3ds Max 2024案例精講教程 課件 第5章 燈光與攝影機(jī)

3dsMax2018案例精講教程第5章燈光與攝影機(jī)12使用燈光使用攝影機(jī)1.使用燈光0102燈光簡介和類型在場景中布光的方法03燈光的基本參數(shù)燈光簡介和類型

燈光是模擬實(shí)際燈光的對象。不同種類的燈光對象用不同的方法投影燈光，模擬真實(shí)世界中不同種類的光源。燈光是創(chuàng)建真實(shí)世界視覺感受最有效的手段之一，適合的燈光不僅可以增加場景氛圍，還可以表現(xiàn)對象的立體感及材質(zhì)的質(zhì)感。燈光不僅有照明的作用，更重要的是為營造環(huán)境氛圍與裝飾的層次感而服務(wù)，特別是夜幕降臨的時候，燈光會營造整個環(huán)境空間的節(jié)奏氛圍。為了便于創(chuàng)建場景，3dsMax2018為用戶提供了一種默認(rèn)的照明方式，它由兩盞放置在場景對角線處的泛光燈組成。用戶也可以自己為場景創(chuàng)建燈光（此時默認(rèn)的照明方式會自動關(guān)閉）。3dsMax2018的“燈光”面板中列出了用戶可以創(chuàng)建的所有燈光，大致可分為“標(biāo)準(zhǔn)”和“光度學(xué)”兩類，下面分別介紹一下這兩類燈光。燈光簡介和類型

1．標(biāo)準(zhǔn)燈光標(biāo)準(zhǔn)燈光包括聚光燈、平行光、泛光燈和天光，主要用于模擬家庭、辦公、舞臺、電影和工作中使用的設(shè)備燈光及太陽光。與光度學(xué)燈光不同的是，標(biāo)準(zhǔn)燈光不具有基于物理的強(qiáng)度值。聚光燈：聚光燈產(chǎn)生的是從發(fā)光點(diǎn)向某一方向照射、照射范圍為錐形的燈光，常用于模擬路燈、舞臺追光燈等的照射效果，如圖所示。平行光：和聚光燈不同，平行光產(chǎn)生的是圓形或矩形的平行照射光線，常用來模擬太陽光、探照燈、激光光束等的照射效果，如圖所示。泛光燈：泛光燈屬于點(diǎn)光源，它可以向四周發(fā)射均勻的光線，照射范圍大，無方向性，常用來照亮場景或模擬燈泡、吊燈等的照射效果。天光：天光可以從四面八方同時向物體投射光線，還可以產(chǎn)生穹頂燈一樣的柔化陰影，其缺點(diǎn)是被照射物體的表面無高光效果。燈光簡介和類型

2．光度學(xué)燈光光度學(xué)燈光不同于標(biāo)準(zhǔn)燈光，它使用光度學(xué)（光能）來精確地定義燈光，就像在真實(shí)世界一樣，可以設(shè)置光度學(xué)燈光的分布、強(qiáng)度、色溫和其他真實(shí)世界燈光的特性，還可以導(dǎo)入照明制造商的特定光度學(xué)文件以便設(shè)計(jì)基于燈光的照明。光度學(xué)燈光包括目標(biāo)燈光、自由燈光和太陽定位器，如圖所示，各燈光的特點(diǎn)如下。目標(biāo)燈光：可以用于指向燈光的目標(biāo)子對象（目標(biāo)點(diǎn)），可以選擇球形分布、聚光燈分布及光度學(xué)Web分布等燈光發(fā)散方式。自由燈光：自由燈光不具備目標(biāo)子對象，同樣可以選擇球形分布、聚光燈分布及光度學(xué)Web分布等燈光發(fā)散方式。太陽定位器：新的太陽定位器和物理天空是日光系統(tǒng)的簡化替代方案，可為基于物理的現(xiàn)代化渲染器用戶提供協(xié)調(diào)的工作流。在場景中布光的方法

為場景創(chuàng)建燈光又稱“布光”。在動畫、攝影和影視制作中，最常用的布光方法是“三點(diǎn)照明法”——創(chuàng)建三盞或三盞以上的燈光，分別作為場景的主光源、輔助光、背景光和裝飾燈光。該布光方法可以從幾個重要角度照亮物體，從而明確地表現(xiàn)出場景的主體和所要表達(dá)的氣氛。此外，為場景布光時需要注意以下幾點(diǎn)。燈光的創(chuàng)建順序：創(chuàng)建燈光時要有一定的順序，通常先創(chuàng)建主光源，再創(chuàng)建輔助光，最后創(chuàng)建背景光和裝飾燈光。燈光強(qiáng)度的層次性：設(shè)置燈光強(qiáng)度時要有層次性，以體現(xiàn)出場景的明暗分布，通常情況下，主光源強(qiáng)度最大，輔助光次之，背景光和裝飾燈光強(qiáng)度較弱。場景中燈光的數(shù)量：場景中燈光的數(shù)量宜精不宜多，燈光越多，場景的顯示和渲染速度越慢。燈光的基本參數(shù)在創(chuàng)建燈光的過程中，需要調(diào)整燈光的參數(shù)，才能達(dá)到最佳照明效果。燈光的參數(shù)集中在“常規(guī)參數(shù)”、“強(qiáng)度/顏色/衰減”、“陰影參數(shù)”、“高級效果”和“大氣和效果”等卷展欄中，下面分別介紹一下這幾個卷展欄。1．“常規(guī)參數(shù)”卷展欄如圖所示，該卷展欄中的參數(shù)主要用于更改燈光的類型和設(shè)置燈光的陰影產(chǎn)生方式，各重要參數(shù)的作用如下。燈光類型：該區(qū)中的參數(shù)主要用于切換燈光類型，另外，利用“啟用”復(fù)選框可以控制燈光效果的開啟和關(guān)閉，利用“目標(biāo)”復(fù)選框可以設(shè)置燈光是否有目標(biāo)點(diǎn)（復(fù)選框右側(cè)的數(shù)值為發(fā)光點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)間的距離）。陰影：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置渲染時是否渲染燈光的陰影，以及陰影的產(chǎn)生方式，各陰影產(chǎn)生方式的效果如圖所示。下方的“排除”按鈕用于設(shè)置場景中哪些對象不產(chǎn)生陰影。在場景中布光的方法在場景中布光的方法2．“強(qiáng)度/顏色/衰減”卷展欄該卷展欄中的參數(shù)主要用于設(shè)置燈光的強(qiáng)度、顏色，以及燈光強(qiáng)度隨距離的衰減情況，各重要參數(shù)的作用如下。倍增：設(shè)置燈光的光照強(qiáng)度，右側(cè)的顏色框用于設(shè)置燈光的顏色（當(dāng)倍增值為負(fù)數(shù)時，燈光將從場景中吸收光照強(qiáng)度）。衰退：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置燈光強(qiáng)度隨距離衰減的情況。衰減類型設(shè)為“倒數(shù)”時，燈光強(qiáng)度隨距離線性衰減；設(shè)為“平方反比”時，燈光強(qiáng)度隨距離的平方線性衰減；“開始”編輯框用于設(shè)置衰減的開始位置。近距衰減：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置燈光由遠(yuǎn)及近衰減（即從衰減的開始位置到結(jié)束位置，燈光強(qiáng)度由0增強(qiáng)到設(shè)定值）的情況。選中“顯示”復(fù)選框時，在燈光的光錐中將顯示出燈光的近距衰減線框。遠(yuǎn)距衰減：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置燈光由近及遠(yuǎn)衰減（即從衰減的開始位置到結(jié)束位置，燈光強(qiáng)度由設(shè)定值衰減為0）的情況。選中“顯示”復(fù)選框時，在燈光的光錐中將顯示出燈光的遠(yuǎn)距衰減線框。在場景中布光的方法

3．“陰影參數(shù)”卷展欄該卷展欄中的參數(shù)主要用于設(shè)置對象和大氣的陰影，各重要參數(shù)的作用如下。顏色：單擊右側(cè)的顏色框可以設(shè)置對象陰影的顏色。密度：該編輯框用于設(shè)置陰影的密度，從而使陰影變暗或者變亮，默認(rèn)值為1。當(dāng)該值為0時，不產(chǎn)生陰影；當(dāng)該值為正數(shù)時，產(chǎn)生左側(cè)設(shè)定顏色的陰影；當(dāng)該值為負(fù)數(shù)時，產(chǎn)生與左側(cè)設(shè)定顏色相反的陰影。貼圖：單擊右側(cè)的“無”按鈕可以為陰影指定貼圖，指定貼圖后，對象陰影的顏色將由貼圖取代，常用來模擬復(fù)雜透明對象的陰影。如圖右圖所示為指定棋盤格貼圖時茶壺的陰影效果。燈光影響陰影顏色：選中此復(fù)選框，燈光的顏色將會影響陰影的顏色，陰影的顏色為燈光顏色與陰影顏色混合后的顏色。不透明度：設(shè)置大氣陰影的不透明度，即陰影的深淺程度，默認(rèn)值為100。取值為0時，大氣效果沒有陰影。顏色量：設(shè)置大氣顏色與陰影顏色混合的程度，默認(rèn)值為100。在場景中布光的方法4．“高級效果”卷展欄如圖所示，該卷展欄中的參數(shù)主要用來設(shè)置燈光對物體表面的影響方式，以及設(shè)置投影燈的投影圖像，各重要參數(shù)的作用如下。對比度：設(shè)置被燈光照射的對象中明暗部分的對比度，取值范圍為0～100，默認(rèn)值為0。柔化漫反射邊：設(shè)置對象漫反射區(qū)域邊界的柔和程度，取值范圍為0～100，默認(rèn)值為0。漫反射/高光反射/僅環(huán)境光：這三個復(fù)選框用于控制是否開啟燈光的漫反射、高光反射和環(huán)境光效果，以控制燈光照射的對象中是否顯示相應(yīng)的顏色。投影貼圖：該區(qū)中的參數(shù)用于為聚光燈設(shè)置投影貼圖，為右側(cè)的“無”按鈕指定貼圖后，燈光照射到的位置將顯示出該貼圖圖像。該功能常用來模擬放映機(jī)的投射光、透過彩色玻璃的光和舞廳的燈光等。在場景中布光的方法5．“大氣和效果”卷展欄如圖所示，該卷展欄主要用于為燈光添加或刪除大氣效果和渲染特效。單擊卷展欄中的“添加”按鈕，在打開的“添加大氣或效果”對話框中單擊“體積光”選項(xiàng)，然后單擊“確定”按鈕，即可為燈光添加體積光大氣效果。單擊該卷展欄中的“刪除”按鈕可刪除選中的大氣效果；單擊“設(shè)置”按鈕可打開“環(huán)境和效果”對話框，利用該對話框中的參數(shù)可調(diào)整大氣效果。

任務(wù)1:桌面一角夜景表現(xiàn)制作思路在制作桌面一角的效果時，首先通過創(chuàng)建目標(biāo)平行光模擬日光光線；然后通過創(chuàng)建目標(biāo)聚光燈模擬臺燈的燈光效果；再通過“環(huán)境和效果”對話框?yàn)閳鼍疤砑迎h(huán)境貼圖和體積光效果；最后對場景進(jìn)行渲染。具體操作請掃描二維碼，觀看“桌面一角夜景表現(xiàn).mp4”視頻文件。

任務(wù)拓展：陽光照射窗戶效果（1）創(chuàng)建如圖所示的陽光照射窗戶的模型。（2）為場景中的物體設(shè)置材質(zhì)。（3）為場景設(shè)置環(huán)境光。（4）再創(chuàng)建一盞適當(dāng)?shù)臒艄獠⒃O(shè)置有關(guān)參數(shù)，使之產(chǎn)生陽光投射窗戶的效果，并且陽光有一定的光束。（5）渲染成圖，尺寸為640像素×480像素。最終效果可參考本書配套素材“素材與實(shí)例”>“第5章”>“效果圖”文件夾>“陽光照射窗戶.max”。具體操作請掃描二維碼，觀看“陽光照射窗戶效果.mp4”視頻文件。2.使用攝影機(jī)0102攝影機(jī)簡介創(chuàng)建攝影機(jī)03攝影機(jī)的重要參數(shù)

攝影機(jī)簡介在3dsMax2018中，攝影機(jī)與現(xiàn)實(shí)世界中的攝影機(jī)非常相似，主要用于幫助用戶選取合適的視角、錄制動畫等工作。此外，攝影機(jī)的可修改性很強(qiáng)，用戶可以隨意地修改其位置與角度，這樣就大大提高了在三維場景中調(diào)整視角和創(chuàng)建動畫的效率。本節(jié)將介紹攝影機(jī)的創(chuàng)建方法及其原理等內(nèi)容。1．?dāng)z影機(jī)的特性在真實(shí)世界中，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焦點(diǎn)平面，形成影像，如圖5-60所示展示了在成像過程中的兩個要素，A為焦距長度，B為視野。焦距：鏡頭和燈光敏感性曲面間的距離，不管是在電影還是視頻電子系統(tǒng)中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鏡頭通常是攝影機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，焦距小于50mm的鏡頭稱為短鏡頭或廣角鏡頭，焦距大于50mm的鏡頭稱為長鏡頭或長焦鏡頭。視野：視野（FOV）控制可見場景的數(shù)量。FOV以水平線度數(shù)進(jìn)行衡量，它與鏡頭的焦距直接相關(guān)。例如，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。透視與FOV的關(guān)系：短焦距（寬FOV）強(qiáng)調(diào)透視的扭曲，使對象朝向觀察者看起來更深、更模糊；長焦距（窄FOV）減少了透視扭曲，使對象壓平或與觀察者平行。如圖5-61所示的效果展示了透視與FOV的關(guān)系。

攝影機(jī)簡介

攝影機(jī)簡介2．?dāng)z影機(jī)類型使用攝影機(jī)視口可以調(diào)整攝影機(jī)，就好像你正在通過其鏡頭進(jìn)行觀看一樣，這對編輯幾何體和設(shè)置渲染的場景非常有用，如圖所示。3dsMax2018為用戶提供了三種攝影機(jī)：自由攝影機(jī)、目標(biāo)攝影機(jī)和物理攝影機(jī)（其創(chuàng)建面板如圖所示）。這三種攝影機(jī)具有不同的特點(diǎn)和用途，具體如下。目標(biāo)攝影機(jī)：該攝影機(jī)類似于燈光中帶有目標(biāo)點(diǎn)的燈光，它由攝影機(jī)圖標(biāo)、目標(biāo)點(diǎn)和觀察區(qū)三部分構(gòu)成，如圖所示。使用時，用戶可分別調(diào)整攝影機(jī)圖標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)的位置，容易定位，適合拍攝靜止畫面、追蹤跟隨動畫等大多數(shù)場景。其缺點(diǎn)是，當(dāng)攝影機(jī)圖標(biāo)無限接近目標(biāo)點(diǎn)或處于目標(biāo)點(diǎn)正上方或正下方時，攝影機(jī)將發(fā)生翻轉(zhuǎn)，拍攝畫面不穩(wěn)定。自由攝影機(jī)：該攝影機(jī)類似于燈光中無目標(biāo)點(diǎn)的燈光，只能通過移動和旋轉(zhuǎn)攝影機(jī)圖標(biāo)來控制攝影機(jī)的位置和觀察角度。其優(yōu)點(diǎn)是不受目標(biāo)點(diǎn)的影響，拍攝畫面穩(wěn)定，適用于對拍攝畫面有固定要求的動畫場景。物理攝影機(jī)：可通過設(shè)置快門速度、光圈、景深和曝光等參數(shù)來調(diào)整效果，其相關(guān)功能與用戶熟悉的真實(shí)攝影機(jī)的功能相似。

攝影機(jī)簡介

創(chuàng)建攝影機(jī)目標(biāo)攝影機(jī)的創(chuàng)建方法與目標(biāo)燈光類似，如圖所示，單擊“創(chuàng)建”>“攝影機(jī)”面板中的“目標(biāo)”按鈕，然后在視圖中單擊并拖動鼠標(biāo)，到適當(dāng)位置后釋放鼠標(biāo)左鍵，確定攝影機(jī)圖標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)的位置，即可創(chuàng)建一個目標(biāo)攝影機(jī)。單擊“創(chuàng)建”>“攝影機(jī)”面板中的“自由”按鈕，然后在視圖中單擊鼠標(biāo)，即可創(chuàng)建一個拍攝方向垂直于當(dāng)前視圖的自由攝影機(jī)。在透視視圖中單擊時，將創(chuàng)建一個拍攝方向垂直向下的自由攝影機(jī)，如圖所示。

創(chuàng)建攝影機(jī)創(chuàng)建完攝影機(jī)后，按快捷鍵【C】可將當(dāng)前視圖切換為攝影機(jī)視圖。此時利用3dsMax窗口左下角視圖控制區(qū)中的工具可調(diào)整攝影機(jī)視圖的觀察效果，在此著重介紹以下幾個工具。推拉攝影機(jī)：選中此按鈕，然后在攝影機(jī)視圖中拖動鼠標(biāo)，可使攝影機(jī)圖標(biāo)靠近或遠(yuǎn)離拍攝對象，以縮小或增大攝影機(jī)的觀察范圍。視野：選中此按鈕，然后在攝影機(jī)視圖中拖動鼠標(biāo)，可縮小或放大攝影機(jī)的觀察區(qū)。由于攝影機(jī)圖標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)的位置不變，因此，使用該工具調(diào)整觀察視野時，容易造成觀察對象的視覺變形。平移攝影機(jī)：選中此按鈕，然后在攝影機(jī)視圖中拖動鼠標(biāo)，可沿?cái)z影機(jī)視圖所在的平面平移攝影機(jī)圖標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)，以平移攝影機(jī)的觀察視野。環(huán)游攝影機(jī)：選中此按鈕，然后在攝影機(jī)視圖中拖動鼠標(biāo)，可使攝影機(jī)圖標(biāo)繞目標(biāo)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)（攝影機(jī)圖標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)的間距保持不變）。按住此按鈕不放會彈出“搖移攝影機(jī)”按鈕，使用此按鈕可使目標(biāo)點(diǎn)繞攝影機(jī)圖標(biāo)旋轉(zhuǎn)。側(cè)滾攝影機(jī)：選中此按鈕，然后在攝影機(jī)視圖中拖動鼠標(biāo)，可使攝影機(jī)圖標(biāo)繞自身Z軸（即攝影機(jī)圖標(biāo)和目標(biāo)點(diǎn)的連線）旋轉(zhuǎn)。

攝影機(jī)的重要參數(shù)選中攝影機(jī)圖標(biāo)后，在“修改”面板中將顯示出攝影機(jī)的參數(shù)。在此著重介紹以下幾個參數(shù)。鏡頭：顯示和調(diào)整攝影機(jī)鏡頭的焦距。視野：顯示和調(diào)整攝影機(jī)的視角（左側(cè)按鈕設(shè)為、或時，“視野”編輯框顯示和調(diào)整的分別為攝影機(jī)觀察區(qū)對角方向、水平方向和垂直方向的角度）。正交投影：選中此復(fù)選框后，攝影機(jī)無法移動到物體內(nèi)部進(jìn)行觀察，且渲染時無法使用大氣效果。備用鏡頭：單擊該區(qū)中任一按鈕，即可將攝影機(jī)的鏡頭和視野設(shè)為該備用鏡頭的焦距和視野。需要注意的是，小焦距多用于制作魚眼的夸張效果，大焦距多用于觀測較遠(yuǎn)的景物，以保證物體不變形。類型：該下拉列表框用于轉(zhuǎn)換攝影機(jī)的類型，目標(biāo)攝影機(jī)轉(zhuǎn)換為自由攝影機(jī)后，攝影機(jī)的目標(biāo)點(diǎn)動畫將會丟失。顯示地平線：選中此復(fù)選框后，在攝影機(jī)視圖中將顯示出一條黑色的直線，表示遠(yuǎn)處的地平線。環(huán)境范圍：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置攝影機(jī)觀察區(qū)中出現(xiàn)大氣效果的范圍?！敖喾秶焙汀斑h(yuǎn)距范圍”表示大氣效果的出現(xiàn)位置和結(jié)束位置與攝影機(jī)圖標(biāo)的距離（選中“顯示”復(fù)選框時，在攝影機(jī)的觀察區(qū)中將顯示出表示該范圍的線框）。

攝影機(jī)的重要參數(shù)剪切平面：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置攝影機(jī)視圖中顯示哪一范圍的對象，常利用此功能觀察物體內(nèi)部的場景。選中“手動剪切”復(fù)選框可開啟此功能，利用“遠(yuǎn)距剪切”和“近距剪切”編輯框可設(shè)置遠(yuǎn)距剪切平面和近距剪切平面與攝影機(jī)圖標(biāo)的距離，效果如圖所示。多過程效果：該區(qū)中的參數(shù)用于設(shè)置渲染時是否對場景進(jìn)行多次偏移渲染，以產(chǎn)生景深或運(yùn)動模糊的攝影特效。選中“啟用”復(fù)選框可開啟此功能；下方的“效果”下拉列表框用于設(shè)置所用的多過程效果（選定某一效果后，在“修改”面板將顯示出該效果的參數(shù)，默認(rèn)選中“景深”選項(xiàng)）。目標(biāo)距離：該編輯框用于顯示和設(shè)置目標(biāo)點(diǎn)與攝影機(jī)圖標(biāo)間的距離。

任務(wù)1:英式電話亭外觀表現(xiàn)制作思路本實(shí)例將通過英式電話亭外觀表現(xiàn)來講解在3d