建筑效果圖中材質(zhì)與燈光的關(guān)系

【摘要】燈光和材質(zhì)的合理運(yùn)用是3DSMAX中再現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的關(guān)鍵，而了解3ds max燈光和材質(zhì)的關(guān)系是我們制作高質(zhì)量建筑效果圖的基礎(chǔ)。本文主要從建筑效果圖制作的角度闡述了材質(zhì)與燈光之間的密切關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】建筑效果圖；3DSMAX；材質(zhì)；燈光

在真實(shí)世界中，材質(zhì)可以看成是表面可視屬性的集合，這些可視屬性包括質(zhì)感、色彩、紋理、光滑度、透明度、反射率等。材質(zhì)的這些屬性與燈光的關(guān)系極為密切，離開(kāi)光，材質(zhì)的屬性則無(wú)法體現(xiàn)。建筑效果圖的制作就是使用3DMAX建立三維虛擬場(chǎng)景，再通過(guò)材質(zhì)和燈光來(lái)再現(xiàn)真實(shí)世界的過(guò)程，它屬于虛擬現(xiàn)實(shí)的范疇。效果圖制作人員要在虛擬的環(huán)境中里再現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景，不僅要了解材質(zhì)的物理屬性，還應(yīng)了解它的受光特征，熟悉不同光照環(huán)境中材質(zhì)的變化規(guī)律。

1、材質(zhì)與光線強(qiáng)度的關(guān)系

材質(zhì)的表現(xiàn)對(duì)燈光強(qiáng)度的變化極為敏感。金屬、布料等不同材質(zhì)類(lèi)型，在相同強(qiáng)度的光照下，所表現(xiàn)的光感是不同的。例如，在3DSMAX中場(chǎng)景中，聚光燈燈光強(qiáng)度的倍增值設(shè)置為1.0時(shí)，照射到表面光滑的金屬材質(zhì)時(shí)，金屬表面會(huì)出現(xiàn)明顯的高光所產(chǎn)生的光斑，而相同的光照強(qiáng)度下，聚光燈照射到表面粗糙不平的布料時(shí)，布料的表面則沒(méi)有出現(xiàn)所謂的光斑。同一種材質(zhì)，在不同的光線強(qiáng)度的照射下，所表現(xiàn)的光感也不同。例如，使用倍增值為2的泛光燈照射表面粗糙的水泥墻面材質(zhì)時(shí)，粗糙的墻面也會(huì)出現(xiàn)較亮的光斑。而用倍增值為0.5時(shí)的泛光燈照射時(shí)，墻面則顯得較暗，并沒(méi)有出現(xiàn)光斑。

建筑效果圖中，一般使用三點(diǎn)布光，場(chǎng)景中有主光源、輔助光源、背景光源。這使建筑場(chǎng)景中存在多種不同強(qiáng)度、不同功能的光源，也存在著多種不同類(lèi)型的材質(zhì)。這種情況下，設(shè)置主光源、輔助光源的燈光強(qiáng)度時(shí)應(yīng)充分考慮到場(chǎng)景中材質(zhì)的屬性。例如，廚房或浴室的場(chǎng)景中有很多不銹鋼、玻璃、瓷器等材質(zhì)，是屬于高反射水平的室內(nèi)場(chǎng)景，在燈光強(qiáng)度設(shè)置上，我們應(yīng)選擇較低的主光與輔光強(qiáng)度比，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中這種場(chǎng)景產(chǎn)生的反射光數(shù)量較多，因此要使用較低的主光與輔光強(qiáng)度比，這樣才能較好的表現(xiàn)出場(chǎng)景中高反射材質(zhì)的質(zhì)感。

2、材質(zhì)與光線角度的關(guān)系

在室內(nèi)效果圖制作中，虛擬燈光發(fā)出的光線與墻面的入射角度較大時(shí)，墻面的材質(zhì)較亮；光線角度與地面入射角度較大時(shí)，地面的材質(zhì)則較亮。物體表面與光源的入射角度影響照射到物體表面的光線強(qiáng)度，入射角度越大，材質(zhì)表面越亮；入射角越小，物體表面受到的光照強(qiáng)度越小，材質(zhì)表面也越暗，當(dāng)入射角為90度時(shí)，材質(zhì)表面接受光線全部強(qiáng)度的照射，光線強(qiáng)度值是燈光倍增值乘以表面值而得到的，此時(shí)光線是最強(qiáng)的。光線入射角度對(duì)材質(zhì)的高光也影響較大，實(shí)際上任何材質(zhì)在不同角度、不同強(qiáng)度光照射下，都會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)弱不同的高光。一般情況下，材質(zhì)的高光往往出現(xiàn)在視點(diǎn)與入射角度相同的位置。當(dāng)光線的入射角與材質(zhì)表面的角度不垂直時(shí)，材質(zhì)表面出現(xiàn)較弱的高光，且兩者夾角越小，光線越弱。

3、材質(zhì)與光線衰減的關(guān)系

在真實(shí)的環(huán)境中，照射到物體表面的光線強(qiáng)度會(huì)受到空氣、灰塵等介質(zhì)的影響，因此光線強(qiáng)度會(huì)隨著照射距離的增加而減弱，也會(huì)隨著照射范圍的增大而產(chǎn)生徑向上的衰減?？拷庠吹牟馁|(zhì)得到了充分的照明，色彩鮮亮，遠(yuǎn)離光源的材質(zhì)由于光線照射強(qiáng)度的減弱，色澤灰暗，這種現(xiàn)象我們稱為燈光的衰減。在3DSMAX光照系統(tǒng)中，光線的衰減開(kāi)關(guān)默認(rèn)是關(guān)閉的，它并不受距離的影響，而在建筑效果圖的燈光實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)景的照明情況來(lái)設(shè)置燈光衰減范圍。3DSMAX中燈光衰減有近處衰減、遠(yuǎn)處衰減和徑向衰減三種類(lèi)型。在效果圖制作中我們主要使用是遠(yuǎn)處衰減和徑向衰減來(lái)表現(xiàn)場(chǎng)景的層次感和景深效果，

在室內(nèi)效果圖表現(xiàn)中，筒燈的照明能完全體現(xiàn)材質(zhì)與燈光的衰減關(guān)系。筒燈在室內(nèi)照明系統(tǒng)中屬于輔助性區(qū)域光源，在照明范圍內(nèi)可以產(chǎn)生明顯的衰減效果，我們可以通過(guò)使用合適的光域網(wǎng)文件來(lái)模擬筒燈的衰減效果，而在室外效果圖制作中，制作人員利用燈光的衰減效果來(lái)模擬材質(zhì)的明暗過(guò)渡或使用大范圍的衰減來(lái)模擬場(chǎng)景的景深效果。

4、材質(zhì)過(guò)渡色、陰影色與光線的關(guān)系

在3DSMAX中的標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)主要是是通過(guò)過(guò)渡色、環(huán)境色、高光色、過(guò)濾色來(lái)模擬材質(zhì)。過(guò)渡色稱為漫反射色，漫反射色實(shí)際上就是材質(zhì)的固有色，當(dāng)光線照射到材質(zhì)表面時(shí)會(huì)沿著不同的方向反射出去，因此也稱為漫反射。而環(huán)境色是指光線照射不到的材質(zhì)表面即處于陰影處的材質(zhì)表面顏色，它只受到環(huán)境光的影響。高光色是物體高光區(qū)域的顏色。過(guò)濾色則是光線穿過(guò)物體所傳播的顏色

在3DSMAX中，當(dāng)燈光照射到材質(zhì)表面時(shí)，光線和材質(zhì)表面垂直的區(qū)域形成高光色，在光線照射不到的地方形成陰影色，而其它區(qū)域就是過(guò)渡色。過(guò)渡色、陰影色都在不同程度的影響了材質(zhì)固有的紋理色彩，也是區(qū)分材質(zhì)表面紋理色彩的主要依據(jù)，因此，在效果圖中設(shè)置燈光時(shí)，要特別關(guān)注材質(zhì)自身的色彩紋理，通過(guò)燈光的合理設(shè)置，恰當(dāng)?shù)奶幚聿馁|(zhì)的過(guò)渡色和陰影色，這樣才能有效的加強(qiáng)材質(zhì)在視覺(jué)效果上的真實(shí)感。

5、材質(zhì)與光線顏色的關(guān)系

在真實(shí)場(chǎng)景中，多種不同顏色的光線交叉后，會(huì)呈現(xiàn)出完全不同的顏色效果。在3DSMAX系統(tǒng)中，光線的色彩特性也是如此，當(dāng)材質(zhì)受到不同的顏色光照時(shí)，材質(zhì)表面原有的顏色會(huì)發(fā)生很大變化，原有的材質(zhì)顏色會(huì)根據(jù)光源的顏色而發(fā)生相應(yīng)的變化，而且很多情況下不是簡(jiǎn)單的反射或透射某一單色光，而是形成一種復(fù)合色光。這些原理我們可以應(yīng)用到建筑效果圖的燈光設(shè)置中，利用各種燈光所發(fā)出的不同色彩的光線與場(chǎng)景中的材質(zhì)的相互作用，營(yíng)造不同的色彩氛圍和視覺(jué)效果。另外，在光、色關(guān)系中，物體材質(zhì)所呈現(xiàn)的顏色與受光量，也就是強(qiáng)度，也有著密切關(guān)系的，強(qiáng)度越高，顏色的飽和度也越高、顏色也越鮮艷；反之，強(qiáng)度越低，顏色就越暗淡，燈光照射到物體表面的強(qiáng)度決定了材質(zhì)顏色顯示的強(qiáng)度。

6、結(jié)語(yǔ)

建筑效果圖的制作是建立在對(duì)3DSMAX材質(zhì)與燈光之間關(guān)系的深刻理解上，即使現(xiàn)在V-Ray渲染器的廣泛使用，也只是用V-Ray材質(zhì)與V-Ray燈光來(lái)更準(zhǔn)確的表現(xiàn)材質(zhì)與燈光之間的密切關(guān)系；在建筑效果圖中，材質(zhì)與燈光之間關(guān)系的本質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生任何變化。

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