第6講燈光與攝影機(jī)2013-3-28

1、第六講第六講 燈光與攝影機(jī)燈光與攝影機(jī)6.1 燈光燈光 內(nèi)內(nèi)容容提提要要6.2 實例：戶外場景的制作實例：戶外場景的制作 6.3 攝影機(jī)攝影機(jī) 6.1.1 6.1.1 燈光的作用燈光的作用 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。在豐富的視覺效果。在3ds max3ds max中，燈光對整個場景的氣氛起著重要的作中，燈光對整個場景的氣氛起著重要的作用。用。 改進(jìn)場景的照明改進(jìn)場景的照明 通過逼真的照明效果來增強(qiáng)場景的真實感通過逼真的照明效果來增強(qiáng)場景的真實感 烘托場景氣氛烘托場景氣氛使用標(biāo)準(zhǔn)燈光烘托

2、氣氛而非使用標(biāo)準(zhǔn)燈光烘托氣氛而非追求逼真效果的夜間場景追求逼真效果的夜間場景6.1.2 3ds max6.1.2 3ds max中燈光的特殊性中燈光的特殊性 燈光是一個特殊的對象，在視圖中可以創(chuàng)建燈光光源。燈光是一個特殊的對象，在視圖中可以創(chuàng)建燈光光源。渲染時不能看渲染時不能看到燈光對象到燈光對象。 如果沒有光源，場景中的所有對象都是不可見的，所以如果沒有光源，場景中的所有對象都是不可見的，所以3ds max3ds max在場在場景中設(shè)置了兩盞泛光燈作為默認(rèn)的光源。如果默認(rèn)的光源不能滿足場景景中設(shè)置了兩盞泛光燈作為默認(rèn)的光源。如果默認(rèn)的光源不能滿足場景的照明要求時，可以創(chuàng)建燈光對象。的照明要求

3、時，可以創(chuàng)建燈光對象。 只要創(chuàng)建了一個燈光對象，場景中的默認(rèn)光源就會自動關(guān)閉。所以只要創(chuàng)建了一個燈光對象，場景中的默認(rèn)光源就會自動關(guān)閉。所以有有時創(chuàng)建了一盞燈光后，場景會變得很暗時創(chuàng)建了一盞燈光后，場景會變得很暗，這是因為所添加的燈光照度沒，這是因為所添加的燈光照度沒有默認(rèn)的燈光高。有默認(rèn)的燈光高。6.1.36.1.3 燈光的分類燈光的分類 3ds max 3ds max中的燈光可分為中的燈光可分為2 2種類型：種類型： 光度學(xué)燈光光度學(xué)燈光光度學(xué)燈光使用光度學(xué)燈光使用光度學(xué)（光能）值光度學(xué)（光能）值來精確地定義燈光，就像在真實世界來精確地定義燈光，就像在真實世界一樣?？梢栽O(shè)置它們分布、強(qiáng)度、

4、色溫和其他真實世界燈光的特性。也一樣。可以設(shè)置它們分布、強(qiáng)度、色溫和其他真實世界燈光的特性。也可以導(dǎo)入照明制造商的特定光度學(xué)文件以便設(shè)計基于商用燈光的照明?？梢詫?dǎo)入照明制造商的特定光度學(xué)文件以便設(shè)計基于商用燈光的照明。機(jī)場候機(jī)廳機(jī)場候機(jī)廳具有通過光度學(xué)燈光創(chuàng)建的具有通過光度學(xué)燈光創(chuàng)建的逼真照明的建筑場景逼真照明的建筑場景6.1.3 6.1.3 燈光的分類燈光的分類 3ds max 3ds max中的燈光可分為中的燈光可分為2 2種類型：種類型： 光度學(xué)燈光光度學(xué)燈光 標(biāo)準(zhǔn)燈光標(biāo)準(zhǔn)燈光標(biāo)準(zhǔn)燈光是基于標(biāo)準(zhǔn)燈光是基于計算機(jī)的模擬燈光計算機(jī)的模擬燈光對象，如家用或辦公室燈、舞臺和電對象，如家用或辦公室

5、燈、舞臺和電影工作室使用的燈光設(shè)備和太陽光本身。與光度學(xué)燈光不同，標(biāo)準(zhǔn)燈光影工作室使用的燈光設(shè)備和太陽光本身。與光度學(xué)燈光不同，標(biāo)準(zhǔn)燈光不具有基于物理的強(qiáng)度值。不具有基于物理的強(qiáng)度值。使用標(biāo)準(zhǔn)燈光烘托氣氛而非使用標(biāo)準(zhǔn)燈光烘托氣氛而非追求逼真效果的夜間場景追求逼真效果的夜間場景6.1.4 6.1.4 標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型聚光燈聚光燈聚光燈像閃光燈一樣投影聚焦的光束。聚光燈像閃光燈一樣投影聚焦的光束。聚光燈的頂視圖聚光燈的頂視圖相同燈光的透視視圖相同燈光的透視視圖6.1.4 6.1.4 標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型2. 2. 平行光平行光當(dāng)太陽在地球表面上投影時，所有平行光以一個方向投影平

6、行光線。平當(dāng)太陽在地球表面上投影時，所有平行光以一個方向投影平行光線。平行光主要用于模擬太陽光。行光主要用于模擬太陽光。平行光的頂視圖平行光的頂視圖相同燈光的透視視圖相同燈光的透視視圖6.1.4 6.1.4 標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型3. 3. 泛光燈泛光燈“泛光燈泛光燈”從單個光源向各個方向投影光線。泛光燈用于從單個光源向各個方向投影光線。泛光燈用于 “ “輔助照明輔助照明” ” 或模擬點光源。或模擬點光源。泛光燈的頂視圖泛光燈的頂視圖相同燈光的透視視圖相同燈光的透視視圖6.1.4 6.1.4 標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型標(biāo)準(zhǔn)燈光的類型4. 4. 天光天光模擬室外場景日光的照明效果。模擬室外場景日光的照

7、明效果。使用純白色天光渲使用純白色天光渲染的汽車染的汽車6.1.5 “6.1.5 “常規(guī)參數(shù)常規(guī)參數(shù)”卷展欄卷展欄1. 1. 啟用陰影啟用陰影默認(rèn)情況下燈光的照明中沒有啟用陰影。要使燈光投射陰影，執(zhí)行以下默認(rèn)情況下燈光的照明中沒有啟用陰影。要使燈光投射陰影，執(zhí)行以下操作：操作：在在“常規(guī)參數(shù)常規(guī)參數(shù)”卷展欄卷展欄 “ “陰影陰影”組中，確保選中組中，確保選中“啟用啟用”?，F(xiàn)在當(dāng)渲染場景時燈光將投射陰影?，F(xiàn)在當(dāng)渲染場景時燈光將投射陰影。左圖：聚光燈投影圓錐體斜截陰影。左圖：聚光燈投影圓錐體斜截陰影。右圖：泛光燈投影完整陰影。右圖：泛光燈投影完整陰影。幾種不同的陰影類型幾種不同的陰影類型區(qū)域陰影區(qū)

8、域陰影 陰影貼圖陰影貼圖 光線跟蹤光線跟蹤 高級光線跟蹤高級光線跟蹤 6.1.5 “6.1.5 “常規(guī)參數(shù)常規(guī)參數(shù)”卷展欄卷展欄2. 2. 區(qū)域陰影區(qū)域陰影區(qū)域陰影創(chuàng)建柔化邊緣，即產(chǎn)生區(qū)域陰影創(chuàng)建柔化邊緣，即產(chǎn)生“近實遠(yuǎn)虛近實遠(yuǎn)虛”的陰影。的陰影。A A：半影（軟區(qū)域）：半影（軟區(qū)域）B B：陰影：陰影6.1.5 “6.1.5 “常規(guī)參數(shù)常規(guī)參數(shù)”卷展欄卷展欄3. 3. 高級光線跟蹤陰影高級光線跟蹤陰影/ /光線跟蹤陰影光線跟蹤陰影產(chǎn)生產(chǎn)生“銳利銳利”的陰影。的陰影。6.1.6 “6.1.6 “強(qiáng)度強(qiáng)度/ /顏色顏色/ /衰減衰減”卷展卷展欄欄 使用使用“強(qiáng)度強(qiáng)度/ /顏色顏色/ /衰減參數(shù)衰

9、減參數(shù)”卷展欄可以設(shè)置燈光的顏色和強(qiáng)度。也卷展欄可以設(shè)置燈光的顏色和強(qiáng)度。也可以定義燈光的衰減?？梢远x燈光的衰減。左圖：由低強(qiáng)度源的蠟燭照亮的房間。左圖：由低強(qiáng)度源的蠟燭照亮的房間。右圖：由高強(qiáng)度燈光燈泡照亮的同一個房間。右圖：由高強(qiáng)度燈光燈泡照亮的同一個房間。6.1.6 “6.1.6 “強(qiáng)度強(qiáng)度/ /顏色顏色/ /衰減衰減”卷展卷展欄欄在現(xiàn)實世界中，燈光的強(qiáng)度將隨著距離的加長而減弱。遠(yuǎn)離光源的對象在現(xiàn)實世界中，燈光的強(qiáng)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。這種效果稱為衰減衰減。衰減設(shè)置使遠(yuǎn)處對

10、象更暗。衰減設(shè)置使遠(yuǎn)處對象更暗。A. A. 線性線性衰退衰退B. B. 平方反比衰退平方反比衰退6.1.7 “6.1.7 “大氣和效果大氣和效果”卷展欄卷展欄體積光體積光“體積光體積光”根據(jù)燈光與大氣（霧、煙霧等）的相互作用提供燈光效果。根據(jù)燈光與大氣（霧、煙霧等）的相互作用提供燈光效果。左圖：原始場景左圖：原始場景右圖：增大了霧的密度右圖：增大了霧的密度6.1.8 “6.1.8 “高級效果高級效果”卷展欄卷展欄投影貼圖投影貼圖可以通過選擇要投射燈光的貼圖，使燈光對象成為一個投影?？梢酝ㄟ^選擇要投射燈光的貼圖，使燈光對象成為一個投影。投影的貼圖可以是靜止的圖像或動畫。投影的貼圖可以是靜止的圖像

11、或動畫。為聚光燈選一張位圖（高級效果為聚光燈選一張位圖（高級效果/ /投影貼圖），燈光在物體上產(chǎn)生位圖投影貼圖），燈光在物體上產(chǎn)生位圖投影的效果。投影的效果。6.1.9 6.1.9 燈光的常用布光法燈光的常用布光法1. 1. 三角形布光法三角形布光法 進(jìn)行燈光布置時，有三種基本類型的光源（主光、背光、輔助光），進(jìn)行燈光布置時，有三種基本類型的光源（主光、背光、輔助光），三者的排列多呈三角形。三者的排列多呈三角形。 主光源：通常放置在場景右上角主光源：通常放置在場景右上角4545度位置上。與攝影機(jī)同一個角度。度位置上。與攝影機(jī)同一個角度。 輔光源：通常在主光的左側(cè)，輔光源：通常在主光的左側(cè)，用來

12、照亮被主光源漏掉的黑色的區(qū)域用來照亮被主光源漏掉的黑色的區(qū)域，為場景提供景深和逼真度。為場景提供景深和逼真度。 背景光：放置在與主光源相對的位置上（即場景主體的后上方），強(qiáng)背景光：放置在與主光源相對的位置上（即場景主體的后上方），強(qiáng)度小于主光，它通過照亮對象的邊緣將對象從背景中分離出來。增強(qiáng)場度小于主光，它通過照亮對象的邊緣將對象從背景中分離出來。增強(qiáng)場景的縱深感。景的縱深感。6.1.9 6.1.9 燈光的常用布光法燈光的常用布光法從圖中可以看出，當(dāng)三種光都存在時的照明效果最好，所以一般情況下從圖中可以看出，當(dāng)三種光都存在時的照明效果最好，所以一般情況下對于局部的照明都使用上面提到的設(shè)置照明方

13、法。對于局部的照明都使用上面提到的設(shè)置照明方法。 有主光有主光 有主光和背光有主光和背光 有主光和背光、輔光有主光和背光、輔光6.1.9 6.1.9 燈光的常用布光法燈光的常用布光法2. 2. 區(qū)域照明法區(qū)域照明法 主要針對一些大場景的打燈法，用于突出某個物體。將一個大的區(qū)域主要針對一些大場景的打燈法，用于突出某個物體。將一個大的區(qū)域分割成幾個小區(qū)域，然后分別照明小區(qū)域。分割成幾個小區(qū)域，然后分別照明小區(qū)域。第六講第六講 燈光與攝影機(jī)燈光與攝影機(jī)6.1 燈光燈光 內(nèi)內(nèi)容容提提要要6.2 實例：戶外場景的制作實例：戶外場景的制作 6.3 攝影機(jī)攝影機(jī) 6.2 6.2 實例：戶外場景的制作實例：戶

14、外場景的制作使用平行光使用平行光 + + 天光創(chuàng)建的室天光創(chuàng)建的室外場景照明。外場景照明。初始渲染效果初始渲染效果第六講第六講 燈光與攝影機(jī)燈光與攝影機(jī)6.1 燈光燈光 內(nèi)內(nèi)容容提提要要6.2 實例：戶外場景的制作實例：戶外場景的制作 6.3 攝影機(jī)攝影機(jī) 6.3 6.3 攝影機(jī)攝影機(jī)是場景中必不可少的組成單元，最后完成的靜畫、動畫都要在攝像機(jī)視是場景中必不可少的組成單元，最后完成的靜畫、動畫都要在攝像機(jī)視圖中表現(xiàn)。圖中表現(xiàn)。 3ds max3ds max為用戶提供了一套強(qiáng)大的攝像機(jī)工具，并可以控制為用戶提供了一套強(qiáng)大的攝像機(jī)工具，并可以控制攝像機(jī)的屬性。攝像機(jī)能很好地模擬現(xiàn)實世界中的單反光攝

15、像機(jī)，使用攝像機(jī)的屬性。攝像機(jī)能很好地模擬現(xiàn)實世界中的單反光攝像機(jī)，使用方法也類似。并且此攝像機(jī)超過現(xiàn)實生活中的攝像機(jī)能力，可以瞬間完方法也類似。并且此攝像機(jī)超過現(xiàn)實生活中的攝像機(jī)能力，可以瞬間完成更換鏡頭，無級變焦。成更換鏡頭，無級變焦。攝像機(jī)視圖也是一種透視圖，它的顯示效果可以通過攝像機(jī)的參數(shù)進(jìn)行攝像機(jī)視圖也是一種透視圖，它的顯示效果可以通過攝像機(jī)的參數(shù)進(jìn)行控制，能夠更好地表現(xiàn)場景的特殊效果及制作動畫?？刂疲軌蚋玫乇憩F(xiàn)場景的特殊效果及制作動畫。6.3.1 6.3.1 攝影機(jī)的分類攝影機(jī)的分類一、一、TargeTarge（目標(biāo)攝像機(jī)）（目標(biāo)攝像機(jī)）1 1、功能：可以將目標(biāo)點連接到運動的物

16、體上，表現(xiàn)目光跟隨的動畫效、功能：可以將目標(biāo)點連接到運動的物體上，表現(xiàn)目光跟隨的動畫效果。對于室內(nèi)外建筑的環(huán)游動畫是必不可少的。果。對于室內(nèi)外建筑的環(huán)游動畫是必不可少的。2 2、 TargeTarge包含攝像機(jī)投射點和目標(biāo)點，二者均可獨立變化。包含攝像機(jī)投射點和目標(biāo)點，二者均可獨立變化。3 3、適用范圍：漫游、跟隨或空中拍攝；追蹤拍攝、靜物拍攝、適用范圍：漫游、跟隨或空中拍攝；追蹤拍攝、靜物拍攝目標(biāo)攝影機(jī)始終面向其目標(biāo)目標(biāo)攝影機(jī)始終面向其目標(biāo) 6.3.1 6.3.1 攝影機(jī)的分類攝影機(jī)的分類二、二、FreeFree（自由攝像機(jī)）（自由攝像機(jī)）1 1、功能：可以很好地綁定到運動目標(biāo)上，隨目標(biāo)在運

17、動軌跡上做同一、功能：可以很好地綁定到運動目標(biāo)上，隨目標(biāo)在運動軌跡上做同一運動，同時進(jìn)行跟隨和傾斜。運動，同時進(jìn)行跟隨和傾斜。2 2、 Free Free沒有目標(biāo)點沒有目標(biāo)點3 3、適用范圍：、適用范圍：( (更適合復(fù)雜動畫，如沿一條路徑設(shè)置的動畫。更適合復(fù)雜動畫，如沿一條路徑設(shè)置的動畫。) ) 游走拍攝、搖攝、基于路徑的動畫游走拍攝、搖攝、基于路徑的動畫自由攝影機(jī)可以不受自由攝影機(jī)可以不受限制地移動和定向限制地移動和定向6.3.2 6.3.2 攝影機(jī)的參數(shù)攝影機(jī)的參數(shù)真實世界攝影機(jī)使用鏡頭將場景反射的燈光聚焦到具有燈光敏感性曲面真實世界攝影機(jī)使用鏡頭將場景反射的燈光聚焦到具有燈光敏感性曲面的

18、焦點平面。的焦點平面。真實世界攝影機(jī)測量。真實世界攝影機(jī)測量。A A：焦距長度：焦距長度B B：視野：視野 (fov)(fov)6.3.2 6.3.2 攝影機(jī)的參數(shù)攝影機(jī)的參數(shù)焦距始終以毫米為單位進(jìn)行測量。焦距始終以毫米為單位進(jìn)行測量。50mm 50mm 鏡頭通常是攝影的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。鏡頭通常是攝影的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。焦距小于焦距小于 50mm 50mm 的鏡頭稱為短或廣角鏡頭。焦距大于的鏡頭稱為短或廣角鏡頭。焦距大于 50mm 50mm 的鏡頭稱為的鏡頭稱為長或長焦鏡頭。長或長焦鏡頭。與與 50 mm 50 mm 鏡頭相關(guān)的透視正常顯示，一部分原因是他接近肉眼看到的鏡頭相關(guān)的透視正常顯示，一部分原因是他接近肉眼看到的內(nèi)容，還有一部分原因是這樣的鏡頭非常廣泛地用于快照