3DSMAX中灯光应用及设置方法初探_3max的灯光参数怎么调
时间：2019-02-04 05:40:24 来源：千叶帆 本文已影响人
[摘 要] 本文介绍了3DSMAX中各种类型灯光的的特点及应用场合，灯光设置的原则和方法以及各主要参数的含义和设置方法。 [关键词] 3DSMAX 灯光 灯光设置
在3DSMAX中灯光提供的光线是一种标准光线，也可以说是一种模拟光，通过光线使场景产生真实的效果，模拟出大自然中的光效，如果运用得当可以制作出惟妙惟肖的真实画面。3DSMAX中一共有6种类型的灯光，除泛光灯和天光向四周照射外，其它4种都是有方向的灯光，它们都是目标聚光灯的衍生物，灯光的属性和参数完全相同。下面从几个方面探讨3DSMAX灯光应用及设置方法。
一、 各种灯光的特点及应用场合
1、 泛光灯 (Ｏmni)：泛光灯在场景中显示为正八面体图标，向四周发散光线，常用来照亮整个场景。它的优点是易于建立，不用考虑是否有物体在光照范围之外而不被照射，相当于一个圆形的灯泡；缺点是不能创建太多，否则效果会显得平淡而缺少层次感。
2、 目标聚光灯（TargetSpot）：目标聚光灯在场景中产生锥形的照射区，在照射区外的物体不受灯光的影响。目标聚光灯具有投射点和目标点，方向性非常好，加入投影设置可以产生良好的仿真效果。缺点是在进行动画照射时不易控制方向，也不易进行跟踪照射。它有矩形和圆形两种形状的投射区，矩形的特别适合制作电影投影图像或窗户投影等，圆形的适合路灯、台灯、车灯等的灯光的照射效果。在质量光中还可以用于产生一个锥形光柱。
3、 自由聚光灯(FreeSpot)：与目标聚光灯类似，自由聚光灯也产生一个锥形的照射区，但在视图中不能对投射点和目标点分别进行调节，只能控制整个聚光灯。它的优点是不会在视图中改变投射范围，特别适合制作一些动画的灯光，如摇晃的船桅灯、晃动的手电筒、舞台上的投射灯等。它实际上是一个受限制的目标聚光灯。
4、 目标平行光（TargetDirect）：主要用于模拟阳光的照射，对于户外场景尤为适用。如作为质量光，可以产生一个光柱，常用来模拟探照灯、激光束等。
5、 自由平行光（FreeDirect）：自由平行光实际上是一个受限制的目标平行光，可产生一个平行的照射区域，在视图中不能对投射点和目标点分别进行调节，只能进行整体移动或旋转，以保证照射范围不发生改变。非常适用于进行灯光动画的设置。
6、 天光（Skylight）：天光是3DSMAX5.0以后的版本中新增加的一种灯光类型，主要用来模拟天空光，它可以作为场景中的唯一光源，提供一种象天空灯那样的效果，也可以与其它类型的灯光配合使用，实现更真实的光影效果。
以上6种灯光是灯光创建面板中的类型，其实3DSMAX中还有一种“环境光”（在“渲染/环境设置”对话框中可以设置)。环境光没有方向也没有光源，一般用来模拟光线的漫反射现象。环境光不宜亮度过大，否则会冲淡场景，造成对比度上不去而使场景黯然失色。有经验的人一般先把环境灯光亮度值设为0，在设置好其它灯光之后再做精细调整，往往能取得较好的照明效果。
二、 3DSMAX中灯光设置的原则
3DSMAX中灯光的设置有两个原则。第一，灯光与物体距离越远，照亮的范围就越大，反之亦然。第二，跟太阳光与地面的关系很近似，对于一个物体来说，某一灯光与它表面所呈夹角（其实是入射角）越小，它的表面显得越暗；夹角越大则表面越亮。如果一个灯光与一个平面（如地面）距离很远且与这个平面呈直角照射时，则照明效果是很均匀的。而如果同样的光线放得太近，则由于接触表面的光线角度会有很大的变化，会产生一个“光池”（聚光区）。如果要使一盏灯光照亮尽量多的物体，请把把物体与灯光的距离拉大。而要使灯光把物体表面照得亮堂堂的，则还应该把灯光与物体表面的夹角调整得大些。
有时候创建完模型后，不建立自己的灯光照明效果觉得还好，可一旦建立了自己的灯光，忽然发现场景中的物体全部暗淡下来。或者是看到一盏灯还不够亮，再建一盏看看。结果一个简单的场景建立了10多甚至更多盏灯以后，场景中的照明更是显得非常奇怪。这是灯光与物体的距离、夹角没有设置好的原因，并不是灯越多越好。
其实3DS MAX场景照明原理与现实中摄影照明的原理非常相似。对于较小的区域来说，可以采用所谓的“三点照明”（主光+背光+辅光）的方式来解决照明问题。对于大的场面如礼堂内部效果图则可以把大的场景拆分成一个个较小的区域再利用“三点照明”的方法来解决照明问题。当然，针对不同情况进行灵活机动地处理有时能产生戏剧性的效果。另外要记住，尽量不要试图在透明图或摄象机中来创建灯光或移动灯光。
在3DS MAX中，灯光都具有衰减的属性，不过默认的情况下灯光是没有衰减的。为了更好地模拟现实（现实世界中的光线都是具有衰减性质的，即距离越远，亮度越小直到最终消失），通常需要手工打开灯光的衰减性质。一方面可以指定灯光的影响范围，另一方面创造出的灯光效果非常具有现实感。对于泛光灯，衰减影响的只是照明的距离；而对与聚光灯或平行光来说，不仅可以指定灯光能照多远，还能指定光圈边缘的衰减效果。
默认的灯光是不带有任何颜色的。通过改变灯光的颜色，可以模拟出各种照明效果。例如要模拟彩灯或把模拟日出时的阳光，则要调整灯光的颜色。另外，灯光配合环境特效可以产生特殊的效果。例如配合环境中的体积光（VOLUME LIGHT）可以模拟舞台追光灯的效果，而泛光灯配合特效中的发光效果（GLOW）可以模拟普照大地的太阳。配合环境雾效（FOG）甚至还可以做出灯光穿过大雾的投影特效。
三、3DSMAX中灯光基本参数的含义及应用
尽管3DSMAX中有6种类型的灯光，但大多数参数的意义是相同或相似的，设置方法也大致相同，下面介绍几种常用的参数。
1、 NAME AND COLOR: 名字与颜色。你可以把灯光默认的名称改成容易辨认的名称。如泛光灯默认名为“OMNI01”等。如果该灯光是用来模拟烛光照明的，你可以把它改名为“烛光”。否则灯光一旦建得多了难以分辨而带来麻烦降低工作效率。强烈建议大家养成给3DS MAX物体改名称的好习惯。颜色跟其它物体不一样，既不代表灯光的光色（如发红光 的灯的颜色并不在此调整），也不表示视窗中灯光图标的颜色。
2、 TYPE：改变灯光类型。利用此项的下拉菜单就可以把灯光从一种类型转化为另外任意一种类型。例如可以 把目标聚光灯转化为自由式聚光灯。所要注意的就是只有在修改面板才会出现此选项。但通过实际操作可以发现，目标式的灯光转化为自由式灯光或泛光灯比较方便。如果要把泛光灯转化为其他类型的灯光，转化后还需 要设置定向灯光的始点与目标点，不如把原来的灯光删除掉重建方便。
3、 ON：这是一个复选框，用于灯光的开关。不要认为关闭灯光与删除灯光是等效的。如果场景中只有这盏灯光，删除这盏灯光以后默认的灯光将重新起作用而照亮场景；但是如果在此关闭灯光，则场景中除了自发光物体，所有的物体因没有光线照射而变得不可见。它的最大的用处在于可以临时关闭某个灯光来观察效果。在室内装潢效果图制作中，往往会打很多数量的灯。如果有光照不和谐的地方则可以方便地利用临时关闭某盏灯光的方法，排查到底是哪盏灯光的问题从而做出修正。
4、 CAST SHADOWS：这是一个复选框，决定灯光是否投影。并不是所有的灯光都必须投影。只有主光才会设置投影的属性。有趣的是，3DSMAX中灯光在默认情况下是不投影的。例如尽管灯光在楼房的5层，却可以照到楼房的最底层。一旦某灯光具有投影与衰减的特性，它的属性就更接近自然光。
5、 MULTIPLIER：倍增器。倍增器可以改变灯光的正常属性（强度与亮度）。不过它具有一种神奇的特性那就是“负光效应”。如果你把它设置为一个负值，就可以把灯光色变成它的相反色（例如白色光变成黑色光）。 在室内效果图中有时会利用负值的倍增器来“吸”光，例如人为地把某个区域（如某个墙角）变暗。倍增器的默认值为1，除非有特殊要求不要随意更改。有时我们也会动态地改变倍增器的值（例如使用NOISE动画控制器 使倍增器的值在-2与2范围中随机变换）从而来模拟闪电瞬间照亮室外等特殊效果。
6、 EXCLUDE：排除设置。让你指定哪些物体不受选中的灯光影响，包括照明（ILLUMINATION）与投影（ SHADOW CASTING）两个方面。点击按钮就会弹出排除/包含（INCLUDE）对话框。利用排除（排除对某些物体影响）或包含（指定只对某些物体产生影响）功能可以达到特殊的目的。
至于特定类型的灯光中的参数，值得注意是聚光灯中的两个参数：
HOTSPOT（聚光区、高亮区），可以调整圆锥形高亮区的半径夹角的大小。默认值为43度。
FALLOFF（衰减区），衰减区外灯光将不起作用（除非勾选OVERSHOOT选项），是聚光灯照射范围的极限。衰减区与聚光区之间，灯光的亮度以线形递减。聚光区与衰减区距离（其实是角度）越大，则灯光的衰减效果越柔和，反之则显得很生硬。值得注意的是衰减区的角度在默认情况下仅比高亮区大两度，因此显得比较生硬。
四、3DSMAX中灯光的不足
在3DSMAX中，为了提高渲染速度，灯光是不带有辐射性质的。这是因为带有光能传递的灯光计算速度很慢，没感受过的朋友想一想光线追踪材质的运算速度就会明白。也就是说，3DSMAX中的灯光工作原理与自然界的灯光是有所不同的。如果要模拟自然界的光反射（如水面反光效果）、漫反射、辐射、光能传递、透光效果等特殊属性，就必须运用多种手段（不仅仅运用灯光手段，还可能是材质如光线追踪材质等）进行模拟。
当然，要想在3DSMAX中设置好合适的灯光，除了要熟练掌握各种灯光的应用和参数设置以外，还需求了解灯光照明、摄影、摄像等的基本原理，只有在充分理解这些原理的基础上才能设计出与场景和环境相匹配的灯光效果。
参考书目：
1、3DS MAX 9中文版基础教程 詹翔主编 人民邮电出版社 2009.10
2、三维动画制作（3ds max7.0）（第二版） 向华主编 电子工业出版社 2009.3
