室内渲染中高级灯光阴影技术（五）：阴影的4种计算方法

04 区域阴影

前面介绍了3种阴影计算方法，下面来介绍最后一种阴影计算方法——[区域阴影]。

[区域阴影]是专门针对有体积的光源投射模糊阴影而设置的。其实质是将3ds Max的标准灯光虚拟成一个有体积、有面积的灯光来计算，从而形成[区域阴影]。

我们接着上面的例子来开始[区域阴影]的学习。

打开[常规参数]卷展栏，单击[高级光线跟踪]打开下拉选项，选择[区域阴影]方式。

此时会在下方出现相应的[区域阴影] 和[优化]卷展栏，如图所示。

[区域阴影]卷展栏

[基本选项]下有一个下拉选项， 如图所示，菜单中默认选择的是[长方形灯光]。

下拉选项中共有5个选项: [简单]、

[长方形灯光]、[圆形灯光] 、[长方体形灯光] 和[球形灯光]。

[长方形灯光]、[圆形灯光]是虚拟为二维长方体或圆形的灯光投射阴影。[长方体形灯光] 、[球形灯光]是虚拟为三维的长方体或球体的灯光投射阴影。三维灯光投射的阴影较二维灯光投射的阴影计算速度慢。

将[基本选项]保持为默认的[长方形灯光]，渲染效果如图所示。

对比上面两个图片的阴影效果，左图为[高级光线跟踪]渲染的阴影，右图为[区域阴影]渲染的阴影。

[区域阴影]模糊效果并不明显，但其细节上与[高级光线跟踪]阴影的细节很相似。

[抗锯齿选项]中的参数与[高级光线跟踪] 中的参数完全相同， 可以参考[高级光线跟踪]中[抗锯齿选项]的参数进行理解。

但是[抗锯齿选项]中[区域阴影]的默认参数比[高级光线跟踪]中的默认参数值要高，所以[区域阴影]在默认参数下渲染的效果比[高级光线跟踪]阴影的效果要好。

区域灯光尺寸]中的参数设置的是3ds Max标准灯光虚拟成的体积灯光参数。

如[长方形灯光]和[圆形灯光]是二维灯光，灯光尺寸参数需要设置其[长度]和[宽度]: [长方体形灯光]和[球形灯光]是三维灯光，灯光尺寸参数除需要设置[长度]和[宽度]外，还需要设置[高度]。

仍然保持选择[长方形灯光]，将[区域灯光尺寸]的[长度]和[宽度]均设置为50,进行渲染，效果如图所示。

观察效果发现阴影变得非常模糊，还出现了严重的噪点。这在介绍[高级光线跟踪]阴影时有重点讲解，阴影的模糊值越大，需要消耗的[阴影完整性]、[阴影扩散] 、[抖动量] 参数值就越大。所以想要消除噪点，还需要相应地提高这些参数值。

TIPS：区域阴影]虚拟灯光的面积由[区域灯光尺寸]来设置。灯光面积越大，投射出的阴影越模糊。

提高阴影质量相关参数的设置，设置[阴影完整性]和[阴影质量]均为6,保持其他参数不变，对场景进行渲染，效果如图所示，这时阴影的模糊效果变得更加细腻了，而且噪点也基本上消失了。

仔细观察[区域阴影]的模糊效果，发现其与[阴影贴图]和[高级光线跟踪]阴影的模糊效果不同。其他两种阴影计算方法是整个阴影模糊的效果是一样的，而[区域阴影]的模糊效果是从物体开始向阴影投射的方向越来越模糊。

TIPS：[区域阴影]的模糊效果与现实世界中的阴影是非常相似的。这是因为[高级光线跟踪]的模糊阴影是采用多次叠加阴影模拟出来的，而「区域阴影]的模糊阴影是根据虚拟的体积灯光的面积计算出来的，所以效果更加接近与现实世界的阴影效果。

接着再来学习其他虚拟灯光类型的阴影投射效果。

在[基本选项]下拉选项中将[长方形灯光]切换为[球形灯光]，并将[抗锯齿选项]中的参数还原为默认值，再对场景进行渲染，效果如图所示。

观察效果，[球形灯光] 投射的阴影较[长方形灯光]更加厚实，而且其渲染速度也增长了好几倍，使用[长方形灯光]默认参数进行渲染，花费了5秒，而使用[球形灯光]进行渲染却花费了28秒。

使用三维的[长方体形灯光]和[球形灯光]进行[区域阴影] 的计算，相当花费时间。

如果要创建快速测试(或草图)渲染，可以按键盘上F10键，打开[渲染场景]对话框，在[公用]选项卡中，勾选[区域/线光源视作点光源]选项，将灯光作为点光源进行阴影的投射，即可快速渲染。

[优化]卷展栏

[优化]卷展栏中的参数与[高级光线跟踪]的[优化]卷展栏中的参数完全相同。

TIPS：需要注意的是在使用三维的[长方体形灯光]和[球形灯光]进行[区域阴影]计算时，不要勾选[透明阴影]的[启用]选项，否则渲染速度将变得非常慢。