常用的几种室外表现灯光阵列技术之全局泛光灯阵列

在前面的内容中，学习了局部的聚光灯灯光阵列的设置方法。灯光阵列除了可以使用聚光灯来设置外，还可以使用泛光灯。今天我们来学习泛光灯的全局泛光灯光阵列，使用全局泛灯光阵列可以将场景中建筑物的各个表面都照亮。

全局泛光灯阵列

打开配套光盘“DVD01\scene\ 第2章\2.2灯光阵基础\全局泛光灯灯光阵列\max\全局泛光灯光阵列-初始.max"。该场景是一个学校的大鸟瞰模型，场景中已经将摄影机和材质设置完成，但是尚未设置灯光，接下来将使用全局泛光灯阵列技术来为场景布光。

首先来观察最终布光效果，分析全局泛光灯阵列的基本思路，如下图所示。

观察上图，场景设置了一盏使用[目标平行光灯]作为主灯光模拟太阳光，而辅助灯光则采用了大量的阵列泛光灯来实现，这些阵列的泛光灯均匀分布，从不同的方向照射建筑物，逼真地模拟了天空的漫反射光线对建筑的照射。

下面就从案例的初始场景开始，为建筑设置灯光。

TIPS：在全局阵列灯光中，由于灯光阵列是对场景全局进行照亮的，所以在设置灯光的时候，需要先从阵列的灯光开始设置，将模拟天空漫反射光线的阵列灯光调整到一一个比较合适的效果之后，才开始设置主灯光。

1.设置泛灯光阵列模拟环境光

在局部灯光阵列中，使用的是聚光灯来为建筑的局部阵列漫射光线，本案例中将使用泛光灯制作全局阵列灯光模拟漫射的环境光。

step01 按T键切换到顶视图，选择[创建]1[灯光]1[泛光灯]，为建筑创建辅助灯光，将灯光放置在大场景的边缘处，如下图所示。

step02 在[修改]面板的[常规参数]卷展栏中开启阴影,然后在[阴影贴图参数]卷展栏中设置[偏移]为0，[大小] 为1024，[ 采样范围]为16。

step03 打开[强度/颜色/衰减]卷展栏，设置灯光颜色为天空漫反射颜色，[ 倍增]值暂时不设置，勾选[使用]选项来开启[远距衰减]，并调节[开始]值和[结束]值，如下图所示。

观察上图，图中泛光灯的外围出现了两层圆形线框，这个线框就是由[开始]值和[结束]值来控制的。内层浅黄色线框由[开始]值控制，而外层褐色线框由[结束]值控制，[ 开始]值和[结束]值设置的是圆形线框半径的大小。

[开始]和[结束]的含义与聚光灯的聚光区和衰减区的含义很相似，内层浅黄色线框以内灯光设置的[倍增]值的强度大小均匀发散，当光线进入内层与外层圆形线框之间的区域时，就开始衰减，从[倍增]值设定的强度衰减到外层线框处为0。

step04 打开[高级效果]卷展栏，取消[高光反射]选项的勾选。

漫射的天空光不应该产生高光效果,所以要将灯光的高光属性关闭，即取消[高光反射]选项的勾选。

至此就将需要阵列的泛光灯的灯光属性设置完成了，接下来开始对灯光进行阵列。

step01 在顶视图中选择泛光灯0mni01,按住Shift键向下拖动，在弹出的[克隆选项]对话框中选择[实例] ,如下图所示。

step02 选择两盏泛光灯，使用[选择并旋转]工具，按住Shift键的同时，对灯光进行旋转，旋转到45°时，释放鼠标，在弹出的[克隆选项]对话框中选择[实例]，并设置[副本数]为3,如下图所示。

step03 在前视图中选择所有的泛光灯，使用移动工具调整灯光的照射高度,使灯光与建筑的距离在建筑高度三倍之外，如下图所示。

在前视图选择灯光时，由于有8个泛光灯需要选择,并且泛光灯与建筑模型穿插在一起，很容易误选择模型对象，所以这时可以设置[选择过滤器]。

在工具栏.上的[选择过滤器]下拉列表中选择[L-灯光]，如下图所示。这时，在场景中再选择物体时，就只会选中灯光对象，而不会选择其他对象了。

step04 选择其中一盏泛光灯，设置其[倍增]值为0.13，渲染场景，如下图所示。

整个场景被柔和的光线照亮，并且建筑拥有了较虚的阴影，符合天空光漫反射产生的阴影特性。全局泛光灯阵列的环境光使用阵列泛光灯来实现，环境光的强度-般在1左右，本案例中阵列了8盏泛光灯,那么8盏泛光灯的[倍增]值的和应该为1左右,所以可以根据此规律估算出每盏泛光灯的强度。

至此，阵列的泛光灯就设置完成了。

2.设置目标平行光灯模拟太阳光

在前面的讲解中，已经将模拟环境光的阵列泛光灯制作完成了，接下来为场景设置主灯光。

ste01按T键切换到顶视图,选择[创建]1[灯光]1[目标平行光]，为建筑创建主灯光，将灯光的目标点放置在场景的中心区域，在前视图中调节灯光照射高度，如下图所示。

step02 在[修改]面板的[常规参数]卷展栏中开启阴影,然后在[阴影贴图参数]卷展栏中设置[偏移]为0，[大小]为3000，[ 采样范围]为8。

step03 打开[强度/颜色/衰减]卷展栏，设置灯光颜色为太阳光的暖色橙黄色，[倍增] 保持默认值1。

step04 打开[平行光参数]卷展栏，适当增加[聚光区1光束]和[衰减区1区域]参数,并勾选[泛光化]选项，然后按Shift+4快捷键切换到灯光视图，使用灯光调节工具对灯光的照射范围进行微调，如下图所示。

step05 单击[快速渲染]按钮，渲染场景后，效果如下图所示。

至此，全局泛光灯阵列就介绍完成了。这种全局泛光灯阵列技术比较适合于大场景鸟瞰，可以方便地利用阵列的泛光灯为大场景设置柔和的环境光。

3.场景单位与灯光阴影

在室外渲染中，从模型部门拿到的初始场景的单位常常是厘米或者毫米。但是在实际渲染场景时，场景使用的单位会对场景阴影的细节产生影响。首先观察两幅对比的图片，如下图所示。

在上图中，将之前案例大场景中的一个建筑模型放大渲染出来，可以更加清晰地观察到建筑的阴影。该场景中只设置了阵列的灯光模拟环境光，而没有设置主灯光，并且两个画面的泛光灯阵列设置完全相同，但是其阴影却有完全不同的效果。

造成两边阴影效果差别如此大的原因是场景单位设置不同。左图中的场景使用米作为单位，而右图中的场景使用厘米作为单位，厘米单位的场景比米单位场景的阴影粗糙了很多，出现了很多的锯齿。

在之前的学习中，介绍了[阴影贴图]中控制阴影锯齿效果的参数是[大小],场景单位与阴影的[大小]参数是息息相关的。.

当场景以米为单位时，场景中的1米对应3ds Max系统的一个单位，而当场景使用厘米为单位时，场景中的1米需要对应100个3dsMax系统单位。这就会导致使用米的场景小而使用厘米的场景大，同样对应到贴图精度参数[大小]时，相同的[大小]值，在小场景中阴影的精度高，而在大场景中阴影的精度就低，所以出现了上图所示的情况。

由此可见，渲染时将场景的单位设置为米，可以避免[阴影贴图]的阴影出现质量低的问题。接下来就将介绍场景单位的转换方法。

打开配套光盘“DVD01\scene\ 第2章\2.2灯光阵基础\全局泛光灯灯光阵列\max\全局泛光灯光阵列一初始.max"。该场景是之前场景的cm (厘米)单位模型，利用该场景介绍将场景单位转换为m(米)单位的方法。

step01 按T键切换到顶视图,选择所有的模型,执行菜单[组]1[关闭]命令,如下图所示。

step02 分别选择组,单击鼠标右键,在弹出的四联菜单中选择[转换为可编辑网格],如下图所示。

将组[转换为可编辑网格]实际是将模型修改器中的堆栈都塌陷，以免在将来单位变换的缩放过程中出错。

step03 进入[工具]面板,选择[重缩放世界单位]工具,并设置[比例因子]为0.01,如下图所示。

重新缩放场景的世界单位，由于需要将场景变小,并且厘米是米单位的1/100,所以设置[比例因子] ;为0.01。

如果在工具面板中找不到[重缩放世界单位]工具,可以单击[更多]按钮添加该工具,如下图所示。

step04执行菜单[自定义]1[单位设置]命令，打开[单位设置]对话框，设置显示单位和系统单位都为米，如下图所示。

至此，场景单位的设置就完成了，接下来就可以开始灯光部分的制作了。在使用[阴影贴图]这种阴影类型时，修改了系统的单位之后，场景灯光会产生精度较高的阴影。