三维空间灯光设计及应用教案.doc

教师课时授课计划教师姓名： 授课班级： 授课课时：4课程名称：三维空间艺术设计 第 8 讲 教学循环号：3-1课题三维空间艺术灯光放置及灯光排除各教学环节课时分配讲授 1 课时见习 1 课时实训 2 课时作业讲评实践课结束前15分钟教学内容1、利用3D制作虚拟三维空间时灯光的放置及亮度、色彩的调整。2、3DMAX当中灯光排除按钮的应用重点灯光排除按钮的应用难点灯光排除按钮的应用教具多媒体作业蓝猫淘气3000问之“地貌的形成”的火山场景制作。授课日期（校历）第 3 周星期 四 第 3 节课后小结附于教案详细教学过程附后一、教学目标 教学目标：理解光的色彩给人的心理感受，以及虚拟场景中灯光的应用技巧。 教学重点：利用3DSMAX建立三维空间时，灯光的放置、亮度、色彩及灯光排除按钮的应用。 教学难点：灯光排除按钮的应用。二、色彩的心理感受1、色彩的来源 光线经过三棱镜的分解可以得到赤、橙、黄、绿、 青、蓝、紫七种颜色。由于各种物体对于光波接收的不同，光线照射到不同的物体上就产生了我们视觉中色彩斑斓的世界。我们就是应用这种原理制作出了各种不同颜色的灯来渲染不同的空间场景气氛。2色彩的心理感受 利用不同颜色的灯可以渲染不同的空间气氛，人们在不同颜色的场景中会产生不同的心理感受。赤色：欢快、吉庆、血腥橙色：甜蜜、温暖黄色：尊贵、干燥、热情绿色：和平、祥和、温顺 青色：灰暗、模糊、阴沉蓝色：宁静、宽广、清透紫色：高贵、浪漫、诡异三、实例讲解在三维场景中灯光的作用不仅仅是将物体照亮，而是要通过灯光效果向观众传达更多的信息。也就是通过灯光来决定这一场景的基调或是感觉，拱托场景气氛。要达到场景最终的真实效果，我们需要建立许多不同的灯光来实现，因为在现实世界中光源是多方面的，如阳光、烛光、莹光灯等，在这些不同光源的影响下所观察到的事物效果也会不同。3D Studio MAX中灯光分5种：Target Spot（目标射灯）、Target Direct（目标平行光）、Free Spot（自由射灯）、Free Direct（自由平行光）、Omni（泛光灯）。这5种灯光可通过Create命令面板中Lights项目栏创建。我们可通过以上5种灯光对虚拟三维场景进行光线处理，使场景达到真实的效果。Target Spot（目标射灯）和Free Spot（自由射灯），是在三维场景中常用的一种灯光。由于这种灯光有照射方向和照射范围，所以可以对物体进行选择性的照射。下面我们建立一个小的场景，在场景中进行灯光创建练习。1、在场景中建立四个球体和一个立方体，并如图所示的位置放置物体。做为灯光练习的小场景。2、在Create命令面板Lights项目栏中，单击Target Spot按钮，以缺省参数创建一个目标射灯。将鼠标移至Front视图中，按下鼠标左键由右上方向左下方拖拽，松开左键。这时一个目标射灯的场景就创建完成了。3、在工具栏中选择移动工具，分别对光源与目标点进行移动调整。参照下图中位置放置灯光。4、渲染Perspective视窗场景效果如图5-4所示。5、现在进入Modify（修改）命令面板，对灯光的参数进行设定。3D Studio MAX 4.0的Target Spot修改面板中包括六个卷展栏。分别为General Parameters（一般参数设置）、Spotlight Parameters（射灯参数）、Attenuation Parameters（衰减参数）、Shadow Parameter图5-5 一般参数卷展栏s（阴影参数）、Ray Traced Shadow Params（光线跟踪参数）、Atmospheres & Effects（环境与影响）。对这些卷展栏中的参数进行分别调整，会出现不同的效果。General parameters一般参数卷展栏参数说明：Type类型、Exclude排除、Cast Shadows搬射阴影、Multiplier倍增器、Contrast对比度，在这个卷展栏中可对灯光的一般参数（如颜色、亮度、对比度）进行调整，并且可以进行排除照射物体的设置。进入Modify（修改）命令面板，在一般参数卷展栏中对灯光的颜色、亮度、对比度等选项进行调整。设定R=4、G=69、B=180、H=159、S=251、V=210，这时场景中的灯光被调成蓝色，灯光强度减弱。场景效果如图在一个场景中我们要实现一个灯光影响一个或几个物体但并不影响所有场景的效果，就需要用灯光排除的方法。单击一般参数卷展栏中的Exclude按钮，在弹出的对话框中来完成灯光排除操作，如图：主要参数介绍：Exclude:排除 Include:包括 Illuminiation:照明 Shadow:投影 Both：照明和投影对话框左侧为场景中物体名称清单，在清单中选择Boxol后将这个物体发送到排除物体名称清单中，现在着色场景效果如图所示。Boxol已被排除，所以不受光照影响是黑的。如果想取消排除，就在菜单右侧的清单中，选择要取消的物体名称按钮后，将名称发送回左侧的清单中。了解了灯光排除方法，我们就可以运用它来实现多种特殊的灯光特技如：场景中的不同物体可使用不同色彩的灯光进行分别照射。特别是在效果图的制作中，为使场景中的灯光丰富且柔合，就使用排除的方法选择不同的灯光分别照射不同对象，而其它对象不受影响。四、小结通过对本课程的学习，学生可以掌握不同颜色的灯光环境给人的不同心理感受，了解灯光的放置、亮度、色彩及灯光排除按钮的应用。五、项目实训蓝猫淘气3000问之“地貌的形成”的火山场景制作。六、作业讲评教师课时授课计划教师姓名： 授课班级： 授课课时：5课程名称：三维空间艺术设计 第 9 讲 教学循环号：3-2课题三维空间艺术灯光衰减各教学环节课时分配讲授 2 课时实训 3 课时作业讲评实践课结束前15分钟 教学内容3DMAX当中灯光的衰减调节重点灯光的衰减难点灯光的衰减教具多媒体作业客厅的灯光设置授课日期（校历）第 3 周星期 五 第 1 节第 3 周星期 五 第 2 节课后小结附于教案详细教学过程附后一、教学目标教学目标：了解灯光衰减在模拟三维空间时的重要性，掌握灯光衰减的调节方法。 教学重点：灯光衰减的调节。 教学难点：灯光的衰减调节。二、灯光衰减的重要性1、通过图片示例介绍经过灯光衰减调整的三维场景 2、灯光衰减调节前后的对比：无衰减照射区域衰减 近距衰减 远距衰减三、实例讲解灯光布置完成以后要对灯光的衰减进行调整，这样才能使灯光效果柔和，接近自然状态下的光照，以更好的模拟真实的三维空间效果。下面就针对灯光的衰减参数进行一下介绍。打开上次的模型。在使用Spot灯光时我们一定要注意灯光的照射范围，并且还要根据场景中的不同要求来调整内外光圈。这些需要在射灯参数卷展栏中进行设定。1、Spotlight Parameters射灯参数卷展栏，如图所示。参数说明：Hotspot：热点范围 Falloff：落点范围设定Hotspot=10、Falloff=13，场景效果如图：当Hotspot=5、Falloff=40时场景效果，灯光照射范围扩大，并且灯光边缘有明显的过渡效果。在射灯参数卷展栏Light Core选项中，Circle为圆形光圈，Rectangle为矩形光圈，我们在开始时所使用的是默认状态下Circle光圈，现在击活Rectangle选项，可在视图中看到灯光范围已由圆形转化为矩形。在矩形光圈下场景效果如下图所示，灯光边缘成为矩形。这种矩形灯光多用于创建一些大屏幕投影的效果。上面说过矩形光圈多使用于创建一些屏幕投影的效果，又如何使灯光产生投影呢？（1）首先要创建一个立方体作为投影幕布。（2）在射灯参数卷展栏Projector Map投影贴图选项中，选Map选项，并单击Map选项后的None按钮，在弹出的对话框中选择贴图类型。（3）现在我们可选择Bitmap类型的贴图，单击OK按钮。（4）在弹出的Select Bitmap Image File对话框中选择一张位图。选择圆形文件对话框，所选择的图形状被投射在屏幕上，如图所示。2、Attenuation（衰减）。在现实世界中任何光照都是有衰减的。为了使场景看起来更加真实自然，有些时候我们也要为场景内的灯光加入衰减设置。这项设置可在射灯修改面板的Attenuation Parameters衰减参数卷展栏中完成。Attenuation Parameters：衰减参数卷展栏，如图所示。参数说明：Near Attenuation近距衰减 Far Attenuation远距衰减 这个卷展栏主要对灯光的衰减进行设置，以模拟真实灯光的效果。Near Attenuation：start=497 Far Attenuation：start=1900 end=1900 end=497四、小结通过本讲的学习，学生们可以了解灯光衰减在模拟三维空间中的重要性，掌握灯光衰减的调节应用。五、项目实训客厅的灯光设置六、作业讲评教师课时授课计划教师姓名： 授课班级： 授课课时：4课程名称：三维空间艺术设计 第 10 讲 教学循环号：3-3课题三维空间艺术灯光特效各教学环节课时分配讲授 1 课时实训 3 课时作业讲评实践课结束前15分钟 教学内容1、体积光的应用2、光影特效的应用3、火焰的应用重点体积光、光影特效、火焰难点光影特效、火焰教具多媒体作业客厅的灯光设置授课日期（校历）第 4 周星期 三 第 1 节课后小结附于教案详细教学过程附后一、教学目标 教学目标：掌握灯光特效的制作方法，能够制作幻想场景。 教学重点：利用3DSMAX建立三维空间时，体积光、灯光特效的应用以及火焰的使用。 教学难点：灯光排除按钮的应用以及灯光的衰减调节。二、导入本课内容，欣赏有灯光特效处理的图片在制作虚拟场景时往往会遇到带有光线照射下的灰尘的场景、星球的光晕效果以及带有火焰的场景。本节课的内容就是来学习这些特效的应用。体积光应用 光晕应用 火焰特效的应用应用体积光模拟光线下的灰尘效果镜头光晕的应用三、实例讲解（一）灯光特效的应用1、Atmospheres & Effects对话框可以指定体积光和光晕特效效果。点击Add可以增加特效，如图 ：参数介绍：Volume Light指定体积光, Lens Effects 指定光影特效2、首先选中一盏灯，点击Add按钮，然后选择 Volume Light,就可以为这盏灯指定体积光了。如图：3、选择Volume Light，点击Setup打开体积光编辑面板：主要参数介绍如下：Omini01：灯光名称Fog Color：体积光颜色Attenuation Color：体积光衰减颜色Density：体积光浓度Attenuation：衰减Start：起始位置End：结束位置Noise：微尘调整体积光效果勾选noise以后的微尘效果4、选择Lens Effects，点击Setup打开光影特效编辑面板：主要参数介绍如下：Glow：光晕Ring：光环Ray：射线Lens effects parameters面板Size： 特效的整体大小调整 intensity：特效的整体亮度调整Seed： 随机种子数 angle：光影的角度调整 （1）Glow的参数介绍（glow element）size：光晕的大小intensity：光晕的亮度glow behind：阻挡光晕radial color：光晕颜色falloff curve：光晕曲线调整光晕的颜色及衰减曲线以后的效果，参数如下图 最终效果（2）Ring的参数介绍（ring element）size：光环大小intensity：光环亮度thickness：光环宽度glow behind：阻挡光环效果勾选glow behind以后的效果（3）Ray的参数介绍（Ray element）size：射线的大小num：射线的数量sharp：射线的锥化值intensity：射线的亮度angle：射线的角度（二）火焰效果的应用 1、首先建立一个gizmo物体