MAYA燈光效果基礎教程
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責任編輯：懸崖上的愛 |
發(fā)布時間： 2017-09-08 15:00 | 瀏覽量：
本節(jié)匯寶盆為大家?guī)淼氖牵篗AYA燈光效果基礎教程
一、燈光類型：
在Create>Lights菜單命令下我們可以看到，Maya5.0給我們提供了六種燈光的類型：
這六種燈光類型分別是：Ambient Light(環(huán)境光源)、Directional Light(平行光源)、Point Light(泛光燈光源)、Spot Light(聚光燈光源)、Area Light(面積光源)、Volume Light(體積光源)。
Point light(泛光燈光源)
又叫點光源，是被使用的最普通的光源。光從一個點光源射向四面八方，所以光線是不平行的，光線相匯點是在燈所在的地方。它模擬一個掛在空間里的無遮蔽的電燈泡。點光源可以投射陰影。
點光源投射陰影的形狀如下，注意它的形狀是向外發(fā)散的。
Directional Light（平行光源）
遠光燈是用來模擬一個非常明亮，非常遙遠的光源。所有的光線都是平行的。雖然太陽是一個點光源?？墒且驗樗x我們的距離是如此的遙遠，以至于太陽光到達地球后實際上是沒有角度的，所以我們用平行光源來模擬太陽光。要注意的是，平行光沒有衰減屬性。平行光可以投射陰影。
遠光燈是用來模擬一個非常明亮，非常遙遠的光源。所有的光線都是平行的。雖然太陽是一個點光源?？墒且驗樗x我們的距離是如此的遙遠，以至于太陽光到達地球后實際上是沒有角度的，所以我們用平行光源來模擬太陽光。要注意的是，平行光沒有衰減屬性。平行光可以投射陰影。
平行光投射的陰影如圖所示，因為平行光的光線都是平行的，所以它投射的陰影也是平行的，這是它的一大特征
Spot Light（聚光燈光源）
聚光燈是具有方向性的燈，所有的光線從一個點并以你定義的圓錐形狀向外擴散?？赏ㄟ^使用Cone Angle（錐角）滑塊的方法，從頂點開始以度為單位來度量錐體。聚光燈是所有燈光中參數(shù)最復雜的燈光。通過調節(jié)它的參數(shù)可以產(chǎn)生很多類型的照明效果。
Cone Angle 控制光束擴散的程度,通常采用缺省值40度就夠了. 不要把Cone Angle設置太大,否則陰影會出現(xiàn)問題.
Penumbra Angle 該值為正時,外部矩形區(qū)域邊緣模糊不清;該值為負時,內部矩形區(qū)域邊緣模糊,邊緣輪廓不清.
聚光燈是具有方向性的燈，所有的光線從一個點并以你定義的圓錐形狀向外擴散?？赏ㄟ^使用Cone Angle（錐角）滑塊的方法，從頂點開始以度為單位來度量錐體。聚光燈是所有燈光中參數(shù)最復雜的燈光。通過調節(jié)它的參數(shù)可以產(chǎn)生很多類型的照明效果。
Cone Angle 控制光束擴散的程度,通常采用缺省值40度就夠了. 不要把Cone Angle設置太大,否則陰影會出現(xiàn)問題.
Penumbra Angle 該值為正時,外部矩形區(qū)域邊緣模糊不清;該值為負時,內部矩形區(qū)域邊緣模糊,邊緣輪廓不清.
聚光燈投射陰影的形狀如下：
Area Light (面積光源)
區(qū)域光是Maya燈光中比較特殊的一種類型。和其它的燈光不同的是，區(qū)域光是一種二維的面積光源。
它的亮度不僅和強度相關，還和它的面積大小直接相關。通過Maya的變換工具可以改變它的大小和方向。
區(qū)域光可以模擬諸如窗戶射入的光線等情況。而且區(qū)域光的計算是以物理為基礎的。它沒有設置衰減選項的必要。
區(qū)域光是Maya燈光中比較特殊的一種類型。和其它的燈光不同的是，區(qū)域光是一種二維的面積光源。
它的亮度不僅和強度相關，還和它的面積大小直接相關。通過Maya的變換工具可以改變它的大小和方向。
區(qū)域光可以模擬諸如窗戶射入的光線等情況。而且區(qū)域光的計算是以物理為基礎的。它沒有設置衰減選項的必要。
區(qū)域光也可以投射陰影。但是如果使用Depth Map Shadow算法來計算區(qū)域光的陰影，它的陰影和其它的燈光是沒有什么兩樣。要想得到真實的區(qū)域光陰影，必須使用光影追蹤算法。
下圖是通過光影追蹤計算得到的區(qū)域光陰影，注意隨著距離變遠，其陰影變得越來越虛。這是區(qū)域光的陰影特點。但是這種高質量的陰影是以大量的計算時間為代價的。
Ambient Light（環(huán)境光）
顧名思義，環(huán)境光能夠從各個方向軍均勻的照射場景中的所有物體。環(huán)境光具有兩種相矛盾的 屬性。它的一部分光是向各個方向照亮物體的（象一個無窮大的球的內表面發(fā)出的光），而另一部分光是從光源的位置發(fā)出的（象一個點光源）。通過在屬性編輯器 中設置環(huán)境光的Ambient Shade值的大小將這兩個相反的參數(shù)結合起來。如果Ambient Shade的值大小為1時，環(huán)境光就完全成了一個點光源。
用一個環(huán)境光可以模仿方向光的聯(lián)合（如太陽和燈），將點光源和漫射光結合起來。
顧名思義，環(huán)境光能夠從各個方向軍均勻的照射場景中的所有物體。環(huán)境光具有兩種相矛盾的 屬性。它的一部分光是向各個方向照亮物體的（象一個無窮大的球的內表面發(fā)出的光），而另一部分光是從光源的位置發(fā)出的（象一個點光源）。通過在屬性編輯器 中設置環(huán)境光的Ambient Shade值的大小將這兩個相反的參數(shù)結合起來。如果Ambient Shade的值大小為1時，環(huán)境光就完全成了一個點光源。
用一個環(huán)境光可以模仿方向光的聯(lián)合（如太陽和燈），將點光源和漫射光結合起來。
環(huán)境光也可以投射陰影，但只有光影追蹤算法來計算陰影供你使用。
Volume Light(體積光源)
用來模擬有體積感的光源，例如：激光。這是一種Maya5.0新加入的燈光類型。
Volume Light(體積光源)
用來模擬有體積感的光源，例如：激光。這是一種Maya5.0新加入的燈光類型。
二、燈光的基本屬性：
Type（類型）:
Type ：燈光的類型，可通過該選項，把當前燈光改變?yōu)槠渌愋偷臒艄?。點擊該參數(shù)右側的向下的三角箭頭，打開下拉菜單。在下拉菜單中，我們可以找到前邊所提到的六種類型的燈光，選中其中的一種，當前燈光就改變?yōu)槟氵x中的類型，見圖。
值得注意的是，當燈光類型改變后，只有通用的屬性才會被保留，非通用屬性的設置和值將會丟失。
Type ：燈光的類型，可通過該選項，把當前燈光改變?yōu)槠渌愋偷臒艄?。點擊該參數(shù)右側的向下的三角箭頭，打開下拉菜單。在下拉菜單中，我們可以找到前邊所提到的六種類型的燈光，選中其中的一種，當前燈光就改變?yōu)槟氵x中的類型，見圖。
值得注意的是，當燈光類型改變后，只有通用的屬性才會被保留，非通用屬性的設置和值將會丟失。
Color（顏色）:
控制燈光的顏色，默認值是白色，見圖。點擊顏色區(qū)域，會彈出Color Chooser窗口，在窗口中可以有多種方式選擇需要的顏色,見圖。在顏色區(qū)域的右側，是范圍控制滑條，該滑條控制當前顏色的明度。最右側是貼圖按鈕，點 擊該按鈕會彈出材質創(chuàng)建面板“Create Render Node”，在該面板中，可以為燈光的顏色屬性指定一種材質紋理，燈光會對該紋理進行投影
控制燈光的顏色，默認值是白色，見圖。點擊顏色區(qū)域，會彈出Color Chooser窗口，在窗口中可以有多種方式選擇需要的顏色,見圖。在顏色區(qū)域的右側，是范圍控制滑條，該滑條控制當前顏色的明度。最右側是貼圖按鈕，點 擊該按鈕會彈出材質創(chuàng)建面板“Create Render Node”，在該面板中，可以為燈光的顏色屬性指定一種材質紋理，燈光會對該紋理進行投影
Intensity （強度）：
控制燈光的強度（亮度）。值為零時，燈光不產(chǎn)生照明效果。右側的范圍滑條的默認范圍是0~10，在輸入欄中直接輸入數(shù)值，可以定義大于10和小于0的值。見圖。
控制燈光的強度（亮度）。值為零時，燈光不產(chǎn)生照明效果。右側的范圍滑條的默認范圍是0~10，在輸入欄中直接輸入數(shù)值，可以定義大于10和小于0的值。見圖。
Decay Rate（衰減速率）：
真實的光線都是有衰減的，而且是和距離的平方成反比。但是在計算機里面如果都按照距離的平 方成反比來計算就太暗了，因為我們沒有考慮物體的反射光。除非是有光能傳遞的渲染器。我們可以通過Decay Rate來選擇需要的衰減速率，缺省的是沒有衰減（No Decay）。你也可以選擇Linear（線性衰減）、Quadratic（平方比衰減）、Cubic（立方比衰減）。
真實的光線都是有衰減的，而且是和距離的平方成反比。但是在計算機里面如果都按照距離的平 方成反比來計算就太暗了，因為我們沒有考慮物體的反射光。除非是有光能傳遞的渲染器。我們可以通過Decay Rate來選擇需要的衰減速率，缺省的是沒有衰減（No Decay）。你也可以選擇Linear（線性衰減）、Quadratic（平方比衰減）、Cubic（立方比衰減）。
Illuminated By Default（按照缺省照明）：
這個選項是指燈光是否按照缺省的狀況照明所有的物體。如果不勾選此項，這燈光只照明和它相關聯(lián)的物體（關于燈光的關聯(lián)將會在下面的專題詳細論述）。
Shadow（陰影）：
有燈光就會產(chǎn)生陰影。不過數(shù)字光線的陰影是可以控制的。你可以選擇打開或者關閉它的陰影，也可以選擇在產(chǎn)生陰影的兩種技術中選擇其一：Depth Map Shadow或者Raytrace。
這個選項是指燈光是否按照缺省的狀況照明所有的物體。如果不勾選此項，這燈光只照明和它相關聯(lián)的物體（關于燈光的關聯(lián)將會在下面的專題詳細論述）。
Shadow（陰影）：
有燈光就會產(chǎn)生陰影。不過數(shù)字光線的陰影是可以控制的。你可以選擇打開或者關閉它的陰影，也可以選擇在產(chǎn)生陰影的兩種技術中選擇其一：Depth Map Shadow或者Raytrace。
陰影霧：缺省的Shadow Color 設置為黑色,但也可以使之淡化或染上其他顏色,甚至給它貼上紋理,這取決于個人的需要.貼圖到顏色中也是一種非常好的制造假透明的方法.
霧陰影濃度和霧陰影采樣
當對燈光使用Light Fog時,可以控制其濃度,也可以控制霧陰影的顆粒度.陰影的黑暗度是由Fog Shadow Intensity設置控制的,而顆粒讀是由Fog Shadow Sample 來控制的,增加后者的值也就要增加其渲染時間,因而要盡可能保持該值達到可以接受的程度.
燈光霧
Point Light Fog & Spot Light Fog
對于Fog Type,設置為Normal使得霧的濃度保持不變,而不管它離光源有多遠.設置為Linear,則隨著離光源的距離的增加,霧的濃度遞減;設置為Exponential,隨著距離成指數(shù)增加,霧的濃度降低.
Fog Radius 決定了霧的球狀體積的大小.
Fog Spread 衰減率的設置
數(shù)字光學特技
Maya 有一個光學效果節(jié)點(叫做OptiF/X),通過它可以為點光,面光和聚光產(chǎn)生輝光,光暈和鏡頭閃光等特技.燈光特技在模仿不同的攝像機濾鏡,星光,蠟 燭,火焰或是大爆炸時是很有用的.光源必須在攝像機視圖里面,并且所有效果都是后期處理過程,意思是它們在所有常規(guī)渲染完成后才有作用.
Point Light Fog & Spot Light Fog
對于Fog Type,設置為Normal使得霧的濃度保持不變,而不管它離光源有多遠.設置為Linear,則隨著離光源的距離的增加,霧的濃度遞減;設置為Exponential,隨著距離成指數(shù)增加,霧的濃度降低.
Fog Radius 決定了霧的球狀體積的大小.
Fog Spread 衰減率的設置
數(shù)字光學特技
Maya 有一個光學效果節(jié)點(叫做OptiF/X),通過它可以為點光,面光和聚光產(chǎn)生輝光,光暈和鏡頭閃光等特技.燈光特技在模仿不同的攝像機濾鏡,星光,蠟 燭,火焰或是大爆炸時是很有用的.光源必須在攝像機視圖里面,并且所有效果都是后期處理過程,意思是它們在所有常規(guī)渲染完成后才有作用.
聚光燈：
聚光燈有很多特有的屬性，包括Cone Angle（全影角）、Penumbra Angle（半影角）、 Drop Off這三個屬性。
Cone Angle（全影角）控制光束的擴散程度。其缺省值為40度。Penumbra Angle（半影角）則是指從聚光燈光束的邊緣到光線強度線性衰減至0位置的角度。
例 如，如果一盞射燈的Cone Angle為40度，Penumbra Angle為10度，則其有效張角為50度，射燈的光線強度從40度到50度線性衰減至0。假如它的Cone Angle為40度，而Penumbra Angle為-10度。這時其有效張角為40度，射燈的光線強度從30度到40度線性衰減至0。
Drop Off產(chǎn)生從錐角的中心至邊緣的衰減，下圖是Drop Off取不同值時的效果。
例 如，如果一盞射燈的Cone Angle為40度，Penumbra Angle為10度，則其有效張角為50度，射燈的光線強度從40度到50度線性衰減至0。假如它的Cone Angle為40度，而Penumbra Angle為-10度。這時其有效張角為40度，射燈的光線強度從30度到40度線性衰減至0。
Drop Off產(chǎn)生從錐角的中心至邊緣的衰減，下圖是Drop Off取不同值時的效果。
三、燈光定位技巧：
可以通過快捷鍵“T”，切換到目標控制狀態(tài)
可以通過快捷鍵“T”，切換到目標控制狀態(tài)
如果點擊循環(huán)索引手柄，可以產(chǎn)生不同的操作手柄來控制聚光燈的效果：
第一次點擊循環(huán)索引手柄，可以調整燈光樞軸手柄。樞軸手柄就相當于一個基點，光源控制手柄和目標控制手柄相當于杠桿的兩端，任何聚光燈的樞軸移動，都是基于這三者的配合，樞軸手柄的位置決定了光源控制手柄和目標控制手柄的移動范圍。
如果點擊循環(huán)索引手柄，可以產(chǎn)生不同的操作手柄來控制聚光燈的效果：
第一次點擊循環(huán)索引手柄，可以調整燈光樞軸手柄。樞軸手柄就相當于一個基點，光源控制手柄和目標控制手柄相當于杠桿的兩端，任何聚光燈的樞軸移動，都是基于這三者的配合，樞軸手柄的位置決定了光源控制手柄和目標控制手柄的移動范圍。
第一次點擊循環(huán)索引手柄，可以調整燈光樞軸手柄。樞軸手柄就相當于一個基點，光源控制手柄和目標控制手柄相當于杠桿的兩端，任何聚光燈的樞軸移動，都是基于這三者的配合，樞軸手柄的位置決定了光源控制手柄和目標控制手柄的移動范圍。
如果點擊循環(huán)索引手柄，可以產(chǎn)生不同的操作手柄來控制聚光燈的效果：
第一次點擊循環(huán)索引手柄，可以調整燈光樞軸手柄。樞軸手柄就相當于一個基點，光源控制手柄和目標控制手柄相當于杠桿的兩端，任何聚光燈的樞軸移動，都是基于這三者的配合，樞軸手柄的位置決定了光源控制手柄和目標控制手柄的移動范圍。
第兩次點擊循環(huán)索引手柄，可以調整燈光圓錐角的大?。梢栽贑hannel Box中的Cone Angle中進行調節(jié)）：
第三次點擊循環(huán)索引手柄，調整燈光半影（可以在Channel Box中的Penumbra Angle中進行調節(jié)），它是用來調節(jié)燈光柱在靠近邊緣處是如何衰減的：
第四次點擊循環(huán)索引手柄，顯示燈光的衰減范圍和衰減率，第五次點擊是利用調整手柄調整燈光的衰減范圍和衰減率：
另一種好的放置燈光的方法就是選擇該燈光,然后在建模窗口中選擇Panels>Look Through Selected.
四、燈光設置技巧------三點式照明法
雖然照明的方法有很多種，但最基礎的照明方法被稱為三點式照明。
作為經(jīng)典的布光方法，三角形照明又被稱為三點式照明，它一般由以下三種光源組成：分別為主光源（Key Light），輔光源（Fill Light）,背光源（Back Light）。
主光源：基本的光，也通常是最亮的光。讓觀看者清楚地了解明顯的光源方向，它提供了場景主要的照明效果。并且擔負了投射主要陰影的作用。在室外的場景中，主光源所代表的也許是日光，在室內場景中則是窗戶或門照進來的光源等。
輔光源：平衡主光源的效果，照亮主光沒有照到得黑色區(qū)域，控制場景中最亮的區(qū)域和最暗的區(qū)域間的對比度。
背光源：幫助物體從背景中凸顯出來。最好的例子是，在音樂MV中，利用彩色光源，側光源及對比光源，使歌手從其背景中凸顯出來。
有趣的是，三點照明有時也包含了第四盞燈光背景光源（Background Light）。您也可以將它想象成一組光源，它們通常比主光源與補光源的組合要來得暗一些。主光源、補光源及背光源是以主題或物體為主要考量，而背景光源則與整個場景的環(huán)境有關。
如果場景較大時，單獨的一個三角形照明無法提供有效的照明，這時，需要采取一種變通的辦法，將場景劃分為不同的區(qū)段，每個區(qū)段再采用三角照明法，這種照明的方法稱之為區(qū)段照明。
以上是兩種最基本的照明方法。當然，在實際的情況中，場景的復雜程度往往要求你采取更復雜的照明設計。當以上兩種方法還不能滿足要求時，我們可以使用一個自由的照明方案來產(chǎn)生正確的氣氛。比如使用強光燈來照亮關鍵的區(qū)域和對象，讓觀眾對所強調的事物發(fā)生興趣。
總結：一燈光來照亮物體的黑暗側,通常從側面照射并強度較低,這種燈光叫做填充光(Fill light),因為它是以光線充滿表面的黑暗陰影部分.通常原則是:如果主光照是暖色調,那么填充光應該使用冷色調,它有利于把前景人物和背景區(qū)分開來.
五、燈光的連接技巧
當燈光照射到物體的表面上時，我們就說燈光和物體連接了。
當然，在真實的世界中，不會存在燈光的連接問題。而在計算機中，為了達到我們所需要的效果，我們往往希望某一盞燈光，只照亮場景中特定的幾個物體，而除掉我們不希望它照亮的部分。這時，我們就會面對燈光的連接。
所有的燈光都有一個缺省項：Illuminated By Default（按照缺省照明）。這個選項是指燈光是否按照缺省的狀況照明所有的物體。如果不勾選此項，則燈光不照亮任何物體，除非人工將它連接到某個物體上。
雖然照明的方法有很多種，但最基礎的照明方法被稱為三點式照明。
作為經(jīng)典的布光方法，三角形照明又被稱為三點式照明，它一般由以下三種光源組成：分別為主光源（Key Light），輔光源（Fill Light）,背光源（Back Light）。
主光源：基本的光，也通常是最亮的光。讓觀看者清楚地了解明顯的光源方向，它提供了場景主要的照明效果。并且擔負了投射主要陰影的作用。在室外的場景中，主光源所代表的也許是日光，在室內場景中則是窗戶或門照進來的光源等。
輔光源：平衡主光源的效果，照亮主光沒有照到得黑色區(qū)域，控制場景中最亮的區(qū)域和最暗的區(qū)域間的對比度。
背光源：幫助物體從背景中凸顯出來。最好的例子是，在音樂MV中，利用彩色光源，側光源及對比光源，使歌手從其背景中凸顯出來。
有趣的是，三點照明有時也包含了第四盞燈光背景光源（Background Light）。您也可以將它想象成一組光源，它們通常比主光源與補光源的組合要來得暗一些。主光源、補光源及背光源是以主題或物體為主要考量，而背景光源則與整個場景的環(huán)境有關。
如果場景較大時，單獨的一個三角形照明無法提供有效的照明，這時，需要采取一種變通的辦法，將場景劃分為不同的區(qū)段，每個區(qū)段再采用三角照明法，這種照明的方法稱之為區(qū)段照明。
以上是兩種最基本的照明方法。當然，在實際的情況中，場景的復雜程度往往要求你采取更復雜的照明設計。當以上兩種方法還不能滿足要求時，我們可以使用一個自由的照明方案來產(chǎn)生正確的氣氛。比如使用強光燈來照亮關鍵的區(qū)域和對象，讓觀眾對所強調的事物發(fā)生興趣。
總結：一燈光來照亮物體的黑暗側,通常從側面照射并強度較低,這種燈光叫做填充光(Fill light),因為它是以光線充滿表面的黑暗陰影部分.通常原則是:如果主光照是暖色調,那么填充光應該使用冷色調,它有利于把前景人物和背景區(qū)分開來.
五、燈光的連接技巧
當燈光照射到物體的表面上時，我們就說燈光和物體連接了。
當然，在真實的世界中，不會存在燈光的連接問題。而在計算機中，為了達到我們所需要的效果，我們往往希望某一盞燈光，只照亮場景中特定的幾個物體，而除掉我們不希望它照亮的部分。這時，我們就會面對燈光的連接。
所有的燈光都有一個缺省項：Illuminated By Default（按照缺省照明）。這個選項是指燈光是否按照缺省的狀況照明所有的物體。如果不勾選此項，則燈光不照亮任何物體，除非人工將它連接到某個物體上。
在渲染模式下通過Lights菜單可以進行燈光的連接和斷開。你有兩種方法進行燈光的連個和斷開。
方法一：選擇燈光和你要連接（或斷開）的物體。在Lights菜單下選擇Make Light Links建立燈光和物體的連接。選擇Break Light Links斷開燈光和物體的連接。
方法一：選擇燈光和你要連接（或斷開）的物體。在Lights菜單下選擇Make Light Links建立燈光和物體的連接。選擇Break Light Links斷開燈光和物體的連接。
方法二：使用Relationship Editor，既可以以物體為中心將燈光連接到物體上，也可以以燈光為中心的模式將物體連接到燈光上去。
在Lights菜單下選擇Light Linking打開Relationship Editor。你可以選擇以燈光為中心或者以物體為中心。
在Lights菜單下選擇Light Linking打開Relationship Editor。你可以選擇以燈光為中心或者以物體為中心。
下圖是使用Relationship Editor將物體連接到燈光上的例子:
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