真實(shí)光分析與Mental Ray應(yīng)用_2

來(lái)源：火星時(shí)代 | 責(zé)任編輯：傳說(shuō)中的落葉 | 發(fā)布時(shí)間： 2017-09-07 14:27 | 瀏覽量：

本節(jié)匯寶盆為大家?guī)?lái)的是：真實(shí)光分析與Mental Ray應(yīng)用_2

三.光源系統(tǒng)
　　人的眼睛之所以能夠看見(jiàn)對(duì)象，就是因?yàn)橛邪l(fā)光的對(duì)象發(fā)射出光照亮度，照射到對(duì)象并且反彈回來(lái)。如果反彈回來(lái)的光顏色是紅色的，人們就認(rèn)為該對(duì)象是紅色的對(duì)象，如果反彈回來(lái)的光顏色是藍(lán)色的，人們就認(rèn)為該對(duì)象是藍(lán)色的。
　　了解光源系統(tǒng)的種類(lèi)與分類(lèi)，將有助于我們靈活地運(yùn)用光源，借此創(chuàng)造出所需要的畫(huà)面效果。下面便是主要的光源系統(tǒng)分類(lèi)圖，在后面的小節(jié)中將會(huì)分別進(jìn)行介紹。

四.自然光源分析
　　我們先看下圖，這是一個(gè)簡(jiǎn)易的光照示意圖。場(chǎng)景中的對(duì)象主要會(huì)被三種光源所照亮，分別是日光光源、天空光源、反彈光源。而這三種光源交互作用后，就會(huì)產(chǎn)生我們真實(shí)世界的自然光源光照效果。
　　在對(duì)象日光直接照射的地方，它同時(shí)受到了日光光源和天空光源的作用。但是由于日光的亮度比較大，所以它主要呈現(xiàn)的是日光的白色。而中間過(guò)渡部分視角度的不同，為日光光源和天空光源的混合，所以會(huì)呈現(xiàn)由白到藍(lán)的漸層色。最后沒(méi)有被日光直接照射到的部分，僅受到日光光源與反彈光源的作用，所以它呈現(xiàn)的是偏綠的顏色。
　　反彈光源必須在真實(shí)光源存在的時(shí)候才會(huì)產(chǎn)生。如果沒(méi)有真實(shí)光源的存在，那么就沒(méi)有光可反彈。在光線(xiàn)進(jìn)行反彈的同時(shí)，會(huì)將對(duì)象的顏色夾帶過(guò)去另一個(gè)對(duì)象表面上。如下圖，因?yàn)樵景咨娜展夤庠凑盏降厣虾?，就?huì)帶點(diǎn)綠色再反彈到對(duì)象上，所以在白色對(duì)象的下方會(huì)偏綠色，這也是一般俗稱(chēng)的色彩溢出或色溢現(xiàn)象。
　　陰影部分有兩種陰影混合在一起，分別是日光光源所產(chǎn)生的硬陰影與天空光源所產(chǎn)生的軟陰影。這樣的混合陰影也是真實(shí)陰影的效果。

圖：日光、天空、反彈三種光源交互作用下的結(jié)果示意圖，主體有日光漸層色與地板的反彈色，陰影有層次效果

如果只有日光光源而沒(méi)有天光光源的話(huà)，可以看見(jiàn)由日光所產(chǎn)生的比較硬或比較黑的陰影，而對(duì)象表面顏色沒(méi)有天空光源的藍(lán)色，但反彈光源的綠色是依然會(huì)產(chǎn)生的，如下圖。

圖：只有日光光源、反彈光源沒(méi)有天光光源交互作用示意圖，主體有日光漸層色與地板的反彈色，陰影沒(méi)有層次效果

如果只有天空光源而沒(méi)有日光光源的話(huà)，可以看見(jiàn)由天空光源所產(chǎn)生的比較軟或比較淡的陰影，而對(duì)象表面顏色沒(méi)有日光光源的白色過(guò)渡，只會(huì)有天空泛藍(lán)的顏色而已，如下圖。

圖：只有天光光源示意圖，主體顏色泛天空藍(lán)色，有著微弱的軟陰影，但沒(méi)有日光效果與硬陰影

天空本身是沒(méi)有顏色的，但我們觀察天空都會(huì)具有顏色，不同的時(shí)間會(huì)有藍(lán)色、黃色、紅色、紫色等，那是因?yàn)橛商?yáng)發(fā)出的白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、青、紫的可視光所組成，它們波長(zhǎng)依次減少。
　　空氣是由懸浮在空中各種各樣的微小分子和其它微粒組成，當(dāng)光在空氣中傳播時(shí)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的色光（如紅光）透射力強(qiáng)，能透過(guò)大氣射向地面，波長(zhǎng)較短色光（如藍(lán)光）就很容易發(fā)生散射現(xiàn)象，被散射了的藍(lán)色光布滿(mǎn)天空，就使天空呈現(xiàn)出一片蔚藍(lán)。
　　了解自然光源的基本原理后，其實(shí)就是日光光源、天空光源和反彈光源這三種光源交互作用，產(chǎn)生了日出、日落、黃昏、正午等豐富而美麗的自然景色，接下來(lái)將仔細(xì)探討一下不同情況的自然光源光影效果。
　　1.清晨

圖：清晨天空泛藍(lán)，但還沒(méi)有日光照射，整體色調(diào)偏冷，顏色層次比較弱

在3ds Max中使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為清晨時(shí)間，由于相關(guān)的太陽(yáng)與天空設(shè)定，包括顏色、強(qiáng)弱等全都會(huì)自行依照時(shí)間改變，所以直接進(jìn)行渲染就可以得到清晨的光照效果。仔細(xì)看一下白墻上的顏色，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一樣泛著藍(lán)色，沒(méi)有光照的部分也是只有微弱的軟陰影，這與真實(shí)情況的光影效果一致。在使用Daylight System（日光系統(tǒng)）時(shí)，建議必須要搭配曝光控制來(lái)控制畫(huà)面亮度，這樣可以得到最為真實(shí)的影像效果，關(guān)于mr Photographic Exposure Control（mr攝影曝光控制）功能相關(guān)教程，可以參考以下連結(jié) http://www.mrage.cn/viewthread.php?tid=1828&extra=page%3D1

圖：使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為清晨時(shí)間

圖：白墻上泛著藍(lán)色，沒(méi)有光照的部分只有微弱的軟陰影，這與真實(shí)情況的光影效果一致

2.正午

圖：正午的太陽(yáng)光照最強(qiáng)，色彩對(duì)比大、陰影比較黑、物體的飽和度比較低

在3ds Max中使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為正午時(shí)間，直接進(jìn)行渲染就可以得到正午的光照效果。仔細(xì)看一下墻上的顏色飽和度很低、陰影銳利層次少，這與真實(shí)情況的光影效果一致。

圖：使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為正午時(shí)間

圖：墻上的顏色飽和度很低、陰影銳利層次少，這與真實(shí)情況的光影效果一致

3.下午
　　大約是14:30～15:30左右的時(shí)間，一般我們稱(chēng)為下午時(shí)刻。陽(yáng)光的亮度漸弱、顏色漸趨溫暖，主體的顏色色彩飽和度也會(huì)隨著增強(qiáng)，天光所產(chǎn)生的軟陰影也會(huì)隨之增加細(xì)節(jié)。整體來(lái)說(shuō)，下午的陽(yáng)光會(huì)讓觀察者感覺(jué)比較舒適與溫暖，而顏色、陰影等各方面細(xì)節(jié)都要?jiǎng)龠^(guò)中午時(shí)刻。

圖：下午陽(yáng)光的亮度漸弱、顏色漸趨溫暖，主體的色彩飽和度增強(qiáng)，軟陰影細(xì)節(jié)也會(huì)增加

在3ds Max中使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為下午時(shí)間，直接進(jìn)行渲染就可以得到下午的光照效果。仔細(xì)看一下墻上的顏色飽和度比較高、陰影層次佳，整體效果有溫暖的感覺(jué)，這與真實(shí)情況的光影效果一致。

圖：使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為下午時(shí)間

圖：墻上的顏色飽和度比較高、陰影層次佳，整體效果有溫暖的感覺(jué)，這與真實(shí)情況的光影效果一致

4.黃昏
　　黃昏總是給人們帶來(lái)美麗的景象。而天光的光線(xiàn)比較柔和，它給我們帶來(lái)了一個(gè)柔和的陰影和一個(gè)比較低的對(duì)比度，同時(shí)色彩也變得更加豐富。

圖：黃昏的天空總是泛紅或是泛紫，主題顏色豐富、陰影柔和

在3ds Max中使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為黃昏時(shí)間，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整曝光控制，直接進(jìn)行渲染就可以得到黃昏的光照效果。仔細(xì)看一下墻上的顏色偏黃紅色、陰影柔軟、對(duì)比度低，這與真實(shí)情況的光影效果一致。

圖：使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為黃昏時(shí)間

圖：墻上的顏色偏黃紅色、陰影柔軟、對(duì)比度低，這與真實(shí)情況的光影效果一致

5.夜晚
　　夜晚沒(méi)有太陽(yáng)的照明，但天空依然是會(huì)微微泛光，主要的光源是大氣散色的陽(yáng)光、月光、星光等。所以要注意的是天空并不是黑色的，可能會(huì)帶點(diǎn)深藍(lán)或深紫色，因此主體顏色也會(huì)偏冷調(diào)，但由于照明設(shè)備的關(guān)系，可以替主體營(yíng)造出非常特別的視覺(jué)效果。

圖：夜晚沒(méi)有太陽(yáng)的照明，但天空依然是會(huì)微微泛光，主體顏色會(huì)偏冷調(diào)

在3ds Max中使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為夜晚時(shí)間，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整曝光控制，直接進(jìn)行渲染就可以得到夜晚的光照效果。仔細(xì)看一下天空的顏色偏藍(lán)，整體效果帶點(diǎn)冷感、陰影不明顯、對(duì)比度低，這與真實(shí)情況的光影效果一致。

圖：使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為夜晚時(shí)間

圖：天空的顏色偏藍(lán)，整體效果帶點(diǎn)冷感、陰影不明顯、對(duì)比度低，這與真實(shí)情況的光影效果一致

6. 陰天
　　陰天的太陽(yáng)被云層所遮蔽，但視云層的厚薄程度不同，陽(yáng)光可以有不同的穿透效果。當(dāng)云層較厚時(shí)，因?yàn)榇蟛糠值年?yáng)光都被遮蔽，所以整體天空呈現(xiàn)比較灰暗的效果；當(dāng)云層較稀疏時(shí)，有部分的陽(yáng)光可以穿透云層，天空可能會(huì)偏藍(lán)或是出現(xiàn)陽(yáng)光光束。整體的光線(xiàn)與陰影都比較柔和、對(duì)比度較低、色彩飽和度也不高。

圖：陰天的太陽(yáng)被云層所遮蔽，天空呈現(xiàn)比較灰暗的效果，整體的光線(xiàn)與陰影都比較柔和、對(duì)比度較低、色彩飽和度也不高

在3ds Max中使用Daylight System（日光系統(tǒng)），切換為mr Sun與mr Sky并設(shè)定為下午時(shí)間，缺省的Sky Mode（天空模式）為Haze Driven，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整曝光控制，直接進(jìn)行渲染就可以得到晴朗下午的光照效果。如果切換Sky Mode（天空模式）為Perez All Weather，但其他參數(shù)都不需改變，就可以看見(jiàn)整體效果變得比較灰暗不清，帶點(diǎn)冷感、陰影不明顯、對(duì)比度低，這是因?yàn)樘炜盏那逋赋潭冉档土?，因而影響圖面結(jié)果，與真實(shí)情況的陰天光影效果一致。而適當(dāng)?shù)恼{(diào)整mr Sky Perez Parameters還可以設(shè)定出不同的天空型態(tài)。