真实光分析与Mental Ray应用(三)

 　  【火星数字教程10年精华】



         [续上篇]
　　五.人工光源分析
　    在自然光源照明不足的地方，就需要人工光源来帮助照明，提升整体光照效果。而人工光源除了用来补足照明之外，通常还为了一些特别目的而去设计照明效果。例如，办公室的照明通常都很明亮，是为了可以有更好的工作环境；娱乐场所的照明通常都很特异，是为了创造更强烈的视觉效果；卧室的照明通常比较暖色，是为了营造温馨、温暖的感觉。接下来将仔细探讨一下常见的人工光源光影效果。
　　1.台灯
　　台灯是常见的一种人工光源之一，不但外观造型样式多变，也因为里面使用的照明灯具不同，可以提供多种视觉效果。而随着灯罩材质的相异，产生的光影效果也会不一样。
　　如果台灯里面使用的是灯泡，灯泡离灯罩的距离又比较近时，那么所产生的阴影就会比较锐利，宛如向上向下的两盏聚光灯一样，如下图。

图：台灯里面使用的是灯泡，灯泡离灯罩的距离比较近时，所产生的阴影就会比较锐利  

　　在3ds Max中使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），阴影类型设定为Ray Traced Shadows（光线跟踪阴影），Light Distribution(Type)（光源分布(类型)）设定为Uniform Spherical（规格球状），设定适当的Far Attenuation（远距离衰减），Emit light from(Shape)（光源发射自(形状)）设定为Point（点），这样就可以设定出具有硬阴影的点发射球状光源。因为被半透明的灯罩遮蔽，所以在灯罩的上下方会有宛如聚光灯般的投射，这样的效果与真实情况一致。

图：使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），并依照上述内容进行设定

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图：在灯罩的上下方会有宛如聚光灯般的投射，这样的效果与真实情况一致  

　　如果台灯里面使用的是白炽灯泡，灯泡离灯罩的距离又比较远时，那么所产生的阴影就会比较模糊，墙上的光线感觉不会像聚光灯一样锐利，整体感觉也会比较柔和，如下图。

 
图：台灯里面使用的是白炽灯泡，灯泡离灯罩的距离比较远时，那么所产生的阴影就会比较模糊   

　　在3ds Max中使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），阴影类型设定为Ray Traced Shadows（光线跟踪阴影），Light Distribution(Type)（光源分布(类型)）设定为Uniform Spherical（规格球状），设定适当的Far Attenuation（远距离衰减）， Emit light from(Shape)（光源发射自(形状)）设定为Cylinder（圆柱）并指定适当的范围值，这样就可以设定出具有软阴影的圆柱发射球状光源，因为被半透明的灯罩遮蔽，所以在灯罩的上下方会有宛如聚光灯般的投射，但光源对象是圆柱状的，所以阴影也很模糊，这样的效果与真实情况一致。 

图：使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），并依照上述内容进行设定  

　
图：在灯罩的上下方会有宛如聚光灯般的投射，但光源对象是圆柱状的，所以阴影也很模糊，这样的效果与真实情况一致 

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　　2.筒灯与射灯  
　　射灯是一种高度聚光的灯具，具有可指向特定目标的功能，一般家用的射灯用的是石英灯泡。安装方式一般可以分为轨道式、点挂式和内嵌式等多种，通常带有变压器，但也有不带变压器的。主要是用于特殊的照明，比如强调某个很有味道或是很有新意的地方，如电视墙、挂画、饰品等，可以打出光韵以增强效果。一般不能用于近距离照射毛织物，也不能近距离照射易燃障碍物，否则容易引起火灾。
　　不管是筒灯还是射灯，原则上都是安装于天花板往下照射，除了提供照明外，因为灯罩设计的不同，在墙上投影出来的光照形状也会有所不同，往往可以产生特殊的视觉效果，如下图。

图：筒灯与射灯除了提供照明外，也会在墙上投影出不同的光照形状，往往可以产生特殊的视觉效果 

　　在3ds Max中使用Photometric Light（光度学灯光）的Target Light（目标光源），阴影类型设定为Ray Traced Shadows（光线跟踪阴影），Light Distribution(Type)（光源分布(类型)）设定为Photometric Web（光度学Web），加载适当的IES光域网文件，设定适当强度值， Emit light from(Shape)（光源发射自(形状)）设定为Point（点），这样就可以设定出具有阴影的特殊三维光分布光源，在墙壁上可以清楚看见光的分布形状，这样的效果与真实情况一致。

图：使用Photometric Light（光度学灯光）的Target Light（目标光源），并依照上述内容进行设定 

图：这样就可以设定出具有阴影的特殊三维光分布光源，在墙壁上可以清楚看见光的分布形状，这样的效果与真实情况一致
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　　3.灯带
　　灯带是指在特别设计的灯槽放置灯管或是LED等照明设备，由外侧观察不会直接看见里面的灯具，只会看见由灯槽散发出来的渐层光，形状也很不固定，可以是直线的也可以是曲线的。通常不会用来当作主要照明，但因为非常具有视觉效果，在辅助照明上经常使用。颜色也因为用途不同，由常见的白光到各种抢眼的颜色都有，如下图。

图：灯带是指在特别设计的灯槽放置照明设备，由外侧观察不会直接看见里面的灯具，只会看见由灯槽散发出来的渐层光   

　　在3ds Max中使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），阴影类型设定为Ray Traced Shadows（光线跟踪阴影），Light Distribution(Type)（光源分布(类型)）设定为Uniform Spherical（规格球状），设定适当强度值与过滤色， Emit light from(Shape)（光源发射自(形状)）设定为Cylinder（圆柱），这样就可以设定出具有阴影的直线光分布光源，在墙壁上可以清楚看见渐层光的形状，这样的效果与真实情况一致。
图：使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），并依照上述内容进行设定   

图：可以设定出具有阴影的直线光分布光源，在墙壁上可以清楚看见渐层光的形状，这样的效果与真实情况一致

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　　4.吸顶灯
　　吸顶灯又称天花板灯，它是一类直接安装在天花板面上的造型灯，由基座、灯座、灯罩和电光源等部分构成，因其基座隐藏在天花板内而得名。吸顶灯常用电光源有白炽灯、节能灯和日光灯等。灯罩有玻璃罩、玻璃棒、玻璃片和格栅罩、格栅反射罩等。根据电光源和灯罩构造的不同发光情况也不同，大致可分为下向投射型、散光(漫射)型及全面照明型等几种，通常作为一个空间的主要照明工具，但由于灯罩的关系，其产生的阴影通常不会很锐利。

图：吸顶灯是一类直接安装在天花板面上的造型灯，通常作为一个空间的主要照明工具，其产生的阴影通常不会很锐利

　　在3ds Max中使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），阴影类型设定为Ray Traced Shadows（光线跟踪阴影），Light Distribution(Type)（光源分布(类型)）设定为Uniform Spherical（规格球状），设定适当强度值、过滤色与Far Attenuation（远距离衰减），Emit light from(Shape)（光源发射自(形状)）设定为Sphere（圆球）并设定适合尺寸。这个灯光对象有设定衰减范围至不碰触到其他对象，最主要的目的是在天花板上产生渐层光源形状与栅栏投影，这样就不会照亮天花板以下的对象了。

图：使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），并依照上述内容进行设定

　　再放一个Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），阴影类型设定为Ray Traced Shadows（光线跟踪阴影），Light Distribution(Type)（光源分布(类型)）设定为Uniform Diffuse（规格扩散色），设定适当强度值、过滤色，Emit light from(Shape)（光源发射自(形状)）设定为Rectangle（矩形）并设定尺寸略大于吸顶灯，这个灯光目的是制作一个面光，向下照射并提供场景照明与阴影。

图：使用Photometric Light（光度学灯光）的Free Light（自由光源），并依照上述内容进行设定　

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        球形光源对象制造出天花板的光影效果，面光往下投射产生场景照明。也因为使用的是面光，所以场景中的阴影柔软有层次，使用这样的组合方式模拟，其效果与真实情况一致，渲染速度也非常快。

图：球形光源对象制造出天花板的光影效果，面光往下投射产生场景照明，阴影柔软有层次，其效果与真实情况一致

    
        [未完待续]