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文档简介
1、大气系统3现实中的大气4大气模型5现实中的云6Fog 雾6Nimtratus 雨层云7cumulus 积云8cumulonimbus 积雨云8stratus 层云9Stratocumulus 层积云9altocumulus.10云11Altostratuscirrocumulus 卷积云12cirrus 卷云12cirrostratus 卷层云13云模型14大气预设15保存大气16大气编辑器17.19光照.21天空.261云28高级云材料编辑技巧32雾和霾.34天空,.37风.40效果.432大气系统为什么在那么多的里,期间如果不是下雨就是天空多云?为什么的结局总会有一个美丽的蓝天和灿烂阳光?
2、亦或总是在夕阳下骑车纵游?尽管现实生活中天气并不像这样配合,但这样的设置却能引起的情绪反应。如果在一个暗淡的风景中创建了一朵粉扑扑的云,即使它挂在蓝天上看起来也会很奇怪。Vue 的大气编辑器是现今市场上最先进的大气程序。可以创造最真生动的云层,但是界面简便易用,让建立的云层效率之高,远超任何其它应用程序。大气给的不仅仅是正确的背景。它密切地影响着的场景外观。一个有些污染的城市和有雾的早晨雨林。即使不容易挑出这些事情,但它们确实影响了照明。一个成功的,关键往往是它的大气环境所影响的。的场景是在 Vue 里建立起的世界的一部分。远远超出了的场景延伸。世界中存在着大气环境,其中有、烟霞、以及无限延伸
3、且真实的云层,而不仅仅是一个天空背景。是一致的。最棒的是可以控制这些元素的方方面面。基本上,大气系统包括天空、云、和灯光质量的设置。3现实中的大气在专研 Vue 大气系统之前,让看看那些现实中发生在地球上的大气情况。像其它恒星一样辐射出各种颜色的光线。阳光在黄色范围内的辐射有一个,但这并不是的在大气中看起来是黄色的原因。来自的光线穿过宇宙真空,极少会丢失或被其它粒子吸收。一旦它进入大气层,遇到空气中的分子和其它粒子,例如云中的水滴。较大的颗粒会反射所有的波长。但空气分子(主要是氮和氧)会吸收一些蓝光。这个过程导致两件事情。首先,由于光谱中减少了蓝色所以看来是黄色的。第二,分子不会保存这些光能。
4、它们再次被散射出去,布满了天空,导致了光线成为蓝色。这就是为什么天空看起来是蓝色的原因。在地平线周围,这种效果被改变了,阳光必须穿过距离的空气以及蓝光的被分散掉,天空的蓝色变得苍白。白光再次成为主导。同样的道理,由于傍晚的阳光照射到这里需要穿过距离的空气,使得阳光中的紫色的和蓝色的部分被空气中的微粒往四面八方散射开去,仅留下一点点使眼看得见的橙红色光线,因为它们的波长更长,翻过了的。回到那些大颗粒粒子:它们散射光,但是不吸收光。相反,它们反射出自身的颜色。光线透过云层、雾等前进,一旦它触及表面,就被对象反弹。当看到一个对象,实际上看到的是被物体反射回来的或其它光源的光线。Vue 配备了许多不同
5、的大气效果,可以方便地它们。但随着对 Vue 大气编辑器的了解,就获得在所有场景中随意设置和天空的能力。4大气模型Vue 通过四个不同的大气模型:Standard(标准), Volumetric(体积), Spectral(光谱),和 Environment Map(环境)来分配、天空、。哪一个最适合的场景取决于的尝试。Standard(标准)模型使用天空颜色渐变来模拟光在大气中的效果,有一个从蓝色到苍白的地平线。有两种类型的灯光在这里工作:环境光和阳光。环境光线来自四面八方。如同所有大气模型中的一样,是一个平行光源。这意味着它独立于 VUE 环境是一个直接光源。在大多数了 3D 创作中使用这
6、种模式能获得快速的渲染,使用于卡通动画品质的项目Volumetric(体积)模型不使用天空的颜色渐变。相反,它计算阳光、环境光与的相互影响来计算天空颜色。在此模型中,雾是指大气中所有能够进行反射的大粒子,因此它散射光线。霾是造成的蓝天红日的空气分子。Spectral(光谱)模型比体积模型更复杂,并可实现最真实的天空。它计算天空颜色和空气分子的散射光,雾和霾。在此模型中,雾效来自水蒸气的真正雾粒子。霾是天空中的灰尘和污染。可以想像,这些计算都将增加一个数量级的渲染时间,但是为了获得级的质量结果是值得的。请注意,你不应该在水下使用光谱大气模式,因为它会使空气粒子和水之间产生,从而导致极为不真实的结
7、果。Environment Map(环境)使用一个全景图像,天空和地面周围的环境。最好是一个高动态范围图像(HDRI)以便完成基于图像的照明(IBL)。这意味着图像应是一个完整的 360 全景,包含对的场景提供照明的光照信息。在这个天空中,体积照明被使用但没有,因为它应该在算在天空模拟中。这种模式非常适用于建筑可视化,因为它可以让在 HDRI 中正确地置入一个建筑物。因为它们使用不同的计算方式,所以工作中通常不需要在这些大气模型中来回切换。考虑到所有这一切都在这一章过,如果想要一积或标准的大气,其中只有非常少的集合需要自己建立。这里有一个零大气存在于大气集合中,它开始于一个默认的标准大气。提示
8、:要获得任何在体积大气中天空的灯光信息,需要了解雾和霾(见”雾和霾”,本章稍后部分)。5现实中的云任何一天仰望天空,就能看到云彩。云揭示大自然的心情。从梦幻般的层云到欢快的积云,再到险恶的积雨云,任何形势下云都装扮着的天空。当开始考虑艺术作品中的天空,会发现自己找回了童年的艺术:看云。这是最好的参考资源之一。以至于我们会从许多中发现人们迷恋着天空。云的形状受温度,风力,湿度,海拔高度和可能在空期中尘埃颗粒影响。本节的概念知识为在场景中创造云的能力打下良好的基础。Fog 雾是接近地面的空气中的水蒸气。由于接触较冷的地表,因而凝结成小水滴或冰晶,在雾中能见度,雾实际上也可以说是靠近地面的云。6tr
9、atus 雨层云Nim雨层底离地面高度高度大600-3000 米,通常在 2000 米以下。属低层厚度可达 4000-5000 米,多出现在暖锋云系中,由整层潮湿空气系统滑升冷却而成。云层厚而均匀,呈暗灰色,布满全天,完全遮蔽日月。云层水平分布范围很广,常布满全天。雨层云的垂直厚度一般也较大,可达几千米。看起来暗淡而均匀地发亮,从云下目测往往会低估雨层云的厚度。雨层云的云层相当厚,厚度可达八到九千米,且云滴浓度很大,能完全遮蔽和月亮的光线。这种云团不打雷,不打闪。降水呈灰茫茫的水帘状,使云层显得蓬松。雨层云看起来隆起部分呈灰色,与积雨云隆起部分的颜色相比似乎更令人感到恐惧,但同积雨云相比较,雨
10、层云的性情比较温和,没有冰雹和等性天气较少,会产生较为明显的降水。雨层云下面,常有一种破碎的低云,呈灰色、暗灰色,不断滋生,形状多变,边缘散乱,移动快,称为 fracto-nimbus(碎雨云)。是由于降水物蒸发,空气湿度增大,在乱流作用下水汽凝结而成。7辐射雾在日地面的热气辐射至天空里,冷却后的地面冷凝了附近的空气。而潮湿的空气便会因此降至以下,并形成无数悬浮于空气里的小水点。它主要在秋天或冬天的清晨,天晴且风弱时出现,在日出后或风速加快后便会自然消散。多出现在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定或有逆温存在的夜间和清晨。寂静岭对这种雾的描绘让大家印象深刻。平流雾暖而湿的空气作水平运动,
11、经过寒冷的地面或水面,逐渐冷却而形成的雾。蒸发雾即冷空气流经温暖水面,如果气温与水温相差很大,则因水面蒸发大量水汽,在水面附近的冷空气便发生水汽凝结成雾。蒸发雾范围小,强度弱,最典型的例子,就如一些古典油画作品中描绘的一样,这种雾一般发生在下半年的水塘、沼泽、湖泊周围。锋面雾经常发生在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前锋后均有,但以暖锋附近居多。锋前雾是由于锋面上面暖空气云层中的雨滴落入地面冷空气内,经蒸发,使空气达到过饱和而凝结形成;而锋后雾,则由暖湿空气移至原来被暖锋前冷空气占据过的地区,经冷却达到过饱和而形成的。因为锋面附近的雾常跟随着锋面一道移动,军事 中就常常制造这种锋面雾的场景来掩护
12、,向敌人进行突然 。烟雾通常所说的烟雾是烟和雾同时的固、液混合态气溶胶,如硫酸烟雾、光化学烟雾等。城市中的烟雾是另一种原因所造成的,那就是人类的活动。早晨和晚上正是供暖锅炉的期,大量排放的烟尘悬浮物和汽车尾气等污染物在低气压、风小的条件下,不易扩散,与低层空气中的水汽相结合,比较容易形成烟尘,而这种烟尘雾持续时间往往较长。谷雾通常发生在冬天的山谷里。当较重的冷空气移至山谷里,暖空气同时亦在山顶经过时产生了温度逆增现象,结果生成了谷雾,而且可以持续数天。冰雾当任何类型的雾气里的水点被冷凝为冰片时便会生成冰雾。所以常见于南北极及寒带。cumulus 积云积云分为cumulus fractus(碎积
13、云)、cumulus humilis(淡积云)、cumulus congestus(浓积云)三类,是一种垂直向上发展的云块。积云为轮廓分明,顶部凸起,云底平坦,云块之间多不相连的直展云;它是由低层空气对流作用使水汽凝结或在冬季凝华而形成的云。积云通常在湿润地区和热带地区出现,但有时也会在干燥地区出现。积云的云底高度一般在 6002000m。沿海及潮湿地区,或雨后初晴的潮湿地带,云底较低,有时在 600m 以下 ;沙漠和干燥地区,有时高达 3000m 左右。一朵积云具有水平的底部。顶部为圆弧状,有孤立的,也有圆拱状的或直线排列的,外型类似棉花堆。由于在形成阶段,为上升气流且云顶上升气流最强,四周
14、较弱,云外为下沉气流,因此造成积云具有圆拱形向上凸起的顶部以及明显的轮廓。如果积云和处在相反的位置上,云的中部比隆起的边缘要明亮;反之,如果处在同一侧,云的中部显得黝黑但边缘带着鲜明的金黄色;如果光从旁边照映着积体的明暗就特别明显。cumulonimbus 积雨云积雨云臃肿庞大,云底高度一般400-l000 米,在潮湿地区出现的高度通常比在干燥地区低近一半;冬季寒冷地区约 4500 米,夏8碎积云小,轮廓 小,轮廓不完整,形状多变,为白色碎块,多为破碎了或初生的积云, 移动速度较快。由层云 或浓雾抬升而形成,为支离破碎的层云小片。碎积云为积状云,为空中对流作用形成的云;积云的形成,一开始不是很
15、明显,一方面在形成中,一方面又在蒸发消散中,就形成稀薄、边缘破碎的碎积云,随着对流增强,碎积云就可发展为淡积云;若对流增强不明显,就维持碎积云时间长些,若对流减弱,碎积云就烟消云散。天空出现碎积云表明中低空气层比较稳定,天气晴好。淡积云空气对流运动不很强(一般垂直速度不超过 5m/s)时形成的积云,由于对流所及高度比凝结高度多不了多少,所以云向上发展较弱,造成形体扁平,顶部略有拱起,云的水平宽度大于垂直厚度。厚的淡积云中间有阴影。淡积云多数在天空晴朗的时候孤立分散地出现,它的出现,标志着在云团上方出现稳定的气层,表明至少在未来的几个小时内天气都是不错的。浓积体高大,轮廓清晰,底部较平,比较阴暗
16、,很像高塔,垂直发展旺盛,垂直厚度超过水平宽度、顶部呈圆弧形,像花椰菜。浓积云由于对流所及高度高出疑结高度很多,因此云体有较大的空间向上发展,在成熟阶段的浓积云 厚度可达 4000-5000米,显得庞大高耸,其垂直厚度大于水平宽度,所以有人也称这种云为“ ”。 每一股强盛的上升气流使云顶形成一个云泡,故浓积 顶呈重迭的圆拱形隆起,状似花椰菜。由于浓积云比淡积云厚密庞大,不易透过阳光,故凹凸的云表面有明显阴影。被阳光照耀的部份很白亮,被遮 份则显得阴暗。除了南极以外,浓积云可以在世界上任何地区形成。在浓积云迅速发展过程中,如其云顶上部有一层比较潮湿的空气层,受上升气流的影响,局部上抬,则若有水汽
17、凝结,就可形成白色 般的云片,状如覆盖在浓积云顶的头巾或帽子,此种云称为幞状云。季温暖地区约 18,000 米;积雨顶很高,可达对流层顶(800-12000 米)。除了南极以外的地区可出现在全球任何区域。大多出现在温暖潮湿的地面、山区上空以及在热带海洋部分上空。积雨云浓而厚,云体庞大如高耸的山岳,顶部开始冻结,轮廓模糊,有结构,底部十分阴暗,常有雨幡及碎雨云。积雨几乎总是形成降水,包括雷电、阵性降水、阵性大风及冰雹等天气现象,有时也伴有,在特殊地区,甚至产生外旋气流,下击暴流。这是一种可以使飞机遭遇坠毁的气流。积雨云分为两种:cumulonimbus calvus(秃积雨云)和 cumulon
18、imbus capillatus(鬃积雨云)。stratus 层云层云底部离地面高度常在 2000 米以下,厚度一般在 400-500 米之间。属低云族。主要由小水滴。层云是在大气稳定的条件下,因夜间强辐射冷却或乱流混合作用,水汽凝结或由雾抬升而成。升起后地面加热,雾也能成为层云。薄的层云一般在天亮后,或者在白天里逐渐消散。层云本身云体均匀成层,呈灰色或灰白色,像雾,但不接地,经常笼罩山腰和建筑。另外它还包含一个名为 stratus fractus(碎层云)的小分类,这是一种不规则的碎片云,形状多变,移动较快,呈灰色或灰白色, 往往是由消散中的层云或或浓雾抬升而形成的支离破碎的层云小片。它的出
19、现时多预示晴天Stratocumulus 层积云层积云底部离地面高度常在 2000 米以下,属低云族。在海洋环境下,云层底部距地面达 150-600 米,在冷锋后和靠近湖区,云的底部高度约为 600-1500 米,在其它地区,尤其是积云扩散形成的层积云底部高度可达 900-2000 米。层积云的厚度一般从几百米到二千米。层积云全球皆会出现,尤其在凉爽的海洋和沿海地区,但在干燥地区较为少见。9秃积雨云常浓积云发展而成。是浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段,花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊,顶部开始冻结,形成白色毛丝缕般的冰晶结构其它特征与浓积云相似,无明显差别,其存在的时间通常较短。秃积雨云顶部原来浓积云
20、圆弧形轮廓已,变得比较模糊。秃积雨云常伴有浓积云,淡积云和碎积云。鬃积雨云充分发展的积雨云,此时云顶发展到极高,由于该高度远高于冻结高度,出现大量的冰晶,而且又受到上空强稳定层的阻抑,所以云顶花椰菜状迅速 ,趋向平展,形成铁砧状,称为云砧。边缘出现细鬃条纹,故称 鬃状。积雨 砧有时也由于发展过程中因高空风速极大,水平运动加强,使云顶沿风的去向水平铺展开来而形成。积雨 底阴暗,并有乱流造成的起伏。在云的前方有升降气流造成的滚轴状云。层积云是由片状、团块或条形云等组成的云层或散片。有时呈波状或滚轴状,犹如大海波涛。层积云肥大,结构松散,多由小水滴组成。呈灰白色或灰色。在云块较薄处,的位置可辨认。厚
21、的云块比较阴暗。云块常成群、成行或成波状排列。在冬季出现的层积云也可能由冰晶、雪花组成。层积云在多数情况下,是由于空气的波状运动和乱流混合作用使水汽凝结而形成。有时是由辐射冷却而形成的。薄的层积云一般表示天气较稳定,不过层积云逐渐加厚,甚至融层时则表示天气将有变化。低而厚的层积云往往产生降水,但不太可能形成大型降水,因为层积云的云层薄,向上运动很弱,可能出现的降水为和零星小雨。它的存在影响日气温变化,即白低日照,夜晚又阻碍冷空气的扩散,所以形成凉爽、潮湿的天气。层积云又可分为 stratocumulus translucidus(透光层积云)、stratocumulus opacus(层积云)
22、、stratocumulus cumulogenitus(积云性层积云)、stratocumulus lenticularis(荚状层积云)、stratocumulus caslanus(堡状层积云)。altocumulus在约 25004500 米的高空(夏季,南方,有时可高达 8000 米左右),属中云族。是由微小水滴或过冷水滴与冰晶混合组成。云块较小,轮廓分明,在厚薄、形状上有很大差异,薄的云块呈白色,能见日月轮廓,厚的云块呈暗灰色,日月轮廓分辨不清。常呈椭圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条。常成群、成行、成波状排列。每当日、月透过薄的时,常常观测到由于中的微小水滴或冰晶对光的衍射而
23、形成内蓝外红的光环,又称为华。10stratocumulus translucidus透光层积云云层中大部分云体比较透明的层积云, 可分辨出日、月位置。云块较薄,呈灰白色,排列整齐,缝隙处可以看见蓝天,即使无缝隙,云块边缘也较明亮。stratocumulus opacus层积云云条密集成层,结构松散,因云层较厚,呈深灰色。云块间无缝隙,常密集成层,布满全天,底部有明显的波状起伏。大部分云体阴暗到可以遮蔽日、月。一般出现在雷雨天气前。stratocumulus cumulogenitus积云性层积云云块大小不一,呈灰白或暗灰色条状,顶部有积云特征,由的积云或积雨云而成。stratocumulus
24、 lenticularis荚状层积云云体扁平,傍晚地面四散的受热空气上升而直接形成。中间厚边缘薄,形似豆荚、梭子状的云条。分明,分离散处。stratocumulus caslanus堡状层积云云块云块细长,底部水平,顶部凸起有垂直发展的趋势。远处看去好像城堡或长条形锯齿。堡状层积云是由于较强的上升气流突破稳定层后,局部垂直发展所形成的。当时如果对流继续增强,水汽条件也具备,则往往预示有积雨云发展,甚至有雷阵雨产生。又可分为 altocumulustranslucidus(透光)、altocumulus opacus()、altocumuluslenticularis(荚状)、altocumul
25、us cumulogenitus(积云性)、altocumulus floccus(絮状)和 altocumulus caslanus(堡状)。都可与云、层积云、卷积云相互演变。云Altostratus云大2000-5000 米的高度上。常布满全天,水平范围很大,可达几百公里到几千公里。多在中纬度地区出现。云卷层云变厚或雨层云变薄而成。有时也可由演变而成。南方有时积雨云上部或中部延展,也能形成云,但持续时间不长。带有条纹或纤缕结构的,有时较均匀,颜色灰白或灰色,有时微带蓝色。云层较薄部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,看去好象隔了一层毛玻璃。厚的云,则底部比较阴暗,看不到日月。由于云层厚度不一,
26、各部分明暗程度也就不同,但是云层底部没有显著的起伏。它的出现表明该地区有上升空气。在天气较冷的月份里,云的出现预示着移动的气旋会到达,形成长期固定的降雨或降雪。11altocumulus translucidus透光云块较薄,呈白色,常成一个或两个方向整齐地排列,云块之间有明显的缝隙,即使无缝隙云块边缘也较明亮, 能辨别日月位置。往往是天气较好的情况下产生,为 ,云块轮廓分明,常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片,或是水波状的密集云条。成群、成行、成波状排列。有时可出现在两个或几个高度上。薄的云块成白色,厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上,常有环绕日月的虹彩,或颜色为外红内蓝的华环。透光 如果变化不大,预
27、示着晴天。如果云厚度继续增厚,并逐渐融 层,则显示天气将有变化,甚至会出现降水。altocumulus opacus云块较厚,呈暗灰色,云块间无缝隙,不能辨别日、月位置,云块排列不整齐,常密集成层,偶尔有短时降水产生。altocumulus lenticularis荚状分散在天空,成椭圆形或豆荚状,轮廓分明,边界明显,云块不断地变化着, 许多 连成云片。当日、月光照射云块时,常产生虹彩。 荚状 通常形成在下部有上升气流上部有下降气流的地方。上升气流绝热冷却形成的云,遇到上方下降气流的阻挡时,云体不仅不能继续向上升展,而且其边缘部分因下降气流增温的结果, 有蒸发变薄现象,故呈荚状,气流越山时,在
28、 引起空气的波动,也可形成荚状云。荚状云如果孤立出现,无其它云系相配合,多预示晴天。altocumulus cumulogenitus积云性云块大小不一致,呈灰白色,外形略有积云特征。是由的浓积云或积雨云,在中云高度扩展而成。 一般预示天气逐渐趋于稳定。altocumulus floccus絮状絮状 在约 2000-5000 米的高空,由水滴或水滴与冰晶混合组成。云块大小以及在空中的高低都很不一致。云块边缘破碎,很象破碎的棉絮团。薄的云块呈白色,能见日月轮廓,厚的云块呈暗灰色,轮廓分辨不清。常成群、成行、成波状排列。altocumulus caslanus堡状顶部显示出积状云突起的, 远看并列
29、在一线上,有一共同的水平底,顶部凸起明显呈现如城墙的垛状,外形特征和表示的天气与stratocumulus cas lanus(堡状层积云)相似,但云块较小,高度较高。夏季,云与风暴或热带气旋有关。云包括 altostratus translucidus(透光云)和 altostratus opacus (云)两类。cirrocumulus 卷积云卷积云的云层底部高度一般在 45008000 米的高空,云块很小,白色无影,是由呈白色细波鳞片或球状细小云块组成的云片或云层,常排列成行或成群,排列整齐。很象轻风吹过水面所引起的小波纹。白色无暗影,有柔丝般光泽,和丝缕状特点。云体很薄,能透过日、月光
30、,呈白色无暗形,在黑夜则呈灰黑色,几乎全由冰晶组成。卷积云只有一类。cirrus 卷云卷云是的一种,是对流层中最高的底高度为 450010000m(夏季,中国南方,有时高达 17000m;冬季,北方和西部高原地区可低至 2000m 以下)。所以清晨当还没有升到地平线上或傍晚已下,光线都会照到这种孤悬高空而无的卷云上,经过散射后,显现出漂亮的红色或橘红色的霞象,在夏日的晴空中十分常见。卷云的成分多以冰晶形态出现,云体呈白色,也因为含有冰晶,所以看起来较透明也较亮,通常不减弱日、月光,蓝天中的云丝会更加洁净,有蚕丝般的光泽。只有云体厚密部分,才使日、月光有所减弱。卷层通常不厚,且细致而分散,呈现一
31、丝丝的、具有组织的云彩,像羽毛、头发、乱丝、或马尾,姿态很多。分离散处的云,结构明显,白色有丝绢光泽,日出日落时,有鲜明的黄色或红色,黑夜则呈灰黑色。卷云因为云层太高,即使生成小水滴,下降过程中很容易蒸发,不会抵达地面,故在地面上不会感到下雨,象征一整天都会是晴朗的好天气。根据外形结构特征,卷云可分为 cirrus fibratus(毛卷云)、cirrus spissatus(云)、cirrus uncinus(钩卷云)、cirrus nothus(伪卷云)四类。12cirrus fibratus毛卷云云体具有 状结构,常呈白色,无暗影,有毛丝般的光泽,多呈丝条状、片状、羽毛状、钩状、团状、砧
32、状等。多由直径为 10-15 微米的冰晶组成。毛卷 体很薄,呈白色,毛丝般的 状结构清晰,云丝分散,是丝缕结构十分明显的卷云,状如羽毛、乱发常分散孤立地分布在天空,或成带与地面斜交。日、月透过云体,地物阴影很明显。altostratus translucidus透光云厚度稍薄的云,或由卷层云加厚而成,呈灰白色均匀的,隔看,如隔一层毛玻璃,仅能模糊判定其位置,因此也使地物无影。altostratus opacus云云层大部分不透明, 无法显示出日、月位置的云。cirrostratus 卷层云卷层云5500-8000 米的高空。卷层云范围大,可达几百到几千公里,具有相当宽广的连续。全部由冰晶组成,
33、云底具有丝缕的结构,日、月透过时轮廓分明,使地物有影。云层中往往可见晕环。看上去像的纹路,这些是惟一会在或月亮周围产生光晕的云层。有时云的组织薄得几乎看不出来,只使天空呈乳白色;有时丝缕结构隐约可辨,好象乱丝一般。我国北方和西部高原地区,冬季卷层云可以有少量降雪。卷层云又可分 cirrostratus fibratus(毛卷层云)和 cirrostratus nebulosus(薄幕卷层云)。13cirrostratus fibratus毛卷层云白色丝缕结构明显,云体厚薄不很均匀的卷层云。cirrostratus nebulosus薄幕卷层云均匀的,有时薄得几乎看不见,只因有晕,才证明其存在;
34、较厚时,也看不出什么明显的结构,只是日月轮廓仍清楚可见,有晕,地物有影。毛卷云的出现大多预示天晴,故有游丝天外飞,久晴便可期 的说法。cirrus spissatus云较密实的卷云片, 有些部位略带灰色,丝缕状结构显得比较。体较厚,薄的部分呈白色,厚的部分略有淡影,边缘毛丝般结构仍较明显。云丝密集,聚片,在云量较多时,可有不完整的晕(悬浮在大气中的冰晶(对日光或月光的折射和反射作用而形成的光学现象。)出现。cirrus uncinus钩卷云通常是簿、稀疏地出现在海拔 70008000 米天空的对流层中。钩卷 体很薄而透明,呈白色,云丝往往平行排列,向上的一头有小钩或小簇,下有较长的拖尾,很像逗
35、点符号。钩卷云的曳尾常是云体的冰晶下落的过程中,因风的切变而产生的。钩卷云常分散出现,如果它系统移入天空,并继续发展,多预示将有天气系统影响,甚至意味着雨带的来临。cirrus nothus伪卷云伪卷云是积雨云顶部脱离主体后而成。多在积雨云崩析消散过程中见到。当积雨云发展到消衰阶段,上升气流减弱,主要为下沉气流,由于缺乏水汽补给,积雨云崩解,其上的云砧部分残留空中,即成为伪卷云。它由大块密而厚的冰晶组成。色白或深灰、云块中间部分较均匀,云体大而厚密,常呈铁砧状,仅其边缘可见丝缕结构,挡住时,可使日光减弱,甚至全部不见。它的出现,表征着大气由不稳定转向稳定。云模型在 Vue 中有两种方法可以添加
36、云。首先,可以通过大气编辑器添加它们。它们都是用特殊的云材料产生的二维或三维层。如果我们想在天空中创建云,或像在云层缝隙中穿过看到山一般的云彩,这些参数都是非常有用。有几个让参数可以让改变海拔和覆盖度等设置。如果希望云的形状更加多样,可以使用 Advanced Cloud Material Editor(高级云材料编辑器)。就像材料编辑器中一样通过使用函数来编辑云彩。可以使用 MetaClouds(元素云)让云层增加,这能让获得单独的云并设置不同的形状。这会在场景中创建一些球形对象,可以成组它们并用来雕刻的云彩形状。云层Vue 提供 4 种不同材料的云。每一种计算方式都可以让的天空看起来差异巨
37、大。Standard clouds(标准云)是基于激活 Standard atmosphere(标准大气)模式可用时的一种技术。它将材料应用到一个任意海拔度,但却没有厚度的无限平面上。Volumetric clouds(容积云)同样是一个无限扁平面的材料层,但它会使用光通过云层的效果算法来模拟厚度和照明。这些往往给我们一个比 Standard clouds(标准云)更现实的云层效果,但需要的时间来计算。Spectral clouds(光谱云)有实际厚度。Vue 模拟光与水分子如何相互作用来计算其外观。明显的好处之一是,可以通过控制和海拔高度实现大量的雾或用云遮蔽山脉顶部。由于光谱云计算光与水相
38、互作用的外观,所以它不工作在 Standard(标准)和 Volumetric(体积)大气模型中。Spectral II clouds(第二代光谱云)使用一个更精确的算法来创建比 Spectral clouds(光谱云)更加真实的云。虽然体积和标准云是由平面,当用它们堆积层的时候例如,在膨胀的积云上方有一些高高地卷云,就是使用它们作为一个遥远的背景就能获得足够好的外观。这是一个很好的方法,可以改善渲染时间。但是,如果云是更加重要的角色,就需要使用光谱大气模式和第二代光谱云。14大气预设大气是被多方面的参数描述的。本章节将解释所有的这些参数。但是,创建一个从零开始的大气环境可能是一个复杂耗时的过
39、程。这就是为什么 Vue 提供了预定义的大气环境列表。从其中选择一个开始能为的场景建立起良好的基础。为了提高的氛围以后可能会在现在的基础上进行微调。当创建新的场景,将弹出大气环境浏览器,提示选择一个预定义的大气效果。选择一个最接近需要的,也可以在稍后根据的工作进展加载其他的大气。在的场景中工作了一段时间之后,可能突然现有的大气效果已不再是合适的。这时,可以在任意时间加载另外一个大气效果到的场景,从命令菜单上选择 Atmosphere Load Atmosphere。15保存大气选择 Atmospheres Saved atmospheres 命令允许你将当前的大气设置保存为一个独立的文件,便于
40、以后的场景使用。保存的大气将出现像任何其它预定义的大气一样出现在大气浏览器中。当您选择此命令,出现一个标准的文件浏览器,你可以在这里填写保存的文件名称,还可以添加标题和评论(建议填写)。默认情况下,大气是放置在大气子文件夹中。这意味着,它们将出现在大气中浏览器的个人收藏栏中。在将文件写入到磁盘之前,Vue 会渲染一个大气的小预览。在大气浏览器中这个预览将用于说明你的大气。16大气编辑器如果的场景大气基本上是正确的,但要修改其中的某些部分,就要使用大气编辑器。大气编辑器是一个预先设计好的集。的数量和差异取决于选择的大气模型,在大气编辑器的顶部,可以从这四种类型中选择想使用的大气模型:Standa
41、rd(标准)模式:这是 Vue 传统的多用途模式它广泛用于静帧和动画项目。这个模式允许通过使用色彩梯度控制天空的外观可以创建无数层可编辑的云层,控制雾和霾的密度,或添加特殊效果比如闪烁的星光,彩虹和光晕所有大气元可设置动画标准模式的主要优势就是易于使用及渲染快速。Volumetric(体积)模式:这个模式是一个介于标准与光谱模式之间的折中方案,在给一个比较高的真实性级别基础上,让渲染速度比光谱模式快不同于标准大气,天空和的表现不是基于色彩梯度它直接受的位置及雾和霾的设置影响,很象真实的大气体积模式特别适合的动画场景:简单移动生成很好的色彩及光照位移。Spectral(光谱)模式:这是 Vue
42、新增加的超真实模式,它能根据天气情况准确模拟真实世界中大气和光照行为天空,和云,17以及直接和间接环境照明,大气全部受空气,灰尘以及水粒子元间的微妙平衡影响光谱模式提供一个控制集让调整各个元素的密度和高度,且附加另外的参数如空气(模拟真实的空气)和渲染品质使用光谱模式可以确保场景的全部元素完全结一体。Environment map(环境)模式: 特别是适合于建筑可视化,这个模式让很容易的根据全景建立一个环境,通过使用 Vue 的基于图像照明,HDRI 支持和全局反射能使的场景和背景之间无缝结合。大气编辑器可以保持打开的同时,仍可以工作在的其它部分下。修改是实时的。可以使用框中的图标(编辑器的右
43、下角)进行复位、加载和保存大气效果。以下是对大气编辑器的每个的描述。18这个允许调整与相关的参数。除了采用环境模式,在所有大气模式中是一样的. 如果场景没有任何直射灯光,这个将不被激活。Vue 把视为一个无限的极小光源(直接光照)。sun color如果正在使用标准模型能改变的颜色。这里控制指定将用于的颜色贴图,从外向内增加数值。这个选项启用就能创建一个环绕的光晕效果。要更改颜色贴图就在它上面双击鼠标。在体积和光谱大气模式,颜色是自动设定的。它自动由的白色光与大气相互作用进行计算。是否能在体积模式和光谱模式下改变的颜色?可以,在对象属性面板的 Aspect(面貌)。但这不是个好的做法。除非外星
44、球的只有轻微的颜色峰值(例如的是黄色峰值),最好让它们发出白光。外星球上的(和天空)的颜色的是来自于它的大气作用。Azimuth & Pitch可以使用 Azimuth(方位角)和 Pitch(仰角)来调整的位置。如果激活 Attach sun to camera direction(结合到摄影机方向)选项,的位置将与摄影机相关联。更改摄影机的方向也将旋转方位Size of the sun让调整天空中的大小。如果值非零,就可见,且的填充颜色将使用颜色贴图。颜色渐变呈放射状。如果的大小为零,天空中将不会出现,尽管它也在发射光线.。这种情况下颜色贴图将被忽略。19Sunlight masked b
45、y clouds出现在标准和体积大气模式中,阳光被云彩遮挡,激活后低海拔的云将遮挡阳光. 更高的值,就意味着天空中更高的云都将遮挡阳光. 由于云彩要漫反射光线, 高海拔的云就未遮挡阳光. 这个效果在更高级的光谱模式中将自动打开Size of the corona在一些大气中,这个设置可以控制大气辉光的大小,日冕是盘绕在周围刺眼的圆,就像小时候绘画时会添加的小光线。20光照这个在所有大气模式中都是一样的。在白天,来自天空的光线承担着使许多事物可见的照明,它来自于各个方向,这就是所谓的环境光照。在室内,光线反弹自墙壁。多年来,有很多计算环境光的不同方法被开发出来。 Vue 提供五种不同的方法,为渲
46、染提供灵活的适应性,以及进行户外或室内照明。场景中的每个点都接收来自,天空,以及环境(天空和周围的物体)的光线。不同的照明模式以自己不同的方式计算来自于环境的光量。(标准模式)Standard m是 Vue 中最基本的模式。其照明来自近似于一个恒定的环境灯光。这个与标准 Vue 照明模式定义的环境光有细微的差别:可以定义多少环境光线来自于天空(水平表面将比垂直面获得的环境光)而不是来自四面八方。这个效果在全局照明调整组中使用环境光照滑块来进行调整(见下文)。21Global Ambience(全局环境光)提供了一种更略微细致的环境光计算方式:该模式考虑到天空的颜色向四方散射。例如,场景一部分天
47、空发射出蓝色的光,另一部分天空散射红色的光。对象往往会染上这些颜色。此模式将为的场景添加一些有趣的润色而又保持比较少的渲染时间。Ambient Occlu(环境光闭塞)是改进版的全局环境光,天空穹上的每个点被认为是一个小光源。每一个灯的光线,如果一个对象在这个光源角度的前方,光线就被阻断了,这将会对周围的其它对象产生遮蔽效应。其结果是在物体附近出现非常微妙的阴影。显然,所有这些光线会显著的增加渲染时间,环境光闭塞使场景中没有直接在光源下的区域出现令人满意的效果。此外,由于环境光闭塞要计算环境照明,还可能产生一种让场景变暗的倾向,应此通常建议在使用这个模式时增加场景境灯光的基础值。为了加快渲染进
48、程,只有邻近对象接近到某个距离才考虑加入到闭塞进程。邻近物体越远,贡献的阻光值就越少。这是一个使场景渲染比全局照明更快的技巧,同时又不损失太多的质量,因为渲染器查找遮蔽物不需要分析整个场景。Global Illumination(全局照明)改善了天空穹顶所有光线的环境光闭塞模式,从而确保无论距离多远,任何物体都将投射环境阴影到周围物体上。通常比环境光闭塞模式取得更好的暗部效果。另一方面,所有这些光线会让渲染时间大大增加,全局照明的效果突出,它使场景中没有直接在光源下的区域出现令人满意的效果。此外,由于全局照明要计算环境照明,通常建议在使用这个模式时增加场景境灯光的基值。在使用环境光闭塞或全局照
49、明模式时的就是要增们场景境光的比值,否则不会看见高级照明模式产生什么效果。实际上只要有环境光通常就会获得比较好的结果(比如大雾或阴霾天气)。Global Radiosity(全局光能传递)全局光能传递模式有着与现实最接近的照明品质。它在场景中光线,而不是跟环境阻光和全局照明一样阴影。有了这个模式,根据对象的光学特性会使其在向四处的某一些光线中。灯光会在场景中以“循环反弹”的方式反复传递,跟现实一样。因此,场景中每一个点接收所有其他物体发出的光线,这意味着物体的颜色会影响他们周围的场景。这是迄今为止 Vue 中最准确的照明。显然,这22Range范围当环境光闭塞模式被选中后变成可用。这里控制引起
50、闭塞效果的最大距离,超过这个距离的物体将不会参与闭塞的计算。默认情况下定于 2 米,适合任何室内或室外场景。范围参数值越大,越接近全局照明模式且渲染速度较慢。这个值越小,越接近于全局环境光,具有更快的渲染速度是极其复杂的计算,尽管有 Vue 实施了许多优化,渲染时间都将比标准模式成倍的增加。但是也会产生难以置信的作品。在这种模式下,环境照明滑块控制来自天空的间接光照影响,直接照明滑块控制来自之类的光源影响。VUE 能够保留渲染中的间接照明计算结果,即使场景已被修改。这显着的加快了调整阶段的场景准备工作。当这个模式被激活,可以在下次渲染时轻松地为任何参与到场景中的更改提供间接照明。间接照明解决方
51、案见“ADVANCED EFFECTS QUALITY”渲染章节的详细资料。当全局光能传递模式被选中时,一些针对该模式的控制变成可用:照明模式微调当一个全局照明模式被选中,照明模式组中另一半的控制设好后,这些控制被用于照明模式特效的精细调整。23Shadow Smoothing阴影平滑此参数适用于Global Ambience(全局照明) 模式之下的所有模式。它的目的是为了控制全局照明阴影的整体光滑度。低的值将产生清晰更准确的阴影,但可能需要更高质量的设置,以避免阴影出现噪波,这会增加渲染时间,如果没有足够的采样光线,就会产生奇怪的边缘效果。另一方面,高的值将趋于平滑阴影,尽管导致结果不那么准
52、确,但不需要高品质的设置。Artifil ambience人工环境光这个参数在ambient occlu (环境光闭塞)和 global illumination(全局照明)模式中可用。它的目的是为了弥补模式中没有任何跨物体反射光线的这一情况。指定添加到天空计算中的环境光数量,以确定每个点从环境接收的光线的总量。颜色由ambient light color(环境光颜色)设置确定。Sky dome lighting gain天空穹顶照明增益此参数控制天空发射光线的整体强度。增加此值为场景添加的环境光。这与拖动灯光平衡控制向环境色接近有些类似,同时会增加场景全局的,但这种控制提供的灵活性。Over
53、all skylight color总体天光颜色此颜色控制来自天空穹顶的总体光线颜色,并让 微调场景的环境照明(双击颜色块以编辑颜色)。例如,如果 认为场景中的阴影部分色调太明显, 可以降低整体色彩的饱和度。由于这个控制代表天空的整体颜色,如果 修改了天空的设置,显示的颜色也将改变。不过, 先前设置的颜色校正仍然是适用于新的颜色Quality boost此设置是 EasyGI技术的一部分,把渲染全局照明复杂地控制高效率的综合为一个品质设置。正如 Vue 中其它质量设置一样(如volumetric atmosphere quality boost 体积大气品质),此设置会自动结合渲染选项框中的
54、AdvancedGain增益该设置控制物体之间光线散射的强度。Bias偏差如果定义一个偏移色彩,这个色彩将被添加到物体接收的环境光线中。例如,如果添加一个淡红色,阴影和光线将带有非常轻微的红色调。此设置只应用于光能传递非常精细的调整。Indirect Skylighting间接天光选择此选项后,Vue 将计算场景中每个对象接收的天光数量并反射到其他对象上。如果未选择此选项,环境光颜色将代替天光参与间接照明的计算。计算天光间接照明是一个缓慢的过程。使用环境光颜色通常能产生足够好的结果。Optimize for outdoor rendering选择此选项后,Vue 假定 渲染一个无限的户外景观。
55、虽然光能传递通常具有很强室内渲染能力,光线能在房间内反弹多次而在室外的场景中光线快速的逃向空中则很少能参与反弹计算。因此,这个选项将降低光能传递的间接计算,有效地忽略高处的间接照明计算,从而产生更快和更强大的渲染。Global Lighting Adjustment(全局照明调整)这一组的控制相当简单,让调整遍及场景的光线分布。如果使用的是一个全局照明或全局光能传递模式,建议增加环境光在场景中的比例,这是为了使这一效果在全局照明中更加明显。Light Color 灯光颜色可以将不同的色温应用给光和天空/环境光。双击颜色预览块进行调整。Apply Settings(应用设置)最后,可以选择将这些
56、设置应用到所有灯光,或只应用给光。灯光颜色和将影响光源的颜色和强度。样的大气,使用什么样的照明模式,在的场景中样的云,都将由这一组设置决定如何产生多大的作用。Auto Decay Sunlight Color(自动衰减阳光颜色)24to all lights 适用于所有灯光如果大气环境使用了场景中的灯光(阳光除外),勾选此项。Only to sunlight 仅针对光仅将效果应用到光上。例如有一所房子是从里面照亮了,不希望灯光被室外影响,勾选此项。to sky and clouds应用到天空和云彩如果勾选此项,灯光调整也将影响到天空和云彩的颜色。Light Color 灯光颜色作为场景中灯光色
57、彩的过滤器。当接近地平线(即考虑为橙黄调),光将在物体投上温暖的色调。这个设置在光谱大气模式中不能应用。要更改灯光颜色,修改灯光的颜色。Ambient light color(环境光颜色)调整环境光的颜色,无论是来自天空还是来自于环境。由于环境光线被云彩散射,它通常比直射的阳光更趋向为一个冷色(蓝色)。一个典型的地球大气层是淡蓝色的,但是有些情况下它会受到影响,例如日落或火山喷发。Lightensity灯光强度控制调节场景的整体亮度。请注意,只会影响光源,与摄影机对象属性中的光圈控制不同使用相机章节。Light balance光照平衡可让调整光线是来自还是来自环境(环境光)的相对值。有着明亮天
58、空的场景将有大量的环境光,而日落场景应该不大。Ambient light balance环境光平衡使可以进一步定义环境光是来自天空还是来自四处(均匀光)之间的光线平衡。有雾的场景通常需要大量的均匀环境光,而有明亮的天空的场景将有大量的光来自天空。品质effects quality setting(高级效果品质设置)。当 为场景创建渲染预览时,全局照明计算的品质必然是粗糙的,但是当我们决定要在最终模式下渲染场景(见渲染选项 框的预设渲染质量设置),就会自动增加全局照明计算的品质以产生更好的结果。品质 设置只应该用于如果 发现最终渲染成品时照明有一些不完善的时候。或者, 在做大量的测试,这时高质量
59、全局照明并不重要, 就可以降低品质 设置,以便加速渲染过程。如果工作在除 Spectral(光谱)模型外的任何模式下,就能进行颜色的衰减处理。它涉及阳光在地平线附近如何改变颜色,例如日落或日出的项目。在 Standard(标准)模式下,这组选项可以打开或关闭。在 Volumetric(体积)模式下,不应被禁用。因为它是通过光线经过的大气来计算灯光颜色的,。25Light decay color光衰减颜色这是用于使灯光的颜色变成红色的颜色。默认情况下,颜色为 R=218, G=171, B=71。 最好不要修改这些值,即使有细微的变化也会产生巨大的影响。因为如果 这样做了可能会得到意想不到的(并
60、且不切实际)的结果。输入一个不同的颜色将影响光线通过大气产生的颜色。保持默认值或是色相不同但苍白的颜色是一个相当不错的主意。在外星球可以设为一个冷色。天空只有使用 Standard(标准)模式才会出现 Sky(天空),因为它是通过颜色渐变来定义天穹颜色的。最重要的控制是天空颜色贴图,它定义天空的颜色。双击颜色预览块将打开颜色贴图编辑器进行颜色编辑。天空的颜色是垂直这些颜色的。其结果是按位置进行色彩的渐变。这意味着贴图左侧的颜色将是靠近显示的颜色,而贴图右侧的颜色将是天顶显示的颜色,这就意味着天空中越高的地方,颜色越接近渐变的右侧。Color Mapition on the sky dome(颜
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