宇风多媒体---3DS MAX 完全教程

3DS MAX4.0完全教程：第五章(二)

5.1.4 自由聚光灯

　　 Free Spot （自由聚光灯）包含了目标聚光灯的所有性能但没有目标点。创建自由聚光灯时不像创建目标聚光灯那样先确定光源点再确定目标点，而是直接创建一个带有照射范围但没有照射点的聚光灯。如果希望自由聚光灯对准它的目标对象，只能通过旋转达到目的，因此稍显繁琐。一般说来，选择自由聚光灯而非目标聚光灯的原因可能是个人的爱好，或是动画中特殊灯光的需要。

　　例如，在运用动画灯光时，有时需要保持灯源相对于另一个对象的位置不变，汽车的车前灯、探照灯和矿工的头灯是典型的例子，上述情况下使用自由聚光灯将是聪明的选择。原因在于，简单地把自由聚光灯链接到对象上，当对象在场景中移动时，自由聚光灯在跟随移动中可以继续发挥作用，并且真实可信。

　　5.1.5 平行光灯

　　平行光灯和聚光灯一样也分为Ta rget Direct(目标平行光灯) 与Free Direct(自由平行光灯)。平行光灯的原理就像太阳光，当光线投射阴影时，阴影的角度就是照射到对象的光线与地面所成的角度。在3D Studio MAX 中，平行光灯一定程度上是传统的平行灯和聚光灯的混合。平行光灯和聚光灯一样也有聚光区和散光区，这些可用来控制在场景中计算阴影的范围以及散光区的范围。

　　当聚光区被最小化时，平行光灯一样可以投射柔和的区域光。当需要模拟太阳的照明时，将Directional Parameters 卷展栏的O v e r s h o o t 选项激活，聚光区和散光区将会被忽略，这时的照明效果就类似太阳光了。平行光灯可以是有目标的平行光灯，也可以是完全自由的，如图5 - 11 所示。如果是自由平行光灯的话，它就像一个没有目标的自由聚光灯一样完全由自身的旋转来控制光照。另外，平行光灯放置在对象的哪一边、放置多远是不重要的，.只是和它与对象之间的角度有关。目标的平行光灯除了有一个目标，调整起来更容易之外，其他和自由平行光灯是一样的。

　　图5-11.目标的平行光灯（右）和自由平行光灯（左）

　　5.2 为场景加上灯光

　　照明是使用3D Studio MAX 3 制作动画时很关键的一个环节。在现实世界，太阳简单而有效的照亮了我们，但是在三维环境中照明却要复杂得多。除了模仿日光，有时还需要模拟月光，有时则需要模拟演播室内的光线效果，另外的场合又要模拟蜡烛光。这种制作要求的多样性决定了灯光的设置难度很高。从某种意义上讲，建模和材质技巧经历时间的磨练可以得到明显提高，而对于灯光技巧的掌握来说，还要加上对周围环境的敏锐观察力及上百次失败的考验。

　　5.2.1 室内照明

　　当模拟现实室内照明时，需要考虑的最重要的问题是灯光类型和灯光数量。当然不是说应该创建和现实生活中数目完全相同的灯光模型。实际上，在3D Studio MAX 设计中，使用比真实世界更少的光源就能获得良好效果。室内光源一般使用标准光源，比如泛光灯和聚光灯相互配合。利用聚光灯发出的直射光源，经常能产生戏剧性的阴影，该阴影实际上成为场景自身的基本组成部分。大多数3 DStudio MAX 的设计者偏爱目标聚光灯，因为目标点光源十分容易操控。为了避免光线跟踪的阴影太刺眼，使用阴影贴图产生柔和效果。为使漫射的效果更强更逼真，增加目标聚光灯的衰减范围，就能产生柔和的边界。< /p>

　　使用泛光灯作辅助光，常用于聚光灯的另一侧，用于缓和直射光所产生的边界强烈的阴影也是必要的手段。图5 - 1 3 所示是在图5 - 1 2 中增加两个辅助光源后的情形。原场景中稍暗的区域现在变亮并且阴影区也被照亮。在没有加入专业的渲染外挂模块的情况下，3D Studio MAX 不能自动再生反射光，然而却能模拟反射光效果。向四周反射光最常用的方法不是真正地使用反射光线，而是避免对象从光源接收光线。比如，在不直接影响场景中对象的前提下，用聚光灯照亮一面后墙，这时要避免对象接收光线，从而使得整个场景看起来就像反射光照亮了对象的后侧一样。图5 - 1 4 所示是使用该技巧设计的作品渲染后的效果，图5 - 1 5 为该作品的左视图，展示了光源的安排方式。

　　图5-12 未加泛光灯之前

　　图5-13 增加泛光之后

　　图5-14.模仿反射光照亮对象后侧

　　图5-15 光源的安排方式

　　5.2.2 自然光

　　自然光是我们每天都能见到的光，包括太阳光和月光。即使是最有经验的动画设计者，在其设计中见不到自然光也很正常，因为透过玻璃窗的阳光、蓝天下闪耀的阳光或简单的直射的阳光虽然在3D Studio MAX 中可以模拟，但3D Studio MAX 在这方面的功能还不完善，有待改进。

　　模拟直射太阳光是一种挑战。最好使用Ta rget Direct （目标平行光灯）充当太阳光。虽然自然界的太阳光并不是平行光源，但在地球上可把太阳光看作平行光。一般使用泛光灯作辅助光源，因为模拟的太阳光是十分明亮的，如果大量的光线被各种表面反射出去，场景便会失真。在创建模拟太阳光源的对象时，不要忽视季节、时间等问题。例如随季节变化，太阳光的颜色也会不同；随一天早晚的变化，太阳光的强弱也会变化。太阳在中午左右是最明亮的，然而在傍晚和黎明却变为橙红色。在三维场景中，模仿这种效果只需改变太阳光源的强度或颜色即可。

　　月光在自然界中是具有神秘色彩的光源。一般说来，为了避免强烈的直射，我们使用泛光灯模拟夜晚皎洁的月光。月光的所有属性与太阳光近似。两者主要区别在于光源的类型、颜色和强度。当场景模拟月光光源照射时，并不意味着不能出现投影。当月光明亮时，和太阳反射光一样，对象同样能得到一些月光的反射光。与太阳相似的另外一点是，月亮也根据它在天空中的位置而改变其颜色。当月亮达到中天时，其颜色由米黄色变到泛蓝的白色。

　　5.2.3 照明的类型

　　如何安排照明关系着三维制作的成败。虽然有时看来可以随意设置任何类型的灯光在任何地方，但最基本的两种风格是：三角形照明和区域照明。三角形照明（又称三点照明）是用三个光源来提供照明的。最基本的光，也叫主光，通常是聚光灯，可以照亮大部分场景，一般用在场景中投射阴影。第二种光是背光，用来将一个对象从它的背景中分离出来并且展现更深的场景。这种光通常为泛光灯，安排在对象的后上方，强度要比主光弱一些。第三种光是辅光，辅光通常在摄像机的两侧并且用来照射被主光忽视的区域。辅光是用来控制场景中最亮和最暗区域的对比度的，亮的辅光产生比较平滑的光，而较暗的辅光增加对比度并且使场景产生神秘感。对灯光强度的选择将决定总体气氛的走向。图5 - 1 6 从左至右分别是只有主光源的渲染结果、添加背光后的结果和完整三角形照明的照明效果。图5 - 1 7 为三角形照明中灯光的安排方式。

　　区域照明通常用于较大的场景。有时在一个大的场景中使用三角形照明很难起到应有的效果，那么就尝试一下区域照明。实际上，区域照明由若干三角形照明组成。当一个大区域被分为几个小区域后，可以在每一个区域使用三角形照明，这样每个小区域将会单独地被照明。要根据重要性或相似性来规划区域。当一个区域被选择之后，可以根据该区域中对象在场景中的地位决定灯光的强弱。用于照亮主要区域或对象的灯光，必然吸引人们的注意视线。有时，因为种种限制，区域照明不能产生合适的气氛，这时就需要根据个人经验尝试使用自由照明方案。

　　图5-16 主光、主光加背光和主光加背光加辅助光照射（从左至右）的场景

　　图5-17 三角形照明中灯光的安排方式

　　5.3 灯光实例

　　本节将在上面的例子中制作一盏台灯，模拟台灯发出的光线照亮茶壶。在3D Studio MAX 的早期版本中，创建类似台灯的真实光源几乎是不可能的，新版本中的灯光类型和贴图类型大大增强了，为实现模拟真实光源提供了多种可能性。本例中首要的一点是使用赋予强度较弱的聚光灯来模拟台灯的灯光效果，其次是台灯的灯罩要有透光性。

　　5.3.1 制作台灯

　　台灯通过在修改命令面板的Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动产生。1) 制作图5 - 1 7 中的茶壶、地板、后墙及摄像机等，由于要模拟台灯，灯光先使用系统默认值。保存该场景。

　　2) 单击F i l e (文件) / R e s e t ，重新设置3D StudioMAX 3 的界面。

　　3) 创建灯罩，用鼠标单击顶视图，单击右下角的Min/Max To g g l e 按钮将顶视图切换为全屏显示。

　　4) 单击C r e a t e （创建）/ S h a p e s ，单击L i n e 按钮，在顶视图中绘制一条直线作为放样路径；然后单击命令面板上的D o n u t 按钮，在顶视图绘制两个同心圆，如图5 - 1 8 所示。

　　5) 单选直线，单击C r e a t e （创建）/ G e o m e t r y ，在Compound Object 下拉式列表框中选择Compound Object ，单击L o f t 按钮，单击Get Shape 并在顶视图中选择同心圆，生成一个圆筒。下面将该造型放入S c a l e 变形工具中进行修改。

　　6) 选择灯罩，打开M o d i f y （修改）命令面板，向上推动卷展栏，单击下面的D e f o r m a t i o n s栏后单击S c a l e 按钮。在Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动，如图5 - 1 9 所示。

　　7) 对新加入的点进行细致调整，在端点上单击鼠标右键，点选B e z i e r- S m o o t h 项，对需要平滑过渡的位置

　　进行圆滑处理。

　　8) 下面创建立台灯支臂和台灯座。单击C r e a t e （创建）/ S h a p e s 命令面板上的L i n e 按钮，并勾选C r e a t i o nM e t h o d 卷展栏中的S m o o t h 复选框，在左视图中绘制一条曲线。

　　9) 单击E l l i p s e 按钮在左视图中绘制一个椭圆形。如图5 - 2 0 所示。

　　10) 点选曲线，单击C r e a t e （创建）/ G e o m e t r y ，在下拉框中选择Compound Object ，单击L o f t 按钮，单击Get Shape 并在左视图选择椭圆，生成一个台灯支臂。

　　11) 下面制作台灯支座。单击C r e a t e （创建）/ S h a p e s 命令面板上的L i n e 按钮，在顶视图中画一小段直线，单击S h a p e s 命令面板上的C i r c l e 按钮在顶视图中画一个圆形。

　　12) 点选直线，单击C r e a t e （创建）/ G e o m e t r y ，在下拉框中选择Compound Object ，单击L o f t 按钮，单击Get Shape 并在顶视图中选择圆形，生成一个台灯支座。

　　13) 选择灯座，打开M o d i f y （修改）命令面板，向上推动卷展栏，单击下面的D e f o r m a t i o n s 栏后单击S c a l e 按钮。在Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动，如图5 -21 所示。

　　4) 制作完成的台灯罩、台灯支臂、台灯座还没有组合到一起。下面将灯座、支臂和灯罩组合在一起。使用主工具栏上的R o t a t e （旋转）工具锁定Y 轴并将灯罩顺时针方向旋转大约3 0 °，然后与支臂、灯座组合在一起。当然还可以做一个开关按钮。最后的结果如图5 - 2 2 所示。

　　图5-18 绘制一条直线并绘制两个同心圆

　　图5-19 在Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动

　　图5-20 在左视图中绘制一个椭圆形和一条曲线

　　图5-21 Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动

　　图5-22 将制作完成的台灯罩、台灯支臂、台灯座进行组合

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		3DS MAX4.0完全教程：第五章(二) 5.1.4 自由聚光灯　　 Free Spot （自由聚光灯）包含了目标聚光灯的所有性能但没有目标点。创建自由聚光灯时不像创建目标聚光灯那样先确定光源点再确定目标点，而是直接创建一个带有照射范围但没有照射点的聚光灯。如果希望自由聚光灯对准它的目标对象，只能通过旋转达到目的，因此稍显繁琐。一般说来，选择自由聚光灯而非目标聚光灯的原因可能是个人的爱好，或是动画中特殊灯光的需要。　　例如，在运用动画灯光时，有时需要保持灯源相对于另一个对象的位置不变，汽车的车前灯、探照灯和矿工的头灯是典型的例子，上述情况下使用自由聚光灯将是聪明的选择。原因在于，简单地把自由聚光灯链接到对象上，当对象在场景中移动时，自由聚光灯在跟随移动中可以继续发挥作用，并且真实可信。　　5.1.5 平行光灯　　平行光灯和聚光灯一样也分为Ta rget Direct(目标平行光灯) 与Free Direct(自由平行光灯)。平行光灯的原理就像太阳光，当光线投射阴影时，阴影的角度就是照射到对象的光线与地面所成的角度。在3D Studio MAX 中，平行光灯一定程度上是传统的平行灯和聚光灯的混合。平行光灯和聚光灯一样也有聚光区和散光区，这些可用来控制在场景中计算阴影的范围以及散光区的范围。　　当聚光区被最小化时，平行光灯一样可以投射柔和的区域光。当需要模拟太阳的照明时，将Directional Parameters 卷展栏的O v e r s h o o t 选项激活，聚光区和散光区将会被忽略，这时的照明效果就类似太阳光了。平行光灯可以是有目标的平行光灯，也可以是完全自由的，如图5 - 11 所示。如果是自由平行光灯的话，它就像一个没有目标的自由聚光灯一样完全由自身的旋转来控制光照。另外，平行光灯放置在对象的哪一边、放置多远是不重要的，.只是和它与对象之间的角度有关。目标的平行光灯除了有一个目标，调整起来更容易之外，其他和自由平行光灯是一样的。　　　　图5-11.目标的平行光灯（右）和自由平行光灯（左）　　5.2 为场景加上灯光　　照明是使用3D Studio MAX 3 制作动画时很关键的一个环节。在现实世界，太阳简单而有效的照亮了我们，但是在三维环境中照明却要复杂得多。除了模仿日光，有时还需要模拟月光，有时则需要模拟演播室内的光线效果，另外的场合又要模拟蜡烛光。这种制作要求的多样性决定了灯光的设置难度很高。从某种意义上讲，建模和材质技巧经历时间的磨练可以得到明显提高，而对于灯光技巧的掌握来说，还要加上对周围环境的敏锐观察力及上百次失败的考验。　　5.2.1 室内照明　　当模拟现实室内照明时，需要考虑的最重要的问题是灯光类型和灯光数量。当然不是说应该创建和现实生活中数目完全相同的灯光模型。实际上，在3D Studio MAX 设计中，使用比真实世界更少的光源就能获得良好效果。室内光源一般使用标准光源，比如泛光灯和聚光灯相互配合。利用聚光灯发出的直射光源，经常能产生戏剧性的阴影，该阴影实际上成为场景自身的基本组成部分。大多数3 DStudio MAX 的设计者偏爱目标聚光灯，因为目标点光源十分容易操控。为了避免光线跟踪的阴影太刺眼，使用阴影贴图产生柔和效果。为使漫射的效果更强更逼真，增加目标聚光灯的衰减范围，就能产生柔和的边界。< /p> 　　使用泛光灯作辅助光，常用于聚光灯的另一侧，用于缓和直射光所产生的边界强烈的阴影也是必要的手段。图5 - 1 3 所示是在图5 - 1 2 中增加两个辅助光源后的情形。原场景中稍暗的区域现在变亮并且阴影区也被照亮。在没有加入专业的渲染外挂模块的情况下，3D Studio MAX 不能自动再生反射光，然而却能模拟反射光效果。向四周反射光最常用的方法不是真正地使用反射光线，而是避免对象从光源接收光线。比如，在不直接影响场景中对象的前提下，用聚光灯照亮一面后墙，这时要避免对象接收光线，从而使得整个场景看起来就像反射光照亮了对象的后侧一样。图5 - 1 4 所示是使用该技巧设计的作品渲染后的效果，图5 - 1 5 为该作品的左视图，展示了光源的安排方式。　　　　图5-12 未加泛光灯之前　　　　图5-13 增加泛光之后　　　　图5-14.模仿反射光照亮对象后侧　　　　图5-15 光源的安排方式　　5.2.2 自然光　　自然光是我们每天都能见到的光，包括太阳光和月光。即使是最有经验的动画设计者，在其设计中见不到自然光也很正常，因为透过玻璃窗的阳光、蓝天下闪耀的阳光或简单的直射的阳光虽然在3D Studio MAX 中可以模拟，但3D Studio MAX 在这方面的功能还不完善，有待改进。　　模拟直射太阳光是一种挑战。最好使用Ta rget Direct （目标平行光灯）充当太阳光。虽然自然界的太阳光并不是平行光源，但在地球上可把太阳光看作平行光。一般使用泛光灯作辅助光源，因为模拟的太阳光是十分明亮的，如果大量的光线被各种表面反射出去，场景便会失真。在创建模拟太阳光源的对象时，不要忽视季节、时间等问题。例如随季节变化，太阳光的颜色也会不同；随一天早晚的变化，太阳光的强弱也会变化。太阳在中午左右是最明亮的，然而在傍晚和黎明却变为橙红色。在三维场景中，模仿这种效果只需改变太阳光源的强度或颜色即可。　　月光在自然界中是具有神秘色彩的光源。一般说来，为了避免强烈的直射，我们使用泛光灯模拟夜晚皎洁的月光。月光的所有属性与太阳光近似。两者主要区别在于光源的类型、颜色和强度。当场景模拟月光光源照射时，并不意味着不能出现投影。当月光明亮时，和太阳反射光一样，对象同样能得到一些月光的反射光。与太阳相似的另外一点是，月亮也根据它在天空中的位置而改变其颜色。当月亮达到中天时，其颜色由米黄色变到泛蓝的白色。　　5.2.3 照明的类型　　如何安排照明关系着三维制作的成败。虽然有时看来可以随意设置任何类型的灯光在任何地方，但最基本的两种风格是：三角形照明和区域照明。三角形照明（又称三点照明）是用三个光源来提供照明的。最基本的光，也叫主光，通常是聚光灯，可以照亮大部分场景，一般用在场景中投射阴影。第二种光是背光，用来将一个对象从它的背景中分离出来并且展现更深的场景。这种光通常为泛光灯，安排在对象的后上方，强度要比主光弱一些。第三种光是辅光，辅光通常在摄像机的两侧并且用来照射被主光忽视的区域。辅光是用来控制场景中最亮和最暗区域的对比度的，亮的辅光产生比较平滑的光，而较暗的辅光增加对比度并且使场景产生神秘感。对灯光强度的选择将决定总体气氛的走向。图5 - 1 6 从左至右分别是只有主光源的渲染结果、添加背光后的结果和完整三角形照明的照明效果。图5 - 1 7 为三角形照明中灯光的安排方式。　　区域照明通常用于较大的场景。有时在一个大的场景中使用三角形照明很难起到应有的效果，那么就尝试一下区域照明。实际上，区域照明由若干三角形照明组成。当一个大区域被分为几个小区域后，可以在每一个区域使用三角形照明，这样每个小区域将会单独地被照明。要根据重要性或相似性来规划区域。当一个区域被选择之后，可以根据该区域中对象在场景中的地位决定灯光的强弱。用于照亮主要区域或对象的灯光，必然吸引人们的注意视线。有时，因为种种限制，区域照明不能产生合适的气氛，这时就需要根据个人经验尝试使用自由照明方案。　　　　图5-16 主光、主光加背光和主光加背光加辅助光照射（从左至右）的场景　　　　图5-17 三角形照明中灯光的安排方式　　5.3 灯光实例　　本节将在上面的例子中制作一盏台灯，模拟台灯发出的光线照亮茶壶。在3D Studio MAX 的早期版本中，创建类似台灯的真实光源几乎是不可能的，新版本中的灯光类型和贴图类型大大增强了，为实现模拟真实光源提供了多种可能性。本例中首要的一点是使用赋予强度较弱的聚光灯来模拟台灯的灯光效果，其次是台灯的灯罩要有透光性。　　5.3.1 制作台灯　　台灯通过在修改命令面板的Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动产生。1) 制作图5 - 1 7 中的茶壶、地板、后墙及摄像机等，由于要模拟台灯，灯光先使用系统默认值。保存该场景。　　2) 单击F i l e (文件) / R e s e t ，重新设置3D StudioMAX 3 的界面。　　3) 创建灯罩，用鼠标单击顶视图，单击右下角的Min/Max To g g l e 按钮将顶视图切换为全屏显示。　　4) 单击C r e a t e （创建）/ S h a p e s ，单击L i n e 按钮，在顶视图中绘制一条直线作为放样路径；然后单击命令面板上的D o n u t 按钮，在顶视图绘制两个同心圆，如图5 - 1 8 所示。　　5) 单选直线，单击C r e a t e （创建）/ G e o m e t r y ，在Compound Object 下拉式列表框中选择Compound Object ，单击L o f t 按钮，单击Get Shape 并在顶视图中选择同心圆，生成一个圆筒。下面将该造型放入S c a l e 变形工具中进行修改。　　6) 选择灯罩，打开M o d i f y （修改）命令面板，向上推动卷展栏，单击下面的D e f o r m a t i o n s栏后单击S c a l e 按钮。在Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动，如图5 - 1 9 所示。　　　　　7) 对新加入的点进行细致调整，在端点上单击鼠标右键，点选B e z i e r- S m o o t h 项，对需要平滑过渡的位置　　进行圆滑处理。　　8) 下面创建立台灯支臂和台灯座。单击C r e a t e （创建）/ S h a p e s 命令面板上的L i n e 按钮，并勾选C r e a t i o nM e t h o d 卷展栏中的S m o o t h 复选框，在左视图中绘制一条曲线。　　9) 单击E l l i p s e 按钮在左视图中绘制一个椭圆形。如图5 - 2 0 所示。　　10) 点选曲线，单击C r e a t e （创建）/ G e o m e t r y ，在下拉框中选择Compound Object ，单击L o f t 按钮，单击Get Shape 并在左视图选择椭圆，生成一个台灯支臂。　　11) 下面制作台灯支座。单击C r e a t e （创建）/ S h a p e s 命令面板上的L i n e 按钮，在顶视图中画一小段直线，单击S h a p e s 命令面板上的C i r c l e 按钮在顶视图中画一个圆形。　　12) 点选直线，单击C r e a t e （创建）/ G e o m e t r y ，在下拉框中选择Compound Object ，单击L o f t 按钮，单击Get Shape 并在顶视图中选择圆形，生成一个台灯支座。　　13) 选择灯座，打开M o d i f y （修改）命令面板，向上推动卷展栏，单击下面的D e f o r m a t i o n s 栏后单击S c a l e 按钮。在Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动，如图5 -21 所示。　　4) 制作完成的台灯罩、台灯支臂、台灯座还没有组合到一起。下面将灯座、支臂和灯罩组合在一起。使用主工具栏上的R o t a t e （旋转）工具锁定Y 轴并将灯罩顺时针方向旋转大约3 0 °，然后与支臂、灯座组合在一起。当然还可以做一个开关按钮。最后的结果如图5 - 2 2 所示。　　　　图5-18 绘制一条直线并绘制两个同心圆　　　　图5-19 在Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动　　　　图5-20 在左视图中绘制一个椭圆形和一条曲线　　　　图5-21 Scale Deformation 对话框中的红线上加点并移动　　　　图5-22 将制作完成的台灯罩、台灯支臂、台灯座进行组合收藏本站第1、2、3、4、5页