介绍
照亮3D场景。 听起来很简单,不会吗?
大多数情况下,“现实世界”中的照明往往会发生。 太阳升起,我们轻弹开关,或者我们打开百叶窗,瞧! 我们可以考虑放置灯的位置,如何调整百叶窗的角度,或者我们瞄准手电筒的位置,但90%的时间我们对光的使用是相当被动的。
计算机图形学行业的情况有所不同。
正如任何伟大的摄影师会告诉你的,照明就是一切。
好吧, 一切都可能有点夸张,但是具有良好实施的照明解决方案可以非常好地制作或打破渲染。 如果没有很好的照明,即使是一个梦幻般的3D模型 ,最终的图像也会变得平淡无奇。
我不会花费太多的时间来解释你为什么照明是CG管道的一个必不可少的(和低估的)方面。
但是要让页面跳转,我们将开始我们对3D照明技术的讨论,并概述常见3D软件包中的六种灯光类型。
尽管点击3D软件包中的“创建灯光”按钮非常简单,并将光源置于场景中,但工艺的真实性要复杂得多。
有很多完善的3D照明范例,而场景的类型通常决定哪一个最适合。 例如,适用于室内环境的技术通常对于外部拍摄毫无意义。 同样,用于产品或角色渲染的“工作室”照明需要与用于动画和电影的照明非常不同的过程。
最后,每种情况都不同,但某些灯光类型对于某些场景效果很好。
以下是大多数3D软件套件中的一些标准照明选项:
- 点/全光:点光源从3D空间中的单个无限小点向每个方向投射照明。 点光源可用于模拟任何全向光源:灯泡,蜡烛,圣诞树灯等。
- 定向光:与在3D场景中占据特定位置的点光源不同,定向光意味着代表极其遥远的光源(如太阳或月亮)。 定向灯投射的光线从天空中的每个点以单一方向平行,并且通常用于模拟直射阳光。 因为定向光代表远处的光源,所以它的x,y,z坐标意味着什么都没有 - 只有它的旋转属性对场景的照明方式有任何影响。
- 聚光灯:由于3D应用中的聚光灯与真实世界的对应物非常相似,因此这些聚光灯相当明显。 聚光灯从空间中的单个点发射锥形光场。 聚光灯通常用于三点工作室照明 ,也用于模拟任何明亮的灯具,从明亮到黑暗的路灯,台灯,顶灯锥形灯光等都有明显的视觉衰减。
- 区域灯光:区域灯光是一种基于物理的光源,可以在设定的边界内投射定向光线。 区域灯具有特定的形状(矩形或圆形)和大小,使其非常适用于模拟荧光灯装置,背光面板和其他类似的照明功能。 在Mental Ray中使用全局照明时,区域灯可用作光子发射器,这使其成为产品照明和建筑可视化中的热门选择。 虽然区域灯具有整体的方向性,但它们并不像平行光那样发出平行光线。
- 体积光:体积光可能是最难缠绕头部的。 使用默认设置,它几乎与点光源相同,从中心点发出全向光线。 然而,与点光源不同,体积光具有特定的形状和大小,这两者都会影响其衰减模式。 体积光可以设置为任何几何图元(立方体,球体,圆柱体等)的形状,并且其光只会照射该体积内的表面。
- 环境光:环境光在每个方向投射柔和的光线,并且可以用于提升场景中的漫射照明的整体水平。 它没有特定的方向性,因此不投射地面阴影,但它不像点光一样真正是全方位的。 环境光与黄昏时的光线相似,就在太阳落山后。
我们在此讨论的灯光类型可用于任何场合,从简单的三点工作室照明到需要40多盏灯光的复杂动画场景。 它们几乎总是与另一个一起使用 - 场景只包含点光源或仅包含区域光源等情况非常罕见。
尽管如此,我们刚刚开始刮起一个深刻而多变的话题。 我们将在下周发布一篇关于“高级”3D照明的文章,其中我们将介绍HDRI,环境遮挡和全局照明。
与此同时,这里有一些关于3D照明的外部资源:
颜色和光 - 詹姆斯Gurney(理论,强烈推荐)
照明La Ruelle(外部照明教程)
照明拉萨尔(室内照明教程)