常用的几种室外表现灯光阵列技术之全局聚光灯阵列

在前面介绍了局部灯光阵列和全局泛光灯阵列技术，本节将介绍全局聚光灯阵列技术，该技术将前面介绍的两种灯光阵列的特点结合为一体，是一种经常使用的灯光阵列技术。

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

首先分析一下最终布光效果，来了解一下全局聚光灯阵列的基本思路，如下图所示。

观察上图中全局聚光灯阵列的方式，与前面学习的局部灯光阵列有相似之处，不过全局灯光阵列的阵列范围围绕了整个建筑，而局部灯光阵列只阵列了建筑的两个面。

1.设置场景单位

第一次打开一个场景时，在设置灯光之前，需要检查场景的单位是否为米，如果不是米，需要将单位设置为米。对于详细的变换单位的步骤，在全局泛光灯阵列的最后一小节有详细的介绍，下面就按照前面介绍的步骤将场景的单位转换为米。

step01 执行菜单[自定义]1[单位设置]命令，设置场景的单位为[厘米]。

step02 选择所有的模型，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]。

step03 在[工具]面板中单击[重缩放世界单位]工具,在弹出的[重缩放世界单位]面板中设置[比例因子]为0.01。

step04 执行菜单[自定义]1[单位设置]命令，设置场景的显示单位和系统单位都为米。至此，就将场景的单位设置为米。

2.设置聚光灯阵列模拟环境光

与全局泛光灯阵列的方法相同，全局聚光灯阵列也是先从阵列的灯光开始设置，将环境光的效果设置完成之后，再设置主灯光。

step01 按T键切换到顶视图,选择[创建]1[灯光]1[目标聚光灯]，为建筑创建辅助灯光，将灯光的目标点放置在建筑的中心区域，然后在前视图中调整灯光的高度，如下图所示。

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

step03 打开[强度/颜色/衰减]卷展栏，设置灯光颜色为天空漫射颜色蓝色，[ 倍增]值暂时不设置。

step04 打开[高级效果]卷展栏，取消[高光反射]选项的勾选。

step05 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。

至此，就将需要阵列的聚光灯的灯光属性设置完成了，接下来可以开始对灯光进行阵列。

step01 在顶视图中选择聚光灯Spot01,按住Shift键沿y轴拖动，在建筑对面相应的位置释放鼠标，在弹出的[克隆选项]对话框中选择[实例]，如下图所示。

在复制灯光时，需要勾选[聚光灯参数]卷展栏中的[显示光锥]选项，勾选该选项后灯光的光锥将一直显示在视图中，而不勾选该选项时，只有当选中灯光时，其光锥才会出现。复制的时候尽量让两个灯光光锥的底面圆形重合。

step02 选择两盏灯光,打开[角度捕捉]工具，按住Shift键的同时使用旋转工具旋转灯光，旋转90°之后释放鼠标，在弹出的[克隆选项]对话框中选择[实例]，如下图所示。

选择灯光时，可以配合[选择过滤器]来完成。

step03 选择4盏灯光，然后选择[角度捕捉]工具,按住Shift键的同时使用旋转工具旋转灯光旋转45°之后释放鼠标，在弹出的[克隆选项]对话框中选择[实例]，如下图所示。

至此，平面方向的灯光就设置完成了，接下来还需要在立面方向上复制灯光，使建筑在各个方向上都能受到灯光的照射，受光更加均匀。

可以在[聚光灯参数]卷展栏中取消[显示光锥]选项的勾选,取消光锥的显示，以方便观察。

step04 在前视图中选择8盏灯光，使用移动工具在按住Shift键的同时向上移动灯光，移动一段距离之后释放鼠标，在弹出的[克隆选项]对话框中选择[复制],并设置[副本数]为2,如下图所示。

这里使用[复制]的方式复制出每层的灯光，使每层灯光之间的参数可以单独调节。

step05 适当调整灯光阵列的高度分布，使分布更加均匀，如下图所示。

灯光阵列的分布不易太多，-般3~4层即可，太多层的灯光阵列会使得渲染速度过慢。

前面将3层阵列的灯光以[复制]的方式复制出来，是因为这3层灯光的参数不同，那么这3层灯光应该按照怎样的规律来调整呢?首先来观察一张天空的照片,通过此照片分析天空的特点,如下图所示。

观察上图中天空的效果，天空并不是一成不变的蓝色，而是从上至下渐变的蓝色，天空上方的蓝色饱和度大、颜色纯度高;而下方的蓝色饱和度低、颜色逐渐发白。接下来，就根据现实生活中天空的颜色来设置阵列的环境光颜色。

最上层的阵列灯光是模拟天空上层的光线，这里的天空漫反射的光线颜色纯度大。

step06 选择最上层的聚光灯，设置其颜色为饱和度较高的蓝色，设置[倍增]值为0.05,如下图所示。

设置上层灯光的颜色为饱和度较高的深蓝色，模拟上层天空漫反射的光线，灯光的[倍增]值是根据整体的灯光阵列估算出来的。整体灯阵列有3层，每层8盏灯，总共24盏灯，并且辅助灯光的强度之和不能超过1,所以计算出每盏灯光的强度应该在0.04左右。

3层阵列灯从上至下除了颜色饱和度降低之外，灯光的强度由上至下也逐渐减弱。

step07 选择中间层的聚光灯，将上层灯的颜色复制，然后粘贴到中层灯光的颜色中，在该颜色的基础上降低颜色的亮度和饱和度，设置灯光[倍增]为0.04,如下图所示。

step08 选择下层的聚光灯，将中层灯的颜色复制，然后粘贴到下层灯光的颜色中，在该颜色的基础上降低颜色的饱和度，设置灯光[倍增]值为0.04,如下图所示。

step09 将灯光阵列从上至下的渐变效果设置完成之后，渲染场景后，效果如下图所示。

观察上图，在阵列灯光的照射下，场景产生了柔和的光照效果，投射了有层次的渐变阴影。并且，建筑的顶部因受到环境光的影响而呈现出了蓝色的色调。

这种全局聚光灯的布光方法，可以为高层建筑制作出从上至下柔和的渐变效果，还可以通过对3层灯光颜色和强度的控制，制作出在环境光影响下的渐变效果。

至此，就将环境光制作完成了。

3.设置目标平行光阵列模拟太阳光

在前面的讲解中，已经将模拟环境光的聚光灯阵列制作完成，接下来为场景设置主灯光。

首先需要确定主灯光的照射角度。

按照出入射角的规律，应该将灯光创建在位置与摄影机成出射角的位置,但是如果在这个方向投射灯光，建筑在灯光阵列下产生的柔和阴影效果就会被主灯光照亮而消失，如下图所示。

这里希望将灯光阵列产生较好的柔和投影效果保留，所以从另一个方向来设置灯。

step01 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的高度，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1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。

这样，设置的主灯光将建筑照亮，并且将建筑柔和的阴影效果保留了下来，实现了较好的效果。

至此，全局聚光灯阵列就介绍完成了。这种全局聚光灯阵列技术能够真实的模拟出天空的渐变效果，为建筑投射更加真实的环境光。