啬。 6、光与影 在现实中有光就必定有影，在十分特殊的情况下才会出现无影（比如：手术灯、十分大型的很多灯的宴会上）。在三维动画中影子也十分重要，它可以表现深度、气氛、环境等多种效果。但影子不可以滥用，在光照大师Jeremy Birn的里面 就讨论过影子杂乱对画面的破坏有多严重。因为光能传递渲染中涉及阴影的问题不多，所以下面我们考虑一下模拟光能传递的时候应该注意什么。 影子的计算有两种：Raytrace和ShadowMap。无疑，Raytrace是最好最快捷的算法，但在画面的控制上，ShadowMap更好使用（特别是Prman的SoftShadow的惊人效果，Chinavfx上有讨论）。 如果用灯光来模拟光能传递，那么就没有必要精神模拟的灯光的影子，只要使用衰减限制它的作用范围就可以了。这样可以减少不少的计算时间，增加效率。 但如果使用ShadowMap会出现一个很头痛的问题——不能模拟半透明物体的影子。Pixar提供了一个解决方法：先使用灯光作为镜头渲染一次，然后把渲染好的画面作为影子的贴图。 如果要使用ShadowMap，还要注意调好ShadowBias。所以如果不是精心制作的大作就不要使用ShadowMap了，因为真的很麻烦。可是其效果如果用在大作上，一点麻烦是值得的。 7、轮廓的表现 再好的模型，如果没有可以清晰表现其轮廓的光照则会显的平平无奇；简单的模型，但如果有精彩的光照将会变得十分生动。光可以表现物体的轮廓，如果你看的那幅作品的物体前一个面和后一个面的光照一样，那么这幅作品的光照就毁了作者辛苦的建模和材质了。要用灯光表现轮廓，就要提一下Hollywood的三点光照法，这是经典的光照法。详细的方案可以参考《Digital Lighting & Rendering》。 8、色彩 我记得学画画的时候老师曾说过，物体表面的颜色并不是你画上纸上的颜色。如果你注意一下，可以发现自然界的色彩真的和光所表现出来的并不一样。关于色彩的讨论我想如果再在这里详细叙述可能这篇文章就会使很多人看不明白，所以我只提一下色彩的问题。请注意Pixar的作品：他们使用的极其大量的不同颜色的灯光！ |
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