没有灯光世界将是一片黑暗,在3D的场景中也是一样,精美的模型、真实的材质、完美的动画,如果没有灯光照射一切都是无用的,因此说灯光的应用在场景的重演中是最重要的一步毫不过分。另外灯光的应用也不仅仅是在场景的某一位置添加照明,如果那样3DS MAX提供的缺省灯光就够了。其实灯光的作用远不止此,恰如其分的灯光不仅使场景充满生机,还会增加场景中的气氛、影响观察者的情绪、改变材质的效果,甚至会使场景中的模型产生感情色彩。
○场景的布光
为了更好的使用灯光,需要了解布光重要性。我们将从两各方面探讨布光:场景中要求布光的区域和一些基本的光源及其位置。
在一些较小的场景和单帧画面里常常使用传统的照明方法——三点照明,也就是三光源照明,即主光源、补光源或叫副光源、背光源,在一些特殊的情况下往往还要加上背景光源。主光源提供场景的主要照明及阴影效果,有明显的光源方向,一般位于视平面30~45度,与摄像机夹角为30~45度,投向主物体,一般光照强度较大,能充分的把主物体从背景中凸现出来。
补光源用来平衡主光源造成的过大的明暗对比,同时也用来勾画出场景中物体的轮廓,一般相对于主光源位于摄像机的另一侧,高度和主光源相近。一般光照强度较主光源小,但光照范围较大,应能覆盖主光源无法照射到的区域。
背光源的主要作用是使诸物体同背景分离,其位置同摄像机呈近180度,高度要根据实际情况调节,其照射强度一般很小。多用大的衰减。
在动画或较大的场景中照明方法又有不同,是把场景中的光源分成不同的区域——主活动区、次活动区、背景区、环境光、可见光源区和移动光区
主活动区域场景中摄像机视窗中的区域的区域,大多数活动都是在该区域发生。在计算机产生的场景中,一对聚光灯对一个简单的静态场景来说是足够的,但可能需要几个点光灯和聚光灯描绘在场景中奇怪人物的运动。主活动区的一个特定的布光可能要求经常变化,以便放在不同位置的相机为强调物体的不同侧面,从不同视点拍摄场景。在许多情况下,主活动区的布光定义了场景的整个基调。因为这一原因,照射主活动区的光源即我们所说的主光源,而且常与下面描述的补光源配合使用。
次活动区域是场景中的地方,一些活动可能会进入这些地方。如在房间场景中的一个人坐在沙发上(主活动区),但在某个时候,某一个人从门口处(次活动区)走进来,也坐到沙发上。照射门口的灯在整个场景过程中一直是打开的。照射次活动区所需的灯的数目(特别在一个小环境中)通常小于照射主活动区所要求的灯的数目。
在计算机产生的环境中的背景在计算机模拟中称作环境。环境通常由围绕活动区的道具组成,布景可能由带有纹理实体(比如砖块纹理)的垂直或水平的平面构成,或由带有动画云的贴图构成;或由照片背景构成。在摄像机较近时,布景(特别是带有纹理因的彩色幕布)对有色光很敏感,照射布景光非常小的色彩变化,将对布景的颜色产生明显的影响。
填充光也称作环境光,它有两个目的,定义整个场景的总色调;使场景中的某些其它灯光发散。在3DS MAX中填充光可由无穷远处光灯产生,填充光不投射阴影。
○光源的类型
根据光源发光的方式,有几种基本类型的光源。在3DS MAX中被模拟的光源包括:点光源、聚光源、无穷远光源和环境光源。所有这些类型的光都可由用户生和修改。在3DS MAX的三维场景中自动地产生三个缺省光源。但只要我们在场景中指任意光源,缺省光源就自动地关闭。3DS MAX的各种光源类型的图标及用50%灰度的照射效果。
点光源向所有方向均匀地发射光,因为这一原因,点光源也被称作全向光源。点光源是最简单的光源类型,它们可放在场景中的任何地方。例如,点光源可以放在相机的视觉范围之外,可放在场景中物体的后面,甚至可放在物体的内部。放在物体内部的点光源的效果在不同软件程序之间有所不同,但在许多情况下,光线将穿过透明物体照射,就像灯泡一样。白炽灯是点光源的一个简单例子,星星、蜡烛、萤火虫也是点光源。
一个模拟的聚光灯就像增加了在表演艺术中常用类型的“挡光板”的一个点光源。聚光灯按一个圆锥形状或四棱锥向指定方向发射光。聚光灯有一些特有的特征,将在以后作解释,这些特征是其它类型光源所没有的:可变角度圆锥形光和光衰减因子。用于舞台、电影产品中的闪光、带阴影的灯和光反射器都是聚光灯的例子。
无穷远光源离场景中的物体很远,以致光线相互平行地到达场景。在3DS MAX中用平行光来模拟无穷远光源。无穷远光源也被 称作定向光源,表现就像天空中的星星。但与星星不同,计算机模拟的无穷远处光源可放在场景中的任何地方,是无质量的,而且可以调节它们的强度。太阳3DS MAX提供的是一个特殊的无穷远处光源的例子,通过输入太阳位置的经纬度,加上模拟场景时的日期、在一天中的准 确时间,太阳可准确地放在场景之上。
环境光源是由环境光源发射的光分布在整个场景中。 环境光源常常决定一个场景的一般照明级或黑暗级,而且每个场景几乎总是仅有一个环境光源。
光源的基本组成部分
所有模拟光源的主要部分包括:位置、颜色和强度、衰减、阴影。此外,聚光灯也由它们的方向和圆锥角定义。所有照明软件都可以独立地编辑一个光源的各个参数。
位置和方向
一个光源的位置和方向可以用3DS MAX程序提供的标准导航或几何变换工具控制。一般地讲,将光源放进模拟三维空间的工具与放置相机的工具相同:简单的和组合的平移、旋转。 在线框显示模式中,光源通常用各种图形符号表示,例如,灯泡表示点光源,圆锥表示聚光灯,带箭头的圆柱表示平行光源,等等。但当重演一个场景时,通常不能看到真正的光源本身(而是来自它们的光),除非它们有可见的模型物体作原型。