3Dmax-三維設(shè)計(jì)第4單元-燈光與攝像機(jī)

23單元導(dǎo)讀單元導(dǎo)讀燈光是場(chǎng)景構(gòu)成的一個(gè)重要組成部分,在造型及材質(zhì)已經(jīng)確定的情況下,場(chǎng)景燈光的設(shè)置將直接影響到整體效果。燈光本身并不能被渲染,只能在視圖操作時(shí)看到,但它卻可以影響周?chē)矬w表面的光澤、色彩和亮度。攝影機(jī)是場(chǎng)景中必不可少的組成單位,最后完成的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像都要在攝影機(jī)視圖中表現(xiàn)。通過(guò)燈光可以讓場(chǎng)景產(chǎn)生恰到好處的色彩和明暗對(duì)比,通過(guò)攝影機(jī)則可以方便地觀察場(chǎng)景的角度和遠(yuǎn)近距離等,從而使三維作品更具有立體感和真實(shí)感。4單元要點(diǎn)單元要點(diǎn)燈光的基本設(shè)置與表現(xiàn)泛光燈、目標(biāo)聚光燈光暈設(shè)置、環(huán)境光源光能傳遞攝影機(jī)的基本設(shè)置與控制54.1燈光設(shè)置當(dāng)3dsMax場(chǎng)景中沒(méi)有燈光時(shí),使用默認(rèn)的照明著色或渲染場(chǎng)景。默認(rèn)照明包含兩個(gè)不可見(jiàn)的燈光:一個(gè)燈光位于場(chǎng)景的左上方,而另一個(gè)位于場(chǎng)景的右下方。64.1燈光設(shè)置3dsMax提供兩種類(lèi)型的燈光:標(biāo)準(zhǔn)和光度學(xué)。所有類(lèi)型在視口中顯示為燈光對(duì)象。它們共享相同的參數(shù),包括陰影生成器。將光度學(xué)燈光與光能傳遞解決方案結(jié)合起來(lái),可以生成物理精確的渲染或執(zhí)行照明分析。4.1.1燈光類(lèi)型74.1燈光設(shè)置1.標(biāo)準(zhǔn)燈光是基于計(jì)算機(jī)的對(duì)象,屬于模擬燈光,如家用或辦公室燈,舞臺(tái)和電影工作時(shí)使用的燈光設(shè)備,以及太陽(yáng)光本身。不同種類(lèi)的燈光對(duì)象可用不同的方式投射燈光,用于模擬真實(shí)世界不同種類(lèi)的光源。與光度學(xué)燈光不同,標(biāo)準(zhǔn)燈光不具有基于物理的強(qiáng)度值。2.以下是八種標(biāo)準(zhǔn)燈光對(duì)象類(lèi)型:目標(biāo)聚光燈、自由聚光燈(FreeSpot)、目標(biāo)平行光、自由平行光、泛光、天光、mr區(qū)域泛光燈(mrAreaOmni)、mr區(qū)域聚光燈(mrAreaSpot),4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光84.1燈光設(shè)置(1)目標(biāo)聚光燈:目標(biāo)聚光燈的形狀4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光94.1燈光設(shè)置(2)自由聚光燈:自由聚光燈的形狀4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光104.1燈光設(shè)置(3)目標(biāo)平行光:目標(biāo)平行光的形狀4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光114.1燈光設(shè)置(4)自由平行光:自由平行光的形狀4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光124.1燈光設(shè)置(5)泛光:泛光的形狀4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光134.1燈光設(shè)置(6)天光:“天光”建立日光的模型,意味著與光跟蹤器一起使用。4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光144.1燈光設(shè)置(7)mr區(qū)域泛光燈:①當(dāng)使用mentalray渲染器渲染場(chǎng)景時(shí),區(qū)域泛光燈從球體或圓柱體體積發(fā)射光線,而不是從點(diǎn)源發(fā)射光線。使用默認(rèn)的掃描線渲染器,區(qū)域泛光燈同其他標(biāo)準(zhǔn)的泛光燈一樣發(fā)射光線。②在3dsMax中,由MaxScript腳本創(chuàng)建和支持區(qū)域泛光燈,只有mentalray渲染器才可使用“區(qū)域光源參數(shù)”卷展欄上的參數(shù)。區(qū)域燈光的渲染時(shí)間比點(diǎn)光源的渲染時(shí)間要長(zhǎng)。要?jiǎng)?chuàng)建快速測(cè)試(或草圖)渲染,可以使用“渲染場(chǎng)景”對(duì)話(huà)框的“公用參數(shù)”卷展欄中的“區(qū)域/線光源視作點(diǎn)光源”切換,以便加快渲染速度。4.1.2標(biāo)準(zhǔn)燈光154.1燈光設(shè)置光度學(xué)燈光使用光度學(xué)(光能)值,通過(guò)這些值可以更精確地定義燈光,就像在真實(shí)世界一樣?？梢詣?chuàng)建具有各種分布和顏色特性的燈光,或?qū)胝彰髦圃焐烫峁┑奶囟ü舛葘W(xué)文件。光度學(xué)燈光使用平方反比衰減持續(xù)衰減,并依賴(lài)于實(shí)際使用單位的場(chǎng)景。在3dsMax2009之前,如果從陰影的燈光圖形來(lái)看,則存在多種類(lèi)型的光度學(xué)燈光,如:目標(biāo)點(diǎn)光源、自由點(diǎn)光源、目標(biāo)線光源、自由線光源、目標(biāo)面光源、自由面光源等。但是現(xiàn)在,光度學(xué)燈光僅有目標(biāo)燈光和自由燈光兩種類(lèi)型,并且無(wú)需根據(jù)燈光類(lèi)型來(lái)選擇陰影投射的圖形。4.1.3光度學(xué)燈光164.1燈光設(shè)置1.目標(biāo)燈光4.1.3光度學(xué)燈光174.1燈光設(shè)置2.自由燈光4.1.3光度學(xué)燈光184.1燈光設(shè)置3.mr天空門(mén)戶(hù)mr(mentalray)天空門(mén)戶(hù)對(duì)象提供了一種“聚集”內(nèi)部場(chǎng)景中的現(xiàn)有天空照明的有效方法,無(wú)需高度最終聚集或全局照明設(shè)置(這會(huì)使渲染時(shí)間過(guò)長(zhǎng))。實(shí)際上,門(mén)戶(hù)就是一個(gè)區(qū)域燈光,從環(huán)境中導(dǎo)出其亮度和顏色。為使mr天空門(mén)戶(hù)正確工作,場(chǎng)景必須包含天光組件。此組件可以是IES天光、mr天光,也可以是天光。4.1.3光度學(xué)燈光194.1燈光設(shè)置創(chuàng)建一個(gè)帶窗戶(hù)的簡(jiǎn)單場(chǎng)景,利用“目標(biāo)平行光”模擬透光光束,用“體積光”營(yíng)造塵埃效果,用“泛光燈”照亮環(huán)境,最終完成太陽(yáng)光束透射到室內(nèi)的光照效果。4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束204.1燈光設(shè)置1.從配套光盤(pán)中打開(kāi)范例場(chǎng)景3dsMax文件“閣樓-1”,如圖1-4-19所示。本場(chǎng)景非常簡(jiǎn)單,是一個(gè)閣樓的效果,墻壁與地板、天花板都可以用長(zhǎng)方體來(lái)做。用布爾運(yùn)算挖出窗戶(hù),再創(chuàng)建幾個(gè)長(zhǎng)方體作為簡(jiǎn)單護(hù)窗,為墻壁等賦予合適的材質(zhì)。如果要模擬窗外的景色,可以用背景貼圖去做。4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束214.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束224.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束3.對(duì)創(chuàng)建的目標(biāo)平行光,在其修改面板上“常規(guī)參數(shù)”卷展欄中進(jìn)行設(shè)置如圖1-4-21所示。4.打開(kāi)“強(qiáng)度/顏色/衰減”卷展欄,對(duì)“倍增”、“近距衰減”、“遠(yuǎn)距衰減”進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,如圖1-4-22所示。234.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束5.打開(kāi)“平行光參數(shù)”卷展欄,對(duì)目標(biāo)平行光的“光錐”進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,如圖1-4-23所示。6.打開(kāi)“陰影貼圖參數(shù)”卷展欄,對(duì)目標(biāo)平行光的陰影質(zhì)量進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,如圖1-4-24所示。244.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束254.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束264.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束9.通過(guò)渲染觀察,現(xiàn)在的室內(nèi)仍是一片漆黑,所以還要在室內(nèi)添加一盞輔助光,輔助光用泛光燈創(chuàng)建就可以。在頂視圖創(chuàng)建一盞泛光燈,泛光燈及其在場(chǎng)景中的位置如圖1-4-27所示。274.1燈光設(shè)置4.1.4設(shè)置太陽(yáng)光束10.在修改面板上打開(kāi)“強(qiáng)度/顏色/衰減”卷展欄,對(duì)“倍增”、“遠(yuǎn)距衰減”進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,如圖1-4-28所示。11.通過(guò)以上兩個(gè)燈光的設(shè)置和調(diào)整,就完成了模擬“太陽(yáng)光束”和“室內(nèi)光環(huán)境”的效果。再次渲染攝影機(jī)視圖,得到最終想要的效果,如圖1-4-29所示。284.2

攝影機(jī)設(shè)置一幅渲染出來(lái)的圖像其實(shí)就是一幅畫(huà)面。在模型定位之后,光源和材質(zhì)決定了畫(huà)面的色調(diào),而攝像機(jī)決定了畫(huà)面的構(gòu)圖。在確定攝像機(jī)的位置時(shí),總是考慮到大眾的視覺(jué)習(xí)慣,在大多數(shù)情況下視點(diǎn)不應(yīng)高于正常人的身高,也會(huì)根據(jù)室內(nèi)的空間結(jié)構(gòu),選擇是采用人蹲著的視點(diǎn)高度、坐著的視點(diǎn)高度或是站立時(shí)的視點(diǎn)高度,這樣渲染出來(lái)的圖像就會(huì)符合人的視覺(jué)習(xí)慣,看起來(lái)也會(huì)很舒服。在使用站立時(shí)的視點(diǎn)高度時(shí),目標(biāo)點(diǎn)一般都會(huì)在視點(diǎn)的同一高度,也就是平視。這樣墻體和柱子的垂直廓線才不會(huì)產(chǎn)生透視變形,給人穩(wěn)定的感覺(jué),這種穩(wěn)定感和舒適感就是靠攝像機(jī)營(yíng)造出來(lái)的。294.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.1攝影機(jī)的概念1.攝影機(jī)從特定的觀察點(diǎn)表現(xiàn)場(chǎng)景。攝影機(jī)對(duì)象模擬現(xiàn)實(shí)世界中的靜止圖像、運(yùn)動(dòng)圖片或視頻攝影機(jī)。2.使用攝影機(jī)視口可以調(diào)整攝影機(jī),就好像您正在通過(guò)鏡頭進(jìn)行觀看。攝影機(jī)視口對(duì)于編輯幾何體和設(shè)置渲染的場(chǎng)景非常有用。多個(gè)攝影機(jī)可以提供相同場(chǎng)景的不同視圖。3.如果要設(shè)置觀察點(diǎn)的動(dòng)畫(huà),可以創(chuàng)建一個(gè)攝影機(jī)并設(shè)置其位置的動(dòng)畫(huà),例如,飛過(guò)一個(gè)地形或走過(guò)一個(gè)建筑物?？梢栽O(shè)置其他攝影機(jī)參數(shù)的動(dòng)畫(huà),例如,可以設(shè)置攝影機(jī)視野的動(dòng)畫(huà)以獲得場(chǎng)景放大的效果。304.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.2攝影機(jī)對(duì)象1.目標(biāo)攝影機(jī):查看目標(biāo)對(duì)象周?chē)膮^(qū)域。創(chuàng)建目標(biāo)攝影機(jī)時(shí),看到一個(gè)兩部分的圖標(biāo),該圖標(biāo)表示攝影機(jī)及其目標(biāo)(一個(gè)白色框)。攝影機(jī)和攝影機(jī)目標(biāo)可以分別設(shè)置動(dòng)畫(huà),以便當(dāng)攝影機(jī)不沿路徑移動(dòng)時(shí),容易使用攝影機(jī)。2.自由攝影機(jī):查看注視攝影機(jī)方向的區(qū)域314.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.3創(chuàng)建攝影機(jī)的步驟1.要使用攝影機(jī)渲染場(chǎng)景,請(qǐng)執(zhí)行以下操作。(1)創(chuàng)建攝影機(jī)并使其面向要成為場(chǎng)景中對(duì)象的幾何體。要面向目標(biāo)攝影機(jī),則拖動(dòng)目標(biāo)使其位于攝影機(jī)觀看的方向上。要面向自由攝影機(jī),則應(yīng)旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)攝影機(jī)圖標(biāo)。(2)選定一個(gè)攝影機(jī),或如果場(chǎng)景中只存在一個(gè)攝影機(jī),則可以激活視口,然后按鍵盤(pán)上的C鍵為該攝影機(jī)設(shè)置“攝影機(jī)”視口。如果存在多個(gè)攝影機(jī)并且已選定多個(gè)攝影機(jī),則該軟件將提示您選擇要使用的攝影機(jī)。(3)右擊視口標(biāo)簽,然后選擇“視圖”并選擇攝影機(jī),也可以更改為“攝影機(jī)”視口。(4)使用“攝影機(jī)”視口的導(dǎo)航控件調(diào)整攝影機(jī)的位置、旋轉(zhuǎn)和參數(shù)。324.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.3創(chuàng)建攝影機(jī)的步驟2.控制攝影機(jī)對(duì)象的顯示:轉(zhuǎn)到【顯示】面板并在“按類(lèi)別隱藏”卷展欄中,勾選或取消勾選“攝影機(jī)”,來(lái)顯示或隱藏視圖中的攝影機(jī)。3.將攝影機(jī)與視口匹配:選擇一個(gè)攝影機(jī),激活“透視”視口,如果沒(méi)有選定攝影機(jī),3dsMax將創(chuàng)建一個(gè)新目標(biāo)攝影機(jī),其視野與視口相匹配。如果首先選擇攝影機(jī),將移動(dòng)攝影機(jī)與“透視”視圖相匹配。3dsMax也將視口更改為攝影機(jī)對(duì)象的攝影機(jī)視口,并使攝影機(jī)成為當(dāng)前選定對(duì)象。334.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.4攝影機(jī)參數(shù)調(diào)整攝影機(jī)參數(shù)的界面,如圖1-4-32所示。1.鏡頭:以毫米為單位設(shè)置攝影機(jī)的焦距。344.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.4攝影機(jī)參數(shù)2.視野:決定攝影機(jī)查看區(qū)域的寬度(視野)。當(dāng)“視野方向”為水平(默認(rèn)設(shè)置)時(shí),視野參數(shù)直接設(shè)置攝影機(jī)的地平線的弧形,以度為單位進(jìn)行測(cè)量。也可以設(shè)置“視野方向”來(lái)垂直或沿對(duì)角線測(cè)量FOV。也可以通過(guò)使用FOV按鈕在攝影機(jī)視口中交互地調(diào)整視野。(1)正交投影:啟用此選項(xiàng)后,攝影機(jī)視圖看起來(lái)就像“用戶(hù)”視圖。(2)“備用鏡頭”組:15mm、20mm、24mm、28mm、35mm、50mm、85mm、135mm、200mm—這些預(yù)設(shè)值設(shè)置攝影機(jī)的焦距(以毫米為單位)。(3)類(lèi)型:將攝影機(jī)類(lèi)型從“目標(biāo)攝影機(jī)”更改為“自由攝影機(jī)”,反之亦然。(4)顯示圓錐體:顯示攝影機(jī)視野定義的錐形光線(實(shí)際上是一個(gè)四棱錐)。(5)顯示地平線:顯示地平線。354.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.4攝影機(jī)參數(shù)3.“環(huán)境范圍”組:(1)近距范圍和遠(yuǎn)距范圍:確定在“環(huán)境”面板上設(shè)置大氣效果的近距范圍和遠(yuǎn)距范圍限制。在兩個(gè)限制之間的對(duì)象消失在遠(yuǎn)端%和近端%值之間。(2)顯示:顯示在攝影機(jī)錐形光線內(nèi)的矩形以顯示“近”距范圍和“遠(yuǎn)”距范圍的設(shè)置。4.“剪切平面”組:設(shè)置選項(xiàng)來(lái)定義剪切平面。在視口中,剪切平面在攝影機(jī)錐形光線內(nèi)顯示為紅色的矩形(帶有對(duì)角線)。364.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.4攝影機(jī)參數(shù)374.2

攝影機(jī)設(shè)置4.2.4攝影機(jī)參數(shù)5.“多過(guò)程效果”組:使用這些控件可以指定攝影機(jī)的景深或運(yùn)動(dòng)模糊效果。當(dāng)由攝影機(jī)生成時(shí),通過(guò)使用偏移以多個(gè)通道渲染場(chǎng)景,這些效果將生成模糊。它們?cè)黾愉秩緯r(shí)間。(1)啟用:啟用該選項(xiàng)后,使用效果預(yù)覽或渲染。(2)預(yù)覽:單擊該選項(xiàng)可在活動(dòng)攝影機(jī)視口中預(yù)覽效果。(3)“效果”下拉列表:使用該選項(xiàng)可以選擇生成哪類(lèi)多重過(guò)濾效果,景深或運(yùn)動(dòng)模糊。(4)渲染每過(guò)