3DS台灯怎样放灯光
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发布时间：2022-04-22 04:17
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时间：2024-02-12 23:10
6.1 案例22：台灯的灯光效果――使用聚光灯
在前面第4章的案例10中，我们曾制作过一个台灯造型。本案例将给这个台灯加上相应的灯光效果，即：应用能够产生锥形光束的聚光灯来作为台灯的主光源，应用产生散射光线的泛光灯来作为辅光，其渲染效果图如图6-1所示。
通过本案例的实作，你将掌握聚光灯和泛光灯的创建方法，以及灯光常用参数的基本设置方法
图6-1 台灯的灯光效果
6.1.1 制作过程
1.创建和设置聚光灯
这里，我们想要得到的是由台灯提供主要照明的夜晚室内场景效果，由于台灯有灯罩，灯光从灯罩内呈锥形光束照射出来，因此，为了模拟台灯的照射效果，就应该在台灯的灯罩内放置一个聚光灯。
（1）启动3DS MAX 5之后，打开本书配套光盘上“场景”文件夹中的文件ex6-1.max。该文件提供的场景如图6-2
图6-2 设置灯光效果之前的场景
注意，由于系统提供了缺省的光源，所以，虽然此时还没有创建任何灯光，但场景仍然可以被系统的缺省光源照亮。
（2）创建目标聚光灯。在Create命令面板中单击 按钮，打开Create / Lights（创建/灯光）命令面板。
（3）在命令面板的“Object Type”卷展栏中，单击Target Spot（目标聚光灯）按钮，使该按钮变成*激活状态。
（4）把光标移到Front视图中的灯罩处，此时，光标变成十字形状。按下鼠标左键后，向桌面方向拖动鼠标，以确定聚光灯的目标点，最后，在合适的位置放开鼠标左键，使创建好的聚光灯在Front视图中的位置和方向如图6-3所示。
创建了聚光灯之后，Perspective视图中的场景反而变暗了，这是因为一旦自己创建了灯光，那么系统的缺省光源将自动
图6-3 聚光灯的位置和方向
（5）从Top视图中可以看出，聚光灯的光源（有锥形图标的一端）偏离了灯罩，所以，还需要在Top视图中进一步调整聚光灯的位置。单击工具栏中的 按钮，在Top视图中将聚光灯的光源移到台灯的灯罩内。
（6）扩大聚光灯锥形光柱的照射范围。确认聚光灯的光源被选择，打开Modify命令面板，在“Spotlight Parameters”（聚光灯参数）卷展栏中，将Hotspot / Beam（高光区）的值设置为90。从Front视图中可以看出，聚光灯的锥形光照区域变大了。渲染Perspective视图，可以看到聚光灯在桌面上投下了边缘清晰的圆形光照区域。在“Spotlight Parameters”卷展栏中，将Falloff / Field（衰减区）的值设置为130，这时，从Front视图中可以看出，聚光灯符号中的深蓝色线框和浅蓝色线框分离开了，如图6-4所示，其中，浅蓝色线框表示聚光灯的高光区，深蓝色线框表示聚光灯的衰减区。再次渲染Perspective视图，可以看到聚光灯光照区域的边界变得非常柔和自然
图6-4 聚光灯的高光区和衰减区
（7）打开聚光灯的阴影选项。在命令面板的“General Parameters”（一般参数）卷展栏中，勾选Shadows（阴影）栏中的On复选框。渲染Perspective视图，这时茶杯在聚光灯的照射下投下了阴影。但是，由于打开了聚光灯的阴影选项，所以聚光灯产生的一部份光线就被灯罩挡住了，灯罩在桌面上投下的阴影使聚光灯的光照效果变得很不自然。下面，我们要将灯罩排除在聚光灯的照射之外。
（8）确认聚光灯的光源被选择，在“General Parameters”卷展栏中，单击Exclude（排除）按钮，弹出“Exclude / Include”（排除/包含）对话框，如图6-5所示，在其左边的对象名列表中，单击选择“灯罩”，然后单击 按钮，使“灯罩”名称出现在右边的列表框中，最后单击OK按钮确
图6-5 从灯光中排除对象
（9）渲染Perspective视图，聚光灯最后的光照效果如图6-6所示。可以看出，由于把灯罩从聚光灯中排除了，所以整个灯罩的位置都是黑乎乎的一团。下面，我们在灯罩内创建一个泛光灯，专门用来照亮灯罩的内部。
图6-6 聚光灯的光照效果
2.创建和设置泛光灯
整个场景中需要创建两个泛光灯，一个用于照亮灯罩的内部，另一个则位于灯罩之外，用于模拟台灯的反射光，以较低的亮度照亮整个场景。
（1）打开Create / Lights命令面板，单击Omni（泛光灯）按钮，将光标移到视图内单击鼠标左键创建泛光灯。然后，单击工具栏中的 按钮，在视图中移动泛光灯的位置，使泛光灯位于灯罩之内。
（2）渲染Perspective视图，这时整个场景都变得非常明亮。由于我们想让刚才创建的泛光灯只照亮灯罩内部，所以，应将灯罩之外的所有对象都排除在泛光灯之外。
（3）确认灯罩内的泛光灯被选择，打开Modify命令面板，在“General Parameters”卷展栏中单击Exclude按钮，然后在弹出的对话框中，单击右上方的Include（包含）单选项，再在左边的对象名列表中，单击选择“灯罩”，然后单击 按钮，使“灯罩”名称出现在右边的列表框中，最后单击OK按钮确定。这样，泛光灯的光照就只对灯罩有效，而对墙壁、桌面、茶杯等其他对象无效。
渲染Perspective视图，结果如图6-7所示。
图6-7 用泛光灯照亮灯罩的内部
（4）创建作为辅光的泛光灯。打开Create / Lights命令面板，单击Omni按钮，在视图中创建一个泛光灯，其位置如图6-8所示。
渲染Perspective视图，可以看出整个场景都非常明亮。下面，我们要降低作为辅光的泛光灯的亮度，以突出台灯的照明效果。
图6-8 泛光灯在Left视图中的位置
（5）设置泛光灯的亮度。确认作为辅光的泛光灯被选择，打开Modify命令面板，在Intensity / Color / Attenuation（强度/颜色/衰减）卷展栏中，将Multiplier（亮度倍率）参数的值由原来的1设置为0.5。
再次渲染Perspective视图，可以看出泛光灯的亮度降低了，从而较好地烘托出了作为主光源的聚光灯（台灯）效果，结果如前面的图6-1所示。
【案例小结】
（1）本案例的整个场景中，共使用了3个灯光，即：一个模拟台灯并作为主光源的聚光灯；一个作为特殊照明（只照亮灯罩内部）的泛光灯；一个作为辅助照明的泛光灯。
（2）调整聚光灯的照射角度时，可以分别移动聚光灯的光源和目标点。如果想同时移动聚光灯的光源和目标点而保持照射角度不变，则应该在单击工具栏中的 按钮后，再单击连接聚光灯光源和目标点的浅蓝色直线，这样即可选择整个聚光灯，这时拖动鼠标就能同时移动聚光灯的光源和目标点。
（3）本案例先后两次使用了Exclude（排除）按钮，并且两次在对话框中选择的都是“灯罩”，但这两次操作的结果却正好相反。注意单击Exclude按钮后打开的“Exclude / Include”对话框，其右上方有两个单选项，其中Exclude表示排除对象，而Include则表示包含对象，缺省的选项为Excludde。
第一次是对聚光灯使用Exclude按钮，其结果是将灯罩排除在聚光灯的照射之外。而第二次则是对位于灯罩内的泛光灯使用Exclude按钮，由于这次在打开的“Exclude / Include”对话框中选择了Include选项，所以操作结果是只将灯罩包含在泛光灯的照射之内，而其他对象则被排除。
（4）所有的灯光都有Multiplier（亮度倍率）参数，当场景中创建了两个以上的灯光时，通常应根据各个灯光的作用将其Multiplier参数设置为不同的值，这样，场景中的灯光效果才能呈现出丰富的层次感。
（5）可以删除已经创建的灯光，方法是：单击选择想要删除的灯光，然后按Delete键即可。
6.1.2 3DS MAX 5的灯光类型
3DS MAX 5提供了6种类型的灯光，它们是：
（1）Target Spot（目标聚光灯）；
（2）Free Spot（自由聚光灯）；
（3）Target Direct（目标平行光）；
（4）Free Direct（自由平行光）；
（5）Omni（泛光灯）；
（6）Skylight（天光）。
在Create命令面板中，单击“Lights”（灯光）按钮 ，即可打开创建灯光的命令面板，如图6-9所示。其中的“Object Type”卷展栏中，即提供了6种类型灯光的创建命令。
图6-9 Create / Lights命令面板
1.聚光灯
聚光灯（Spot）是有方向的光源，以光锥的形式发出光线，类似于日常生活中的探照灯或手电筒。3DS MAX提供了两种类型的聚光灯，即目标聚光灯（Target Spot）和自由聚光灯（Free Spot）。其中，使用最多的是目标聚光灯，一个目标聚光灯包含两个对象：光源和目标点。可以分别对光源和目标点进行移动和旋转等操作，但无论光源和目标点怎样运动，同一个目标聚光灯中的光源都总是照向目标点的。目标聚光灯常被用来作为提供基本照明的主灯。
自由聚光灯（Free Spot）类似于目标聚光灯，其光线仍是来自一点，并沿着锥形延伸。与目标聚光灯不同的是，自由聚光灯没有目标点。在实际应用中，自由聚光灯可以用来模拟汽车的车灯。
2.平行光
平行光（Direct）也是有方向的光源。与聚光灯不同的是，平行光发出的不是光锥，而是一束平行光线，因此，平行光产生的阴影不会发生变形，这与聚光灯发射的来自一点的光锥有很大的不同。如图6-10所示，相互平行的立柱在聚光灯的照射下产生的阴影呈锥形，而在图6-11中，立柱在平行光的照射下产生的是相互平行的阴影。
图6-10 聚光灯产生的锥形阴影
图6-11 平行光产生的平行阴影
在实际应用中，平行光可以用来模拟太阳光，以产生平行的阴影。
3DS MAX提供了两种类型的平行光，即目标平行光（Target Direct）和自由平行光（Free Direct）。其中，目标平行光包含光源和目标点，可以分别对光源和目标点进行移动和旋转等操作，以调整光线的照射方向。而自由平行光则没有目标点，只能通过旋转光源来改变光线的照射方向。
3.泛光灯
泛光灯（Omni）是一种点光源，发出的光线向四周散射，它就象我们平常见到的没有灯罩的电灯泡，散发出扩散的光。
在实际应用中，泛光灯通常被用来作为提供均匀照明的辅助灯。
6.1.3 系统缺省光源
在3DS MAX 5中，即使没有创建任何光源，场景也一样能够被照亮。这是因为3DS MAX 5提供了缺省的照明，其目的是为了让我们在创建场景的过程中，能够看清场景中的物体。一旦用户自己在场景中创建了灯光，那么系统的缺省灯光就将被自动关闭。而当场景中所有创建的灯光被删除后，缺省的灯光又将自动恢复。
在3DS MAX 5中，可以设置系统缺省的灯光为一个或是两个，操作方法如下：
（1）选择Customize / Viewport Configuration（定制 / 视图设置）菜单，弹出Viewport Configuration对话框，再在对话框中打开Rendering Method（渲染方式）选项卡，如图6-12所示。
图6-12 Viewport Configuration对话框
（2）在对话框的Rendering Options（渲染选项）栏中，若选择Default Lighting下面的1 Light选项，则表示系统使用一个缺省灯光；选择2 Lights选项则表示系统使用两个缺省灯光。
6.1.4 灯光的常用参数
灯光的参数设置灵活多变。通过参数设置，可以调整灯光的色彩、亮度以及阴影效果，等等。目标聚光灯、自由聚光灯、目标平行光、自由平行光和泛光灯，均有一些相同的参数卷展栏，下面重点介绍其中的一些常用参数
图6-13 General Parameters卷展栏度与距离是没有关系的，如果想产生真实的有距离感的光照效果，就可通过设置灯光的衰减参数来实现。
3. Advanced Effects（高级效果）卷展栏
Advanced Effects（高级效果）卷展栏用于设置灯光照射在物体表面上的明暗对比度，以及一些照射表面特效，如图6-16所示。
图6-16 Advanced Effects卷展栏
Advanced Effects卷展栏的主要参数如下：
· Affect Surfaces（表面影响）：设置灯光照射物体表面时的相关参数。其中的Contrast（对比）参数表示当光源照射在物体表面时，所形成的受光面和阴暗面的对比强度，该参数可以用来制作刺眼的灯光效果。Soften Diff.Edge（平滑漫射边缘）参数用于设置光源照射在物体表面时光线的柔和程度。
图6-17显示了Contrast值分别为0和80时的聚光灯照射效果。
Contrast=0 Contrast=80
图6-17 Contrast参数对灯光照射效果的影响
· Projector Map（投影图像）：可设置沿着灯光的照射方向投影出指定图像，单击其中的None按钮即可选择想要投影的位图。投影位图的效果如图6-18所示。
图6-18 聚光灯产生的投影位图
4. Shadow Parameters（阴影参数）卷展栏
Shadow Parameters（阴影参数）卷展栏用于设置灯光所投射的阴影效果，如图6-19所示。
图6-19 Shadow Parameters卷展栏
Shadow Parameters卷展栏的主要参数如下：
· Color（颜色）：该选项用于设置阴影的颜色。缺省的颜色是黑色，单击Color右边的颜色块即可打开Color Selector对话框，可以在对话框中将阴影设置成任何颜色。
· Dens（密度）：该数值框用于调整阴影颜色的浓度。当Dens为0时，不产生阴影；当Dens取正值时，值越大颜色越浓；当Dens取负值时，产生的阴影颜色与设置的阴影颜色相反。
· Map（贴图）：该选项用于设置图形效果的阴影，单击Map右边的None按钮，即可在弹出的材质/贴图浏览器中指定位图。如图6-20所示，位图阴影使玻璃茶壶的透明效果更加*真。
图6-20 位图阴影
· Light Affects Shadow Color（灯光影响阴影颜色）：选择该复选框后，将使阴影的颜色显示为灯光颜色和阴影颜色的混合效果。
5. Shadow Map Parameters（阴影贴图参数）卷展栏
Shadow Map Parameters（阴影贴图参数）卷展栏通过设置阴影与物体的位置关系等参数，来产生形象*真的阴影效果，如
6. 光域
聚光灯和平行光还有一个参数相同的卷展栏，即聚光灯的“Spotlight Parameters”卷展栏与平行光的“Directional Parameters”卷展栏。“Spotlight Parameters”卷展栏如图6-24所示，可在其中设置灯光区域大小、衰减区大小、光源区域的形状等参数。
体积光是3DS MAX提供一种精彩的灯光效果，它能够使聚光灯、泛光灯和方向灯不仅仅起到照亮场景的作用，而且灯光本身也能以雾状光晕的形式显现出来。通常，可以用体积光来模拟光线穿过尘埃或雾时产生的各种效果，例如，夜晚时手电筒或探照灯产生的光柱，等等。
（2）渲染Perspective视图，结果如图6-29所示，这是将体积光应用于聚光灯之前的效果。
图6-29 应用体积光之前的效果
（3）在视图中选择聚光灯的光源，打开Modify命令面板。
（4）在“Atmospheres & Effects” （大气与特效）卷展栏中，单击Add（添加）按钮，弹出图6-30所示的“Add Atmospheres or Effects”对话框。
图6-30 “Add Atmospheres or Effects”对话框
（5）在对话框中选择Volume Light（体积光），最后单击OK按钮确定。
（6）渲染Perspective视图，结果如图6-31所示，可以看到聚光灯发出的白色光锥。
图6-31 为聚光灯添加体积光之后的效果
2.调整体积光的参数
（1）调整体积光的密度。在“Atmospheres & Effects”卷展栏中，选择Volume Light，然后单击Setup按钮打开“Environment”（环境）对话框。对话框中的“Volume Light Parameters”（体积光参数）卷展栏如图6-32所示，可在其中设置体积光的有关参数。
图6-32 “Environment”对话框
（2）在“Volume Light Parameters”卷展栏中，将Density（密度）参数的值减小为2。渲染Perspective视图，可以看出聚光灯发射出的光锥变得透明了一些，如图6-33所示。
图6-33 减小体积光密度Density值的效
（3）给体积光加入杂波效果。将Density的值设置为5，选择Noise（杂波）栏中的Noise On复选框，再将Amount（强度）的值设置为 0.6。渲染Perspective视图，可以看出白色光锥中出现了一团团的雾状光斑，如图6-34所示。
图6-34 设置体积光的Noise选项后的效果
（4）在Noise栏中，将Size的值由原来的20减小为10，再次渲染Perspective视图，结果如图6-35所示，光锥中的雾状光斑变小了
图6-35 改变雾状光斑的大小
3.制作雾团飘动的动画
（1）单击动画控制栏中的Auto Key按钮使之变成红色，拖动时间滑块到第100帧处，再在“Environment”对话框的“Volume Light Parameters”卷展栏中，将Noise栏内的Phase（相位）参数的值设置为8。
（2）再次单击动画控制栏中的Auto Key按钮使之恢复成灰色，结束动画的录制。
（3）关闭“Environment”对话框。
（4）渲染动画。激活Perspective视图，单击工具栏中的 按钮，在弹出的Render Scene对话框中，选择Active Time选项，并单击Files按钮，设置输出的动画文件为23.avi。最后，单击对话框底部的Render按钮，逐帧渲染场景。
（5）动画渲染结束后，选择File / View Image File菜单打开23.avi文件，即可观看到一团团雾状光斑在聚光灯投射的光束中飘动的奇妙效果。
【案例小结】
（1）本案例介绍了为聚光灯添加体积光的操作方法，以及体积光的密度Density和杂波Noise等参数的设置。体积光除了可以应用于聚光灯之外，还可以应用于平行光和泛光灯
（2）设置了体积光之后，只有渲染Perspective视图或摄像机视图（如Camera01视图），才能看到体积光的效果，而渲染正视图（如Top视图、Front视图、Left视图）和User视图，则不能产生体积光效果。
（3）设置了体积光之后，会明显降低渲染速度。
6.2.2 另一种设置体积光的方法
案例23中，我们设置体积光是在Modify命令面板的“Atmospheres & Effects”（大气与特效）卷展栏中进行的。除此之外，还可以通过Rendering / Environment（渲染 / 环境）菜单来设置体积光。具体操作步骤如下：
（1）在视图中创建了灯光（可以是聚光灯，也可以是泛光灯或平行光）之后，选择Rendering / Environment菜单，弹出“Environment”对话框，其中的“Atmosphere”（大气）卷展栏如图6-36所示。
图6-36 “Environment”对话框中的“Atmosphere”卷展栏
（2）单击“Atmosphere”卷展栏中的“Add”（添加）按钮，弹出“Add Atmospheric Effect”（添加大气特效）对话框，如图6-37所示，在列表栏中选择“Volume Light”（体积光）后，单击“OK”按钮确定。这时，在“Atmosphere”卷展栏的Effects列表中，即显示出已添加的“Volume Light”，同时，在“Atmosphere”卷展栏的下方，增加了一个“Volume Light Parameters”（体积光参数）
图6-37 添加体积光特效
（3）在“Volume Light Parameters”卷展栏中，单击Lights栏中的“Pick Light”（拾取灯光）按钮，然后将光标移到视图中，单击想要应用体积光的灯
【操作提示】
（1）启动3DS MAX 5之后，打开本书配套光盘上“场景”文件夹中的文件ex6-3.max。该文件提供的场景如图6-39所示。
图6-39 设置灯光效果之前的场景
（2）打开Create / Lights命令面板，单击Target Spot按钮，在视图中创建一个目标聚光灯，并将其位置调整至落地灯处，如图6-40所示。
图6-40 聚光灯的位置
（3）确认聚光灯的光源被选择，打开Modify命令面板，在“Spotlight Parameters”卷展栏中，选择Show Cone复选框，使表示聚光灯高光区和衰减区的锥形线框显示出来。再在Spotlight Parameters卷展栏中，将Hotspot的值设置为90，将Falloff的值设置为130。
（4）打开Create / Lights命令面板，单击Omni按钮，在视图中创建一个作为辅助照明的泛光灯，其位置如图6-41所示。
图6-41 泛光灯的位置
（5）确认泛光灯被选择，打开Modify命令面板，在“Intensity / Color / Attenuation”卷展栏中，将Multiplier参数的值设置为0.5。
（6）再在落地灯的灯罩内创建一个泛光灯，并使用“General Parameters”卷展栏中的Exclude按钮，使该泛光灯只对落地灯产生照明影响，其效果是照亮灯罩内侧。
渲染Camera01视图，聚光灯和泛光灯共同产生的灯光效果如图6-42所示。
图6-42 灯光效果
通常，落地灯的灯罩都有一定的透光性，因此，当落地灯打开时，灯罩会显得非常明亮，这种效果可以通过为灯罩设置自发光材质来实现。
（7）单击工具栏中的 按钮，打开材质编辑器，第三个样本显示窗口中的材质即为指定给灯罩的热材质。激活第三个样本显示窗口之后，在“Blinn Basic Parameters”卷展栏中，将Self-Illumination参数的值设置为60。
（8）再次渲染Camera01视图，效果如前面的图6-38所示。
6.3.2 神秘的油灯
【项目内容】
“场景”文件夹的ex6-4.max文件中，提供了一个油灯造型，这里，要求为油灯添加有光晕的火焰效果，其渲染图如图6-43所示。
图6-43 油灯
【操作提示】
（1）启动3DS MAX 5之后，打开本书配套光盘上“场景”文件夹中的文件ex6-4.max，其内容是一个木板桌面上放置了一个油灯。
（2）制作油灯燃烧的火焰。单击Create命令面板中的 按钮，再在按钮下面的下拉列表中选择Atmosphere Apparatus。这时，在Object Type卷展栏中出现了三个命令按钮，即：BoxGizmo（方形线框）、SphereGizmo（球形线框）、CylGizmo（柱形线框），它们分别代表了3种不同的线框形状。
（3）在“Object Type”卷展栏中，单击SphereGizmo按钮，然后把光标移到Top视图中，拖动鼠标生成一个球形线框。在命令面板的“Sphere Gizmo Parameters”卷展栏中，将Radius的值设置为6，并选择Hemisphere（半球）复选框。
（4）单击工具栏中的 按钮，将半球形线框移到油灯的灯嘴上方。再单击工具栏中的 按钮，在Front视图中将半球形线框沿着Y轴适当放大，如图6-44所示
图6-44 火焰线框的形状和位置
（5）添加火焰特效。选择Rendering∕Environment菜单，在弹出的“Environment”对话框中单击Add按钮，再在弹出的对话框中选择Fire Effect（火焰特效）选项，并单击OK按钮。这时，Environment对话框的下半部即出现了Fire Effect Parameters卷展栏，如图6-45所示，在其中的Colors参数栏中可以设置火焰的焰心颜色、外焰颜色和烟的颜色。
图6-45 Fire Effect Parameters卷展栏
（6）在Gizmos栏中，单击Pick Gizmo（拾取线框）按钮，再在视图中点取火焰线框。在Shape（形状）栏中，选择火焰的形状为Tendril。再在Characteristics（特征）栏中，将Density（密度）的值设置为80。
关闭Environment对话框，渲染Camera01视图，结果如图6-46所示。
下面，通过为泛光灯设置体积光效果，给燃烧的火焰加上光晕。
（7）打开Create / Lights命令面板，单击Omni按钮，在视图中创建两个泛光灯，其中一个泛光灯位于油灯火焰的位置，如图6
