1、三維動畫設計與制作燈光和攝像機訓練第6章CHAPTER 6三維動畫設計與制作 返回教學目標與知識點【教學目標】 具備合理安排燈光位置及數量的操作能力 具備準確設置燈光參數的操作能力 具備合理設置攝像機拍攝角度的操作能力 具備設置攝像機運動模糊和景深效果的操作能力 具備完成攝像機環游動畫的操作能力【知識點】 多種類型燈光的參數設置 燈光陰影類型的設置方法 布置燈光的技巧 合理安排攝像機拍攝角度 攝像機環游動畫的制作原理 攝像機運動模糊和景深效果燈光和攝像機訓練第6章三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.1 燈光基礎 本章介紹3ds Max中的照明知識，通過本章的學習，能夠掌握基本的照

2、明原理，燈光為場景幾何體提供照明：它們可以從“舞臺后面”照亮場景，也可以在場景本身中顯示。標準燈光簡單易用。 現實生活中，人們離不開照明，不同的光照效果能使相同的物體產生豐富的視覺效果。在3ds Max中，燈光對整個場景的氣氛起著重要的作用。三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.1 燈光基礎 6.1.1 標準燈光類型 3ds Max提供了5種標準類型的燈光，它們是聚光燈、有向光源、泛光燈、太陽光和區域光，本章重點介紹聚光燈、有向光源、泛光燈，三種常用標準燈光。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.1 燈光基礎 6.1.1 標準燈光類型 燈光的衰減在現實世界中，燈光的強

3、度將隨著距離的加長而減弱。遠離光源的對象看起來更暗；距離光源較近的對象看起來更亮。這種效果稱為衰減。實際上，燈光以平方反比速率衰減。即其強度的減小與到光源距離的平方成比例。當光線由大氣驅散時，通常衰減幅度更大，特別是當大氣中有灰塵粒子如霧或云時。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.1 燈光基礎 6.1.1 標準燈光類型 燈光的排除“燈光包括/排除”工具是一個“無模式”對話框，使用該對話框可以基于燈光包括或排除對象。當排除對象時，對象不由選定燈光照明，并且不接收陰影。盡管燈光排除在自然情況下不會出現，但該功能在需要精確控制場景中的照明時非常有用。例如，有時專門添加燈光來照亮單個對

4、象而不是其周圍環境，或希望燈光從一個對象（而不是其他對象）投射陰影。在場景中用泛光燈來模擬某燈具作為主光源，當光對周圍產生作用（包括照度和陰影）時的同時，它也對該燈具產生作用，會有不應該有的陰影，此時，就需要“排除”功能解決。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.1 燈光基礎 6.1.2 陰影類型 陰影類型優點不足之處高級光線跟蹤支持透明度和不透明度貼圖。使用不少于內存 的標準光線跟蹤陰影。建議對復雜場景使用一些燈光或面。比陰影貼圖更慢。不支持柔和陰影。處理每一幀。區域陰影支持透明度和不透明度貼圖。使用很少的內存。建議對復雜場景使用一些燈光或面。比陰影貼圖更慢。處理每一幀。men

5、tal ray 陰影貼圖使用 mental ray 渲染器可能比光線跟蹤陰影更快。不如光線跟蹤陰影精確。光線跟蹤陰影支持透明度和不透明度貼圖。如果不存在對象動畫，則只處理一次。可能比陰影貼圖更慢。不支持柔和陰影。陰影貼圖產生柔和陰影。如果不存在對象動畫，則只處理一次。最快的陰影類型。使用很多內存。不支持使用透明度或不透明度貼圖的對象。三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.1 燈光基礎 6.1.3 布光方法 科技的發展使計算機的運算速度不斷提高，3ds Max的版本和功能不斷在完善。燈光設置變得很簡單了（如：物理燈光類型和光能傳遞渲染命令），但是，計算機自動處理燈光數據就是成倍的增加

6、計算時間。我們只有掌握了燈光原理，才可能做出又快又好的表現效果。下面我們利用3ds Max中標準燈光類型來模擬真實光照效果，首先我們分析一下現實光照效果。 認識主光源、輔助光源、背景光源主體光：通常用它來照亮場景中的主要對象與其周圍區域，以及產生場景的主要投影。主要的明暗關系由主體光決定，包括投影的方向。主體光可以是一盞燈光，也可以用幾盞燈光來充當。輔助光（環境光）：又稱為補光。用它來填充陰影區以及被主體光遺漏的場景區域、調和明暗區域之間的反差，同時能形成景深與層次，而且這種廣泛均勻布光的特性使它為場景打一層底色，定義了場景的基調。背景光（反射光）：它的作用是增加背景的亮度，從而襯托主體，并使

7、主體對象與背景相分離。一般使用泛光燈，亮度宜暗不可太亮。三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.2 項目訓練燈光的應用下面我們用簡單實例訓練布光方法與燈光使用技巧 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.2 項目訓練燈光的應用打開場景文件。選擇光盤素材“燈光練習場景.max” 文件，單擊（創建）（燈光）按鈕，在下拉欄中選擇“標準”，在場景中建立一盞聚光燈作為主光源spot02。場景文件中燈光位置已確定，大家可以按實際需要自行調整燈光位置。 設置燈光參數 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.2 項目訓練燈光的應用現在我們觀察場景，只有聚光燈spot02的照射范圍

8、是有光照的，因為標準燈光只會發生直接光照不會產生間接光照。所以我們要建立輔助光源以便照亮整個場景。下面我們來為場景添加一盞泛光燈。關閉陰影選項。然后在 卷展欄中默認“倍增值”為0.6 ，燈光顏色為白色，關閉衰減控制。設置燈光參數 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.2 項目訓練燈光的應用觀察場景環境光比較滿意了，但是計算機物體的暗部是死黑的，這與真實世界的情況不符。下面我們再來添加一盞背景光源模擬真實世界的光照效果。也就是間接光照，物體相互間光線的反射效果。設置燈光參數 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.2 項目訓練燈光的應用最后為主光源spot02添加體積光效果

9、。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎攝影機的創建則給動畫設計師提供了一個完整的電影世界。各種焦距、 隨意的角度及其他各種特殊效果，能制作豐富多彩的富有想象力的動畫。攝影機包括目標攝影機與自由攝影機，它們的內部參數相似，不過目標攝影機比自由攝影機多了一個能夠移動控制的目標點。三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎目標攝影機：查看目標對象周圍的區域。創建目標攝影機時，看到一個兩部分的圖標，該圖標表示攝影機和其目標（一個白色框）。攝影機和攝影機目標可以分別設置動畫，以便當攝影機不沿路徑移動時，容易使用攝影機。 自由攝影機：在攝影機指向的方向查

10、看區域。創建自由攝影機時，看到一個圖標，該圖標表示攝影機和其視野。攝影機圖標與目標攝影機圖標看起來相同，但是不存在要設置動畫的單獨的目標圖標。當攝影機的位置沿一個路徑被設置動畫時，更容易使用自由攝影機。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎6.3.1攝像機的創建 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎6.3.2 攝像機的焦距與視野 鏡頭和燈光敏感性曲面間的距離，不管是電影還是視頻電子系統都被稱為鏡頭的焦距。焦距影響對象出現在圖片上的清晰度。焦距越小圖片中包含的場景就越多。加大焦距將包含更少的場景，但會顯示遠距離對象的更多細節。焦距始終以毫米

11、為單位進行測量。50mm 鏡頭通常是攝影的標準鏡頭。焦距小于 50mm 的鏡頭稱為短或廣角鏡頭。焦距大于 50mm 的鏡頭稱為長或長焦鏡頭。視野 (FOV) 控制可見場景的數量。FOV 以水平線度數進行測量。它與鏡頭的焦距直接相關。例如，50mm 的鏡頭顯示水平線為 46 度。鏡頭越長，FOV 越窄。鏡頭越短，FOV 越寬。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎6.3.3 攝像機環境范圍組 近距范圍和遠距范圍 ：確定在“環境”面板上設置大氣效果的近距范圍和遠距范圍限制。在兩個限制之間的對象消失在遠端百分比值和近端百分比值之間。三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練

12、第6章6.3 攝影機基礎6.3.4 攝像機剪切平面組 使用剪切平面可以排除場景的一些幾何體并只查看或渲染場景的某些部分。每個攝影機對象都具有近端和遠端剪切平面。對于攝影機，比近距剪切平面近或比遠距剪切平面遠的對象是不可視的。如果場景中有許多復雜幾何體，那么剪切平面對于渲染其中選定部分的場景非常有用，還可以創建剖面視圖。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎6.3.5 攝像機景深與運動模糊 攝影機可以生成景深效果。景深是多重過濾效果。可以為攝影機在“參數”卷展欄中將其啟用。通過模糊到攝影機焦點（也就是說，其目標或目標距離）某種距離處的幀的區域，景深模擬攝影機的景深。

13、攝像機景深效果 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.3 攝影機基礎6.3.5 攝像機景深與運動模糊 攝影機可以生成運動模糊效果。運動模糊是多重過濾效果。可以為攝影機在“參數”卷展欄中將其啟用。運動模糊通過在場景中基于移動的偏移渲染通道，模擬攝影機的運動模糊。 攝像機運動模糊效果三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.4 項目訓練攝像機室內漫游動畫 本實例主要是訓練掌握利用自由攝像機跟隨路徑命令完成室內漫游動畫制作任務，以此鞏固我們前面所學的知識加以靈活運用。 打開場景文件。選擇光盤素材“攝像機室內漫游動畫練習場景.max” 文件。 在頂視圖中添加一架自由攝像機。 場景中

14、已經繪制好了一條曲線，高度為1650mm，此高度是模擬人的視覺高度。選擇攝像機，點擊(運動)面板，在卷軸欄中點擊“指定控制器”，在項目欄中選擇“位置”，點擊指定位置命令，在打開的“指定位置控制器”對話框中選擇“路徑約束”，點擊確定。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.4 項目訓練攝像機室內漫游動畫 在“路徑參數”中點擊“添加路徑”按鈕，在場景中選擇line線條物體。這樣攝像機就被指定在路徑上了。勾選“跟隨”選項，這時我們發現攝像機方向不正確，下面選擇Y軸和“翻轉”選項。再使用旋轉工具對攝像機進行調整，在頂視圖中沿“Y”軸向旋轉180度。使其形成正常的拍攝角度 。 三維動畫設計與制作 返回燈光和攝像機訓練第6章6.4 項目訓練攝像機室內漫游動畫 接下來我們進行動畫設置，點擊時間設置按鈕，打開對話框，幀速率選擇NTSC模式，設置動畫時間為150幀。 攝像機室內漫游動畫渲染輸出設置，點擊渲染設置按鈕，在打開的對話框中點擊“公用”設置命令面板，在“公用參數”中設置“時間輸出”范圍0150幀，“輸出大小”為640像素X480像素。在“