《三维动画设计》课程教学课件（PPT讲稿）第十二章 灯光

灯光 文学艺术学院

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创建贴图材质 本章介绍3 ds max2010中的照明知识，通过本章的学 习，能够掌握基本的照明原理，并能够完成如下工作： ● 理解灯光类型的不同 ● 理解各种灯光参数 创建和使用灯光 高级灯光的应用

创建贴图材质 本章介绍3ds max 2010中的照明知识，通过本章的学 习，能够掌握基本的照明原理，并能够完成如下工作： ⚫ 理解灯光类型的不同 ⚫ 理解各种灯光参数 ⚫ 创建和使用灯光 ⚫ 高级灯光的应用

灯光的特性 ●标准灯光(Standard Lights) 标准灯光是基于计算机的模拟灯光对象，例如家用或办公室灯、舞台和 电影工作时使用的灯光设备和太阳光本身.不同种类的灯光对象可用不同 的方法投射灯光，模拟不同种类的光源。 ●聚光灯 聚光灯是最为常用的灯光类型，它的光线来自一点，沿着锥形延伸。 光锥有两个设置参数，它们是聚光区(Hotspot)和衰减区 (Falloff)。聚光区(Hotspot)决定光锥中心区域最亮的地方，衰 减区（Falloff)决定从亮衰减到黑的区域。 聚光灯光锥的角度决定场景中的照明区域。较大的锥角产生较大的照 明区域。通常用来照亮整个场景；较小的锥角照亮较小的区域，可以 产生戏剧性的效果

⚫标准灯光（Standard Lights） 标准灯光是基于计算机的模拟灯光对象，例如家用或办公室灯、舞台和 电影工作时使用的灯光设备和太阳光本身.不同种类的灯光对象可用不同 的方法投射灯光，模拟不同种类的光源。 ⚫ 聚光灯 聚光灯是最为常用的灯光类型，它的光线来自一点，沿着锥形延伸。 光锥有两个设置参数，它们是聚光区（Hotspot）和衰减区 （Falloff）。聚光区（Hotspot）决定光锥中心区域最亮的地方，衰 减区（Falloff）决定从亮衰减到黑的区域。 聚光灯光锥的角度决定场景中的照明区域。较大的锥角产生较大的照 明区域。通常用来照亮整个场景；较小的锥角照亮较小的区域，可以 产生戏剧性的效果。 灯光的特性

灯光的特性 ●平行光 有向光源在许多方面不同于聚光灯和泛光灯，其投射的光线是平行的， 因此阴影没有变形。有向光源没有光推，因此常用来模拟太阳光。 ●泛光灯 泛光灯是一个点光源，它向全方位发射光线。通过在场景中单击就可以 创建泛光灯，泛光灯常用来模拟室内灯光效果，例如吊灯。 ●天光(Skylight) 天光用来模拟日光效果。可以通过设置天空的颜色或为其指定贴图，来 建立天空的模型。 ●区域光(Area Light) 区域灯光是专门为mental ray的渲染器设计的，支持全局光照、聚光等 功能。这种灯光不是从点光源发光，而是从光源周围的一个较宽阔区域 发光，并生成边缘柔和的阴影。区域光的渲染时间比点光源的渲染时间 要长

⚫平行光 有向光源在许多方面不同于聚光灯和泛光灯，其投射的光线是平行的， 因此阴影没有变形。有向光源没有光锥，因此常用来模拟太阳光。 ⚫泛光灯 泛光灯是一个点光源，它向全方位发射光线。通过在场景中单击就可以 创建泛光灯，泛光灯常用来模拟室内灯光效果，例如吊灯。 ⚫天光（Skylight） 天光用来模拟日光效果。可以通过设置天空的颜色或为其指定贴图，来 建立天空的模型。 ⚫区域光（Area Light） 区域灯光是专门为mental ray的渲染器设计的，支持全局光照、聚光等 功能。这种灯光不是从点光源发光，而是从光源周围的一个较宽阔区域 发光，并生成边缘柔和的阴影。区域光的渲染时间比点光源的渲染时间 要长。 灯光的特性

灯光的特性 ●自由灯光 与泛光灯类似，通过简单的单击就可以将自由灯光放置在场景中，不需 要指定灯光的目标点。当创建自由灯光时，它面向所在的视口。一旦创 建后就可以将它移动到任何地方。这种灯光常用来模拟吊灯和汽车车灯 的效果，也适用于作为动画灯光，例如，模拟运动汽车的车灯。 ·目标灯光 目标灯光的创建方式与自由灯光不同。必须首先指定灯光的初始位置， 然后再指定灯光的目标点。目标灯光非常适用于模拟舞台灯光，可以方 便地指明照射位置。创建一个目标灯光就创建两个对象：光源和目标点。 两个对象可以分别运动，但是光源总是照向目标点

⚫自由灯光 与泛光灯类似，通过简单的单击就可以将自由灯光放置在场景中，不需 要指定灯光的目标点。当创建自由灯光时，它面向所在的视口。一旦创 建后就可以将它移动到任何地方。这种灯光常用来模拟吊灯和汽车车灯 的效果，也适用于作为动画灯光，例如，模拟运动汽车的车灯。 ⚫目标灯光 目标灯光的创建方式与自由灯光不同。必须首先指定灯光的初始位置， 然后再指定灯光的目标点。目标灯光非常适用于模拟舞台灯光，可以方 便地指明照射位置。创建一个目标灯光就创建两个对象：光源和目标点。 两个对象可以分别运动，但是光源总是照向目标点。 灯光的特性

灯光的特性 oj 用于生成阴影的灯光图形 如果所选分布影响灯光在场景中的扩散方式时，灯光图形会影响对 象投影阴影的方 置需单独进行选择。通常，较大区域的投影阴 影袋柔粉。所提供的六冬远竿： ● 点 对象投影阴影时，如同几何点（如裸灯泡）在发射灯光一样。 ● 线形 对象投影阴影时，如同线形（如荧光灯）在发射灯光一样。 。矩形 对象投影阴影时，如同矩形区域（如天光）在发射灯光一样。 。圆形 对象投影阴影时，如同圆形（如圆形舷窗）在发射灯光一样。 。球体 对象投影阴影时，如同球体（如球形照明器材）在发射灯光一样。 。圆柱体 对象投影阴影时，如同圆柱体（如管形照明器材)在发射灯光一样

⚫ 用于生成阴影的灯光图形 如果所选分布影响灯光在场景中的扩散方式时，灯光图形会影响对 象投影阴影的方式。此设置需单独进行选择。通常，较大区域的投影阴 影较柔和。所提供的六个选项如下： ⚫ 点 对象投影阴影时，如同几何点（如裸灯泡）在发射灯光一样。 ⚫ 线形 对象投影阴影时，如同线形（如荧光灯）在发射灯光一样。 ⚫ 矩形 对象投影阴影时，如同矩形区域（如天光）在发射灯光一样。 ⚫ 圆形 对象投影阴影时，如同圆形（如圆形舷窗）在发射灯光一样。 ⚫ 球体 对象投影阴影时，如同球体（如球形照明器材）在发射灯光一样。 ⚫ 圆柱体 对象投影阴影时，如同圆柱体（如管形照明器材）在发射灯光一样。 灯光的特性

布光的基本知识 布光的基本原则 一般情况下可以从布置三个灯光开始，这三个灯光是主光(Ky)、 辅光(Fi)和背光(Back)。为了方便设置，最好都采用聚光灯。 尽管三点布光是很好的照明方法，但是有时还需要使用其它的方法来 照明对象。一种方法是给背景增加一个Wall Wash:光，给场景中的对 象增加一个Eye光。 ●主光 辅光 ●背光 ● Vall Wash光 Eye光

⚫ 布光的基本原则 一般情况下可以从布置三个灯光开始，这三个灯光是主光（Key）、 辅光（Fill）和背光（Back）。为了方便设置，最好都采用聚光灯。 尽管三点布光是很好的照明方法，但是有时还需要使用其它的方法来 照明对象。一种方法是给背景增加一个Wall Wash光，给场景中的对 象增加一个Eye光。 ⚫ 主光 ⚫ 辅光 ⚫ 背光 ⚫ Wall Wash光 ⚫ Eye光 布光的基本知识

布光的基本知识 。室外照明 室外照明的灯光布置与室内的完全不同，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。 要使用Standardy灯光照明室外场景，一般都使用有向光源，并根据 一天的时间来设置光源的颜色。此外，尽管可以使用Shadow Mapped 类型的阴影得到好的结果，但是要得到真实的太阳阴影，需要使用 Raytraced Shadows.。这将会增加渲染时间，但是它是值得的。最好将 有向光的Overshooti选项打开，以便灯光能够照亮整个场景，且只在 Falloff区域中产生阴影。 除了有向光源之外，还可以增加一个泛光灯来模拟散射光，这个泛 光灯将不产生阴影和影响表面的高光区域

⚫ 室外照明 室外照明的灯光布置与室内的完全不同，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。 要使用Standard灯光照明室外场景，一般都使用有向光源，并根据 一天的时间来设置光源的颜色。此外，尽管可以使用Shadow Mapped 类型的阴影得到好的结果，但是要得到真实的太阳阴影，需要使用 Raytraced Shadows。这将会增加渲染时间，但是它是值得的。最好将 有向光的Overshoot选项打开，以便灯光能够照亮整个场景，且只在 Falloff区域中产生阴影。 除了有向光源之外，还可以增加一个泛光灯来模拟散射光，这个泛 光灯将不产生阴影和影响表面的高光区域。 布光的基本知识

灯光的参数 ●共有参数 “名称和颜色”卷展栏 “常规参数”卷展栏 “阴影参数”卷展栏 “高级效果”卷展栏 。标准灯光的特有参数 强度/颜色/衰减卷展栏 对应于高级光线追踪选项的高级光线跟踪参数卷展栏 对应于区域阴影选项的区域阴影卷展栏 对应于mental rayl阴影贴图选项的mental rayl阴影贴图卷展栏 对应于光线追踪阴影贴图选项的光线追踪阴影参数卷展栏 对应于阴影贴图选项的阴影贴图参数卷展栏

⚫ 共有参数 “名称和颜色”卷展栏 “常规参数”卷展栏 “阴影参数”卷展栏 “高级效果”卷展栏 ⚫ 标准灯光的特有参数 强度/颜色/衰减卷展栏 对应于高级光线追踪选项的高级光线跟踪参数卷展栏 对应于区域阴影选项的区域阴影卷展栏 对应于mental ray阴影贴图选项的mental ray阴影贴图卷展栏 对应于光线追踪阴影贴图选项的光线追踪阴影参数卷展栏 对应于阴影贴图选项的阴影贴图参数卷展栏 灯光的参数

灯光的应用练习 ·为下面的场景创建灯光，实现以下效果： 光柱的实现 光透效果的实现 灯光的动画以及雾的效果 阴影的实现

⚫ 为下面的场景创建灯光，实现以下效果： 光柱的实现 光透效果的实现 灯光的动画以及雾的效果 阴影的实现 灯光的应用练习