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1、第5讲 建筑照明设计设置场景灯光,设置场景灯光是建筑设计中的重要操作环节，灯光为建筑场景提供照明，再现建筑场景真实的明暗阴影效果，增强建筑模型的立体感和空间效果 在3ds max2009系统中，灯光是照亮场景的唯一设备，通过在场景中设置灯光来模拟实际灯光或日光的照明效果，例如室内的灯光照明和室外的日光照明等。不同种类的灯光对象用不同的方法投射灯光，来模拟真实世界中不同种类的光源。当场景中没有设置灯光时，系统将使用默认的照明来着色或渲染建筑场景，默认照明包含两个不可见的灯光：一个灯光位于场景的左上方，而另一个位于场景的右下方，这样即使没有设置灯光，我们同样能看到场景中的对象，而一旦用户创建了一个
2、灯光，那么默认的照明就会被禁用，场景将使用用户设置的灯光照明，如果删除场景中设置的灯光，则系统重新启用默认照明。 一般情况下，默认照明并不能很好的表现建筑场景模型的立体感以及光影效果，如图所示，通常情况下需要用户重新设置场景灯光以照明场景，设置灯光增强了场景的清晰度、质感和光影效果，如图所示 这一章我们将通过为“住宅楼设计”和“别墅设计”两个建筑场景分别设置3ds max标准灯光和V-Ray渲染器灯光，重点学习建筑设计中照明设计的相关要领以及3ds max2009灯光系统的应用技巧，如图所示,5.1 重点知识 3ds max2009提供了两种类型的灯光，即：标准灯光与光度学灯光。标准灯光是最常
3、用也最简单的灯光系统。标准灯光是基于计算机的对象，其模拟灯光如家用或办公室灯、舞台和电影工作者使用的灯光设备以及太阳光本身。不同种类的灯光对象可用不同的方式投射灯光，用于模拟真实世界不同种类的光源。与光度学灯光不同，标准灯光不具有基于物理的强度值。比起标准灯光，光度学灯光则更复杂，但可以提供真实世界照明的精确物理模型。 除了标准灯光与光度学灯光之外，当用户安装了V-Ray渲染器插件之后，还会有VRay灯光，VRay灯光是V-Ray渲染器自带的专用灯光系统，在与V-Ray渲染器专业材质、贴图以及阴影类型相结合使用的时候，其效果显然要优于使用3ds max的标准灯光类型。下面我们学习标准灯光、光度
4、学灯光以及VRay灯光的相关知识 5.1.1 创建灯光 不管是标准灯光还是光度学灯光，抑或是VRay灯光，其创建方法都非常简单， 1. 创建标准灯光 2. 创建光度学灯光 3. 创建Vray灯光 5.1.2 灯光的公用参数 1. 【常规参数】卷展栏的设置 对于除Vray灯光之外的其他所有类型的灯光，都有【常规参数】卷展栏。该卷展栏中的设置用于启用和禁用灯光、排除或包含场景中的对象。还控制灯光的目标对象，并将灯光从一种类型更改为另一种类型 尽管灯光排除在自然情况下不会出现，但该功能在需要精确控制场景中的照明时非常有用。例如有时专门添加灯光来照亮单个对象而不是其周围环境，或希望灯光从一个对象（而不
5、是其他对象）投射阴影时，就可以使用“排除/包括”工具 2. 【强度/颜色/衰减】卷展栏与【平行光参数】卷展栏设置 【强度/颜色/衰减】卷展栏用于设置灯光的强度、灯光颜色和设置灯光衰减等，而【平行光参数】卷展栏用于设置平行光的“聚光区/光束”范围和“衰减区/区域”以及光锥形状等， “倍增”：设置灯光的功率（强度）。例如，如果将“倍增”设置为 2，灯光将亮两倍， “色样”：单击色样将显示颜色选择器，用于设置灯光的颜色。 “衰退”组：设置远处灯光强度减小的另一种方法，可以在“类型”选项选择一种类型。选择“无”，将不应用衰退，从其源到无穷大灯光仍然保持全部强度，除非启用远距衰减；选择“反向”，应用反向
6、衰退；选择“平方反比”，应用平方反比衰退。 提示：衰退开始的点取决于是否使用衰减，如果不使用衰减，则光源处开始衰退，使用“近距衰减”，则从近距结束位置开始衰退。建立开始点之后，衰退遵循其公式到无穷大，或直到灯光本身由“远距结束”距离切除。换句话说，“近距结束”和“远距结束”不成比例，否则影响衰退灯光的明显坡度。另外，由于随着灯光距离的增加，衰退会继续计算越来越暗的衰减效果，因此最好设置衰减的“远距结束”值，以消除不必要的计算。 “近距衰减”：不常用的衰减，其设置与远距衰减设置相同，在此不介绍。 “远距衰减”：最常用的衰减，勾选“使用”选项，将应用远距离衰减，可以在“开始”与“结束”选项设置灯光
7、开始淡入以及灯光减弱到0的距离。勾选“显示”选项，在视口中显示远距衰减范围，“远距开始”为浅黄色区域，“远距结束”为深棕色区域。,需要说明的是，衰减会使灯光产生由强到弱的变化，因此，处于衰减开始范围的对象会比处于衰减结束范围的对象较暗，处于衰减结束之外的对象几乎不受灯光的照射， 3. 【阴影参数】卷展栏设置 所有灯光类型（除了“天光”、“IES 天光”以及Vray灯光）和所有阴影类型都具有【阴影参数】卷展栏。使用该选项可以设置阴影颜色和其他常规阴影属性。例如创建目标平行光后， “颜色”：选择灯光投射的阴影的颜色，默认颜色为黑色。 “密度”：调整阴影的密度，值越大阴影越明显，反之阴影不明显。 提
8、示：“密度”可以有负值，使用该值可以帮助模拟反射灯光的效果。白色阴影颜色和负“密度”渲染黑色阴影的质量没有黑色阴影颜色和正“密度”渲染的质量好。 “贴图”：启用该复选框可以使用“贴图”按钮指定贴图作为阴影，贴图颜色与阴影颜色混合起来。 “灯光影响阴影颜色”：启用此选项后，将灯光颜色与阴影颜色（如果阴影已设置贴图）混合起来。 “大气阴影”：该组件可以让大气效果投射阴影，该设置不常用。 5.1.3 灯光属性与照明 在现实世界中，当光线到达物体曲面时，曲面反射这些光线到我们的眼睛，我们才看到对象。由此可以看出，对象的外观（即，我们所看到的外观）取决于到达它的光以及物体材质的属性，如颜色、平滑度和不透
9、明度等 3ds max2009依靠系统灯光来模拟现实世界中的灯光以照亮场景，但是，由于受灯光的强弱、灯光照射方向、光线颜色以及被照射物体表现光滑程度、材质属性等各种因素，灯光照明的效果不尽相同，这主要有以下几种因素 1.灯光强度、颜色与照明 在3ds max2009中，灯光强度受灯光“倍增”值以及灯光颜色的影响，当灯光“倍增”值越高，灯光颜色亮度越高（白色）时，灯光强度就越强，灯光照射的对象越亮。反之，灯光照射的对象越暗 2. 灯光入射角度与照明 对象曲面法线相对于光源的角度称为入射角，对象曲面与光源倾斜的越多，曲面接收到的光越少，被照射的对象看上去越暗。3dsmax 2009使用从灯光对象到
10、该面的一个向量和面法线来计算入射角，当入射角为 0 度（也就是光源垂直曲面入射）时，曲面完全照亮，如果入射角增加，或如果灯光颜色较暗，则曲面接受的光线就越少，曲面就越暗 。 3. 灯光衰减与照明 在现实世界中，灯光的强度将随着距离的加长而减弱，远离光源的对象看起来更暗；距离光源较近的对象看起来更亮，这种效果称为衰减。在3ds max2009中，标准灯光的所有类型都支持衰减，并在衰减开始和结束的位置可以显示设置，通过衰减设置，产生逼真的距离与空间效果。如图5-50所示，左图中使用灯光衰减时亮度产生明暗变化，场景距离感和空间感较强，而右图中没有使用衰减，亮度没有明暗变化，场景距离感和空间感不强。
11、4. 反射光、环境光与照明 对象反射光可以照亮其他对象。曲面反射光越多，用于照明其环境中其他对象的光也越多。反射光创建环境光，环境光具有均匀的强度，并且属于均质漫反射，它不具有可辨别的光源和方向。需要说明的是，在3ds max2009中，使用“默认扫描线渲染器”进行渲染时，标准灯光不计算场景中对象反射的灯光效果。因此，使用标准灯光照明场景通常要添加比实际需要更多的灯光对象。但是，当使用“mental ray渲染器”或者“V-Ray渲染器”进行渲染场景，可以获得很好的反射光和环境光效果。该效果常用于室内灯光设置中，在此不再详细讲解,5.2 实践应用 5.2.1 住宅楼场景照明设置 1. 设置场景
12、标准灯光 首先设置主光源。在一个场景中，一般情况下主光源只能有一个，主光源是照亮场景的主要光源，主光源产生对象投影以及明暗变化，在室外场景中，主要使用目标平行光来充当主光源 提示：在该场景中，主光源的入射角与住宅楼有一定的倾斜角度，按照光的衰减原理，平行光照射到住宅楼上后会有一定的衰减过度，因此，设置“衰减区/区域”值大于“聚光区/光束”值，即可产生一个光的衰减过度 辅助光源是主光源的一个补充，辅助光源不产生投影，常用于对暗部进行一定的补光，一般使用泛光灯充当辅助光源 2.设置住宅楼场景VR灯光 小技巧：VR阳光是一个设置非常简单的灯光系统，它可以与Vray天光贴图关联起来进行调整，可以模拟出
13、一天中不同时间的日光和天空效果，但是，VR阳光并没有一个精确的定位系统，只能手动进行调整，不过，我们可以利于3ds max2009的太阳光定位系统来精确定位VR阳光 5.2.2 别墅场景照明设置 1. 设置别墅场景VR灯光 2. 设置别墅场景标准灯光 提示：在室外环境中，主光源只能有一个，也就是太阳光或者天光，只有主光源才能产生投影，而辅助光源可以有多个，辅助光源主要起到了补充主光源不足和照射主光源照射不到的区域，但辅助光源不能产生投影，否则场景光照效果就会显得很混乱。不真实 5.3 习题 5.3.1 单选题 01 下面灯光属于标准灯光的是：_。 A：目标灯光 B：目标平行光 C：自由灯光 D
14、：太阳光 02 下面灯光属于VR灯光的是：_。 A：mr区域泛光灯 B：mr区域聚光灯 C：VrayIES D：自由灯光,03 不支持“默认扫描线渲染器”的灯光系统是_。 A：泛光灯 B：目标平行光 C：聚光灯 D：VrayIES 04可以配合【VR天光】贴图照明的灯光是_。 A：目标平行光 B：泛光灯 C：自由灯光 D：VR阳光 5.3.2 多选题 01 使一个放在地面上的对象在灯光照射下不产生投影的方法有_。 A：设置灯光排除该对象 B：取消该对象属性中的“投影阴影”选项的勾选 C：取消地面物体属性中的“接收阴影”选项的勾选 D：取消“阴影”选项下的“启用”选项的勾选 02 使一个对象在渲
15、染时不可见，可行的操作有：_。 A：取消该对象属性栏中的“可渲染”选项的勾选 B：为该对象赋予“无光/投影”材质 C：将该对象冻结 D：将该对象隐藏 03 既可以使用“V-Ray渲染器”渲染，又可以使用“默认扫描线”渲染器渲染的灯光有_。 A：目标平行光 B：VR阳光 C：泛光灯 D：太阳光,03 既可以使用“V-Ray渲染器”渲染，又可以使用“默认扫描线”渲染器渲染的灯光有_。 A：目标平行光 B：VR阳光 C：泛光灯 D：太阳光 04 3ds max渲染输出的图像可以存储为_。 A：TIF格式的静态图像 B：JPG格式的静态图像 C：PNG格式的图像 D：AVI格式的动态文件 5.3.3 操作题 解压为“第4章线架”/“八角亭（材质）.max”场景，为其设置黄昏灯光效果，如图所示,
