光与影的艺术及术语

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

自然界始终充满着光线,,即使在“漆黑”的夜晚也会有微弱的光线照射着周围的环境,他们有的是月光或者星光,如果没有月光和星光,至少也会有天空和云层的散射光线存在,所以,绝对的黑暗在生活中是不存在的,即使有,那也只是视觉上的假像。猫和人对黑暗的感受不相同,甚至在光线充足的环境里,对亮度的视觉感受也不是恒定不变的。人的瞳孔在放大和收缩时对光的感受也不相同,这也是为什么人从亮处突然走进暗处会感到一片漆黑的原因,这也是摄影为什么存在曝光不足和曝光过度的原因所在。但在三维软件的虚拟摄像机中是不会有这个现象的,场景的亮度完全由光源来控制,但这是否就简化了对光源的控制呢?回答是否定的,要解释其中的原因,我们还要先来分析一下真实世界的光照模式。

光线照射的两种方式

想象自己站在阳光明媚的草原上,周围没有任何遮挡物。这时太阳是一个直射光源,它直接照亮你的身体和周围的草地,草地接受到太阳的光照后,会吸收一些光线,并漫反射出绿色的光线(注意,这绿色的光线也是太阳光里的一部分),这部分光线间接增强了太阳光的强度。如果在这个地方放一把遮阳伞,当你走进伞的阴影里时,对你而言,太阳光便不再是直射光源,此时照射你的都是来自天空和草地的漫反射光线。为了区别这两种不同的光照形式,我们把太阳光称为直射光照,把天空和草地的反射光称为间接光照,这两种光我们把它们统称为入射光,自然界的物体就是被这两种光照亮的。

虽然两种光照产生的效果不同,但它们其实都是来自于太阳的光线,只是光线走的"路径"不一样,这就是真实世界的光照方式。在真实的世界里,天空是不会自己发光的,它必须依靠太阳的光能,而在三维软件中,通常把天空光也作为一种独立的光源。因此,在这里我们把天空光也称为直射光源,它可以不依靠太阳而独立存在。由于天空光是一种非常特殊的光源,我们将在下一小节“渲染软件的光源类型”中详细介绍它。

在分析真实世界的两种光照形式后我们了解到,应该还存在一种间接光照。其实依靠传统的渲染技术是不可能实现间接光照的照射效果的,它需要一种称之为“Radiosity”的渲染技术。现在一种采用GlobalIllumination技术实现间接光照效果的软件正在逐步取代传统的光照效果,与传统的光照相比,它的出现从根本上解决了光线照射的两种方式的问题。首先,我们依然可以使用传统光源来模拟真实世界的直射光源,然后利用GlobalIll

umination技术可以在前者的基础之上添加天空光
照和来自环境的散射光线。

光线反射的两种形式

我们都知道,当光线照射到物体上时物体会吸收一部分光线,还会反射一部分光线,这个反射光也分为两种形式。第一种前一小节已经提到过了,就是漫反射。物体表面的固有色就是由漫反射光射入我们的眼睛决定的,在真实世界中,物体除了固有色之外,还应该有高光色,这个高光色就是由于镜面反射产生的,它往往出现在光滑的表面上。对于镜面反射,它的原理是,由于反射跟入射光线的夹角相等,所以平滑的表面会把入射光线集中的向另一面反射,这时反射的能量很高,就形成了明显的高光。但不是所有的物体表面都会形成高光,既然它是由于光滑度产生的,那么,在粗糙的物体表面,高光就不再有了,那是不是粗糙的表面就不反射入射光线了呢?不是的,是由于反射光线不再集中的向一个方向反射,所以它的能量被分散掉了,整齐的入射光线照在粗糙的表面上被反射到了各个方向,这时由于反射光线和入射光线总是跟表面法线的夹角相等这一特性造成的,这种反射在物理学上称之为”漫反射“。这样,镜面反射和漫反射就形成了光线反射的两种形式。不要小看这两种反射形式的存在,它跟三维软件中的材质有着密切关系。试想一下这样一幅图像,有从左到右三个材质球,左边红色球体是Lambert材质,在同样的光照条件下,它的表面上没有高光,使它看起来没有旁边的两个球体光滑,它模拟的是漫反射的效果;中间黄色的球体是典型的Blinn材质,它有明显的高光,这个高光就是模拟镜面反射的效果,黄色的固有色就是表面吸收光线之后散射出来的光色;右边蓝色的球体是一种比较特殊的反射现象,它的材质名称叫Anisotropic(各向异性),可以说三维软件里的光源是以真实光源为依据的,材质也是一样。

在这里要特别指出的是,Radiosity的渲染技术在计算间接光照的时候,它其实只计算了散射光的间接照射效果,也就是物体表面固有色对周围环境的影响,对于镜面反射,Radiosity还是没有能力计算,它需要Caustic特效才能实现。现在越来越多的渲染程序支持Caustic特效,不过渲染出这种效果往往需要很大的代价(当然是指渲染时间),好在它只会在透明物体和有强烈反射的物体上出现。了解了真实世界的光照和反射形式,才能理解渲染程序中光源和材质的重要性,才可以根据场景的需要科学地把握最终的图像效果。




自然光源和人工光源

在我们的生活中,光线无处

不在,可是被称为光源的并不多,因为只有能够自发光的物体才能称之为光源。但是在
三维世界里便有了特例,比如月亮,它自己不发光,靠反射太阳的光线来照射物体,严格来说它不是光源,但实际上在三维世界它也起到了光源的作用。通常把光源分为自然光源和人工光源。自然光源有太阳、月亮、星光,也包括闪电,甚至连萤火虫也是。其实在特殊的时刻,自然光照明也是充满情调的,这种情调往往来自于光源在特定时刻的色调,比如太阳在初出和将要落山的时候,桔红色光芒照射大地,这时给人的感觉和太阳在正午时分是截然不同的,所以,很多摄影师都避免在正午的时候到户外摄影,除了会引起曝光方面的问题外,色调与氛围也是很重要的一个原因。与朝阳的红色情调不同,夜晚的月光总是把世界渲染得神秘、朦胧、和浪漫,所以年轻的朋友一般都会选择有月亮的夜晚约会(美其名曰“步月”),特别是月圆之夜。

人工光源的起源可能要追溯到燧人氏钻燧取火的时代,现在所指的人工光源主要是电灯,可以说,由于人工光源的出现,才会使得照明效果变得复杂起来,它除了给我们带来光明之外,也为生活增加了些许情趣,所以现在我们对光源的要求已经不以照明为简单目的了,而是更多地追求它的艺术效果。很多城市都实施过“亮起来”工程,就是用人工光源来装点我们的城市。其实仔细想想,人工光源在很大程度上实际是在模仿自然光源,比如在迪厅的灯光就象闪电一样,咖啡屋的灯光就像星光,客厅的灯光很明亮,像太阳一样,而卧室的灯光也朦胧得像月光一样………在三维软件中,光源虽然没有自然光源和人工光源之分,但都是在模拟这两类光源产生的,而且越是优秀的作品,越能把握光源的“情感”问题。

光源的衰减问题

在使用三维软件模拟光照效果的时候,最难的还不是光线的漫反射和Caustic,因为很多渲染程序都已经把这个过程“人工智能”化了,难的是正确表现光线的衰减,真实世界的光源是随着距离的增加按反向平方衰减的,而三维软件中的光源却需要我们人为地调节衰减,很多朋友在调节光源的时候忽略了这一步,这是一个非常不好的习惯,特别是在做室内设计的时候,这个问题尤其突出。

由于很多渲染程序没有提供Radiosity,所以它不能计算物体表面在接受光照之后,散射光线对周围物体的影响,因此,如果按真实光源的方式来衰减,那么场景就会很暗。为了解决这个问题,多数三维软件都采用了一种折衷的方式,就是用线性衰

减,这种衰减方式比真实情况简单,但存在的问题是光线照射的聚光区不够真实,也就是由于衰减不够快使得聚光区产生类似“
曝光过度”的现象,特别是场景中有很多辅助光源的情况下更容易发生这种情况。在Lightscape中即使把光源的亮度提高几倍,它也不会在聚光区产生生硬的光斑,,它总是显得非常有层次。其实在其它三维软件中也可以产生这样的效果,笔者喜欢把光源的衰减由线性衰减改变为反向平方衰减,然后使用Multiplier参数(在MAX中)或者Intensity参数(在Maya中)来调节光源的亮度,这时光源投射的聚光区会很有层次,当然,要产生好的效果,必须配合相应的辅助光源,而且千万不要忽视辅助光源的衰减问题。

渲染软件的光源类型

在分析了自然光源和人工光源之后,让我们回到三维软件中,软件中的光源也可以分成几个类型,具体的类型会因为软件的不同而有所差异,但总的说来不外乎点、线、面、体积这几类。

点光源

点光源是最常见的光源类型,光线从单一的点发射出来,根据光线发射的形式不同,在三维软件中又被细分为Point、Spot和Directional,它们通常用来代表真实的灯泡、射灯和太阳光。

需要注意的是,不同的三维软件对Point光源的称呼也不同,比如在3dsmax中就称为Omni;在TrueSpace中却被称为LocalLight;在Lightscape中又被称为Isotropic,笔者觉得还是Isotropic最恰当,“等方向性”一下子就把该光源的特性概括了。Point光源是指光线从某一点开始,向各个方向等量的发射。

Spot也是一种点光源,和Point光源最大的不同是Spot光源有一个用来限制光线照射范围的锥角,也称为光束的发散角度。要知道Point光源是全向的,而

Spot光源最大的发散角度通常不会大于180度,除了这一点之外,和Point光源相比Spot光源的照射区域还分为聚光区和衰减区,我们平常使用的手电筒就是最典型的Spot光源,还有舞台上常用的追光灯。

和前面介绍的两种点光源的光线发射不同,Directional光源发射出来的每条光线彼此之间是平行的。所以也被称为平行光源,把它也作为点光源的一种,是因为它常被用来模拟太阳光,我们都知道太阳其实是一个巨大的Point光源,由于和地球有足够远的距离,才使得它的每条光线之间的夹角非常的小并接近于平行,所以虽然它的照射效果跟Point光源截然不同,但还是把它作为点光源来看待。三维软件中常用Directional光源来模拟太阳光,它的特点就是单向性的平行光。






 线光源

线光源是一种比较特殊的光源

类型,最早接触到这类光源应该是在Lightscape中,它常用来模拟日光灯管的光线。在室内设计中,经常会在吊顶中暗藏日光灯管形成发光灯带,有了线光源,就能很好来
模拟它的效果。线光源与点光源相比最大的不同在于它的阴影发生了变化,三维软件中把这种阴影称为SoftShadow。

注意:从严格意义上说,虽然线光源可以模拟日光灯的光照效果,但它的结果和真实情况还是有区别的。日光灯是圆柱状的光源,除了两端之外,应该是通体发光,而线光源居然有指向性,要完全的模拟日光灯的效果,估计需要用两个线光源背向而置才可以。另外,线光源目前还不能产生曲线的照射效果,比如弯曲的霓虹灯文字等。

面光源

顾名思义,面光源是一个发光的二维平面,与线光源一样属于高级的光源类型,常用来模拟室内来自窗户的天空光,其实它还有个最好的模拟对象,就是把它作为辅助光源,模拟表面的光能传递。原理很简单,当表面接收光线的照射后,会反射出一部分光线,既然散射出来的光线是从二维平面上发射出来的,那不正好是个典型的面光源吗?当然,为了获得更好的效果,还需要把面光源的颜色调节得和表面一致。

环境光源

环境光源比较复杂,并不是所有的三维软件都提供环境光,它主要是用来做什么的呢?依然离不开光的漫反射,前面曾不止一次的提到过,表面接收到光照后,会反射一部分光线出去,现实空间中的每一个物体其实都受到来自四面八方的反射光线的影响,为了模拟这种效果,就产生了环境光源。在Maya中,当Ambient

光源的AmbientShade参数为1时,其效果很容易跟Point光源混淆。要知道,为了让Ambient光源很好的表现反射效果,该光源是不会在物体的表面上产生高光的。

体积光源

体积光源在生活中经常见到,但在三维软件中就不常见了。真正把它单独列出来的笔者还只在AliasStudioTools中见过,当然,这并不是说在其它的三维软件中就不能模拟这种效果,而且只要分析产生这种光源的原因和其照射效果,模拟就不难了。我们打个比方,一个亮着的灯泡,是典型的Point光源,但如果用一个磨砂玻璃做的球形的灯罩把它罩起来,这时光线的发射就产生了变化,它会因为磨砂玻璃粗糙的表面而打破光线原有的“次序”,这使它看起来不像是由一个点发出的光线,而更像是整个灯罩发出的光,而且阴影也会因为这个原因变成SoftShadow。明白了这个原理之后,仿真体积光源的效果也就变得容易了。不过可惜的是,对于其它的几何形

状来说就不太好模拟了,好在不是所有的CG图像都要求照明的精确,一般只有建筑设计和工业设计的效果图才对照明要求准确无误。

特殊的天空光

在所有的光源类型中,天空光可能是最特殊的了
。天空光可以看成一个巨大的球形体积光源,不过我们都处在这个光源的内部,而且总是只能看到球形体积光源的上半部分,也就是倒扣着的“锅”,这么一解释,天空光岂不是像一个反的Point光源?

Point光源是从一个点向四面八方发射光线,而天空光正好相反,它是光从四面八方向内部的一个点发射。解释起来虽然简单,但这种光源却非常难得,很多三维软件都没有提供。离开了天空光,是很难表现出户外效果的。特别是对于从事建筑效果图制作的人来说,其意义就更重要了,它一般都会跟Directional光源一起组成一个阳光系统。

光源类型与阴影的关系

什么是阴影

什么是阴影?这好像是一个很傻的问题,你一定会说,不就是物体在光源的照射下投射出来的黑影吗?这有什么好问的。其实并不是这么简单,其实阴影就是在光源的有效照射范围内,没有被照射的部分形成的。因为当光源照射到物体上时,会增加照射区域的亮度,明暗一对比就形成了所谓的阴影,阴影的形状是由遮挡物体的外形决定的,阴影边缘的“硬度”是由光源的属性决定的。明白阴影形成的原理非常重要,它有助于我们正确设置光源的属性,至少我们已经知道阴影要体现环境色的特点,而不是单纯的黑色。

本影与半影

所谓半影,在CG中把它称为SoftShadow,这种阴影在生活中比较常见,但在三维软件中一般只有线光源、面光源和体积光源才能产生,不过,使用DepthMap阴影也可以让点光源模拟这种效果。在阴影中,我们把中间颜色比较深的部分叫“本影”,边缘颜色表较淡的部分叫“半影”,真正的半影跟光线投射的距离有密切的关系,为了揭示这种关系,先来了解一下产生本影和半影的原因。假设有一个蓝色的圆球在地板上,在该圆球的正上方有一个Spot光源对圆球进行照射,光线从一点出发所以得到边缘非常清晰的阴影。如果照射圆球的不是Spot光源而变成一个球形的体积光源,那么由于体积光源是通体发光,所以光线不再是从一点出发,如果我们对球形体积光源的上下两级分别进行光线取样,可以很明显的发现,在上下级光线都照射不到的地方就产生了深色的本影,而边缘的半影,总是会被某一级的光线照射到,所以出现了比本影颜色淡的效果,也就是SoftShadow。在现实生活中

,很少有真正的点光源,也就是说很少有光线是从某一点射出的,即使是灯泡,也是从“TNR”型的灯丝发出的光线,所以,多数都应该是SoftShadow,而不是那种边缘很清晰的阴影。在很多时候要产生SoftShadow并不太难,可以使用DepthMap阴影中的SampleRange
参数来模拟SoftShadow(增大SampleRange参数的数值,注意在其它的三维软件中该参数的名称可能会有变化,这里是指在3dsmax中),但这种方法并不适合所有的情况,且不说要产生SoftShadow的是透明物体,就是普通的物体,只要光源的位置一变,DepthMap阴影的破绽就会显露出来。

注意:细心的朋友可以观察一下周围,有没有桌子或者椅子在窗户旁边,如果有的话,请观察桌腿产生的阴影,是不是越靠近桌腿本身阴影越清晰,越远离桌腿阴影越模糊?这说明阴影也是有衰减的,SoftShadow的形成也包括阴影衰减的原因存在。





比较不同的光源类型产生的阴影

在三维软件中,最常用的光源是Point、Spot、Directional和Area这四种。这几种不同的光源对阴影有什么影响呢?答案很明确,这种影响是非常直接的。资深的CG专家只要看看阴影就知道使用了哪些光源。为了便于识别这些光源类型的阴影,使用同样的场景,并且所有的光源都处在同一个位置,照射角度也完全相同。通过比较,我们发现Point光源和Spot光源投射的阴影是一样的,这和它们光线发射的原理有关,前面介绍过了,它们同属于点光源,光线都是从一个点发射出来的,既然这两个光源的位置相同,那么投射出来的阴影完全一样也就不奇怪了。它们的区别仅仅在于照射范围上。Directional光源投射的阴影,和上面的两个光源投射的阴影相比,它除了显得小之外变形也不大,这跟该光源射出的光线都是相互平行的有关,这种阴影效果很容易让人联想起阳光,所以Directional光源常用来模拟太阳光。任何平行光源加上光线追踪阴影都能够很好的表现阳光的效果。Area光源投射的阴影,和上面三个光源投射的阴影相比,最大的不同在于它产生了SoftShadow,虽然阴影很模糊,但更真实(当然要根据实际情况而言)。虽然这里只介绍了四种光源类型产生的阴影,但却非常具有代表性,因为在通常情况下我们只使用这几种光源。

真实的透明阴影

一直很奇怪透明物体怎么会有阴影?按理说,透明物体不会阻挡光线,照射它的光源会完全穿过它,既然是这样,怎么又会产生阴影呢?要解释这个现象,笔者以为,首先,透明度应该是一个相对的概念,绝对透明的物质生活中很难遇到,比如,玻璃是

透明的,但几十块玻璃迭在一起,它还透明吗?其次,就是折射现象的存在,会使穿过它的光线发生偏转,使光线的能量产生相应的变化。还有一点,就是厚薄的问题,其实因厚薄产生阴影问题实际上是综合了上面所说的两点,比如一个玻璃杯,它正对着光源的部分应该最薄,越往两侧越
厚,因此产生了不同的透明度,阴影也随之发生了变化,如果说玻璃杯中间不会产生阴影,那两侧还是会有明显的阴影的。我们都知道,现在的三维软件都提供了DepthMap阴影和RayTrace阴影两种形式。两者相比,在速度上前者占优势,在质量上后者占优势,但如果要产生透明阴影,那就必须使用RayTrace阴影了。因此,我们为了获得更快的渲染速度而使用DepthMap阴影,但碰到有透明物体的场景时,还是不得不使用RayTrace阴影来获得更好的效果的。注意:RayTrace阴影必须采用Raytracing方式来渲染,否则,不会出现阴影效果。

介绍Caustics

Caustics特效是最近才流行起来的一种渲染技术,它能够*真的再现因折射和反射引起的光学现象。不过,千万不要误以为只要有了能产生Caustics特效的渲染程序,就等于可以制作出好的作品,这是截然不同的两个概念。我们只能说,有了Caustics特效会给作品增添不少色彩,但Caustics不是灵丹妙药。笔者根据Caustics特效产生的效果推测,它将被主要应用到工业产品效果设计中,因为高反射和折射的材质多出现在工业产品中,而Caustics特效的产生就是依靠光线的反射和折射。需要特别指出的是,Caustics特效并不是阴影,准确的说它是一种光,其中包含光线的反射、光线的聚焦和光线的散焦。不同的条件下效果产生的位置也不相同,但常出现在阴影之中。由Caustics特效示意图我们注意到,因折射而引起的Caustics特效一般都会出现在阴影之中,而因反射引起的Caustics特效则可能出现在阴影之外,这要视入射光线跟表面法线形成的角度来定,另外,Caustics特效如果没有出现在阴影之中,那么它的影响会比较轻微,其道理就像大白天使用手电筒一样,手电筒的光不会在受阳光直射的表面留下明显的光斑,但如果照射到阴影之中,还是会有影响的。当然,如果你有能跟太阳的光照相抗衡的光源,就另当别论了。不过,这样的光源哪儿才有呢?除非用一面镜子来反射太阳光。说起产生Caustics特效的方法,不外乎两种:一种是利用渲染程序提供的这个功能,另外一种就是模拟了。特别是模拟圆球体的Caustics特效,非常容易,只要使用光源的纹理投射功能,就可以达到以假乱真的效果。对于依靠渲染程序提

供的Caustics特效,相对模拟来说,在*作上就容易多了,我们只需要调节有关的参数,再经过漫长的等待(视硬件速度而定),就可以得到需要的效果。

光能传递与虚影

在使用Lightscape的时候,就发现它产生的阴影非常真实,为什么会这样呢?因为它在渲染中应用了真实的光照效果,在Lightscape中,光源不再是影响阴
影的唯一元素,凡是参与光能传递的表面都会对阴影产生交叉影响,因此,使用了光能传递渲染技术是产生真实阴影的重要原因。在本书中,将会把Lightscape中这种真实的阴影成为“虚影”,为了讲清楚这个问题,我们首先来看一下虚影跟前面提到过的SoftShadow的区别。

虚影跟SoftShadow的区别

应该说,虚影跟SoftShadow有很多相似的地方,这主要体现在它们各自的形态上,它们都呈现出边缘模糊的形态,但虚影绝不等同于SoftShadow,因为

SoftShadow是光源在自身条件下形成的一种阴影类型,它模糊的边缘是半影的体现。而虚影与投射它的光源没有直接关系,产生并影响它的是来自环境的散射光线,也就是光能传递所产生的光线,它使得原本“生硬”的阴影变得“活泼”起来。散射光线的强度决定了阴影的浓淡,有时甚至会出现把阴影完全虚化的现象,但不论怎样,它产生的效果是非常真实的,因为它是按真实的光线传播原理计算的。举一个例子,在一个房间里有一个正方体和一个圆球体,墙的左侧是红色的,右侧是蓝色的,我们在同一个视角分别用Maya和Lightscape对球体生成SoftShadow和虚影,我们发现用Lightscape渲染的图像更真实一些,对于球体的阴影来说,它首先是因面积光源而产生的SoftShadow,这一点跟Maya软件渲染的该图是一样的,其次由于受环境中散射光线的影响,阴影的颜色和亮度都发生了变化,观察不锈钢圆球下面的阴影,左侧受到红色墙面的影响,右侧受到蓝色墙面的影响,越靠近圆球的底部阴影的颜色越深、受环境的影响越小;越远离圆球的底部阴影的颜色越?#092;、受环境的影响越大,这应该就是虚影的特点吧。

光能传递与虚影的关系

既然虚影的产生离不开环境中的漫反射光线,那么渲染程序采用什么样的方式来计算图像就显得非常重要了,毫无疑问,光能传递是最佳的选择,因为只有支持光能传递和GlobalIllumination的渲染程序才能“自觉”地计算环境中的散射光线,所以也只有这样的渲染程序才能自动地完成虚影的计算。

漫反射光线跟直射光线一样,都可以起到照亮物体的作用,由于阴影是没有直射光线照射的区域,所以

它只接受环境的漫反射光线。这使得阴影的颜色不会太深,而且即使是光源本身不会投射出SoftShadow,但受漫反射光线的影响,阴影的边缘也会变得很“软”,所以把它称为虚影。

我们已经知道,漫反射光线除了有“光”的性质之外,还有“色”的成分(其实光与色原本就是一体的)。也就是说,什么颜色的表面就反射什么颜色的光,由于散射光线的能量远远低
于照明光源的能量,所以它对受到光源直接照射的表面影响很微弱,但阴影却对反射光线非常敏感,因此,阴影的颜色受到的影响尤其大。

综上所述,可以看出光能传递与虚影的关系是非常密切的,也了解到虚影的复杂性,因为通常环境中的漫反射光线不是一种统一的环境色,而是多种光色的混合、迭加的效果,并交叉影响着。表面的法线控制着散射光线的方向,因此任何一个反射了光线的表面都可以看成一个特殊的面积光源,也许正因为如此才产生了GlobalIllumination渲染方式。

说明:GlobalIllumination渲染方式和Radiosity(光能传递)是不是一回事?就其工作原理和产生的结果看,完全是一回事。只是现在一些新的渲染程序都使用了GlobalIllumination这个词,而很少用Radiosity了,也许新的词更容易望文生义吧。不过据观察,凡是采用Radiosity技术的我们总能看到每一个表面发出漫反射光线的过程,而现在流行的GlobalIllumination技术则看不到这个过程。

明白了光能传递与虚影的关系后是否就是说我们只有用有光能传递功能的渲染程序才能得到虚影的效果呢?当然不是,就象用辅助光源模拟光能传递一样,虚影也可用同样的方法来模拟,只是我们要更加关注阴影的效果。在这方面没有什么特殊之处,如果你能很好的模拟出光能传递的效果,那么一般也会得到满意的虚影效果。

眩目的光效

光源除了因照明而产生了明与暗、光与影之外,还会出现很多光学特效。光学特效的使用,除了可以强化图像的真实感之外,也会为画面增添不少情趣。这些光学特效,有的是因为特殊环境而产生的,比如雨天的路灯周围就会出现漂亮的光晕;有的是因为摄像镜头产生的光学现象,比如镜头反射光斑等。由于这些效果在生活中和影视作品中经常遇到,所以大家都对它们非常熟悉,如果一个大家都熟悉的东西不能出现在CG作品中,那么图像的真实感就要大打折扣了。因此,学习并掌握光学特效是非常重要的!

灯光雾和辉光

灯光雾(也叫体光)和辉光经常同时出现,但两者却是截然不同的现象。随着光源的锥角扩散

并逐步衰减的就是灯光雾。它的出现是因为空气中含有的杂质,比如细小的尘或雨水,在绝对纯净的空气里是不会有灯光雾出现的。而辉光则不同,它的出现是一种视觉效果,虽然大气也会影响它,但那种因强光而造成的光芒感却是由于观察者(或摄像机)的眼睛(或镜头)引起的。因此,辉光常常出现在强光和强反射材质的高光处。

镜头光学特效

镜头特效的特殊之处在于它是摄像机的镜头正
对着光源时,对光源产生一系列反应,我们在很多影视作品中都会看到这些效果,以下是几个常见的镜头光学特效:1.Glow;2.Ray;3.Star;4.AutoSecondary。虽然它们并不是镜头特效的全部,却非常具有代表性。笔者认为,镜头特效的出现,表现真实感是次要的,主要是为了烘托一种情趣或是一种氛围。另外,镜头特效的?#092;用,从某种程度上来说有暗示光源强度的作用,有时还会产生戏剧性的效果。

记住:一定要记住,在表现某一特定事物时,直接表现不一定是最佳的手法,利用对比、陪衬和烘托往往能起到更好的作用。对于表现CG中的光源更是如此,也许把注意力集中在表现阴影上,光的效果也就体现得更淋漓尽致了。



相关文档
最新文档