秦志新　郭樹杰

摘 要： 燈光是3DS MAX中一種特殊的對象，模擬的是光照效果，為了使創(chuàng)建的效果圖更貼近現(xiàn)實，我們需要在場景中創(chuàng)建燈光對象，并對它們的顏色、強度等屬性進(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：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：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場景效果實施構(gòu)建的精粹所在。在3DS MAX場景中默認(rèn)的有兩盞燈光，一盞在場景的左上方，另一盞在場景的右下方位置，燈光對象并不可見，只有創(chuàng)建對象后才能顯示照明效果。在場景中如果創(chuàng)建了一個新的燈光對象，將會自動關(guān)閉所默認(rèn)的光源，而在渲染時則顯示新光源的照明效果；相反，在場景中如果刪除了所有新的燈光對象，那么就會自動打開所默認(rèn)的光源。

1 3DS MAX場景中的燈光類型

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。具體來說，目標(biāo)燈光既有發(fā)光點，又有目標(biāo)點；而自由燈光卻只有發(fā)光點，沒有目標(biāo)點；此外，泛光燈僅只是一個點光源；天光則可用來模擬日光效果；同時，區(qū)域燈就是一個區(qū)域內(nèi)發(fā)光，也會產(chǎn)生柔和邊緣的陰影，但卻將增加渲染時間。

其次，光度學(xué)燈光則可分為五種，相應(yīng)描述為：

（1）點光源分為目標(biāo)點光源和自由點光源。其中，目標(biāo)點光源可用來向一個目標(biāo)點投射光線，而自由點光源則沒有目標(biāo)點，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)線光源可用來向一個目標(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)面光源可用來向一個目標(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太陽光用來模擬室外強太陽光，既可單獨使用，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，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)舞臺彩燈效果，調(diào)整燈光顏色即可實現(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，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場景中的布光方法

燈光的設(shè)置過程簡稱為“布光”?，F(xiàn)對布光方法做如下分析論述。

2.1 區(qū)域照明法

區(qū)域照明法是攝影機在一個大的場景中移動時常用的照明法。該法通過為攝影機的主要區(qū)域建立一個區(qū)域光照，而使整個場景獲得參差錯落的光照。

2.2 強調(diào)照明法

強調(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，就可以使用冷暖色來進(jìn)行搭配，其中短墻可用暖色，而長墻需用冷色，因為暖色能夠產(chǎn)生向內(nèi)移動感。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墻顏色深，本文建議墻紙圖案使用水平排列效果，這樣就會產(chǎn)生將墻面向兩邊推移的效果，進(jìn)而增加視覺空間。

2.4 攝影機照明法

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

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，如果場景較大，就需將其分解成多個小區(qū)域布光。布光時，主體光、輔助光與背景光將共同參與，協(xié)調(diào)運作。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，對主體光、輔助光和背景光的功能及實現(xiàn)分析則見于如下。

（1）主體光

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

（2）輔助光

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

（3）背景光

背景光一般作為“邊緣光”，通過照亮對象的邊緣將主體對象與背景相分離。通常放在四分之三關(guān)鍵光的正對面。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?。慌c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，則照明效果是很均勻的，類似于太陽光與地面的關(guān)系。其次將確定輔助光的強度與角度，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，增強其真實感。如在做室內(nèi)效果圖時，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，不要均勻無差。照射時物體需要陰影的即設(shè)計陰影，需要亮的即點亮，不需要亮的則調(diào)暗。

（3）燈光布局要精細(xì)。不要隨意布光，燈光過多既會使場景照明雜亂無章，更會增加渲染速度，對可有可無的燈光，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，就請使用自發(fā)光材質(zhì)貼圖。

（4）布局時，要注意燈光“包含”和“排除”功能的使用，確定是否照亮某些對象，以此而優(yōu)化渲染速度。如做室內(nèi)效果圖時，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，而可通過材質(zhì)或大氣環(huán)境來設(shè)計，并進(jìn)而將其完成。

4.1 制作頂燈照明效果

（1）場景創(chuàng)建。利用長方體創(chuàng)建天花板，半球制作頂燈，并創(chuàng)建三個圓環(huán)作為燈座。通過材質(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發(fā)光體。

（2）在頂視圖中新建泛光燈對象，并可在前視圖和左視圖中移動燈光的高度來調(diào)節(jié)光池的大小。此外，還需創(chuàng)建一盞泛光燈，來照亮燈座，同時適當(dāng)調(diào)整亮度與位置，且渲染透視圖即可。實際渲染效果則如圖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)建場景。利用長方體創(chuàng)建房子主體對象，并創(chuàng)建吊頂、門、壁紙、畫框、地板，同時再賦予其相應(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)域為66，并在頂視圖中沿Y軸復(fù)制兩個目標(biāo)聚光燈，調(diào)整位置，渲染后視場即如圖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)建場景。利用長方體創(chuàng)建墻壁、地板、天花板，使用布爾運算構(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)點是地板、并設(shè)置聚光區(qū)/光束為20，而衰減區(qū)/區(qū)域為30，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

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

參考文獻(xiàn)：

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