1、燈光與材質在三維動畫中的藝術表現摘要：燈光材質是三維動畫制作當中最富有魅力的部分，質感通過照明得以體現，燈光需要材質反映出其作用，在調整燈光的同時要注意不斷調整材質的顏色，使二相互協調。好的燈光材質效果可以使一部動畫片具有極強的藝術感染力，在表現不同氣氛效果的同時滲透出藝術的吸引力。關鍵詞：三維動畫；燈光；材質；渲染藝術；影視特效今天，高新科技正從各方面改變著人們的生活。借助先進的科技，全新的藝術表現形式不斷推出，開辟了許多前所末有的新領域，在這樣的氛圍中，三維藝術應運而生，它是藝術與技術的完美結合，隨著三維技術的日新月異，它已成為一種前沿的藝術表達形式。在三維動畫創作中，造型是基礎，而材質及

2、環境的烘托是表現作品思想的重要手段，材質與環境的表現全靠色彩及光影的交叉作用。我認為燈光、材質是三維動畫制作當中的非常有魅力的部分，不同的燈光、材質可以使同一部動畫作品具有不同的效果和氛圍，而且好的燈光、材質效果可以使一部動畫作品具有更強的藝術感染力，在表現三維動畫效果的同時也更能夠滲透出藝術的吸引力。本文將通過個人在三維動畫創作中的實例以及從中的感受，對燈光、材質在三維動畫創作中的表現藝術進行論證。一、在畢業創作過程中的燈光使用以及個人對場景燈光的看法燈光是一個較靈活及富有趣味的設計元素，它是氣氛的催化劑，是動畫風格的焦點及主題所在，也能加強現有動畫空間的層次感。動畫制作中光線的應用模擬了攝

3、影中光線的設置，由于我的畢業創作創建的是一個三維的空間，如果要合理表現這個空間的結構，透視關系就需要合理分布光線.。在現實生活中，光的分布是相當復雜的。大自然中的很多光感現象與人類肉眼所看到的有一定差別，譬如，在陽光的照射下，我們用肉眼看到海水的顏色是藍色，當捧起時，它的顏色發生了變化，變成清澈、透明的。在動畫制作中，光照的角度反映出透視角度，相機的透視角度需要配合不同的燈光?，F實燈光與MAX里的燈光有很大的差別?，F實燈光的具有衰減性、漫反射性、染色性，在MAX里需要用衰減功能、燈光陣、有色燈光進行模擬，例如，要模擬彩燈或日出時的陽光，就要調整燈光的顏色。另外，燈光配合環境特效可以產生特殊的效

4、果，例如，配合環境中的體積光可以模擬舞臺追光燈的效果，而泛光燈配合特效中的發光效果(Glow)可以模擬普照大地的太陽，配合環境霧效，甚至還可以制作出燈光穿過大霧的投影特效。通過畢業創作的實際操作，我認為在三維動畫場景布光時應當考慮如下幾個問題： （一）考慮場景中的環境是什么類型的。比如場景所表現的是一天中的什么時間；天空是晴空萬里還是陰云密布；還有，在環境中有多少光反射到四周。需要考慮場景的光線來自于哪里，即何謂主光源，該光線的質量如何。這就要求在場景中使用多個光源的時候，必須要弄清楚哪一個是主光源？還要確定是否使用彩色光線，彩色光源對于場景氛圍的渲染具有非常重要的作用。在我們的畢業創作中，根

5、據劇情的需要，我們制作了六個場景，第一個場景為室內，剩下五個場景為室外，六個場景的布光也各不相同。但是動畫作品的格調、氛圍都為了追求協調統一，也為了表現劇情氛圍，所以我們需要表現的是夜晚景色，在整體色調上就比較暗，雖然第一個室內場景為暖色調，其它五個室外場景為冷色調，但是也使它們形成了協調統一的效果。第一場景室內由一個主光泛光燈控制整體色調與亮度，再由其他一些輔助燈光具體表現一些物體細節，窗外照進室內的光線更以與室內整體色調稍微偏重的顏色，使其在場景局部與整體之間也產生一些對比，這樣畫面看起來就不會顯得單調。室外五個場景的處理上，由于需要考慮整體動畫色調的統一，所以每個場景中都使用一個相同主色

6、調的燈光下，再通過改變燈光細節來處理處不同場景的不同性格，第四、五場景是一個墓地的整體效果和細節表現，需要突出的是一種緊張、恐怖的氣氛，所以多以冷色調且純度比較高的綠色燈光為主，并在此基礎上加以部分補色燈光（紅色火焰）來刺激觀眾的視覺感受，第二、三、六場景突出的是一種壯觀的場景氣氛，所以在主燈光上也做了適當的調試，使其主燈光的綠色純度降低，再加以色盤較近的淺藍色燈光顏色，使畫面更加的和諧漂亮。這樣的處理就使得此次畢業創作的動畫片在整體上有一個統一的色調、氛圍，但又使每一個場景具有各自獨特的“個性”，等等。（二）燈光宜精不宜多。過多的燈光會使工作過程變得雜亂無章，難以處理，畫面的顯示與渲染速度也

7、會受到嚴重影響，這就要求只有必要的燈光才能保留。另外還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，這樣會使畫面的顯示與渲染速度提高，加快我們制作動畫的速度和效率。在畢業創作中，我們為了提高制作效率與渲染速度，都是先把每個場景的主燈光整體制作了一下，然后再根據不同的鏡頭走勢，進行非常具體的添加、刪除、隱藏等手段，在對畫面整體的畫面效果影響不大的情況下，我們盡量使用一盞燈光，以此來加快制作渲染速度，提高我們的動畫制作進程。當然，如果場景需要一些燈光進行特別表現的有時候，我們認為使用多個燈光也是非常必要的。如我的作品第一場景中，在處理窗外照進室內的絲絲光線時，我們

8、為了體現這種光線的效果，先是以一盞聚光燈加光效Volume Light來表現它的效果，但是板縫之間的亮度卻達不到預想的要求，最后只得每個板縫之間又另加了一個“光能學“線燈光來加強它，不過這樣畫面的渲染時間會大大增加。為了提高速度，有些鏡頭使用不到時我們就會把這些燈光進行刪除，以提高渲染速度；場景中的的人物也以燈光排除的方法，單獨給其的燈光，以減少渲染時間；還有就是顯示器與蠟燭的燈光也不是用真正的燈光搞定，而是以自發光和燈光特效Glow來實現的，用自發光貼圖去做會方便得多，效果也很好，這樣渲染速度就加快了許多。另外還需要注意，切忌隨手布光，這樣會使燈光使用的成功率降低。場景燈光制作中對于可有可無

9、的燈光，一定要堅決予以刪除。 （三）燈光要體現場景的明暗分布，要有層次性，切不可把所有燈光一概處理。根據動畫場景需要選用不同種類的燈光，如選用聚光燈還是泛光燈；根據需要決定燈光是否投影，以及陰影的濃度；根據需要決定燈光的亮度與對比度，等等，這些都決定著動畫場景的氛圍，以及渲染所需的時間。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。在場景二中，怪獸打斗那段所采取的明暗分布就是以近景暗，中景亮，遠景暗的手法來體現畫面層次的；場景六中也是采用了同樣的手法，而場景一則是采用以室內吊燈為中心逐漸衰減的手法搞定，至于物體投影，雖然添加后效果非常的好，但是由于考慮到渲染時計算量過大渲染時間過長，

10、為了能如期的完成作品所以只在場景二里的幾個鏡頭里添加了投影。（四）在燈光中表達出一種基調，對于整部動畫作品是至關重要的。燈光有助于表達一種情感，并且能夠引導觀眾的眼睛到達特定的位置；燈光可以為動畫場景提供更大的深度，展現更為豐富的層次。所以對于燈光效果的形成，應該先調整角度定下主格調，再調節燈光的衰減等屬性來增強真實感。最后再調整燈光的顏色做更為細致修改。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。在平日工作中，動畫創作者多看些攝影用光的書，多做試驗對于動畫制作是很有幫助的。不同場合下的布光用燈也是不一樣的，在三維動畫的制作中，為了表現出一種恐怖陰森的效果，往往會把一些主燈

11、光的顏色設置為淡淡的深綠色或深藍色，可以達到材質不容易做到的效果?？傊?，只要多實踐、敢于實踐，掌握用光的精髓就只是時間問題了二、在畢業創作過程中的材質制作以及個人對場景材質的看法材質是什么？簡單的說就是物體看起來是什么質地。材質可以看成是材料和質感的結合，是對真實材料視覺效果的模擬。在渲染程序中，它是場景物體表面各可視屬性的結合，這些可視屬性是指場景物體表面的色彩、紋理、光滑度、透明度、反射率、折射率、發光度等。正是有了這些屬性，才能讓我們識別三維中的模型是什么做成的，也正是有了這些屬性，我們計算機三維的虛擬世界才會和真實世界一樣繽紛多彩。場景不同，環境不同，視角不同，燈光不同，材質的表現形式

12、也不盡相同。不同質感的物體是由于使用不同的材料制作而成的，觀察和親身體驗是做好材質的第一步，用眼可以觀察色和光線，用手感受物體的粗糙程度和紋理的變化。物體的質感是千差萬別的，同樣是金屬制品，有的光潔如新，有的卻銹跡斑斑，同樣是玻璃制品，有的晶瑩剔透，有的卻色彩斑斕，自身紋理豐富而且反射的環境圖案隨著造型而扭曲變形，不同造型的玻璃制品折射程度也不同。材質制作是一個十分重要的范疇,它包含很多需要理解和鉆研的東西,不像建模,可以純粹靠耐心和毅力來完成,再精細的模型如果缺乏了精彩的表面質感,也會顯得空泛而經不起久久揣摩,相反材質是一種表面質感的魔術,我們不光可以用精彩的材質來彌補模型精度的不足,甚至可

13、以用材質來代替建模。比如，本人作品中的人物模型和場景模型都是采用了大量的凹凸貼圖來實現物體細節的。就連特效也是多采用透明貼圖來完成，因為我的場景模型中本身所占用的系統資源就已經很多，如果再采用3D粒子系統加以特效，那么這樣的一般家用電腦是很難承受的，但是材質貼圖卻給我們解決了這個難題，使場景不用使用太多的資源也能實現同樣的效果。同時我們也必須有這樣的認識，貼圖也不是萬能的，有些鏡頭的走勢還是需要其他一些手段來實現的，可以說是他有自身的優勢，同樣也有它的弊端，就看動畫創作者是如何使用了。一個模型物體可以有一種材質，也可以為它指定多種材質疊加的效果。當然，一個場景也就可以包含更多種的材質，這在3d

14、smax中是沒有限制的，現在電影和動畫中的無數特技效果已經向我們證明，理論上我們是可模擬出任何真實效果的，甚至創造出一個并不存在卻是真實的虛擬世界，只要想像力豐富。材質的編輯像是一道智力題。首先我們要做一個生活的留心者，認真地觀察生活中任何一個細節，在制作材質的過程中，將觀察到的細節利用起來，通過材質編輯實現需要的效果。這個實現過程是充滿趣味同時又讓人興奮的，它看來復雜，實際上又有規律可循的。三、在三維動畫創作中燈光與材質需要同時調整且應相互協調三維動畫制作其實就是使用虛擬場景來再現真實世界的一個過程。在三維動畫中，材質與燈光是密不可分的。單一材質在不同光照條件可以呈現出豐富的色彩變化。對于一

15、種材質，設計師要在虛擬場景真實再現現實，不但要了解它的物質屬性還要了解它的受光特性，熟悉不同光照環境中材質的變化。例如，設計師制作一個場景中的玻璃材質時，就要想到使用怎樣的紋理、反光和凹凸值等,這樣才會在燈光的照明下，顯得更加真實，同樣，創建照明系統的時候也要考慮什么樣的光照強度、角度、色彩和光照范圍才能更好地表現材質及物理特性。材質與光線的強度、光線衰減、光線的顏色都有很大的關系。光線照射到物體上的時候，物體會吸收一些光色，同時也會漫反射一些光色，這些漫反射出來的光色到達我們的的眼睛之后，就決定物體看起來是什么顏色，這種顏色在繪畫中稱為“固有色”，也稱為過渡色，這些顏色處于光線和材質表面不垂

16、直的區域。光線照射不到的地方就是材質表面的陰影色，在光線和材質表面垂直的區域形成高光。過渡色和陰影色都不同程度地影響了材質表面自身紋理色彩，過渡色是區分材質表面紋理色彩的主要依據。被漫反射出來的光色除了會影響我們的視覺之外，還會影響它周圍的物體，這就是光能傳遞。不同的材質，在相同強度光線照射下，所表現的光感是不大相同的，當材質受不同顏色的光線照射時，其表面顏色也會發生很大的改變。自然界的大多數物體通常會遮擋光線，當光線可以自由的穿過物體時，這個物體肯定就是透明的。這里所指的“穿過”，不單指光源的光線穿過透明物體，還指透明物體背后的物體反射出來的光線也要再次穿過透明物體，這樣使我們可以看見透明物

17、體背后的東西。由于透明物體的密度不同，光線射入后會發生偏轉現象，這就是折射。比如插進水里的筷子，看起來就是彎的。不同的透明物質其折射率也不一樣，即使同一種透明的物質，溫度的不同也會影響其折射率，比如當我們穿過火焰上方的熱空氣觀察對面的景象，會發現有明顯的扭曲現象。這就是因為溫度改變了空氣的密度，不同的密度產生了不同的折射率。正確的使用折射率是真實再現透明物體的重要手段。由此可以看出，如果在編輯材質時忽略了光的作用，是很難調出有真實感的材質的。因此，在材質編輯器中調節各種屬性時，必須考慮到場景中的光源，并參考基礎光學現象，最終以達到良好的視覺效果為目的，而不是孤立地調節它們。光與陰影在動畫效果中起著至關重要的作用。質感通過照明得以體現，動畫場景中建筑物的外形和層次需要陰影來烘托。建筑效果的真實感在很大程度上取決于細節的刻畫，細節的刻畫則需要通過燈光與陰影的關系來調整，動畫建筑物的效果不僅僅取決于燈光，還需要材質來反映出燈光的作