周渝果

摘 要：三維燈光設(shè)計(jì)它是數(shù)字的、虛擬的、具有實(shí)驗(yàn)性的電腦圖形藝術(shù)，三維燈光設(shè)計(jì)構(gòu)思中需要考慮以下幾個(gè)方面：物理光學(xué)原則、合理的色調(diào)范圍、光照布局的原則、隱喻光，三維燈光讓設(shè)計(jì)師具有了創(chuàng)新的藝術(shù)表現(xiàn)工具。

關(guān)鍵詞：三維燈光；電腦圖形藝術(shù)；渲染

在動(dòng)畫(huà)、電影特效、游戲設(shè)計(jì)、舞臺(tái)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，三維燈光設(shè)計(jì)已經(jīng)成為不可或缺的設(shè)計(jì)手段。與傳統(tǒng)的舞臺(tái)攝影燈光師不同，三維燈光設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作工具是使用電腦圖形軟件，運(yùn)用物理光學(xué)原理及繪畫(huà)攝影的視覺(jué)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)作，三維燈光設(shè)計(jì)與構(gòu)思需要考慮以下幾個(gè)方面。

1 物理光學(xué)原理

三維燈光設(shè)計(jì)依賴視覺(jué)的真實(shí)體驗(yàn)，因此遵循自然的光學(xué)原理。真實(shí)視覺(jué)理解的光線是由光與投影共同組成的。自然中，光的傳播方式包含直射、散射，當(dāng)光遇到物體被反射、折射或吸收，光線在不同物理性質(zhì)的表面產(chǎn)生鏡面反射（specular reflection）或漫反射（diffuse reflection）的狀態(tài)。當(dāng)光線穿過(guò)透明物體，會(huì)有折射現(xiàn)象，不同材質(zhì)透明體的折射率并不相同，并且光線會(huì)在透明體的陰影處以及周?chē)a(chǎn)生焦散效果。燈光設(shè)計(jì)時(shí)需要理解這些基本的物理現(xiàn)象，來(lái)創(chuàng)作生動(dòng)真實(shí)的視覺(jué)效果。例如，在作品中水里的物體必須考慮折射效果，否則就會(huì)讓畫(huà)面效果看起來(lái)虛假，經(jīng)不起推敲。因此，燈光設(shè)計(jì)師必須深入理解基本的物理光學(xué)原理。

2 合理的色調(diào)范圍

優(yōu)秀燈光設(shè)計(jì)作品除了創(chuàng)意、構(gòu)圖等因素，最重要的就是有豐富的色調(diào)細(xì)節(jié)，技術(shù)用語(yǔ)就是合適的色調(diào)范圍（TONAL RANGE），色調(diào)范圍就是白到黑的色調(diào)數(shù)目，其實(shí)就是對(duì)比度，好的色調(diào)范圍不會(huì)讓作品看起來(lái)太單薄，恰當(dāng)?shù)臒艄庠O(shè)計(jì)作品，高光部分也沒(méi)有那么夸張，尤其是在過(guò)渡的色彩比較豐富。比較經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題是畫(huà)面對(duì)比度過(guò)分強(qiáng)烈，光線和陰影的強(qiáng)度都太大了，亮部層次少，或者根本看不到過(guò)渡細(xì)節(jié)信息，只有大片的純色。因此，色調(diào)范圍是虛擬燈光設(shè)計(jì)的數(shù)字圖形學(xué)理論參考依據(jù)。三維虛擬燈光為了實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)自然光的捕捉表現(xiàn)，獲得層次更豐富的圖像色調(diào)范圍，會(huì)使用高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）燈光。例如，CG大片《阿凡達(dá)》中的如夢(mèng)如畫(huà)的外星奇幻畫(huà)面，就使用了HDR圖像作為燈光來(lái)“照亮”場(chǎng)景，以獲得更虛擬環(huán)境的夢(mèng)幻照明效果。如果僅僅依靠標(biāo)準(zhǔn)的燈光作為照明，是不可能獲得身臨其境的視覺(jué)體驗(yàn)的。

3 光照布局原則

三點(diǎn)光照概念源自好萊塢的電影燈光藝術(shù)理論，到目前這種燈光設(shè)置的理論對(duì)燈光設(shè)計(jì)仍有極大的應(yīng)用價(jià)值。三點(diǎn)光照是指三種類型光源，主光源、輔助光以及輪廓光。主光源通常是在攝像機(jī)左側(cè)或右側(cè)45的方向，是場(chǎng)景中最亮的光源。輔助光，通常是在和主光成90度角的地方，作用是為了調(diào)節(jié)整體的亮度，照亮暗部，避免主光源所所產(chǎn)出的太過(guò)于黑的暗色陰影。最后一種是輪廓光，他從主體物的背后照射，當(dāng)你的背景是暗色的時(shí)候它就變得很重要，它的作用是在主體物的邊緣產(chǎn)生亮光，把主體物與背景區(qū)分出來(lái)，這就是我們通常說(shuō)的三點(diǎn)光照。

雖然古代藝術(shù)家沒(méi)有具體的提到三點(diǎn)光照，但是對(duì)普拉多美術(shù)館和諾頓西蒙博物館里超過(guò)200幅畫(huà)作的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，75%的作品的光源都來(lái)自左上方，這表明歷史上人們很早就認(rèn)識(shí)了三點(diǎn)光照，人類喜歡從上到下打光的習(xí)慣，因?yàn)槲覀兙幼≡诘厍蛏?，太?yáng)光從天空照射我們，所以我們會(huì)習(xí)慣的從上方照射物體，這也是我們?yōu)槭裁磿?huì)覺(jué)得從下向上照會(huì)很詭異嚇人，因?yàn)檫@違背了自然規(guī)律法則。三點(diǎn)光照是符合規(guī)律的最簡(jiǎn)單、高效，能快速掌握的打光方法。

電影《變形金剛4》中擎天柱在山洞中的鏡頭，為了表現(xiàn)角色的高大威猛，設(shè)置了正前方仰視的中景鏡頭，主光源自攝像機(jī)右邊45度的地方，然后在鏡頭左邊有輔光照明，和主光成90度。在肩膀手臂處還有微弱的輪廓光放出冰冷的金屬光澤，它只是在人物后側(cè)面照射出的一些光，用來(lái)使擎天柱和漆黑的山洞背景區(qū)分開(kāi)，這些光線都是非常重要的，如果這里只使用主光，人物就會(huì)顯得漆黑單調(diào)，輪廓光通常在暗色背景下顯得清晰明確，它能使人物和背景區(qū)分開(kāi)，在亮色背景下似乎顯得沒(méi)有那么突出，不過(guò)仍然需要有效的去使用，如果把這三個(gè)光源孤立的分開(kāi)使用，效果并不突出，但整合起來(lái)運(yùn)用就會(huì)讓角色更加真實(shí)立體，畫(huà)面更具有說(shuō)服力。

4 影片的藝術(shù)風(fēng)格

為場(chǎng)景設(shè)置燈光造型首先要考慮的是畫(huà)面的主題風(fēng)格，并圍繞畫(huà)面想要的意境設(shè)置燈光布局。當(dāng)然，真實(shí)可信是必要的，但是沒(méi)有必要完全的寫(xiě)實(shí)，也就是常說(shuō)的是藝術(shù)表現(xiàn)的真實(shí)，完全的寫(xiě)實(shí)有時(shí)不能使一幅畫(huà)面看起來(lái)是最好的，所以需要深入思考畫(huà)面的主題和意境，如何才能讓觀看者覺(jué)得你的畫(huà)面更有藝術(shù)設(shè)計(jì)感。動(dòng)畫(huà)片《蟲(chóng)蟲(chóng)特攻隊(duì)》在制作的開(kāi)始階段，皮克斯公司的燈光師對(duì)到底采用什么畫(huà)面的風(fēng)格，能夠抓住觀眾的眼睛一籌莫展，經(jīng)歷多種努力嘗試之后，他們最終決定從昆蟲(chóng)的視角來(lái)講述這個(gè)蟲(chóng)子王國(guó)故事，于是攝影師在樹(shù)葉草叢的下面架設(shè)了微型攝影機(jī)觀察，接著被眼前的圖像驚呆了，樹(shù)葉背面投射出了明亮的黃綠色。同時(shí)，藍(lán)色的天空與半透明植物的色彩搭配非常的搶眼，制造了柔和的光影效果。這就是他們尋找的視角與風(fēng)格，這種畫(huà)面風(fēng)格是以前從未嘗試過(guò)的，顯得那么吸引人。因此，在設(shè)計(jì)畫(huà)面的照明風(fēng)格時(shí)，創(chuàng)作者首先要明確畫(huà)面真正想要表達(dá)的是什么，故事所要傳遞的核心思想，角色的視角和觀點(diǎn)，然后才可以考慮出，什么樣的燈光使用方式適合這個(gè)作品，或者是通過(guò)什么方式才能表達(dá)出感覺(jué)和創(chuàng)意。

5 隱喻光

所謂隱喻光，就是在畫(huà)面內(nèi)看不到實(shí)際物像，通過(guò)光線在畫(huà)面內(nèi)產(chǎn)生的投影或其他效果，使觀眾通過(guò)聯(lián)想猜測(cè)暗示出畫(huà)面外的人、事和物。隱喻光可以畫(huà)面中的故事更具有完整性，擴(kuò)大了畫(huà)面的想象空間。奧斯卡獲獎(jiǎng)短片《大教堂》在燈光的設(shè)計(jì)上可謂獨(dú)具匠心，以光為線索塑造勾勒了虛幻的宗教故事，表現(xiàn)了殉道者的為理想獻(xiàn)身的精神，短片以光在畫(huà)面的變化為線索，表現(xiàn)了奇幻的宗教建筑創(chuàng)建歷程。當(dāng)早晨的光芒一點(diǎn)點(diǎn)地穿過(guò)神秘的教堂，神柱上殉道先賢們顯露痛苦表情，最后的殉道者站在教堂的盡頭，等待最后時(shí)刻的到來(lái)。陽(yáng)光照射的一剎那殉道者化身生長(zhǎng)成無(wú)數(shù)的枝干，成為華美的教堂建筑的一部分。整個(gè)故事氣勢(shì)恢宏，光線細(xì)微的變化時(shí)刻隱喻著重要時(shí)刻的到來(lái)，直到最后一刻的悲劇結(jié)局，光在這里起到了推動(dòng)以及暗示重要事件結(jié)局的作用。

三維燈光設(shè)計(jì)構(gòu)思的理論要素眾多，有物理光學(xué)效果嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)，有傳統(tǒng)繪畫(huà)風(fēng)格的影響、有對(duì)影視燈光藝術(shù)的理論借鑒，有對(duì)電腦圖形技術(shù)的運(yùn)用。總之，它是吸收眾多藝術(shù)和技術(shù)要素的新興藝術(shù)，我們有充分理由期待它能帶給觀眾更震撼人心的視覺(jué)效果，以及帶給設(shè)計(jì)師更具創(chuàng)意的藝術(shù)表現(xiàn)手段。

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