第六章燈光和攝像機訓(xùn)練

1、三維動畫設(shè)計與制作 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 CHAPTER 6 三維動畫設(shè)計與制作 返回 教學(xué)目標(biāo)與知識點 【教學(xué)目標(biāo)】 具備合理安排燈光位置及數(shù)量的操作能力 具備準(zhǔn)確設(shè)置燈光參數(shù)的操作能力 具備合理設(shè)置攝像機拍攝角度的操作能力 具備設(shè)置攝像機運動模糊和景深效果的操作能力 具備完成攝像機環(huán)游動畫的操作能力 【知識點】 多種類型燈光的參數(shù)設(shè)置 燈光陰影類型的設(shè)置方法 布置燈光的技巧 合理安排攝像機拍攝角度 攝像機環(huán)游動畫的制作原理 攝像機運動模糊和景深效果 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.1 燈光基礎(chǔ) 本章介紹3ds Max 中的照明知識，通

2、過本章的學(xué)習(xí)，能 夠掌握基本的照明 原理，燈光為場景 幾何體提供照明： 它們可以從“舞臺 后面”照亮場景， 也可以在場景本身 中顯示。標(biāo)準(zhǔn)燈光 簡單易用。 現(xiàn)實生活中，人們離不開照明，不同的光照效果能使相同的物體產(chǎn) 生豐富的視覺效果。在3ds Max中，燈光對整個場景的氣氛起著重 要的作用。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.1 燈光基礎(chǔ) 6.1.1 標(biāo)準(zhǔn)燈光類型 3ds Max提供了5種標(biāo) 準(zhǔn)類型的燈光，它們是 聚光燈、有向光源、泛 光燈、太陽光和區(qū)域光， 本章重點介紹聚光燈、 有向光源、泛光燈，三 種常用標(biāo)準(zhǔn)燈光。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章

3、6.1 燈光基礎(chǔ) 6.1.1 標(biāo)準(zhǔn)燈光類型 燈光的衰減 在現(xiàn)實世界中，燈光的強 度將隨著距離的加長而減 弱。遠(yuǎn)離光源的對象看起 來更暗；距離光源較近的 對象看起來更亮。這種效 果稱為衰減。 實際上，燈光以平方反比 速率衰減。即其強度的減 小與到光源距離的平方成 比例。當(dāng)光線由大氣驅(qū)散 時，通常衰減幅度更大， 特別是當(dāng)大氣中有灰塵粒 子如霧或云時。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.1 燈光基礎(chǔ) 6.1.1 標(biāo)準(zhǔn)燈光類型 燈光的排除 “燈光包括/排除”工具是一個“無模式” 對話框，使用該對話框可以基于燈光包括 或排除對象。當(dāng)排除對象時，對象不由選 定燈光照明，并且不接收陰影

4、。 盡管燈光排除在自然情況下不會出現(xiàn)，但 該功能在需要精確控制場景中的照明時非 常有用。例如，有時專門添加燈光來照亮 單個對象而不是其周圍環(huán)境，或希望燈光 從一個對象（而不是其他對象）投射陰影。 在場景中用泛光燈來模擬某燈具作為主光 源，當(dāng)光對周圍產(chǎn)生作用（包括照度和陰 影）時的同時，它也對該燈具產(chǎn)生作用， 會有不應(yīng)該有的陰影，此時，就需要“排 除”功能解決。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.1 燈光基礎(chǔ) 6.1.2 陰影類型 陰影類型優(yōu)點不足之處 高級光線跟蹤 支持透明度和不透明度貼圖。使用不少于內(nèi)存 的標(biāo)準(zhǔn) 光線跟蹤陰影。建議對復(fù)雜場景使用一些燈光或面。 比陰影貼圖

5、更慢。不支持柔和 陰影。處理每一幀。 區(qū)域陰影 支持透明度和不透明度貼圖。使用很少的內(nèi)存。建議 對復(fù)雜場景使用一些燈光或面。 比陰影貼圖更慢。處理每一幀。 mental ray 陰影貼圖 使用 mental ray 渲染器可能比光線跟蹤陰影更快。不如光線跟蹤陰影精確。 光線跟蹤陰影 支持透明度和不透明度貼圖。如果不存在對象動畫， 則只處理一次。 可能比陰影貼圖更慢。不支持 柔和陰影。 陰影貼圖 產(chǎn)生柔和陰影。如果不存在對象動畫，則只處理一次。 最快的陰影類型。 使用很多內(nèi)存。不支持使用透 明度或不透明度貼圖的對象。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.1 燈光基礎(chǔ) 6.1.

6、3 布光方法 科技的發(fā)展使計算機的運 算速度不斷提高，3ds Max的版本和功能不斷在 完善。燈光設(shè)置變得很簡 單了（如：物理燈光類型 和光能傳遞渲染命令）， 但是，計算機自動處理燈 光數(shù)據(jù)就是成倍的增加計 算時間。我們只有掌握了 燈光原理，才可能做出又 快又好的表現(xiàn)效果。 下面我們利用3ds Max中 標(biāo)準(zhǔn)燈光類型來模擬真實 光照效果，首先我們分析 一下現(xiàn)實光照效果。 認(rèn)識主光源、輔助光源、背景光源 主體光：通常用它來照亮場景中的主要對象與其周圍區(qū)域，以及產(chǎn)生場景的主要投影。主 要的明暗關(guān)系由主體光決定，包括投影的方向。主體光可以是一盞燈光，也可以用幾盞燈光來 充當(dāng)。 輔助光（環(huán)境光）：又稱

7、為補光。用它來填充陰影區(qū)以及被主體光遺漏的場景區(qū)域、調(diào)和 明暗區(qū)域之間的反差，同時能形成景深與層次，而且這種廣泛均勻布光的特性使它為場景打一 層底色，定義了場景的基調(diào)。 背景光（反射光）：它的作用是增加背景的亮度，從而襯托主體，并使主體對象與背景相 分離。一般使用泛光燈，亮度宜暗不可太亮。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.2 項目訓(xùn)練燈光的應(yīng)用 下面我們用簡單實 例訓(xùn)練布光方法與 燈光使用技巧 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.2 項目訓(xùn)練燈光的應(yīng)用 打開場景文件。選擇光盤素材“燈光練習(xí)場景.max” 文件，單擊（創(chuàng)建）（燈光）按鈕，在下拉欄中選擇

8、“標(biāo)準(zhǔn)”，在場 景中建立一盞聚光燈作為主光源spot02。場景文件中燈光位置已確定，大家可以按實際需要自行調(diào)整燈光位置。 設(shè)置燈光參數(shù) 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.2 項目訓(xùn)練燈光的應(yīng)用 現(xiàn)在我們觀察場景，只有聚光燈spot02的照射范圍是有光照的，因為標(biāo)準(zhǔn)燈光只會發(fā)生直接光照不會產(chǎn)生間接光照。所以 我們要建立輔助光源以便照亮整個場景。下面我們來為場景添加一盞泛光燈。 關(guān)閉陰影選項。然后在 卷展欄中默 認(rèn)“倍增值”為0.6 ，燈光顏色為白 色，關(guān)閉衰減控制。 設(shè)置燈光參數(shù) 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.2 項目訓(xùn)練燈光的應(yīng)用 觀察場景環(huán)境光

9、比較滿意了，但是計算機物體的暗部是死黑的，這與真實世界的情況不符。下面我們再來添加一盞背景光 源模擬真實世界的光照效果。也就是間接光照，物體相互間光線的反射效果。 設(shè)置燈光參數(shù) 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.2 項目訓(xùn)練燈光的應(yīng)用 最后為主光源spot02添加體積光效果。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 攝影機的創(chuàng)建則給動畫設(shè)計 師提供了一個完整的電影世 界。各種焦距、 隨意的角度 及其他各種特殊效果，能制 作豐富多彩的富有想象力的 動畫。 攝影機包括目標(biāo)攝影機與自 由攝影機，它們的內(nèi)部參數(shù) 相似，不過目標(biāo)攝影機比自 由攝影機多

10、了一個能夠移動 控制的目標(biāo)點。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 目標(biāo)攝影機：查看目標(biāo)對象周圍的區(qū)域。創(chuàng)建目標(biāo)攝影機時，看到一個兩部分的圖標(biāo)，該圖標(biāo)表示攝影機和 其目標(biāo)（一個白色框）。攝影機和攝影機目標(biāo)可以分別設(shè)置動畫，以便當(dāng)攝影機不沿路徑移動時，容易使用 攝影機。 自由攝影機：在攝影機指向的方向查看區(qū)域。創(chuàng)建自由攝影機時，看到一個圖標(biāo)，該圖標(biāo)表示攝影機和其視 野。攝影機圖標(biāo)與目標(biāo)攝影機圖標(biāo)看起來相同，但是不存在要設(shè)置動畫的單獨的目標(biāo)圖標(biāo)。當(dāng)攝影機的位置 沿一個路徑被設(shè)置動畫時，更容易使用自由攝影機。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6

11、.3 攝影機基礎(chǔ) 6.3.1攝像機的創(chuàng)建 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 6.3.2 攝像機的焦距與視野 鏡頭和燈光敏感性曲面間的距離，不管是電影還是視頻電子系統(tǒng)都被稱為鏡頭的焦距。焦距影響對象出現(xiàn)在圖片上的清晰 度。焦距越小圖片中包含的場景就越多。加大焦距將包含更少的場景，但會顯示遠(yuǎn)距離對象的更多細(xì)節(jié)。 焦距始終以毫米為單位進(jìn)行測量。50mm 鏡頭通常是攝影的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。焦距小于 50mm 的鏡頭稱為短或廣角鏡頭。焦距 大于 50mm 的鏡頭稱為長或長焦鏡頭。 視野 (FOV) 控制可見場景的數(shù)量。FOV 以水平線度數(shù)進(jìn)行測量。它與鏡頭的焦距直接相關(guān)。例

12、如，50mm 的鏡頭顯示水 平線為 46 度。鏡頭越長，F(xiàn)OV 越窄。鏡頭越短，F(xiàn)OV 越寬。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 6.3.3 攝像機環(huán)境范圍組 近距范圍和遠(yuǎn)距范圍 ：確定在“環(huán)境”面板上設(shè)置大氣效果的近距范圍和遠(yuǎn)距范圍限制。在兩個限制之間的對象消失在 遠(yuǎn)端百分比值和近端百分比值之間。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 6.3.4 攝像機剪切平面組 使用剪切平面可以排除場景的一些幾何體并只查看或渲染場景的某些部分。每個攝影機對象都具有近端和 遠(yuǎn)端剪切平面。對于攝影機，比近距剪切平面近或比遠(yuǎn)距剪切平面遠(yuǎn)的對

13、象是不可視的。如果場景中有許多復(fù) 雜幾何體，那么剪切平面對于渲染其中選定部分的場景非常有用，還可以創(chuàng)建剖面視圖。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 6.3.5 攝像機景深與運動模糊 攝影機可以生成景深效果。景深是多重過濾效果。 可以為攝影機在“參數(shù)”卷展欄中將其啟用。通過模糊 到攝影機焦點（也就是說，其目標(biāo)或目標(biāo)距離）某種距 離處的幀的區(qū)域，景深模擬攝影機的景深。 攝像機景深效果 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.3 攝影機基礎(chǔ) 6.3.5 攝像機景深與運動模糊 攝影機可以生成運動模糊效果。運動模糊是多重過 濾效果。可以為攝影機在“參

14、數(shù)”卷展欄中將其啟用。 運動模糊通過在場景中基于移動的偏移渲染通道，模擬 攝影機的運動模糊。 攝像機運動模糊效果 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.4 項目訓(xùn)練攝像機室內(nèi)漫游動畫 本實例主要是訓(xùn)練掌握利用自由攝像機跟 隨路徑命令完成室內(nèi)漫游動畫制作任務(wù)，以此 鞏固我們前面所學(xué)的知識加以靈活運用。 打開場景文件。選擇光盤素材“攝像機室 內(nèi)漫游動畫練習(xí)場景.max” 文件。 在頂視圖中添加一架自由攝像機。 場景中已經(jīng)繪制好了一條曲線，高度為 1650mm，此高度是模擬人的視覺高度。選 擇攝像機，點擊(運動)面板，在卷軸欄中點 擊“指定控制器”，在項目欄中選擇“位 置”，點擊指

15、定位置命令，在打開的“指定 位置控制器”對話框中選擇“路徑約束”， 點擊確定。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.4 項目訓(xùn)練攝像機室內(nèi)漫游動畫 在“路徑參數(shù)”中點擊“添加路徑”按鈕， 在場景中選擇line線條物體。這樣攝像機就 被指定在路徑上了。勾選“跟隨”選項，這 時我們發(fā)現(xiàn)攝像機方向不正確，下面選擇Y 軸和“翻轉(zhuǎn)”選項。再使用旋轉(zhuǎn)工具對攝像 機進(jìn)行調(diào)整，在頂視圖中沿“Y”軸向旋轉(zhuǎn) 180度。使其形成正常的拍攝角度 。 三維動畫設(shè)計與制作 返回 燈光和攝像機訓(xùn)練 第6章 6.4 項目訓(xùn)練攝像機室內(nèi)漫游動畫 接下來我們進(jìn)行動畫設(shè)置，點擊時間設(shè)置 按鈕，打開對話框，幀速率選擇NTSC模式， 設(shè)置動畫時間為150幀。 攝像機室內(nèi)漫游動畫渲染輸出設(shè)置，點擊 渲染設(shè)置按鈕，在打開的對話框中點擊“公 用”設(shè)置命令面板，在“公用參數(shù)”中設(shè)置 “時間輸出”范圍0150幀，“輸出大小” 為640像素X480像素。在“