潘燕

摘 要： 燈光是3ds MAX軟件中模擬光照效果最重要的手段，稱得上是3D場(chǎng)景的靈魂。但是在復(fù)雜的燈光設(shè)置，多變的運(yùn)用效果中，如何能得到令人滿意的照明效果，是困擾3D軟件應(yīng)用者的一大問題。目前國(guó)內(nèi)許多3ds MAX教程中講述燈光部分較少，為此對(duì)場(chǎng)景中燈光的使用方法和應(yīng)用技巧等進(jìn)行了研究和具體闡述，給讀者以借鑒。

關(guān)鍵詞： 燈光； 3ds MAX； 使用方法； 技巧

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2014）07-43-02

Abstract： Light is the most important means of simulation of light effect in the 3DS MAX software， which is the soul of 3D scene. Since the lighting setup is complex， and the application effect is variable， it is a big problem how to get the satisfactory lighting effect for 3D software users. However， at present， there are few domestic 3ds MAX lectures mentioning it. The methods and skills of using lights are focused on in this paper， which is aimed to give the readers some reference.

Key words： light； 3ds MAX； methods； skills

0 引言

3ds MAX軟件是目前使用最廣泛的三維制作軟件，其應(yīng)用范圍涵蓋了建筑裝潢設(shè)計(jì)、影視片頭包裝、廣告動(dòng)畫設(shè)計(jì)、 電影電視特技及游戲開發(fā)等領(lǐng)域。在3ds MAX軟件中，燈光在場(chǎng)景中起著重要作用，它是控制氣氛、環(huán)境、情節(jié)推進(jìn)等重要因素的關(guān)鍵，它和材質(zhì)一起決定了三維場(chǎng)景的真實(shí)性。但是，復(fù)雜的燈光設(shè)置，多變的運(yùn)用效果，卻是困擾許多使用者的一大難題。目前在國(guó)內(nèi)許多3ds MAX教程中講述建模、材質(zhì)、動(dòng)畫的多，而講述燈光部分少。針對(duì)此，本文將對(duì)在場(chǎng)景中燈光的選擇、布燈方法、參數(shù)設(shè)置及技巧等方面進(jìn)行闡述，給讀者以借鑒。

1 3ds MAX場(chǎng)景中燈光類型的選擇和布燈方法

1.1 根據(jù)場(chǎng)景環(huán)境來選擇燈光的類型

當(dāng)我們準(zhǔn)備照亮一個(gè)場(chǎng)景時(shí)，應(yīng)充分考慮場(chǎng)景中的環(huán)境是什么類型的，通過分析場(chǎng)景環(huán)境來選擇合適的燈光類型。3ds MAX中燈光有六種基本類型，分別適用于各種環(huán)境[1-3]。

⑴ 目標(biāo)聚光燈：能夠像手電筒、汽車前燈一樣投影聚焦的光束，產(chǎn)生錐形照射區(qū)域，而且光束的范圍可以任意調(diào)整，包括圓形和矩形兩種形狀。圓形燈光用于模擬車燈、路燈、室內(nèi)各種照明燈光。矩形燈光適用于模擬電影銀幕的投影燈光、通過窗戶的投射光等。

⑵ 泛光燈：是一種向四周發(fā)射光線的光源，沒有方向的限制，一般用來模擬自然光，例如太陽和月亮發(fā)出的光。

⑶ 自由聚光燈：它沒有目標(biāo)物體，依靠自身的旋轉(zhuǎn)來照亮空間或物體。比如在場(chǎng)景中要使燈光沿著路徑運(yùn)動(dòng)，或依靠其他物體帶動(dòng)燈光的運(yùn)動(dòng)，則使用自由式聚光燈。它通?？梢赃B接到攝影機(jī)上來始終照亮攝影機(jī)視野中的物體（如漫游動(dòng)畫）。它也可以模擬礦工頭盔上的頂燈，只要把頂燈連接到頭盔上，就可以方便地模擬頂燈隨著頭部運(yùn)動(dòng)的照明效果。

⑷ 目標(biāo)平行光：它可以產(chǎn)生圓柱狀的平等照射區(qū)域，類似于激光的光束。創(chuàng)建方法與目標(biāo)聚光燈類似，不同的是，它的光線是平行的而不是呈圓錐形發(fā)散的。它可以模擬太陽光、探照燈、激光束或其他平行光。

⑸ 自由平行光：用于漫游動(dòng)畫或連接到其他物體上?？捎靡苿?dòng)、旋轉(zhuǎn)的手段調(diào)整燈光的位置與照明方向。常用于動(dòng)畫，如制作場(chǎng)景中轉(zhuǎn)動(dòng)的五顏六色的激光束等效果。

⑹ 天光：主要用于模擬太陽光遇到大氣層時(shí)產(chǎn)生的折射照明。它會(huì)提供整體的照明和柔和的陰影，但它自身不會(huì)產(chǎn)生高光，而且有時(shí)陰影過虛，只有與其他燈光配合使用才能體現(xiàn)物體的高光和尖銳的陰影效果。天光的照射范圍是無法控制的，其照明效果與場(chǎng)景中的位置沒有任何關(guān)系。

1.2 場(chǎng)景燈光的布置方式

在設(shè)置場(chǎng)景燈光時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的布置方式是用“三點(diǎn)照明”方法，一般使用一盞主體燈，一或兩盞輔助燈和一盞背光燈。

⑴ 主體燈[1]：常用來照亮場(chǎng)景中的主對(duì)象及其周圍區(qū)域，主體光常用聚光燈，它應(yīng)該位于對(duì)象的前面，相對(duì)于對(duì)象稍微偏上一些。在場(chǎng)景中它是主要的投射陰影照明工具。場(chǎng)景主要的明暗關(guān)系由主體燈決定，包括投影的方向。主體燈根據(jù)需要也可以用幾盞燈光來共同完成。主體燈在15度到30度的位置上，稱順光。這種光能產(chǎn)生非常引人注目的效果，當(dāng)它形成強(qiáng)烈的反差時(shí)更是如此。然而這種光會(huì)丟失陰影，使場(chǎng)景缺乏透視感；在45度到90度的位置上，稱為側(cè)光。這種光能產(chǎn)生橫貫畫面的陰影，容易顯示物體的質(zhì)感；在90度到120度的位置上成為側(cè)逆光，這種光常常產(chǎn)生強(qiáng)烈的明顯的反差，清晰地顯示物體的輪廓。

⑵ 輔助燈：在場(chǎng)景中用于填滿光線的缺口，弱化對(duì)象的陰暗面。它可以放置在地面的任何一個(gè)方向，強(qiáng)度設(shè)置比主體光低，并且不投射陰影。用它可以填充陰影區(qū)以及被主體光遺漏的場(chǎng)景區(qū)域、調(diào)和明暗區(qū)域之間的反差。這種廣泛均勻布光的特性使它為場(chǎng)景打一層底色，定義了場(chǎng)景的基調(diào)。由于要達(dá)到柔和照明的效果，通常輔助光的亮度只有主體光的50%-80%。

⑶ 背景光：它的作用是增加背景的亮度，從而襯托主體，并使主體對(duì)象與背景相分離。一般放置在對(duì)象的背后，用以增強(qiáng)對(duì)象的立體感。這燈應(yīng)該很昏暗，并且不產(chǎn)生陰影。

“三點(diǎn)照明”方法一般用于小范圍的場(chǎng)景照明。若場(chǎng)景較大如禮堂內(nèi)部效果圖，則可以將它拆成若干個(gè)小的區(qū)域進(jìn)行布光。

2 燈光的基本參數(shù)設(shè)置及布光順序和技巧

2.1 燈光的基本參數(shù)

在3ds MAX軟件中燈光具有很多個(gè)可調(diào)的參數(shù)，用戶通過自由調(diào)節(jié)來產(chǎn)生需要的場(chǎng)景氛圍?；緟?shù)設(shè)置如下[3-4]。

⑴ TYPE燈光類型：利用此項(xiàng)的下拉菜單就可以將燈光從一種類型轉(zhuǎn)化成其他類型。

⑵ ON啟用：這是一個(gè)復(fù)選框，用于燈光的開關(guān)。當(dāng)場(chǎng)景燈過多時(shí)，其中如果有光照不和諧的地方則可以利用臨時(shí)關(guān)閉某盞燈光的辦法，排查是哪盞燈光的問題從而做出調(diào)整。

⑶ CAST SHADOWS陰影：這是一個(gè)復(fù)選框，決定燈光是否投影。

⑷ MULTIPLIER倍增器：它可以改變燈光的正常屬性（強(qiáng)度與亮度）。它具有一種神奇的特性——“負(fù)光效應(yīng)”。如果把它設(shè)成負(fù)值，就可以把燈光色變成它的相反色（例如白色光變成黑色光）。在室內(nèi)效果圖中有時(shí)會(huì)利用負(fù)值的倍增器來“吸”光，例如人為地把某個(gè)區(qū)域（如某個(gè)墻角）變暗。

⑸ EXCLUDE排除設(shè)置：人為指定哪些物體不受選中的燈光影響。利用排除（排除對(duì)某些物體影響）或包含（指定只對(duì)某些物體產(chǎn)生影響）功能可以達(dá)到特殊的目的。

⑹ SHOW CONE顯示光錐：用來控制聚光燈錐形框的顯示。

⑺ HOTSPOT聚光區(qū)（光束）：可以調(diào)整聚光燈錐形聚光區(qū)的角度來控制光線完全照射范圍，聚光區(qū)內(nèi)的物體將受到全部光線的照射，默認(rèn)值為43度。

⑻ FALLOFF衰減區(qū)：可以調(diào)整衰減區(qū)的角度，用于設(shè)置完全不受光線照射影響的范圍，默認(rèn)值為45度。

⑼ CIRCLE/RECTANGLE圓形/矩形：用來調(diào)整聚光燈投影面的形狀。選中圓形則產(chǎn)生圓錐狀燈柱，選中矩形則產(chǎn)生立方體形狀的燈柱，一般用于窗戶投影燈或者電影、幻燈機(jī)的投影燈。

⑽ ASP縱橫比：當(dāng)投影平面選擇矩形時(shí)，可以用它來調(diào)整矩形的長(zhǎng)寬比。例如把默認(rèn)的正方形變成16：9的電影屏幕的比例。

⑾ BITMAP FIT位圖擬合：該按鈕在矩形單選按鈕為選中狀態(tài)時(shí)才有效，可以使用圖像的長(zhǎng)寬作為燈光的長(zhǎng)寬比。

⑿ PROJECTOR MAP投影貼圖：它在產(chǎn)生陰影的燈光勾選此項(xiàng)時(shí)可以設(shè)置燈光的陰影貼圖。其功能相當(dāng)于把聚光燈變成一架攝影機(jī)。有時(shí)利用它可以達(dá)到意想不到的效果。在室內(nèi)效果圖中，也可以利用這個(gè)投影功能把墻壁變得有些地方亮一點(diǎn)，有些地方暗一點(diǎn)，來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感。

2.2 布光的順序

①先定主體光的位置與強(qiáng)度；②決定輔助光的強(qiáng)度與角度；③分配背景光與裝飾光。這樣產(chǎn)生的布光效果應(yīng)該能達(dá)到主次分明，互相補(bǔ)充。

2.3 布光技巧[5-6]

⑴ 學(xué)會(huì)根據(jù)場(chǎng)景氣氛來調(diào)節(jié)燈光：悲哀、低沉或神秘莫測(cè)的場(chǎng)景氣氛需要運(yùn)用昏暗、偏冷、低反差的燈光來突顯，預(yù)示著某種不詳之事的發(fā)生。對(duì)于酒吧、賭場(chǎng)這樣的場(chǎng)景可運(yùn)用高反差的燈光，在這里可以強(qiáng)調(diào)主要對(duì)象或角色，而將其他的虛化。若要表現(xiàn)興奮的場(chǎng)面可運(yùn)用明艷、暖色調(diào)、陰影清晰的燈光。而表現(xiàn)恬靜的氣氛可運(yùn)用偏冷色調(diào)的燈光。

⑵ 場(chǎng)景布光需體現(xiàn)明暗分布和層次性，不能把所有燈光一概處理?？筛鶕?jù)需要選用不同種類型的燈光；根據(jù)需要決定燈光是否投影，以及陰影的濃度；由于默認(rèn)的燈光是不帶有任何顏色的，可根據(jù)需要改變燈光的顏色，模擬出各種照明效果；根據(jù)需要決定燈光的亮度與對(duì)比度。如果要達(dá)到更真實(shí)的效果，一定要在燈光衰減方面下一番功夫。

⑶ 燈光布置應(yīng)遵循由主題到局部、由簡(jiǎn)到繁的過程。對(duì)于燈光效果的形成，應(yīng)該先調(diào)角度定下主格調(diào)，再調(diào)節(jié)燈光的衰減等特性來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感。最后再調(diào)整燈光的顏色做細(xì)致修改。如果要真實(shí)地模擬自然光的效果，還必須對(duì)自然光源有足夠深刻的理解。通過多看攝影用光的書和多做試驗(yàn)會(huì)有很大幫助的。不同場(chǎng)合下的布燈也是不一樣的，在室內(nèi)效果圖的制作中，為了表現(xiàn)出一種金碧輝煌的效果，往往會(huì)把一些主燈光的顏色設(shè)置為淡淡的橘黃色，可以達(dá)到材質(zhì)不容易做到的效果；對(duì)于具有強(qiáng)烈反射的金屬感材質(zhì)，有時(shí)需要用包圍法將燈光打在周圍以展現(xiàn)它的質(zhì)感，這是比較少用的方法。

⑷ 燈光設(shè)置應(yīng)精而不宜多。切勿將燈光設(shè)置太多，太亮，使整個(gè)場(chǎng)景一覽無余，亮的沒了一點(diǎn)層次變化，使渲染圖顯得更加“生硬”。過多的燈光使工作過程變得雜亂無章，難以處理，顯示與渲染速度也會(huì)受到嚴(yán)重影響。對(duì)那些效果微弱，可有可無的燈要?jiǎng)h除，只保留必要的燈光。另外要注意燈光投影與陰影貼圖及材質(zhì)貼圖的用處，能用貼圖替代燈光的地方最好用貼圖去做。例如要表現(xiàn)晚上從室外觀看到的窗戶內(nèi)燈火通明的效果，用自發(fā)光貼圖去做會(huì)方便得多，效果也很好，而不用燈光去模擬。

⑸ 學(xué)會(huì)利用燈光的“排除”與“包括”功能：可以通過“排除”的方法使燈光不對(duì)某些物體產(chǎn)生照明或投影效果。例如要模擬燭光的照明與投影效果，同時(shí)又不希望蠟燭主體在桌面上產(chǎn)生陰影。我們通?？梢栽谙灎T燈芯位置放置一盞泛光燈。利用燈光的“排除”來解決這個(gè)問題。

⑹ 調(diào)整好燈光與物體距離：燈光與物體距離越遠(yuǎn)，照亮的范圍就越大，反之亦然。對(duì)于一個(gè)物體來說，某一燈光與它表面所呈夾角（入射角）越小，它的表面顯得越暗；夾角越大則表面越亮。如果一個(gè)燈光與一個(gè)平面（如地面）距離很遠(yuǎn)且與這個(gè)平面呈直角照射時(shí)，則照明效果是很均勻的。而如果同樣的燈光放得太近，則由于接觸表面的光線角度會(huì)有很大的變化，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)聚光區(qū)。如果要使一盞燈光照亮盡量多的物體，請(qǐng)把物體與燈光的距離拉大。而要使燈光把物體表面照得亮堂堂的，則還應(yīng)該把燈光與物體表面的夾角調(diào)整得大些。

⑺ 盡量不在透視圖或攝影機(jī)視圖中創(chuàng)建燈光或移動(dòng)燈光。

3 結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人們審美能力的不斷提高，鮮活的三維場(chǎng)景給人以視覺和感官上的沖擊。但是人們?cè)趧?chuàng)建場(chǎng)景的過程中，往往沉浸于創(chuàng)建細(xì)致的模型、制作華麗的材質(zhì)和富有創(chuàng)意的動(dòng)畫，容易忽視燈光的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)精心設(shè)置的模型在最后渲染中的效果不如人意。其實(shí)，燈光是場(chǎng)景構(gòu)成的一個(gè)重要組成部分，良好照明效果能使三維場(chǎng)景更具有真實(shí)感和生動(dòng)感，是營(yíng)造特殊氣氛的點(diǎn)睛之筆。面對(duì)復(fù)雜的燈光設(shè)置，多變的運(yùn)用效果，如何能做到令人滿意的照明效果，是困擾3D軟件初學(xué)者的一大難題。目前在國(guó)內(nèi)許多3ds MAX教程中講述建模、材質(zhì)、動(dòng)畫的多，而講述燈光部分較少。希望通過本文給讀者以借鑒，但是本文因篇幅限制，缺少優(yōu)秀案例詳解。期待未來在3D教程及論文中能出現(xiàn)更多有關(guān)燈光技巧理論及國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀3ds MAX燈光實(shí)例。

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