灯光、摄影机的应用和场景的渲染

第8章灯光 摄影机的应用和场景的渲染 灯光的应用摄影机的创建与调整渲染输出 8 1灯光的应用 8 1 1灯光的创建 3dsMax9为用户提供了一种默认的照明方式 它由两盏放置在场景对角线的 泛光灯 组成 我们也可自己添加灯光 此时默认的照明方式将自动关闭 下面我们来看一下灯光的创建步骤 如下图所示 单击此按钮打开灯光创建面板 1 从中间的下拉列表中选择要创建的灯光所属的类型 并从下方打开的按钮列表中选中要创建灯光的创建按钮 2 在视图中单击并拖动鼠标到一定位置 然后松开鼠标就完成了灯光的创建 有的灯光只要在视图中适当位置单击即可 3 灯光创建完成后 还需要调整灯光的位置 以获得最佳的效果 通常情况下 灯光的方位是通过工具栏的变换工具进行调整的 另外 还可以通过设置灯光的高光点来调整灯光的位置和方向 选中灯光后 从工具栏 对齐 按钮弹出的按钮列表中选中 放置高光 按钮 再在对象上单击鼠标即可 8 1 23dsMax9灯光的类型 灯光类型下拉框 灯光创建按钮列表 单击此下拉框即可看到灯光的分类 1 标准灯光 标准灯光主要用来模拟家用 办公 舞台 电影和工作中使用的设备灯光以及太阳光 3dsMax9的标准灯光主要有聚光灯 平行光 泛光灯 天光和mr区域模拟灯光五大类 下图所示即为这几类灯光的照射情况和渲染效果 其用途见书中介绍 聚光灯的照射情况和渲染效果 平行光的照射情况和渲染效果 泛光灯的照射情况和渲染效果 使用天光后渲染的效果 MR区域泛光灯的渲染效果 2 光度学灯光 光度学灯光可以使用现实中的计量单位代替光度学值 光能值 来精确地定义灯光的效果 像灯光的颜色 强度 分布方式等等 以模拟真实场景中的灯光 3dsMax9的光度学灯光主要分为点光源 线光源 面光源 IES日照模拟灯光和mr区域模拟灯光五类 具体各灯光的效果个用途见书中介绍 除 灯光 创建面板中的两大类灯光外 在 系统 创建面板中还有 日光 和 太阳光 两种灯光 这两种灯光可以模拟地球上具体的地理位置 时间 及具体天气情况下的光照效果 主要用来模拟建筑设计中太阳光的照射效果 8 1 3灯光调整常用的参数 1 常规参数 卷展栏 常规参数 卷展栏用来设置灯光的类型 方向 照射范围 阴影等等 下图所示 即为标准灯光和光度学灯光的 常规参数 卷展栏 标准灯光 光度学灯光 光度学灯光 2 强度 颜色 衰减 卷展栏 如下图所示 标准灯光中 此卷展栏用于设置灯光的强度 颜色和灯光的衰减情况 光度学灯光中 此卷展栏用来设置灯光的强度 颜色和分布情况 标准灯光 3 阴影参数 卷展栏 如左图所示 此参数卷展栏主要用于设置对象和大气的阴影效果 4 高级效果 卷展栏 如右图所示 此卷展栏主要用来设置对象表面的哪些区域受灯光的影响 另外 还可以通过此卷展栏设置灯光投影的贴图效果 灯光添加之后将 常规参数 卷展栏中 阴影 区域的 启用 复选框选中 设置阴影的产生方式 并到 阴影参数 卷展栏中对阴影的参数进行调整 然后渲染即可得到即可得到灯光的阴影效果 8 1 4阴影效果的使用 3dsMax9为用户提供了 阴影贴图 光线跟踪阴影 区域阴影 和 高级光线跟踪 四种产生阴影的方式 下图所示即为各阴影方式产生的阴影的效果 具体各阴影产生方式产生的阴影的特点和用途见书中介绍 阴影贴图 的效果 光线跟踪阴影 的效果 区域阴影 的效果 高级光线跟踪 的效果 8 2典型实例 建筑设计中灯光的使用 1 室外灯光效果的创建 打开本书配套光盘 实例 第8章 建筑模型 max 文件 该场景文件中已经为大家创建了建筑模型并添加了材质 效果如图所示 1 打开 系统 创建面板并选中 日光 按钮 然后在顶视图中单击并移动鼠标创建 日光 完成后在 创建 面板的 控制参数 卷展栏中对 日光 的 时间 位置 等参数进行设置 如图所示 2 选中创建好的 日光 打开 修改 面板 将 日光参数 卷展栏的 太阳光 和 天光 设置为 IES太阳光 和 IES天光 3 选择菜单栏的 渲染 环境 打开 环境和效果 对话框 然后在 曝光控制 卷展栏中将曝光控制的方式设为 对数曝光控制 并将 对数曝光控制参数 卷展栏中的 室外日光 复选框选中 4 选择菜单栏的 渲染 高级照明 光线跟踪 菜单 打开 渲染场景 对话框 然后按图示的修改对 光线跟踪 渲染的参数进行设置 5 单击 渲染场景 对话框的 公用 标签 打开 公用 面板 然后将 高级照明 区域的 使用高级照明 复选框选中 并将 视口 下拉框的值设为 透视 然后单击 渲染 按钮 系统就会对场景进行渲染 6 渲染后的室外灯光效果 删除日光 然后选中 灯罩 并通过右键菜单打开其 对象属性 对话框 取消 渲染控制 区域 投影阴影 复选框的选中状态 如图所示 此步是为了让光线可以透过灯罩照射到房间内 1 2 室内灯光效果的创建 打开 光度学 灯光创建面板 选中 自由点光源 按钮 然后在视图中单击鼠标创建一个自由点光源 并将其移动到灯罩内部 再打开修改面板 对点光源 常规参数 卷展栏和 强度 颜色 分布 卷展栏的参数进行修改 如图所示 2 通过视图控制区的 弧形旋转 按钮 缩放 按钮和 平移视图 按钮对透视视图的视野进行调整 调整后的效果如图所示 3 按照 室外灯光 中 曝光控制 的设置 将曝光控制方式设为 自动曝光控制 然后将 自动曝光控制参数 卷展栏的 曝光值 设为0 5 如图所示 4 选择菜单栏的 渲染 高级照明 光能传递 菜单项 打开 渲染场景 对话框 然后按照图示调整对高级照明的 光能传递处理参数 卷展栏中的参数进行设置 设置完成后单击 开始 按钮进行光能传递处理 处理完成后将渲染的 视口 设置为 透视 视图 然后单击 渲染 按钮即可 5 渲染后的室内灯光效果 8 3摄影机的创建与调整 8 3 1摄影机的种类 根据摄影机有无目标点 3dsMax9将摄影机分为了两种类型 目标摄影机和自由摄影机 目标摄影机 该摄影机可以调整摄影机图标的位置和摄影机目标点的位置 如下页左所示 这种摄影机容易定位 适合漫游 跟踪 主要用来空中拍摄 跟踪拍摄 静物拍摄等等 但不适合在垂直平移和急转摇摄的动画场景中使用 自由摄影机 如下面右图所示 它没有目标点 只能通过移动和旋转摄影机图标来控制摄影机的位置和视角 这种摄影机的优点是不受目标位置或急转摇摄问题的影响 主要用来观察摄影机所指方向的场景对象及制作轨迹和摇摄动画 目标摄影机 自由摄影机 摄影机图标 目标点 视野范围框 打开摄影机创建面板后 选中要创建的摄影机对应的创建按钮 1 8 3 2摄影机的创建 在视图中单击并拖动鼠标到适当的位置并释放鼠标 或直接单击鼠标 完成摄影机的创建 2 另外 我们还可以先单击激活 透视 视图 然后将透视视图的视角调整到最佳 再选择菜单栏的 创建 摄影机 从视图创建摄影机 菜单项 或按下 Ctrl C 组合键 这时系统就会自动创建一个与透视视图的视角完全相同的目标摄影机 摄影机视角的调整分为大致调整和精细调整两步 先通过3dsMax9工具栏的移动或旋转工具对摄影机的位置和方向进行的大致调整 调整完成后 右击 透视 视图的名称 从弹出的快捷菜单中选择 视图 Camera 或者按下 C 键 将视图切换为 Camera 摄影机视图 此时原来视图控制区的工具按钮变为了调整摄影机视图的工具 再通过这些工具按钮可对摄影机的视角进行细致调整即可 具体各按钮的作用见书中介绍 8 3 3摄影机的调整 1 摄影机视角的调整 2 摄影机参数的调整 选中视图中的摄影机图标后 单击 修改 按钮 在打开的 修改 命令面板的参数堆栈列表中就会出现摄影机的 参数 卷展栏 如下图所示 通过这些参数即可对摄影机进行调整 设置摄影机的焦距 视野和摄影机的类型 摄影机的拍摄效果 摄影机的拍摄范围 大气效果的影响范围 选中 参数 卷展栏 多过程效果 中的 景深 或 运动模糊 时 参数堆栈列表中会显示出 景深参数 或 运动模糊参数 卷展栏 如下图所示 这两个卷展栏用来对摄影机的 景深 和 运动模糊 特效进行设置 设置摄影机镜头焦点的位置 渲染的次数及渲染时场景的偏移值 渲染图像叠加过程中抖动的程度 渲染时禁用或启用抗锯齿和锯齿过滤 8 4典型实例 景深效果的制作 打开本书配套光盘 实例 第8章 山洞 max 文件 该场景中已经创建好了一个山洞模型 材质和灯光也已经设置完成 渲染效果如图所示 1 打开 摄影机 创建面板并然选中 目标 按钮 然后在顶视图中单击并拖动鼠标到适当位置 再松开鼠标左键 完成目标摄影机的创建 效果如图所示 2 3 单击激活 透视 视图 然后按下 C 键将透视视图切换为 Camera01 视图 效果如图所示 选中视图控制区的 摇移摄影机 按钮不放 从弹出的列表中选择 环游摄影机 按钮 然后在 Camera01 视图的任意位置单击并左右拖动鼠标 调整摄影机到适当的位置 然后松开左键 效果如图所示 4 右击鼠标取消 环游摄影机 按钮的选中状态 然后选中 视野 按钮并在 Camera01 视图中上下移动鼠标 调整摄影机视图视野的大小 效果如图所示 调整好后松开鼠标左键即可 5 取消 视野 按钮的选中状态并选中 平移摄影机 按钮 再在 Camera01 视图中单击并拖动鼠标 对摄影机进行平移 最终效果如图所示 6 选中视图中的摄影机图标 然后打开 修改 命令面板 按图示的修改调整摄影机的 参数 卷展栏和 景深参数 卷展栏的参数 如图所示 7 单击激活 Camera01 视图 并按下 F9 键进行渲染即可得到图场景的景深效果 8 8 5渲染输出 8 5 1什么是渲染输出 在介绍渲染输出前 我们先以一个简单的 快速渲染 的例子来看一下什么是3dsMax9的渲染输出 在视图中创建一个茶壶和一个 平面 并调整二者的位置 然后在视图中创建两个 目标聚光灯 并调整聚光灯的位置和投射方向 如图所示 1 按前面的介绍为两个聚光灯指定投射阴影 然后激活透视视图 并按下按下 F9 键 系统就会对当前视图进行快速渲染 效果如图所示 2 通过前面的例子可以看出 在渲染之后 平面上出现了茶壶的阴影和两个聚光灯的投射范围 这就是渲染的作用 概括来说 渲染就是将当前场景中材质 贴图 大气效果 灯光 环境等的设置以图像或动画的形式表现出来 如果我们对渲染效果的输出进行了设置 系统会将渲染的图像或动画按设置保存起来 8 5 2渲染的方法和类型 3dsMax9的渲染方法有多种 可以通过工具栏中的渲染按钮或菜单栏 渲染 菜单中的相关菜单进行渲染 也可以使用快捷键进行快速渲染 具体如下 使用 渲染场景 对话框 单击工具栏的 渲染场景对话框 按钮即可打开 渲染场景 对话框 快捷键为 F10 键 通过此对话框中的各选项卡可以对渲染使用的渲染器 渲染的参数等进行详细设置 然后再对场景进行渲染 这种渲染方式 通常用于场景创建完成后的渲染处理 快速渲染 产品级 单击工具栏的 快速渲染 按钮 快捷键为 F9 键 系统将自动打开虚拟帧缓存器 并按照上一次渲染时 渲染场景 对话框中的设置 或系统的默认设置 对场景进行快速渲染 主要用于图像或动画的渲染输出 实时渲染 按住工具栏的 快速渲染 按钮不放会弹出 实时渲染 按钮 单击此按钮系统就会打开 ActiveShade 窗口 对场景进行实时渲染 其效果同 ActiveShade 视图的效果相同 此方法一般在创建灯光或编辑材质时使用 以便于及时的观察场景中灯光或材质的效果 此外 菜单栏的 渲染 菜单也是渲染输出的重要通道 使用此菜单的相关子菜单也可以实现场景的渲染及渲染效果的设置 如下图所示 设置渲染的环境和效果 打开 渲染场景 对话框 设置高级照明的参数 对扫描线渲染器的 光线跟踪器 参数进行设置 打开 材质编辑器 或 材质 贴图浏览器 8 5 3渲染环境和渲染特效的设置 1 环境 选项卡 选择菜单栏的 渲染 环境 菜单 即可打开 环境和效果 对话框 环境和效果 对话框有 环境 和 效果 两个选项卡 此时打开的是 环境 选项卡 该选项卡中的参数主要用来对场景的环境 灯光的曝光控制和大气效果等进行设置 具体各部分参数控件的作用如下图所示 在此处可以设置场景的背景颜色 对渲染的全局照明效果进行设置 设置灯光的曝光控制方式 设置场景使用的大气效果 2 效果 选项卡 效果 选项卡主要用来设置场景渲染的特效 设置方法如下图所示 选中对话框中的某一特效并单击 确定 按钮就完成了渲染特效的添加 1 2 打开 效果 选项卡后单击 添加 按钮 打开 添加效果 对话框 添加完特效后 该特效会显示在 效果 选项卡的 效果 列表框中 选列表框中效果的名称就会打开该特效的参数卷展栏 以对特效进行具体的设置 3dsMax9为用户提供的渲染特效有 Hair和Fur 镜头效果 模糊 亮度和对比度 色彩平衡 景深 文件输出 胶片颗粒及运动模糊9种 各特效的用途见书中介绍 8 5 4渲染参数的设置 在渲染前 我们还要对渲染的参数进行设置 单击工具栏的 渲染场景对话框 按钮 或者按下 F10 键 即可打开 渲染场景 对话框 如下图所示 它包含了5个选项卡 分别用来对渲染的参数 渲染器 渲染元素 光线跟踪器及高级照明方式等的参数进行设置 单击工具栏的 渲染场景对话框 按钮 或者按下 F10 键 即可打开此对话框 1 公用 选项卡 打开 渲染 对话框时默认打开的就是此选项卡 它包括 公用参数 电子邮件通知 脚本 和 指定渲染器 四个卷展栏 各卷展栏的作用见书中介绍 2 渲染器 选项卡 此选项卡用来对当前使用的渲染器的参数进行设置 默认情况下打开的是 扫描线渲染器 的参数 如下图所示 设置哪些对象被渲染 设置渲染时是否对图像进行抗锯齿和过滤贴图处理 设置采样 采样可以令渲染的质量提高 单击选项卡中的 添加 按钮打开 渲染元素 对话框 选中某一渲染元素后单击 确定 按钮就完成了渲染元素的设置 3 RenderElements 选项卡 此选项卡用来设置渲染的元素 设置方法如图所示 4 光线跟踪器 选项卡 此选项卡用来对光线跟踪渲染的参数进行设置 5 高级照明 选项卡 高级照明 选项卡用来对高级照明渲染的参数进行设置 它包括两种渲染方式 光能传递和光跟踪器 光跟踪器 比较适合渲染照明充足的室外场景 其缺点是渲染时间长 对于光线的相互反射无法表现出来 光能传递 主要用来渲染室内效果和室内动画 此方式通常配合光度学灯光来使用 8 6典型实例 公园路灯 打开本书配套光盘中的 实例 第8章 公园场景 max 文件 该场景中为大家设置好了相关的模型和材质 将透视视图切换到 ActiveShade 视图即可看到场景模型当前的实时渲染效果 如图所示 1 在视图中创建一个 光度学 灯光的 自由点光源 然后调整其位置 将其移动到路灯的灯罩内 再打开 修改 面板 将 自由点光源 的 阴影 功能开启 并将 阴影参数 卷展栏中的 大气阴影 启用 如图所示 2 选择菜单栏的 渲染 环境 菜单项打开 环境和效果 对话框 再单击 环境 选项