灯光与摄像机.ppt

1、第七章 灯光与摄像机,教学目标: 1、如何创建灯光 2、灯光的类型有哪些 教学重点: 1、掌握如何创建灯光 2、掌握灯光的类型有哪些 教学难点: 1、掌握如何创建灯光 2、掌握灯光的类型有哪些,第一节 灯光的创建、灯光的类型、聚光灯、面光灯、体积光灯,一、灯光的创建 1、选择Maya主视窗中CreateLights,并从子菜单中选择一种要创建的 灯光类型。 2、执行WindowsRendering EditorsHypershade 命令，打开Hypershade窗口，在视窗的菜单中点击CreateLights，然后从子菜单中选择一种灯光类型。 3、如果要在创建灯光前设置灯光的属性，则从菜单中

2、选择要创建的灯光类型，然后点击灯光名称选项盒即可，例如CreateLightsPoint Light。,二、灯光的类型 1、环境光环境光是一种可以使光从任意方向发出的光源，能从各个方向均匀地照射场景中的所有物体。它可以用在一般场景中模拟阳光。按(Ctrl+A)键，打开Attribute Editor(属性编辑器)对话框，设置其属性。 （1）、Type:灯光类型。 （2）、Color:光源颜色。 （3）、Intensity:光源强度。 （4）、Ambient Shade :用来调整环境光的模式。当值为0时，物体从各个方向受到的光照强度相同，物体没有任何层次：当值为1时，环境光仅来自于特定的位置，

3、物体边缘有明显的对比度。 （5）、Shadows:物体产生的阴影。 （6）、Shadow Color:物体产生阴影的颜色。,（7）、Use Ray Trace Shadows:使用光线追踪生成阴影。当激活时，参数Shadow Radius(阴影半径)、Shadow Rays(阴影光线)和Ray Depth Limit(光线深度限制)才变为有效，同时执行WindowRendering EditorsRender Settings 命令，在渲染设置窗口中勾选Raytracing 选项。 （8）Ambient Shade=0的情况， Ambient Shade=1的情况。 （9）、Shadow Ra

4、dius=0.4的情况，出现了阴影效果。,2、平行光平行光可以产生一簇同一方向发出的平行光，一般用来模拟太阳光或其他平行光源。 按（Ctrl+A）键，打开Attribute Editor(属性编辑器)对话框，设置其属性。 （1）、Use Depth Map Shadows:是否使用贴图阴影。 （2）、Resolution:贴图分辨率，值越大，分辨率越高。 （3）、Width Focus:贴图横向焦点。 （4）、Filter Size :用来控制贴图边缘的模糊程度，值越大，贴图边缘越模糊。 （5）、Use Ray Trace Shadows:是否使用光线追踪影。 （6）、Light Angel:

5、灯光角度。 （7）、激活Use Ray Trace Shadows选项，设置Light Angel=0，在渲染设置（Render Settings）窗口中勾选Ray Tracing选项，渲染透视图。设置参数Light Angel=10，渲染。,3、泛光灯泛光灯是一种全向的光源，可以用来模拟一般的白炽灯或作为辅助光源对场景进行补光等。它可以放在场景的任何地方，例如可以放在摄像机的视线范围之外，也可以放在场景物体的后面，甚至可以放在物体的内部。场景中经常使用低亮度的泛光灯，并且设置为不同的颜色，放置在较远的位置，这些泛光灯将明暗效果投射并混合在模型上。 按键，打开Attribute Editor(

6、属性编辑器)对话框，设置其属性。 （1）、Type、Color、Intensity参数和前两盏灯设置相同。 （2）、Decay Rate:为衰减速率，用来控制光是否衰减及衰减的方式，里面包括Linear(线性)、Quadratic(两次)、Cubic(三次)等3重衰减方式。在现实世界中，灯光是按平方反比例衰减的，如果一个灯在10米远的亮度为X，则它在20米远的地方亮度就为X/4。线性衰减方式是指在10米处有X亮度的灯光，则在20米处具有X/2的亮度。,（3）、Light Fog:灯光雾。 （4）、Fog Type:雾的类型，有Normal(正常)、Linear(线性)、Exponential(

7、指数)等三种类型。 （5）、Fog Radius:雾的半径。 （6）、Fog Intensity:雾的强度。 （7）、Light Glow:数字光学科技。 （8）、在属性编辑窗口中，设置Intensity=15，在Decay Rate 下拉列表中选择No Decay,选择透视图，按键，使透视图变成灯光显示模式。依次改变衰减方式。 （9）、重新创建一盏泛光灯，打开属性编辑窗口。点击Light Fog 选项右侧的按钮，进入的编辑窗口。点击下拉菜单选择pointLight1,然后点击pointLightShape1,进入0编辑窗口，这里需注意黑色线框中参数的变化。 （10）、Fog Intensit

8、y=4，渲染。,4、聚光灯聚光灯以一个圆锥形状向指定方向发射光线。聚光灯有一些其他光源所没有的特点，如可变角度锥形光和光衰减因子等。聚光灯的光束会沿着照射方向逐渐变宽，适合用来模拟各类有范围的光源，如带有灯罩的台灯、探照灯、手电灯，以及作为辅助光源。 按键，打开Attribute Editor(属性编辑器)对话框，设置其属性。 （1）、Cone Angel:光锥角度，用来控制聚光的范围。 （2）、Penumbra Angel:半阴影角度，提供一种交互式方法控制光锥角度，这个角度与聚光灯的传播紧密联系，聚光灯的强度在指定传播范围内以线性衰减。 （3）、Dropoff:传播，控制聚光灯光束强度减少

9、率，取值范围在0-50之间，设置为1时，几乎没有时间上的变化，沿着光束半径没有可辨别的减少变化；设置为0时，没有任何衰减。,5、面光灯面光灯是一种二锥的矩形光源，形成一个有规则的照射平面。当要该区域更大时，灯光的强度就要相应增加。它可以用来模拟从窗口照进来的矩面光。 按键，打开Attribute Editor(属性编辑器)对话框，设置其属性。 6、体积灯光体积灯光可以用来模拟照亮特定的体积范围。它可以对灯光的方向、颜色和衰减进行控制。灯光的衰减可用颜色的坡度属性来控制，对于质量雾效果非常有用。使用体积灯光主要是因为它能够表现灯光的视觉范围。 按键，打开Attribute Editor(属性编辑

10、器)对话框，其中属性参数如下： （1）、Light Shape:灯光外形，有Box,Sphere,Cylinder和Cone等4种类型。 （2）、Color Range:颜色范围，控制体积灯光从中心到四周边界的颜色。通过调节坡度数值来模拟灯光的衰减。,（3）、Selected Position:选择位置，调整选择颜色控制点的位置。 （4）、Selected Color：选择颜色，调整选择控制点的颜色。 （5）、Interpolation:插补，控制不同颜色之间的过渡方式。 （6）、Volume Light Dir:体积光方向，控制体积灯光照射内部的方向。 （7）、Arc：控制体积灯光沿Y轴的内

11、部照射角度。 （8）、Penumbra:半阴影，用于调节体积灯光不同距离间的强度，例如中心暗四周亮的照射效果。这个参数只对Cylinder和Cone形状的体积灯光有效。,小 结,在本章中学习了有关多边形的基础知识，了解了什么是多边形的点、边、面及其特征。并介绍了怎样创建多边形的方法。重点的部分在于对多边形法线特性及使用方法的掌握。,第二节 灯光连接,教学目标: 1、如何进行灯光的连接 2、灯光连接的方法有哪些 教学重点: 1、掌握如何进行灯光的连接 2、掌握灯光连接的方法 教学难点: 1、掌握如何进行灯光的连接 2、掌握灯光连接的方法,第二节 灯光连接,一、灯光连接 综述：在真实的世界中，灯光

12、会照亮所有在照明范围之内的物体，除非有遮挡。而在Maya中，则可以随意地控制灯光所能照射的物体。通过Light Linking(灯光连接),可以让一盏灯只照亮某一个或某几个物体，还可以让一个物体只被某一盏灯或几盏灯照亮。本节将重点向读者介绍灯光的连接。 1、创建场景及灯光 （1）、创建一个NURBS球体，多次按键原地复制球体，然后使用 移动工具调整球体的大小和位置。 （2）、执行命令CreateLightSpot Light,创建一盏聚光灯。按键透视图进入灯光显示模式，按键，打开Spot Light的属性编辑窗口，设置参数。,（3）、按键，原地复制Spot Light并移动。多次复制并使用移动

13、，旋转工具调整Spot Light的位置，最后得到5盏灯对应着场景中的5个球体。 （4）、为每个Spot Light设置不同的颜色，设定颜色时要确保各个颜色不同。取一盏灯的颜色的HSV值为HSV（240，1，1），以此类推其他4盏灯的颜色分别为HSV（300，1，1）、HSV（60，1，1）、HSV（120，1，1）、HSV（180，1，1）。 （5）、渲染并观察场景的灯光照明。 （6）、执行WindowRendering EditorsRender Settings命令，打开光线追踪，设置参数。 （7）、渲染并观察场景的灯光照明。,2、灯光的连接 （1）、现在开始进行灯光的连接。利用上面的场

14、景，执行WindowRelationship EditorsLight Linkinglightcentric命令，打开关系编辑窗口，这是以灯光为中心的Relationship Editors（关系编辑窗），左栏是灯光，右栏是场景中的物体。选择SpotLight1,SpotLight1项会变灰，而右栏中被它照亮的物体也会变灰。从这个Relationship Editors中可以看到SpotLight1照亮了场景中的所有物体。 （2）、点击窗口中左上角选项后面的黑三角，弹出下拉式菜单。通过它可以切换Relationship Editor的类型。 （3）、选择Object Centric Ligh

15、t Linking。切换到以物体为中心的Relationship Editor，可以看到nurbsSphere2被场景中的所有灯照亮。,（4）、为了方便灯光的连接，可以对球体和灯光重命名，使它们对应起来。执行WindowOutliner命令，在Outliner窗口中双击球体和SpotLight进行重命名。 （5）、在进入以灯光为中心的关系编辑窗口时，可在左栏选择SpotLightblue，在右栏点击其他物体，使它们变白，只留下nurbsSphere_blue为灰色。这样，蓝色的SpotLight只照亮nurbsSphere_blue，而不会照亮场景中的其他物体。 （6）、用同样的方法，使Spo

16、tLightgreen只照亮nurbsSpheregreen，使SpotLightyellow只照亮nurbsSphereellow等，使每盏灯只照亮对应的球体。 （7）、渲染，观察灯光连接后的渲染效果。,小 结,在本章中学习了有关多边形的基础知识，了解了什么是多边形的点、边、面及其特征。并介绍了怎样创建多边形的方法。重点的部分在于对多边形法线特性及使用方法的掌握。,第三节 摄像机,教学目标: 1、什么是缺省的摄像机 2、什么是摄像渲染尺寸 3、如何创建创建摄像机 教学重点: 1、掌握什么是摄像渲染尺寸 2、掌握如何创建创建摄像机 教学难点: 1、掌握什么是摄像渲染尺寸 2、掌握如何创建创建摄

17、像机,第三节 摄像机,一、缺省的摄像机 综述：Maya中的场景要通过摄像机来展现。Maya提供了4架初始摄像机：persp（透视摄像机）、top(顶视摄像机)、front(前视摄像机)、side(测试摄像机)。执行Window Outliner命令，打开Outliner窗口，可以看到顶部有4架初始的摄像机，目前为蓝色隐瞒状态，所以无法在视图中看到它们的标志。 （1）、选择persp摄像机，执行DisplayShowShow Selection命令，显示出透视图摄像机的标志。执行DisplayShowCamera Manipulators(摄像机操纵器)命令，显示出它的操纵器，其中包括可以调节的

18、目标点和视野范围框等。 （2）、在实际制作中，透视图摄像机往往起到辅助调节的作用，由于它属于“一点摄像机”类型，所以不易于进行摄像机动画的制作。一般我们会创建新的摄像机，用于最后的渲染。,二、创建摄像机 1、执行CreateCamera 命令，创建摄像机。选中摄像机，按键打开属性编辑器 （1）、Angel of View:视角。 （2）、Focal Length:焦距。 （3）、Camera Scale:摄像机比例。 （4）、Near Clip Plane和Far Clip Plane:用来确定摄像机的可视区域。 （5）、Background Color:背景颜色。 （6）、Image Pla

19、ne:背景图平面。当建立了背景图后，背景颜色将消失。,2、摄像机可以用来对背景进行设置。点击Image Plane后面的Create按钮，进入背景图平面属性对话框。 （1）、Display:确定背景图是在摄像机视图中出现，还是在所有视图中出现。 （2）、Display Mode:显示模式。 （3）、Color Gain:色彩增益。 （4）、Color Offset:色彩偏移量。 （5）、Image Plane:确定背景是否随摄像机一起运动。 （6）、Type:确定背景图类型是图片还是贴图。 （7）、Image Name:图片名称。 （8）、Texture:贴图。,三、摄像渲染尺寸 1、创建场景

20、：一个简单场景、一个方体、三个锥体和一架摄像机，调整相对位置。 2、在透视图执行Panelsperspectivecameral命令，将透视图转化为摄像机视图。 3、在cameral视图中执行ViewCameral Attribute Editor(摄像机属性编辑器)命令，打开它的属性设置面板。展开Film Back(电影支持)项目面板，这里用于设置将来输出的影片类型，它比渲染分辨率的设置更高一级，主要用于电影的合成，使三维的影像和电影中实拍的镜头完全吻合。对于电视级别的应用，从Film Gate(电影通道)中选择35mm TV Projection类型，它的纵横比为1.33（4：3），符合常

21、用的电视要求。 4、在摄像机视图菜单中执行ViewCameral SettingsFilm Gate命令，打开电影边框的显示。 5、执行WindowRendering EditorsRender Settings命令，在渲染设置窗口中从Image Size的Presets菜单中选择PAL 768类型，其Device Aspect Ratio(设备纵横比)为1.33。,6、在摄像机设置面板上，展开Display Options(显示选项)项目，勾选Display Resolution(显示分辨率)，打开分辨率边框的显示。因为目前和影片设想相符，所以两个边框重合在一起，最后的渲染将以此边框为准。

22、7、缺省的分辨率边框有点小，在摄像机设置面板中Display Options(显示选项)项目下设置其Overscan值为1.1，使它的边框变大。 8、在摄像机视图菜单中选择ViewCameral SettingsSafe Action(安全框)，打开安全框显示。同时打开安全标题框的显示。 9、最外边为分辨率边框：为真正渲染的图片尺寸大小；中间为安全框：在图像输出到电视后，周围的部分会被裁掉，只能看到安全框以内的图像；里边为安全标题框：提示文字标题不应超出此界限。,四、调节镜头焦距 1、摄像机的焦距可以无极变化，比真实的摄像机自由多了。 2、在摄像机属性设置面板中Camera Attributes项目下，设置Angel of View 的值为54，近似于人眼的视角，渲染范围中看到的物体明显增多。 3、Angel of View（视角）和Focal Length(焦距)是关联的一对参数，调节哪一个都可以。调节Focal Length值为5，这是一种超广角的鱼眼镜头；调节Focal Length值为100，这是一种长焦望远镜头，缩放视图。 五、调节剪切平面 1、Clip Plane(剪切平面)是摄像机特有的一个属性，这与真实的摄像机不同。真实的摄像机可以拍到无穷近和无穷远处的景