3ds Max 场景照明总论
灯光是 3DSMAX 中模拟自然光照效果最重要的手段,称得上是 MAX 场景的灵魂。但是,复杂的灯光设置,多变的运用效果,却是让许多新手极为困扰的一大难题,如何得到令人满意的照明效果使很多朋友感到头痛不已而又无可奈何。本教程的主要目的是带领大家深入了解 3DSMAX 中的灯光设置,彻底解除各位朋友的困惑,从而创造出更真实更如意的 MAX 场景。
一、 MAX 场景照明总论
要想深入了解 MAX 的照明技术,就必须先了解 MAX 中灯光的工作原理。在 MAX 中,为了提高渲染速度,灯光是不带有辐射性质的。这是因为带有光能传递的灯光计算速度很慢,没感受过的朋友想一想光线追踪材质的运算速度就会明白。也就是说, MAX 中的灯光工作原理与自然界的灯光是有所不同的。如果要模拟自然界的光反射(如水面反光效果)、漫反射、辐射、光能传递、透光效果等特殊属性,就必须运用多种手段(不仅仅运用灯光手段,还可能是材质如光线追踪材质等)进行模拟。有人抱怨 KINITEX 公司为什么不使用类似 LIGHTSCAPE 软件模拟类似自然的照明系统,原因并不在于 KINITEX 公司没有掌握这门技术,而是 MAX 主要任务是面向动画制作的。大家都知道, LIGHTSCAPE 中的灯光运算速度很慢,往往渲染一张图片需要很长时间(因此这个软件定位于照片级静态图渲染制作)。在动画制作中,一秒钟的动画就需要渲染 20 多张图片( NTSC 式的为 30 帧 / 秒, PAL 式的为 25 帧 / 秒,电影为 24 帧 / 秒,如果要保持流畅的动感则至少需要 15 帧 / 秒),一分钟就要渲染 1000 多张图片,那么你的等待将是无穷无尽的。好在 MAX 有很多第三方开发的外挂插件,在灯光方面比较优秀的插件有 RADIOSITY 、 MENTALRAY (大型“灯光效果 + 特殊明暗器 + 高质量渲染”插件)等可供用户选择。不过运算速度上有点差强人意。当然,如果你就渲染一张静态图片而不是做动画(如建筑效果图等),为了取得更好的效果与更方便的照明设置,等待一个小时也是可以的。 MAX 中的灯光最大优势在于运算速度,照明质量其实是不错的。只要设置得当,同样可以产生真实、令人信服的照明效果。
在 MAX 中,并不是所有的发光效果都是由灯光完成的。对于光源来说也可能是经由材质、视频后处理特效甚至是大气环境来模拟。萤火虫尾部的发光效果,用自发光材质来模拟恐怕是最为恰当的,火箭发射时尾部的火焰效果用大气环境中的燃烧装置来做效果也是不错的,而要模拟夜晚的霓虹灯特效,利用视频后处理中的发光( GLOW )特技来做则是个好主意。不过灯光作为在 MAX 三维场景中穿梭的使者,是 MAX 表现照明效果的最为重要手段。灯光作为 MAX 中一种特殊的对象,模拟的往往不是自然光源或人造光源的本身,而是它们的光照效果。在渲染时, MAX 中的灯光作为一种特殊的物体本身是不可见的,可见的是光照效果。如果场景内没有一盏灯光(包括隐含的灯光),那么所有的物体都是不可见的。不过 MAX 场景中存在着两盏默认的灯光,虽然一般情况下在场景中是不可见的,但是仍然担负着照亮场景的作用。一旦场景中建立了新的光源,默认的灯光将自动关闭。如果这时候场景中的灯光位置、亮度等不太理想,还赶不上默认灯光的效果。如果场景内所有灯光都被删除,默认的灯光又会被自动打开。默认灯光有一盏位于场景的左上方,另外一盏则位于场景的右下方。
在 MAX 中有五种基本类型的灯光,分别是泛光灯( OMNI )、目标聚光灯( TARGETSPOTLIGHT )、自由聚光灯( FREESPOTLIGHT )、目标平行光( TARGETDIRECT )、自由平行光( FREEDIRECT )。另外在创建面板中的系统( SYSTEM )下,还有日光( SUNLIGHT )照明系统,其实是平行光的变种,一般在做室外建筑效果图时模拟日光。其实还有一种“环境光”(在“渲染 / 环境设置”对话框中可以设置 ) 。环境光没有方向也没有光源,一般用来模拟光线的漫反射现象。环境光不宜亮度过大,否则会冲淡场景,造成对比度上不去而使场景黯然失色。有经验的人一般先把环境灯光亮度值设为 0 ,在设置好其它灯光之后再做精细调整,往往能取得较好的照明效果。
MAX 中的灯光默认情况下并不进行投影,但是可以根据需要设定成投影或不投影。阴影的质量、强度甚至颜色都是可调整的。如果要正确表示透明或半透明物体的阴影,请使用光线追踪( RAYTRACE )阴影方式。在不投影的情况下, MAX 中的灯光是具有穿透性的,楼房五层的灯光尽管有楼板阻隔去也可以照亮一层的地板。非常有趣的是,如果把灯光的“倍增器”( MULTIPLIER )的值设置成负数,还可以产生吸光或负光的效果,可以产生某种颜色的补色效果(对与白色来说则是黑色)。在室内建筑效果图内通常来模拟光线分布不均匀的现象,或人为地把亮度大的物体表面“照黑”。如果动态变化灯光的亮度与倍增器的值,甚至还可以模拟闪电瞬间照明效果。 MAX 中灯光还有一个重要的功能是能够通过“排除”( EXCLUDE )功能来指定灯光对哪些物体或不对那些物体施加影响(照明与投影两个方面),从而优化渲染速度或创造特殊效果,学习者千万不可忽视。
请记住 MAX 中灯光的两个原则。第一,灯光与物体距离越远,照亮的范围就越大,反之亦然。而对于一个物体来说,某一灯光与它表面所呈夹角ㄆ涫凳侨肷浣牵┰叫。??谋砻嫦缘迷桨担患薪窃酱笤虮砻嬖搅痢U飧??艄庥氲孛娴墓叵岛芙?啤H绻?桓龅乒庥胍桓銎矫妫ㄈ绲孛妫┚嗬牒茉肚矣胝飧銎矫娉手苯钦丈涫保?蛘彰餍Ч?呛芫?鹊摹6?绻???墓夤夥诺锰???蛴捎诮哟ケ砻娴墓庀呓嵌然嵊泻艽蟮谋浠??岵??桓觥肮獬亍保?酃馇??H绻??挂徽档乒庹樟辆×慷嗟奈锾澹?氚寻盐锾逵氲乒獾木嗬肜?蟆6??沟乒獍盐锾灞砻嬲盏昧撂锰玫模?蚧褂Ω冒训乒庥胛锾灞砻娴募薪堑髡?么笮?S泻枚嗯笥言诖唇ǖ乒獾氖焙蛴龅搅寺榉场2唤?⒆约旱牡乒庹彰餍Ч?醯没购茫?坏┙?⒘俗约旱牡乒猓?⑾殖【爸械奈锾迦?堪档?吕础U馐堑乒庥胛锾宓木嗬搿⒓薪敲挥猩柚煤玫脑?颉:枚嗯笥巡恢?榔渲械陌旅睿?吹揭徽档苹共还涣粒?俳ㄒ徽悼纯础=峁?桓黾虻サ某【敖?⒘?10 多盏灯以后场景中的照明更是显得非常奇怪。其实 MAX 场景照明理论与现实中摄影照明的理论非常相似。对于较小的区域来说,可以采用所谓的“三点照明”(主光 + 背光 + 辅光)的方式来解决照明问题。对与大的场面如礼堂内部效果图则可以把大的场景拆分成一个个较小的区域再利用“三点照明”的方法来解决照明问题。当然,针对不同情况进行灵活机动地处理有时能产生戏剧性的效果。另外要记住,尽量不要试图在透明图或摄象机中来创建灯光或移动灯光。
在 MAX 中,灯光都具有衰减的属性,不过默认的情况下灯光是没有衰减的。为了更好地模拟现实(现实世界中的光线都是具有衰减性质的,即距离越远,亮度越小直到最终消失),通常需要手工打开灯光的衰减性质。一方面可以指定灯光的影响范围,另一方面创造出的灯光效果非常具有现实感。对于泛光灯,衰减影响的只是照明的距离;而对与聚光灯或平行光来说,不仅可以指定灯光能照多远,还能指定光圈边缘的衰减效果。
默认的灯光是不带有任何颜色的。通过改变灯光的颜色,可以模拟出各种照明效果。例如要模拟彩灯或把模拟日出时的阳光,则要调整灯光的颜色。另外,灯光配合环境特效可以产生特殊的效果。例如配合环境中的体积光( VOLUMELIGHT )可以模拟舞台追光灯的效果,而泛光灯配合特效中的发光效果( GLOW )可以模拟普照大地的太阳。配合环境雾效( FOG )甚至还可以做出灯光穿过大雾的投影特效。