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3D MAX 高级灯光[1]

来源：互联网作者：若水 2008-04-15/16:42

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高级灯光
这部分的内容包扩：3D MAX高级灯光及LIGHTSCAPE（渲染巨匠）的学习。通过高级灯光的学习，以提高大家对效果图灯光的控制。

3D MAX高级灯光
在计算机的渲染当中分为两种渲染方法：
1、普通渲染-----既3D MAX默认的渲染
这一种渲染只计算灯光的直接光照，它并不会去考虑在物体面于面之间的光线反弹，这些光线就是我们常说的全局光照；而着一点却正是现实世界中变化最复杂的地方。在3D MAX早期版本中，全局光照的效果只能通过模拟的方式来实现，也就是前面大家所学过的标准灯光，这种方式做起来要耗费大量的精力，而且也要求大家对真实世界光照的把握要高。
2、高级渲染-----既考虑了场景中全局光照的效果
这一种渲染与3D MAX默认的渲染相比，它能够全面考虑场景中物体与物体间的光线弹射既全局光照，再现出非常真实的场景灯光效果，就不需要再去打多余的灯光来模拟了，这样可以节剩出大量的时间来从事其它的工作了。

3D MAX高级灯光是3D MAX新增的渲染功能，可以通过渲染菜单调出：RENDERING-----ADVANCED LIGHTING（高级照明）。
高级照明包括了两种算法：1、LIGHT TRACER（光追踪） 2、RADIOSITY（光能传递）
光追踪：这种方法应用范围比较广泛，而且使用起来也比较简单，技术含量不高，不需要为了它而去改变我们前面所学过的东西，即使如此，它的效果也非常逼真；它主要是应用在：室外场景、角色动画及空旷场景内的物体的表现上。
光能传递：这种算法适合于室内效果图及建筑动画的表现上；它最好配合3D MAX新增的光度学灯光以及高级灯光材质一起使用，这样才能得到较好的效果。它的工作原理与LIGHTSCAPE（渲染巨匠）相似，但效果还是要比LIAGHTSCAPE差一些。就室内效果图而言要使用它去渲染，还不如使用LIGHTSCAPE去做；在这里我们主要学习它的工作原理。

光追踪：
光追踪它是通过在场景中进行点采样后计算光线的反弹，从而得到较为逼真的效果；它虽然并不是完全的物理光照，但效果却很真实，而且工作流程较简单。
光追踪工作流程：
1、按照正常的方式创建场景，灯光使用标准灯光，材质也使用标准材质；
2、打开光追踪面板，所有设置不变，仅将BOUNCES（反弹）设置为1
3、进行渲染测试，主要检查的项目有：
a、有没有光追踪的效果
b、物体表面有没有噪波
c、物体之间颜色的相互影响
4、根据前面渲染的结果再进行调整。
a、没有光追踪的效果：可通过调节Global Multiplier（全局倍增）或Object Multiplier（物体倍增）值来调节，但调节的值不宜过大。
b、物体表面有噪波：可通过调节Rays/Sample（光线/采样）及Filter Size（过滤尺寸）、Subdivision Contrast（细分对比度）来调整。
c、物体之间颜色的相互影响：可通过调节Color Bleed（颜色渗出）来调节。
5、优化渲染速度：
a、将大量细小的物体排除到处理之外，在物体的右键菜单中，选择EXCLUDE BY ADV LIGHTING；这个物体将不再被光追踪系统计算，很多小的物体完全可以排除出去，因为它们的效果不会影响多大；
b、将很多对象的投影排除出来，也是在右键的属性里面的，ADV LIGHTING参数里面的 CAST SHADOWS选项，取消，就可以不计算投影，提高速度；
c、将透明物体排除在外也是很提高效率的
d、Num.Regathering Ray Multiplier（再聚集光线数量倍增器）；小的物体可以将这个值设置为0.5
e、将粒子对象排除；
在有些时候，物体和物体交界处出现了漏光的情况，可以调整RAY BIAS（光线偏移）解决。

光能传递
光传递是一种算法很成熟的GI系统，通过对细分表面的计算，能够比较快和准确的计算每个面之间的亮度和色彩的相互影响，重现物理的真实照明效果。#p#分页标题#e#
1，光能传递的基本物理原理
光能传递基于几何学计算光从物体表面的反弹,所以几何面(三角面)成为光能传递进行计算的最小单位,面被细化的越小越能获得更精确的结果,而且在视窗中就可以看到光能分布的效果。

光能照射几何面时根据照射距离,几何面属性等物理信息进行光能传递的解算,并将解算的结果保存在物体的几何面中,这样就可以从任何角度观察光能在场景中的分布情况,并可以进行光能分析。

在光线传递的算法当中，自发光的物体也可以设置成为真正的光源,在使用中主要用来模拟体光源效果，光传递是一个完全基于物理真实的计算系统，所以在使用时有很多地方与我们前面所学过的建模习惯有所不同。

建模的不同：
1、要求模型有尽量真实的物理尺寸：做法：在建立模型之前，在CUSTOMIZE——选择单位设置，将显示单位和系统单位都设置成为同样的CM或者MM，这里我们选择MM；然后按照物体的真实尺寸去建立模型
2、为了避免计算中的阴影渗透，尽量避免面的交叉：避免面交叉的好办法是精确的使用捕捉和对齐
3、封闭，因为计算光线传递需要全部面的参与和配合，即使有的面看不见，但也要考虑光线计算的准确性,也需要做出来；
封闭场景后，可能比较难摆相机；方法可以采用单面可见的PLANE去封闭，使视线穿过，而又不挡住相机；但是这样的方法在制作室外的阳光和天空光线的时候会从外面漏光。
也可以打开相机的近裁板，近裁板就是将相机比较近的一定范围内的对象从视野里裁掉，但是不影响光线；
4、制作中设法得到等边三角形面，而避免细长三角型面；也可以使用SUBDIVIDE命令手工去强迫细分灯光的不同：

在使用光能传递计算时灯光尽量使用3d max提供的新的灯光类型-----光度学灯光；光度控制灯是基于物理的光源系统，其参数有一部分和物理光源一致，使用情况也一致；
光度控制灯有四种：
点光源
线光源
面光源
IES的天光和阳光

自身发光物体
点光源：是光线从一个聚集点向外发射的光源，按照光线分布的情况又有三种，光线朝各个方向均匀发射的，称为，各向同性点光源，简称泛光型点光源，光线聚集成一束发射的，称为，聚光型点光源；光线向各个方向发射光线的强弱由一个光线分布网来描述和表示的，是光域网控制点光源；
什么是光域网呢？光域网是用一网状线框来描述光源发光强度在各个方向上变化的情况，光域网是灯具的物理参数之一，光域网上每个点到中心点的距离表示这个方向上光线的强度情况
线光源，连续发光线；
面光源，光线以面为基准发射出去，范围更大，有半影效果，边缘最柔和

颜色的不同：在使用光能传递的时候颜色应尽量使用高级灯光优先材质

曝光控制：
曝光是指的在摄影中如何控制光线进入镜头的光量,以及如何选择控制场景中的黑点和白点以及层次;毕竟自然界中的从亮到暗的层次非常多,亮暗的反差也很大,任何载体都无法全层次表达,最简单的例子就是我们的眼睛,从阳光的室外一进到室内我们的眼睛什么都看不见,然后我们调节我们的瞳孔,控制光量,控制层次,然后我们逐步会看见室内的层次,反过来也一样.
这里的曝光控制就是将光线计算的明暗层次范围重新调整到我们可以接受的范围；
调整曝光的工具在RENDERING菜单——Environment——Exposure Controls
三种形式：
Automatic Exposure：自动曝光，能使得整个图的暗部明亮起来
Linear Exposure ：线性曝光，适用于低反差的场景
以上均不能用于动画
Logarithmic Exposure：对数曝光，适用于高反差的场景
对于静态的图大家可以先尝试哪一种能得到更好的效果；

这几个曝光设置的参数差不多，需要调整的也不多
工作流程：
1、按照前面所说的方式建立模型
2、创建和指定材质,材质类型可采用高级光照优先材质.
3、架设光度控制灯.
4、设置合适的曝光，渲染观察效果
5、在RENDERING——ADV LIGHTING——RADIOCITY点击 START 开始第一次粗传递
6、记录问题，进行进一步的调整和不断传递
a、很多表面没有光影变化效果，有的表面效果很差
b、色彩扩散过分，亮度不合适
c、有很多的阴影渗漏
d、很多物体的表面有很多斑点以及大团的脏块
e、图面灰暗

7、解决问题的方法：
a、很多表面没有光影变化效果，有的表面效果很差
1>、可以设置全局细分
2>、可以对个别物体在右键属性面板中设置单独细分
3>、或者我们前面说过的SUBDIVIDE命令针对个体进行直接点面数细分；
b、色彩扩散过分，亮度不合适
1>、调节高级灯光优先材质
调整材料属性的时候，最好将传递效果复原，
c、有很多的阴影渗漏
阴影渗漏是因为面交叉后，细分不够的情况下，阴影从面的背后渗透出来
的情况，解决的方法有进一步细分，还可以将一些表面的投影关闭（在右键——属性————CAST SHADOW）；
d、很多物体的表面有很多斑点以及大团的脏块
1>、设置 FILTER值直接看效果（调整此参数不需要重新传递）
2>、将传递的初始化质量提高 Initial Quality，这个质量开始时可以使用默认85%或者更低，最终使用90-95都可以；
3>、提高全部物体的精炼迭代Refine Iterations (All Objects)，这个数值开始使用2-6，最后使用10-20；
4>、对个别物体进行单独的迭代计算，在右键——属性——高级灯光属性——REFINE#p#分页标题#e#
e、图面灰暗
   提高光源的亮度
   在曝光设置中提高对比度
   将一些连在一起的材料分开，给予不同的材质，不同的明度和略微差异的色彩；
将色彩扩散降低