11.2 室内外场景的灯光使用

 

11.2  室内外场景的灯光使用

除了前面所学的三点光照以外，还有许多更高级的场景照明方式，如光线追踪照明、光能传递及光能传递的自发光照明方式等。接下来，我们就来学习这些更高一级的照明方式。

11.2.1  光线追踪照明

光线追踪不仅包括了标准灯光具备的全部特性，还可以创建真实的反射和折射效果，并且同样支持雾、颜色浓度、半透明、荧光等其他特殊效果。使用光线追踪之后，场景的渲染速度会变慢，不过它提供了优化渲染的方案，可以特殊地指定场景中的哪些物体进行光线追踪计算。

本实例中，将向大家介绍室外布光的基本原则及其创建方法。室外照明的灯光布置需要考虑时间、天气情况和所处的位置等诸多因素。如果要模拟太阳的光线就必须使用有向光源，这是因为地球离太阳非常远，只占据了太阳照明区域的一小部分，太阳光在地球上产生的所有阴影都是平行的。

场景物体除了需要通过灯光体现它的材质等，还需要通过阴影来反映场景的真实感，所以，阴影类型也是需要认真学习的。场景中的阴影可以描述很多重要的信息，同时，阴影又是通过灯光来表现的。如果场景中只有一盏灯，那么将会产生非常清晰的阴影；如果场景中有很多盏灯光，那么将产生柔和的阴影效果。

1．创建主光源

（1）选择菜单栏中“文件”→“打开”命令，弹出“打开文件”对话框，找到资料文件夹中的“Light Tracer.max”场景文件，选择该文件，这时在文件类型中显示为“3ds max（*.max *.chr）”，单击“打开”按钮。这样在3ds max的操作界面中就可以看到相应的场景文件。打开的场景文件如图11-17所示。

图11-17  室外场景

（2）用鼠标右键激活“前视图”。

（3）在创建命令面板中，单击灯光面板中的按钮，在视图中创建一盏平行光。

（4）打开工具栏中“选择过滤器”的下拉列表，选择“L-灯光”。

（5）单击工具栏中的“选择并移动”工具。利用四个视图的互动性，调整灯光及灯光目标点的位置。

（6）对着工具栏中的“选择并移动”按钮单击鼠标右键，弹出“移动变换输入”对话框，相应的参数如图11-18所示。使用相同的方法先选取灯光目标点查看相应的参数。

图11-18  设置目标平行光的位置

（7）在修改命令面板中，打开“强度/颜色/衰减”卷展栏，单击卷展栏中的色块，弹出“颜色选择器：灯光颜色”对话框，调整灯光的颜色，如图11-19所示。调整完颜色后单击“关闭”按钮关闭对话框。

图11-19  修改灯光颜色为暖色调

（8）打开“常规参数”卷展栏，选择“阴影”选项组中的“启用”使用阴影选项。其他参数如图11-20所示。

图11-20  修改目标平行光的相关参数设置

2．创建天光

（1）在创建命令面板中，单击灯光面板中的按钮，在视图中创建一盏天空光。

（2）在修改命令面板中，打开“常规参数”卷展栏，选择“阴影”选项组中的“启用”使用阴影选项，在它的下拉列表中选择“光线跟踪阴影”。

（3）打开“天光参数”卷展栏，单击卷展栏中的色块，弹出“颜色选择器：灯光颜色”对话框，调整灯光颜色，调整完颜色单击“关闭”按钮关闭对话框。其他参数如图11-21所示。

图11-21  设置天光的基本参数

（4）先单击菜单栏中Rendering→“高级光照”→“光跟踪器”命令。弹出“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框，如图11-22所示。

图11-22  光跟踪器的参数面板

（5）在“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框中，打开“参数”卷展栏，设置卷展栏中的参数，如图11-23所示。

图11-23  设置光跟踪器的常规参数

（6）单击工具栏中的“快速渲染”按钮，渲染场景的最终效果。

场景的最终效果如图11-24所示。

图11-24  场景最终的照明效果

11.2.2  使用光能传递渲染室内场景

不同于光线追踪技术的方式，光能传递的工作原理是，先将物体的原表面细分为细小的网格表面，然后从一个网格元素到另一个网格元素计算光的分布数量，并将最终的光能传递记录在每个网格元素中，不断反复，直到两次迭代间的场景照明差异低于指定的质量级别。

光能传递的优势在于处理漫射到漫射的相互反射效果。其缺点是很容易使图像的细节丢失，尤其是一些拐角和接缝处，并且使整个画面变得很平很灰。

相对于其他的布光方式来说，光能传递比较适合表现室内及半室内半室外的建筑效果，用于建筑效果图和建筑动画都可以适用。但是，不管学习哪行业的相关知识，都需要细心与耐心，而布光的好坏是需要长期的知识和经验的积累。

（1）选择菜单栏中“自定义”→“单位设置”命令，弹出“单位设置”对话框，如图11-25所示。

图11-25  “单位设置”对话框

（2）在“单位设置”对话框中，选中“显示单位设置”选项组中的“公制”选项，同时，在它的下拉列表中选择“毫米”。

（3）单击“单位设置”对话框中的“系统单位设置”按钮，弹出“系统单位设置”设置对话框，参数设置如图11-26所示。

图11-26  设置单位参数

（4）选择菜单栏中“文件”→“打开”命令，弹出“打开文件”对话框，找到资料文件夹中的“走廊.max”场景文件，选择该文件，这时在文件类型中显示为“3ds max（*.max *.chr）”，单击“打开”按钮。这样在3ds max的操作界面中就可以看到相应的场景文件。打开的场景文件如图11-27所示。

（5）鼠标右键激活“左视图”。

（6）在创建命令面板的灯光面板中，选择下拉式列表的“光度学灯光”，单击按钮，在视图中根据场景内灯的所在位置创建一盏灯光。

图11-27  当前的场景文件

（7）鼠标右键激活“顶视图”。

（8）打开工具栏中“选择过滤器”的下拉式菜单，选择“L-灯光”。将灯光放置到合适的位置，如图11-28所示。

图11-28  创建目标点光源

（9）在修改命令面板中“强度/颜色/分布”卷展栏中，在“分布”的下拉列表中，选择“Web”，然后打开“Web参数”卷展栏，单击“Web文件”右侧的按钮，弹出“打开光域网”对话框，找到“射灯好的.IES”文件，选择该文件，单击“打开”按钮，如图11-29所示。

图11-29  “打开光域网”对话框

图11-30  设置灯光参数

（10）打开“常规参数”卷展栏，选择“阴影”选项组中的“启用”使用阴影选项。

（11）选中“颜色”选项组中的“开尔文”，并设置其参数为8721.41。同样选中“强度”选项组中的“cd”，设置其下面的参数为1800，如图11-30所示。

（12）鼠标右键激活“顶视图”。单击界面右下角视图控制区中的“最小/最大显示”按钮，将“顶视图”最大化。

（13）单击工具栏中的“选择并移动”工具，按住键盘上的Shift键，按照场景中灯的所在位置复制灯光。同时，弹出“克隆选项”对话框，选中“实例”项，单击“确定”按钮关闭对话框。复制好的场景如图11-31所示。

图11-31  复制灯光

（14）先单击菜单栏中“渲染”→“高级光照”→“光能传递”命令。弹出“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框。参数设置如图11-32所示。

图11-32  设置光能传递参数

（15）在“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框中，单击“光能传递处理参数”卷展栏中的“开始”按钮。

（16）当加工光能传递的进度达到100%时，场景中的物体会自动更新，如图11-33所示。关闭“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框。

图11-33  场景更新

（17）单击菜单栏中“渲染”→“环境”命令，弹出“环境和效果”对话框。

（18）在“环境和效果”对话框的“曝光控制”卷展栏中，选择下拉列表里的“对数曝光控制”，如图11-34所示。关闭“环境和效果”对话框。

图11-34  设置参数

（19）单击工具栏中的“快速渲染”按钮，渲染场景的最终效果。场景的最终效果如图11-35所示。

图11-35  场景最终的照明效果

11.2.3  光能传递中的自发光效果

光能传递中的自发光主要是通过材质来体现这种特殊效果的。所以，在学习3ds max的时候，一定要将相关知识结合起来，作为一个整体来学习，其中所包含的从建模到渲染的知识是相辅相成的，互动性很大。

（1）选择菜单栏中“文件”→“打开”命令，弹出“打开文件”对话框，找到资料文件夹中的“Radiosity_自发光.max”场景文件，选择该文件，这时在文件类型中显示为“3ds max（*.max *.chr）”，单击“打开”按钮。这样在3ds max的操作界面中就可以看到相应的场景文件。打开的场景文件如图11-36所示。

图11-36  当前的场景文件

（2）单击菜单栏中“渲染”→“高级光照”→“光能传递”命令。弹出“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框。参数设置如图11-37所示。

图11-37  设置参数

（3）在“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框中，单击“光能传递处理参数”卷展栏中的“开始”按钮。

（4）当加工光能传递的进度达到100%时，场景中的物体会自动更新，如图11-38所示。关闭“渲染场景：默认扫描线渲染器”对话框。

图11-38  场景最终的照明效果

（5）单击工具栏中的“快速渲染”按钮，渲染场景。

场景的最终效果如图11-39所示。

图11-39  场景最终的照明效果