3DS MAX布光技巧的研究

秦志新　郭樹杰

摘 要： 燈光是3DS MAX中一種特殊的對(duì)象，模擬的是光照效果，為了使創(chuàng)建的效果圖更貼近現(xiàn)實(shí)，我們需要在場(chǎng)景中創(chuàng)建燈光對(duì)象，并對(duì)它們的顏色、強(qiáng)度等屬性進(jìn)行設(shè)置?？紤]到渲染速度，創(chuàng)建的燈光宜精不宜多，盡可能使用材質(zhì)或大氣環(huán)境模擬光源。

關(guān)鍵詞：燈光；投影；顏色；衰減；布光方法；布光次序

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：2095-2163（2014）05-

The introduction to the lightingskills of 3DS MAX

QIN Zhixin1， GUO Shujie2

（1 Department of Information Engineering，Shanxi Water Vocational and Technical College， Yuncheng Shanxi 044004，China；

2 Yuncheng Agricultural Vocational and technical college， Yuncheng Shanxi 044004，China）

Abstract： The light is a special object in 3DS MAX， the simulation is the light effect， in order to make the created picture effects more close to reality， a light object could be constructed in the scene， and the corresponding color， length and other attributes are also set up. Taking into account the rendering speed， creating lighting should be fine not more， using materials or atmospheric environment simulation source as possible.

Key words：Light； Projection； Color； Attenuation； Lighting Methods； Lighting Sequence

0 引言

燈光是3DS MAX中模擬自然光照效果最重要的技術(shù)手段，也是3DS MAX場(chǎng)景效果實(shí)施構(gòu)建的精粹所在。在3DS MAX場(chǎng)景中默認(rèn)的有兩盞燈光，一盞在場(chǎng)景的左上方，另一盞在場(chǎng)景的右下方位置，燈光對(duì)象并不可見，只有創(chuàng)建對(duì)象后才能顯示照明效果。在場(chǎng)景中如果創(chuàng)建了一個(gè)新的燈光對(duì)象，將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉所默認(rèn)的光源，而在渲染時(shí)則顯示新光源的照明效果；相反，在場(chǎng)景中如果刪除了所有新的燈光對(duì)象，那么就會(huì)自動(dòng)打開所默認(rèn)的光源。

1 3DS MAX場(chǎng)景中的燈光類型

3DS MAX中的燈光分兩大類：標(biāo)準(zhǔn)燈光和光度學(xué)燈光。如下將分別展開具體分析。

首先標(biāo)準(zhǔn)燈光有八種，分別是泛光燈、目標(biāo)聚光燈、目標(biāo)平行光、自由聚光燈、自由平行光、天光、mr區(qū)域泛光燈、mr區(qū)域聚光燈。具體來(lái)說(shuō)，目標(biāo)燈光既有發(fā)光點(diǎn)，又有目標(biāo)點(diǎn)；而自由燈光卻只有發(fā)光點(diǎn)，沒有目標(biāo)點(diǎn)；此外，泛光燈僅只是一個(gè)點(diǎn)光源；天光則可用來(lái)模擬日光效果；同時(shí)，區(qū)域燈就是一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)光，也會(huì)產(chǎn)生柔和邊緣的陰影，但卻將增加渲染時(shí)間。

其次，光度學(xué)燈光則可分為五種，相應(yīng)描述為：

（1）點(diǎn)光源分為目標(biāo)點(diǎn)光源和自由點(diǎn)光源。其中，目標(biāo)點(diǎn)光源可用來(lái)向一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)投射光線，而自由點(diǎn)光源則沒有目標(biāo)點(diǎn)，用戶即可自行變換燈光的方向；

（2）線光源也分為目標(biāo)線光源和自由線光源。具體地，目標(biāo)線光源可用來(lái)向一個(gè)目標(biāo)物體投射光線，但自由線光源卻沒有目標(biāo)物體，用戶將可自行變換燈光的方向；

（3）面光源也可類似分為目標(biāo)面光源和自由面光源。相應(yīng)地，目標(biāo)面光源可用來(lái)向一個(gè)目標(biāo)物體投射光線，自由面光源也沒有目標(biāo)物體，用戶多可自行變換燈光的方向；

（4）IES太陽(yáng)光用來(lái)模擬室外強(qiáng)太陽(yáng)光，既可單獨(dú)使用，也可與日光系統(tǒng)一起使用，還可以自行設(shè)置；

（5）IES天光與天光相似，也就是既可單獨(dú)使用，也可與日光系統(tǒng)一起使用，還可以自行設(shè)置。

在默認(rèn)情況下，3DS MAX中的燈光沒有陰影。為此可自行設(shè)置。另外，陰影屬性也可以調(diào)整。如想表現(xiàn)透明物體的陰影，將建議使用光線追蹤陰影方式。在沒有投影時(shí)，3DS MAX中的燈光能夠穿透，即發(fā)自樓房最頂層的燈光可以無(wú)視樓板的阻隔直接照亮底層。

而且，在默認(rèn)情況下，3DS MAX中的燈光沒有顏色，但是卻也可以自行設(shè)置。如果想表現(xiàn)舞臺(tái)彩燈效果，調(diào)整燈光顏色即可實(shí)現(xiàn)。

另及，在默認(rèn)情況下，3DS MAX中的燈光沒有衰減，但在現(xiàn)實(shí)生活中卻是地理距離越遠(yuǎn)，光線就越暗，直到消失。為了更好地模擬現(xiàn)實(shí)，就需要設(shè)置燈光衰減屬性，并指定燈光的影響范圍。

2 3DS MAX場(chǎng)景中的布光方法

燈光的設(shè)置過(guò)程簡(jiǎn)稱為“布光”?，F(xiàn)對(duì)布光方法做如下分析論述。

2.1 區(qū)域照明法

區(qū)域照明法是攝影機(jī)在一個(gè)大的場(chǎng)景中移動(dòng)時(shí)常用的照明法。該法通過(guò)為攝影機(jī)的主要區(qū)域建立一個(gè)區(qū)域光照，而使整個(gè)場(chǎng)景獲得參差錯(cuò)落的光照。

2.2 強(qiáng)調(diào)照明法

強(qiáng)調(diào)照明采用精心布置、較為集中的光束照射某件物體、藝術(shù)品、盆景或某些建筑細(xì)部結(jié)構(gòu)，以取得預(yù)期藝術(shù)效果。如壁燈、吊燈等。

2.3 情景照明法

情景照明法利用燈光的不同參數(shù)組合構(gòu)造不同的效果，具體則包括顏色（冷暖色的應(yīng)用）。如果房間太狹長(zhǎng)，就可以使用冷暖色來(lái)進(jìn)行搭配，其中短墻可用暖色，而長(zhǎng)墻需用冷色，因?yàn)榕軌虍a(chǎn)生向內(nèi)移動(dòng)感。此外，也可以使用深淺色墻紙進(jìn)行搭配，但短墻顏色一定要比長(zhǎng)墻顏色深，本文建議墻紙圖案使用水平排列效果，這樣就會(huì)產(chǎn)生將墻面向兩邊推移的效果，進(jìn)而增加視覺空間。

2.4 攝影機(jī)照明法

攝影機(jī)照明就是只照亮攝影機(jī)鏡頭看到的物體，如此即可節(jié)省設(shè)置照明的時(shí)間。

2.5 三角照明法[1]

三角照明法[1]是最常用的布光方法，適用于小區(qū)域的照明，如果場(chǎng)景較大，就需將其分解成多個(gè)小區(qū)域布光。布光時(shí)，主體光、輔助光與背景光將共同參與，協(xié)調(diào)運(yùn)作。具體即如圖1所示。

圖1三角照明法位置示意圖

Fig.1 Schematic diagram oftriangularilluminationposition

由圖1可知，對(duì)主體光、輔助光和背景光的功能及實(shí)現(xiàn)分析則見于如下。

（1）主體光

主體光又稱為“關(guān)鍵光”，用來(lái)照亮場(chǎng)景中的主要對(duì)象及其周圍區(qū)域，是場(chǎng)景中照明的主要光源。主體光一般排布在對(duì)象的斜上方，當(dāng)然，也可以擺放在對(duì)象的其他位置。

（2）輔助光

輔助光又叫“補(bǔ)充光”，利用聚光燈照亮黑暗的角落。使場(chǎng)景達(dá)到景深和逼真的效果。輔助光放在主體光相對(duì)的位置，亮度設(shè)置為主體光的50%～80%，用來(lái)柔化陰影，以達(dá)到柔和照明的設(shè)計(jì)目的。

（3）背景光

背景光一般作為“邊緣光”，通過(guò)照亮對(duì)象的邊緣將主體對(duì)象與背景相分離。通常放在四分之三關(guān)鍵光的正對(duì)面。多是利用泛光燈，且亮度較小。

3 布光的次序及要求

布光的次序是：先安排主體光的角度與亮度。燈光與物體距離越遠(yuǎn)，所照亮的區(qū)域越大，若離物體越近，所照亮的區(qū)域也就越小；與物體的夾角越大，照射的表面則越亮，而與物體的夾角越小，照射的表面就越暗。如果燈光與平面距離很遠(yuǎn)且夾角呈直角照射時(shí)，則照明效果是很均勻的，類似于太陽(yáng)光與地面的關(guān)系。其次將確定輔助光的強(qiáng)度與角度，最后即分配背景光與裝飾光，以使布光具有層次性，并達(dá)到明暗分明的配圖效果。

布光次序確定后，即需給出相應(yīng)的布光要求[2]，具體可表述為：

（1）布光應(yīng)先主體后局部。先設(shè)定主體光的角度，再修改顏色、陰影等屬性，增強(qiáng)其真實(shí)感。如在做室內(nèi)效果圖時(shí)，要表現(xiàn)金碧輝煌的效果，就把主燈光顏色設(shè)置為淡淡的橘黃色，這樣即可達(dá)到材質(zhì)功能外的效果。

（2）布光要主次分明，不要均勻無(wú)差。照射時(shí)物體需要陰影的即設(shè)計(jì)陰影，需要亮的即點(diǎn)亮，不需要亮的則調(diào)暗。

（3）燈光布局要精細(xì)。不要隨意布光，燈光過(guò)多既會(huì)使場(chǎng)景照明雜亂無(wú)章，更會(huì)增加渲染速度，對(duì)可有可無(wú)的燈光，即必須刪除。另外，還要注意材質(zhì)、貼圖的使用。如想表現(xiàn)晚上室內(nèi)的燈光效果，就請(qǐng)使用自發(fā)光材質(zhì)貼圖。

（4）布局時(shí)，要注意燈光“包含”和“排除”功能的使用，確定是否照亮某些對(duì)象，以此而優(yōu)化渲染速度。如做室內(nèi)效果圖時(shí)，意圖只想照亮房頂?shù)脑?，就可以使用“包含”功能，以避免重?fù)照射房頂過(guò)亮的現(xiàn)象。

4 3DS MAX燈光特殊照明效果

燈光是3DS MAX的一種內(nèi)置對(duì)象，但其模擬的卻不是光源本身，而只是光照效果。因而在3DS MAX中，若考慮到渲染速度，有些發(fā)光效果就勿需利用燈光予以制作，而可通過(guò)材質(zhì)或大氣環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)，并進(jìn)而將其完成。

4.1 制作頂燈照明效果

（1）場(chǎng)景創(chuàng)建。利用長(zhǎng)方體創(chuàng)建天花板，半球制作頂燈，并創(chuàng)建三個(gè)圓環(huán)作為燈座。通過(guò)材質(zhì)編輯器設(shè)置頂燈材質(zhì)，可將漫反射的顏色設(shè)為白色，且將環(huán)境色、高光色也選為白色，再設(shè)置自發(fā)光值為80，這樣使頂燈的視覺效果即已類同一個(gè)發(fā)光體。

（2）在頂視圖中新建泛光燈對(duì)象，并可在前視圖和左視圖中移動(dòng)燈光的高度來(lái)調(diào)節(jié)光池的大小。此外，還需創(chuàng)建一盞泛光燈，來(lái)照亮燈座，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整亮度與位置，且渲染透視圖即可。實(shí)際渲染效果則如圖2所示。

圖2頂燈照明效果

Fig.2 Lamp lighting effects

4.2 制作壁燈照明效果

（1）創(chuàng)建場(chǎng)景。利用長(zhǎng)方體創(chuàng)建房子主體對(duì)象，并創(chuàng)建吊頂、門、壁紙、畫框、地板，同時(shí)再賦予其相應(yīng)的材質(zhì)。

（2）在左視圖中創(chuàng)建一盞目標(biāo)聚光燈，排除地板對(duì)象，倍增為0.6，右側(cè)顏色為242、253、255，聚光區(qū)/光束為30，衰減區(qū)/區(qū)域?yàn)?6，并在頂視圖中沿Y軸復(fù)制兩個(gè)目標(biāo)聚光燈，調(diào)整位置，渲染后視場(chǎng)即如圖3所示。

圖3壁燈照明效果

Fig.3 Wall lamp lighting effects

4.3制作射入室內(nèi)光線效果

（1）創(chuàng)建場(chǎng)景。利用長(zhǎng)方體創(chuàng)建墻壁、地板、天花板，使用布爾運(yùn)算構(gòu)造窗框，再創(chuàng)建半徑很小的圓柱體作為防盜窗，而且也賦予相應(yīng)的材質(zhì)。

（2）在室內(nèi)創(chuàng)建一盞泛光燈模擬漫反射照明效果，亮度設(shè)為0.6，使室內(nèi)物體依稀可見，窗外景色則可使用背景貼圖進(jìn)行模擬。而后于室外再創(chuàng)建一盞目標(biāo)聚光燈，目標(biāo)點(diǎn)是地板、并設(shè)置聚光區(qū)/光束為20，而衰減區(qū)/區(qū)域?yàn)?0，且呈現(xiàn)為矩形照射區(qū)域。其后，適當(dāng)調(diào)整目標(biāo)聚光燈位置。使其照射區(qū)域與窗戶大小相匹配。

（3）選擇渲染環(huán)境菜單，添加體積光特效，并使用拾取燈光按鈕拾取視圖中的目標(biāo)聚光燈，進(jìn)而設(shè)置體積光的密度為0.3，再關(guān)閉窗口。在視圖中選取目標(biāo)聚光燈右擊，在快捷菜單中選擇使用投影陰影進(jìn)行渲染，就能看到射入室內(nèi)光線出現(xiàn)塵埃的效果，渲染后的技術(shù)實(shí)現(xiàn)可如圖4所示。

圖4射入室內(nèi)光線效果

Fig.4 Into the indoor light effect

5 結(jié)束語(yǔ)

3DS MAX主要面向動(dòng)畫制作，且只能渲染照片級(jí)靜態(tài)圖像，而LIGHTSCAPE中的燈光運(yùn)算速度卻很慢，渲染一張圖片將需要很長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)然，也可以使用燈光渲染插件，如MENTALPAY，但是運(yùn)算速度也未臻理想。3DS MAX場(chǎng)景中的布光雖然繁多而復(fù)雜，但只要多注意觀察、多探索、多實(shí)踐，就可以創(chuàng)造出更真實(shí)、且高級(jí)的MAX場(chǎng)景了。

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