3dsMAX中燈光使用技巧研究

潘燕

摘 要： 燈光是3ds MAX軟件中模擬光照效果最重要的手段，稱得上是3D場景的靈魂。但是在復雜的燈光設置，多變的運用效果中，如何能得到令人滿意的照明效果，是困擾3D軟件應用者的一大問題。目前國內許多3ds MAX教程中講述燈光部分較少，為此對場景中燈光的使用方法和應用技巧等進行了研究和具體闡述，給讀者以借鑒。

關鍵詞： 燈光； 3ds MAX； 使用方法； 技巧

中圖分類號：TP319 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）07-43-02

Abstract： Light is the most important means of simulation of light effect in the 3DS MAX software， which is the soul of 3D scene. Since the lighting setup is complex， and the application effect is variable， it is a big problem how to get the satisfactory lighting effect for 3D software users. However， at present， there are few domestic 3ds MAX lectures mentioning it. The methods and skills of using lights are focused on in this paper， which is aimed to give the readers some reference.

Key words： light； 3ds MAX； methods； skills

0 引言

3ds MAX軟件是目前使用最廣泛的三維制作軟件，其應用范圍涵蓋了建筑裝潢設計、影視片頭包裝、廣告動畫設計、 電影電視特技及游戲開發等領域。在3ds MAX軟件中，燈光在場景中起著重要作用，它是控制氣氛、環境、情節推進等重要因素的關鍵，它和材質一起決定了三維場景的真實性。但是，復雜的燈光設置，多變的運用效果，卻是困擾許多使用者的一大難題。目前在國內許多3ds MAX教程中講述建模、材質、動畫的多，而講述燈光部分少。針對此，本文將對在場景中燈光的選擇、布燈方法、參數設置及技巧等方面進行闡述，給讀者以借鑒。

1 3ds MAX場景中燈光類型的選擇和布燈方法

1.1 根據場景環境來選擇燈光的類型

當我們準備照亮一個場景時，應充分考慮場景中的環境是什么類型的，通過分析場景環境來選擇合適的燈光類型。3ds MAX中燈光有六種基本類型，分別適用于各種環境[1-3]。

⑴ 目標聚光燈：能夠像手電筒、汽車前燈一樣投影聚焦的光束，產生錐形照射區域，而且光束的范圍可以任意調整，包括圓形和矩形兩種形狀。圓形燈光用于模擬車燈、路燈、室內各種照明燈光。矩形燈光適用于模擬電影銀幕的投影燈光、通過窗戶的投射光等。

⑵ 泛光燈：是一種向四周發射光線的光源，沒有方向的限制，一般用來模擬自然光，例如太陽和月亮發出的光。

⑶ 自由聚光燈：它沒有目標物體，依靠自身的旋轉來照亮空間或物體。比如在場景中要使燈光沿著路徑運動，或依靠其他物體帶動燈光的運動，則使用自由式聚光燈。它通常可以連接到攝影機上來始終照亮攝影機視野中的物體（如漫游動畫）。它也可以模擬礦工頭盔上的頂燈，只要把頂燈連接到頭盔上，就可以方便地模擬頂燈隨著頭部運動的照明效果。

⑷ 目標平行光：它可以產生圓柱狀的平等照射區域，類似于激光的光束。創建方法與目標聚光燈類似，不同的是，它的光線是平行的而不是呈圓錐形發散的。它可以模擬太陽光、探照燈、激光束或其他平行光。

⑸ 自由平行光：用于漫游動畫或連接到其他物體上。可用移動、旋轉的手段調整燈光的位置與照明方向。常用于動畫，如制作場景中轉動的五顏六色的激光束等效果。

⑹ 天光：主要用于模擬太陽光遇到大氣層時產生的折射照明。它會提供整體的照明和柔和的陰影，但它自身不會產生高光，而且有時陰影過虛，只有與其他燈光配合使用才能體現物體的高光和尖銳的陰影效果。天光的照射范圍是無法控制的，其照明效果與場景中的位置沒有任何關系。

1.2 場景燈光的布置方式

在設置場景燈光時，標準的布置方式是用“三點照明”方法，一般使用一盞主體燈，一或兩盞輔助燈和一盞背光燈。

⑴ 主體燈[1]：常用來照亮場景中的主對象及其周圍區域，主體光常用聚光燈，它應該位于對象的前面，相對于對象稍微偏上一些。在場景中它是主要的投射陰影照明工具。場景主要的明暗關系由主體燈決定，包括投影的方向。主體燈根據需要也可以用幾盞燈光來共同完成。主體燈在15度到30度的位置上，稱順光。這種光能產生非常引人注目的效果，當它形成強烈的反差時更是如此。然而這種光會丟失陰影，使場景缺乏透視感；在45度到90度的位置上，稱為側光。這種光能產生橫貫畫面的陰影，容易顯示物體的質感；在90度到120度的位置上成為側逆光，這種光常常產生強烈的明顯的反差，清晰地顯示物體的輪廓。

⑵ 輔助燈：在場景中用于填滿光線的缺口，弱化對象的陰暗面。它可以放置在地面的任何一個方向，強度設置比主體光低，并且不投射陰影。用它可以填充陰影區以及被主體光遺漏的場景區域、調和明暗區域之間的反差。這種廣泛均勻布光的特性使它為場景打一層底色，定義了場景的基調。由于要達到柔和照明的效果，通常輔助光的亮度只有主體光的50%-80%。

⑶ 背景光：它的作用是增加背景的亮度，從而襯托主體，并使主體對象與背景相分離。一般放置在對象的背后，用以增強對象的立體感。這燈應該很昏暗，并且不產生陰影。

“三點照明”方法一般用于小范圍的場景照明。若場景較大如禮堂內部效果圖，則可以將它拆成若干個小的區域進行布光。

2 燈光的基本參數設置及布光順序和技巧

2.1 燈光的基本參數

在3ds MAX軟件中燈光具有很多個可調的參數，用戶通過自由調節來產生需要的場景氛圍。基本參數設置如下[3-4]。

⑴ TYPE燈光類型：利用此項的下拉菜單就可以將燈光從一種類型轉化成其他類型。

⑵ ON啟用：這是一個復選框，用于燈光的開關。當場景燈過多時，其中如果有光照不和諧的地方則可以利用臨時關閉某盞燈光的辦法，排查是哪盞燈光的問題從而做出調整。

⑶ CAST SHADOWS陰影：這是一個復選框，決定燈光是否投影。

⑷ MULTIPLIER倍增器：它可以改變燈光的正常屬性（強度與亮度）。它具有一種神奇的特性——“負光效應”。如果把它設成負值，就可以把燈光色變成它的相反色（例如白色光變成黑色光）。在室內效果圖中有時會利用負值的倍增器來“吸”光，例如人為地把某個區域（如某個墻角）變暗。

⑸ EXCLUDE排除設置：人為指定哪些物體不受選中的燈光影響。利用排除（排除對某些物體影響）或包含（指定只對某些物體產生影響）功能可以達到特殊的目的。

⑹ SHOW CONE顯示光錐：用來控制聚光燈錐形框的顯示。

⑺ HOTSPOT聚光區（光束）：可以調整聚光燈錐形聚光區的角度來控制光線完全照射范圍，聚光區內的物體將受到全部光線的照射，默認值為43度。

⑻ FALLOFF衰減區：可以調整衰減區的角度，用于設置完全不受光線照射影響的范圍，默認值為45度。

⑼ CIRCLE/RECTANGLE圓形/矩形：用來調整聚光燈投影面的形狀。選中圓形則產生圓錐狀燈柱，選中矩形則產生立方體形狀的燈柱，一般用于窗戶投影燈或者電影、幻燈機的投影燈。

⑽ ASP縱橫比：當投影平面選擇矩形時，可以用它來調整矩形的長寬比。例如把默認的正方形變成16：9的電影屏幕的比例。

⑾ BITMAP FIT位圖擬合：該按鈕在矩形單選按鈕為選中狀態時才有效，可以使用圖像的長寬作為燈光的長寬比。

⑿ PROJECTOR MAP投影貼圖：它在產生陰影的燈光勾選此項時可以設置燈光的陰影貼圖。其功能相當于把聚光燈變成一架攝影機。有時利用它可以達到意想不到的效果。在室內效果圖中，也可以利用這個投影功能把墻壁變得有些地方亮一點，有些地方暗一點，來增強現實感。

2.2 布光的順序

①先定主體光的位置與強度；②決定輔助光的強度與角度；③分配背景光與裝飾光。這樣產生的布光效果應該能達到主次分明，互相補充。

2.3 布光技巧[5-6]

⑴ 學會根據場景氣氛來調節燈光：悲哀、低沉或神秘莫測的場景氣氛需要運用昏暗、偏冷、低反差的燈光來突顯，預示著某種不詳之事的發生。對于酒吧、賭場這樣的場景可運用高反差的燈光，在這里可以強調主要對象或角色，而將其他的虛化。若要表現興奮的場面可運用明艷、暖色調、陰影清晰的燈光。而表現恬靜的氣氛可運用偏冷色調的燈光。

⑵ 場景布光需體現明暗分布和層次性，不能把所有燈光一概處理。可根據需要選用不同種類型的燈光；根據需要決定燈光是否投影，以及陰影的濃度；由于默認的燈光是不帶有任何顏色的，可根據需要改變燈光的顏色，模擬出各種照明效果；根據需要決定燈光的亮度與對比度。如果要達到更真實的效果，一定要在燈光衰減方面下一番功夫。

⑶ 燈光布置應遵循由主題到局部、由簡到繁的過程。對于燈光效果的形成，應該先調角度定下主格調，再調節燈光的衰減等特性來增強現實感。最后再調整燈光的顏色做細致修改。如果要真實地模擬自然光的效果，還必須對自然光源有足夠深刻的理解。通過多看攝影用光的書和多做試驗會有很大幫助的。不同場合下的布燈也是不一樣的，在室內效果圖的制作中，為了表現出一種金碧輝煌的效果，往往會把一些主燈光的顏色設置為淡淡的橘黃色，可以達到材質不容易做到的效果；對于具有強烈反射的金屬感材質，有時需要用包圍法將燈光打在周圍以展現它的質感，這是比較少用的方法。

⑷ 燈光設置應精而不宜多。切勿將燈光設置太多，太亮，使整個場景一覽無余，亮的沒了一點層次變化，使渲染圖顯得更加“生硬”。過多的燈光使工作過程變得雜亂無章，難以處理，顯示與渲染速度也會受到嚴重影響。對那些效果微弱，可有可無的燈要刪除，只保留必要的燈光。另外要注意燈光投影與陰影貼圖及材質貼圖的用處，能用貼圖替代燈光的地方最好用貼圖去做。例如要表現晚上從室外觀看到的窗戶內燈火通明的效果，用自發光貼圖去做會方便得多，效果也很好，而不用燈光去模擬。

⑸ 學會利用燈光的“排除”與“包括”功能：可以通過“排除”的方法使燈光不對某些物體產生照明或投影效果。例如要模擬燭光的照明與投影效果，同時又不希望蠟燭主體在桌面上產生陰影。我們通常可以在蠟燭燈芯位置放置一盞泛光燈。利用燈光的“排除”來解決這個問題。

⑹ 調整好燈光與物體距離：燈光與物體距離越遠，照亮的范圍就越大，反之亦然。對于一個物體來說，某一燈光與它表面所呈夾角（入射角）越小，它的表面顯得越暗；夾角越大則表面越亮。如果一個燈光與一個平面（如地面）距離很遠且與這個平面呈直角照射時，則照明效果是很均勻的。而如果同樣的燈光放得太近，則由于接觸表面的光線角度會有很大的變化，會產生一個聚光區。如果要使一盞燈光照亮盡量多的物體，請把物體與燈光的距離拉大。而要使燈光把物體表面照得亮堂堂的，則還應該把燈光與物體表面的夾角調整得大些。

⑺ 盡量不在透視圖或攝影機視圖中創建燈光或移動燈光。

3 結束語

隨著計算機技術和人們審美能力的不斷提高，鮮活的三維場景給人以視覺和感官上的沖擊。但是人們在創建場景的過程中，往往沉浸于創建細致的模型、制作華麗的材質和富有創意的動畫，容易忽視燈光的作用，結果發現精心設置的模型在最后渲染中的效果不如人意。其實，燈光是場景構成的一個重要組成部分，良好照明效果能使三維場景更具有真實感和生動感，是營造特殊氣氛的點睛之筆。面對復雜的燈光設置，多變的運用效果，如何能做到令人滿意的照明效果，是困擾3D軟件初學者的一大難題。目前在國內許多3ds MAX教程中講述建模、材質、動畫的多，而講述燈光部分較少。希望通過本文給讀者以借鑒，但是本文因篇幅限制，缺少優秀案例詳解。期待未來在3D教程及論文中能出現更多有關燈光技巧理論及國內外優秀3ds MAX燈光實例。

參考文獻：

[1] 文東，叢波.3ds MAX 2011基礎與項目實訓[M].科學出版社，2012.

[2] 劉心聲，陳卓.3ds MAX 2011中文版教程[M].中國建材工業出版社，2013.

[3] 神龍工作室.3ds MAX 8中文版入門與提高[M].人民郵電出版，2008.

[4] 葛洪央.3ds MAX 9.0中文版三維設計標準教程[M].大連理工大學出版社，2012.

[5] 史清峰.3D室內設計中的燈光處理[J].電腦知識與技術，2010.7.

[6] 秦成.3DS Max燈光照明探討[J].電腦知識與技術，2010.23.