1、VRay for SketchUp 教程 燈光篇 電子教案第 01 講 與照明有關的光學知識摘要 : 1.1 為什么 VRay 的照明比較難學 這有二個方面的原因: 1多數人對與照明相關的光學知識 了解的太少。 2 VRay for SketchUp的燈光方面的參數 Bug 太多,如按常規設置,無法得到正確的 渲染結果,需要對參數進行修 .1.1 為什么 VRay 的照明比較難學這有二個方面的原因:1 多數人對與照明相關的光學知識了解的太少。2 VRay for SketchUp的燈光方面的參數 Bug 太多,如按常規設置,無法得到正確的渲染結果, 需要對參數進行修正。1.2 什么是光源光源就

2、是把其它能量轉換為光能的裝置。如電燈是將電能轉換為光能的裝置。1.3 什么是光光具有波動性及粒子性。1.3.1 光是一種電磁波光具有波動性,光是一種電磁波,其頻率介于 4-7.8X1014HZ ,光的顏色與光的頻率有關,在上 述頻率間, 其顏色以紅、 橙、 黃、 綠、 青、 藍、 紫變化, 頻率小于 4X1014HZ 的為紅外線, 大于 7.8X1014HZ 的為紫外線。七種光混在一起為白光。光在真空中的傳播速度為 3X108m/s,光的傳播速度等于波長與頻率的剩積。所以可見光對應的 波長為 380-780nm (1nm=1X10-6mm 光具有粒子性:光是由稱為光子的粒子組成的。 波長為 5

3、00nm 的位于光譜中黃綠位置的光, 其每 個光子的能量為 4X10-19J(焦耳 。發射功率為 1W 的發光體,其每秒中要發出 2.5X1018個光子。人眼對波長為 500nm 的光最敏感, 也就強度相同的光, 人感覺 500nm 的光最亮。 在空氣中波長為 500nm 的光變為 555nm 。 將空氣中波長為 555nm 的光,其發出功率為(1/683 W時,每秒中所發出的光子的和(光量稱為 1lm 。(流明1.4 光通量光源在單位時間內發出的光量稱為光源的光通量 (F , 也就是發光量。 光通量的單位是流明 (lm 。 光通量的另一單為稱為光瓦, 1光瓦 =683流明,由于其太大不常用。

4、一個 40瓦的燈泡約能產生 0.5光瓦的光通量,也就是 340左右流明的光通量。白熾燈:8-14lm/W熒光燈:50-70 lm/W鹵鎢燈: 15-20 lm/W金鹵燈:60-90 lm/W單端熒光燈:55-80 lm/W高壓鈉燈:80-140 lm/W1.5 發光強度光源在給定方向的單位立體角中輻射的光通量稱在該方向的發光強度。 在光度學中, 采用發光強度的 單位作為基本單位。發光強度的單位是燭光(cd 或坎德拉。一個點光源,如果在其單位球面度上,具有 1流明的光通量,則其點光源在此方向上的發光強度為 1坎德拉。對于一個球體,如果以球心為圓錐頂點去與球面相交,而相交部分的球的面積如為球的半徑

5、的平方, 則其圓錐頂稱該球的 1單位立體角,其面積稱為單位球面度。球的面積為 4R2,所有 1個球有 4個球面度,也就是約有 4X3.14=12.56個球面度。所以: 1個向四周均勻輻射的點光源 , 如果其發光強度為 1坎德拉 (cd,則期光通量為 4流明 (lm 1個 40瓦燈泡,其下面約有 30cd 的發光強度。 1.6 照度每單位受光面積所接收的光通量數,稱為照度。照度的單位是勒克斯(lx 。 1流明的光通量均勻分 布在 1平方米面積上的照度為 1勒克斯。在 40瓦燈泡下, 1米遠處的照度約為 30lx ,加罩后增為 73lx 。陰天中午室外照度為 8000-20000lx , 睛天中午

6、可達 80000-120000lx 。1lx 的照度,人能見到物體的輪廓。一般看書需 50lx 的照度。1.7 亮度從某一方向所看到的物體所反射光線的強度。 也就是說單位面積對某一方向所反射的光線的強度。照度是表示單位面積入射光的數量。亮度則是表示眼睛從某一方向所看到的物體反射光的強度。單位為: Cd/m21.8 輻射通量發光體在單位時間內輻射出來的光(包括紅外線、可見光和紫外線的總能量就是光源的輻射通量, 單位是瓦特(W 。因為人的眼睛對于不同波長的光波具有不同的敏感度, 相等的輻射通量的不同波長的光, 卻不能引起 相同的視覺亮度。例如,一個紅色光源和一個綠色光源,若它們的輻射通量相同,則綠

7、色光看上去要 比紅色光光亮些,原因是人眼對黃綠光最敏感,對紅光和紫光較不敏感,而對紅外光和紫外光,則無 視覺反應。一個輻射光源,如全部產生波長為 555nm 的光時,其光通量最大, 1W 可產生 683流明的光通量。如 產生其它波長的可見光,其光通量數量將變小,其所發出的光通量,可通過查閱發光效率曲線得出。 1.9 輻射強度點輻射源在某一方向上的輻射強度,是指輻射源在該方向的單位立體角內所發出的輻射通量。第 02 講 VRay 點光源 -1摘要 : 2.1 與渲染結果這度有關的因素 一幅最終所得到的渲染圖像的亮度不僅與燈光有關還與其它 很多因素有關, 如下:材質的亮度相機的曝光控制間接光環境光

8、顏色映射 如是上述有一個環節出現 了問題,都不能 .2.1 與渲染結果這度有關的因素一幅最終所得到的渲染圖像的亮度不僅與燈光有關還與其它很多因素有關,如下:材質的亮度相機的曝光控制間接光環境光顏色映射如是上述有一個環節出現了問題,都不能得到理想的渲染結果。2.2 什么是點光源光線是由一個點均勻向周圍發射的,現實生活中的燈泡、蠟燭可以近似的看作為點光源。 2.3 開啟通過使用此選項,可靈活的將光源開啟或關閉。2.4 光源亮度的設置由發光單位及亮度值共同確定。2.4.1 亮度單位 -默認 (標度 光源的默認 (標度 -是 VRay 內定的一個光源發光單位, 其所發光的 1個標準單位的光線在沒有衰減

9、及 沒有其它因素干擾時,能將受其照射的物體渲染成其材質的亮度。第 03 講 VRay 點光源 -2摘要 : 由于 VRay 的光源衰減存在 Bug,在選用不同的亮度單位時需要對亮度值進行修正,否則無法 產生正確的照明效果, 此課教程將詳細講解 Bug 產生的原因, 及如何進行修正才能產生正確的照明效 果。 3.1 VRay 光源衰減 Bug 揭秘 .由于 VRay 的光源衰減存在 Bug ,在選用不同的亮度單位時需要對亮度值進行修正,能產生正確的照明效果。3.1 VRay 光源衰減 Bug 揭秘VRay 光線衰減存在 Bug ,如按正常的方式進行設置,根本不可能產生正確的渲染結果。3.2 發光

10、亮度的修改方法3.2.1 使用默認 (標度 單位的修正方法3.2.2 使用光通量單位的修正方法第 04 講 VRay 點光源 -3摘要 : 由于 VRay 的光源衰減存在 Bug ,在選用不同的亮度單位時需要對亮度值進行修正,否則無法 產生正確的照明效果, 此課教程將繼續詳細講解 Bug 產生的原因, 及如何進行修正才能產生正確的照 明效果。 4.1 發光亮度的修正 .4.1 發光亮度的修正4.1.1 使用光通量單位時,對發光亮度值的修正方法4.1.2 使用發光強度單位時,對發光亮度值的修正方法4.1.2 使用輻射通量單位時,對發光亮度值的修正方法4.1.2 使用輻射強度單位時,對發光亮度值的

11、修正方法第 05 講 VRay 點光源 -4摘要 : 5.1 發光單位的選擇 建議:使用 VRay 的默認的標準亮度單位。 5.2 相機與光源亮度之間的 關系 5.2.1 VRay 相機與太陽、天空間的關系 在默認狀態下, VRay 的相機與太陽、天空的亮度關系 已經設置好。 5.2.2 .5.1 發光單位的選擇建議:使用 VRay 的默認的標準亮度單位。5.2 相機與光源亮度之間的關系5.2.1 VRay 相機與太陽、天空間的關系在默認狀態下, VRay 的相機與太陽、天空的亮度關系已經設置好。5.2.2 VRay 相機與其它光源亮度之間的協調方法在默認情況下, VRay 相機與普通光源之間

12、亮度關系沒有協調好,需要修正。1. 通過調整相機中與渲染結果亮度有關的參數2. 調整光源的亮度建議:調整光源亮度第 06 講 VRay 點光源 -5摘要 : 6.1 光源的顏色設置 渲染結果的顏色是燈光的顏色、材質的顏色以及相機的相關參數共同作 用的結果。 6.1.1 光源的顏色與材質顏色間的關系 光源的顏色與材質顏色之間的顏色存在西吸收及 反射的關系。 6.2 色 .6.1 光源的顏色設置渲染結果的顏色是燈光的顏色、材質的顏色以及相機的相關參數共同作用的結果。6.1.1 光源的顏色與材質顏色間的關系光源的顏色與材質顏色之間的顏色存在西吸收及反射的關系。6.2 色溫6.2.1 什么是色溫6.2

13、.2 色溫的用途6.2.3 色溫與人的感覺有關第 07 講 VRay 點光源 -6摘要 : 7.1 點光源的衰減 7.2 真實點光源的衰減方式及原理 7.3 VRay所提供的光線衰減類型及用 途 7.3.1 線性衰減 不衰減,光線的亮度與距離的遠近無關。用途:僅需照明場景,并不需要真實的 布光效果。 7.3. .7.1 點光源的衰減7.2 真實點光源的衰減方式及原理7.3 VRay所提供的光線衰減類型及用途7.3.1 線性衰減不衰減,光線的亮度與距離的遠近無關。用途:僅需照明場景,并不需要真實的布光效果。7.3.2 倒數衰減光源所發出的光線的亮度與距離成反比。用途:成衰減方式可彌補由于 VRa

14、y 按真實的距離平方進行衰減,因計算不徹底所產生的渲染圖像偏 暗的問題,最常使用的衰減方式。第 08 講 VRay 點光源 -7摘要 : 8.1 VRay所提供的光線衰減類型及用途 8.1.1 按距離的平方反比進行衰減 光源的實際衰減 方式。用途:對光源的效果要求極為真實的情況下。 8.2 影響漫反射及高光 8.2.1 影響漫反射 開 啟后,可對物體的 .8.1 VRay所提供的光線衰減類型及用途8.1.1 按距離的平方反比進行衰減光源的實際衰減方式。用途:對光源的效果要求極為真實的情況下。8.2 影響漫反射及高光8.2.1 影響漫反射開啟后,可對物體的漫反射區產生照明效果。8.2.2 影響高

15、光此參數需材質配合, 需要對材質射層中的高光參數組進行調整, 光澤度的數值也小于 1才能產生高光。 8.3 陰影8.3.1 陰影控制光源是否產生陰影。8.3.2 陰影偏移通過此參數, 可調整光源所產生的陰影移向光源或遠離光源, 以避免投射到自身的陰影產生雜斑效果。 此參數有 Bug ,不起作用。8.3.3 陰影半徑對陰影的邊界進行模糊,數值單位為像素。8.3.4 陰影細分此參數用來控制陰影的質量,數值越大,陰影質量越好,如需高質量,可設為 64。8.3.5 陰影的顏色通過此參數可以設定陰影的顏色,一般使用默認的黑色。第 09 講 VRay 點光源 -8摘要 : 9.1 光子細分 光子發射的多少

16、,此參數可控制光子貼圖渲染引擎的質量。 9.1.1 光了貼圖渲 染引擎簡介 此渲染引擎的渲染結果比較粗糙, 可用作二次渲染引擎。 注意:使用光子貼圖渲染引擎, 要將光源的衰減方 .9.1 光子細分光子發射的多少,此參數可控制光子貼圖渲染引擎的質量。9.1.1 光了貼圖渲染引擎簡介此渲染引擎的渲染結果比較粗糙,可用作二次渲染引擎。注意:使用光子貼圖渲染引擎,要將光源的衰減方式設為按距離的平方反比進行衰減。9.2 焦散細分9.2.1 什么是焦散焦散就是光源發出的光線經過反射或折射后所產生的聚焦或分散的效果。注意:VRay 的無限平面不能接收焦散效果。第 10 講 VRay 點光源 -9摘要 : 1

17、0.1焦散細分 10.1剪切閥值 用來控制光線被忽略的閥值,當光線的亮度值低于發光的亮度與此數值的乘積 時,光線被忽略,從而加快渲染速度。 數值越小,渲染精度越高,同時渲染時間也會變長。 視頻下載 .10.1 焦散細分 10.1 剪切閥值用來控制光線被忽略的閥值, 當光線的亮度值低于發光的亮度與此數值的乘積時, 光線被忽略, 從而加快渲染速度。數值越小,渲染精度越高,同時渲染時間也會變長。 第 11 講 VRay 面光源 -1面光源簡介及用途 11.2 面光源亮度參數組 與組參數的功能與用法與點光源相同。 11.3 面光源亮度參 數的修正。 11.4 VRay相機與面光源亮度之間的關系 如果開

18、啟相機且不對相機與亮度有關的參數 .11.1 面光源簡介及用途 11.2 面光源亮度參數組與組參數的功能與用法與點光源相同。11.3 面光源亮度參數的修正。11.4 VRay相機與面光源亮度之間的關系如果開啟相機且不對相機與亮度有關的參數進行修改的話,將光源的亮度值擴大 16倍。11.5 陰影陰影、陰影偏移、陰影顏色的用法及功能與點光源相同。 第 12 講 VRay 面光源 -2摘要 : 12.1 采樣12.1.1 細分 此參數控制照明及陰影的質理。 12.1.2 光子細分 控制光子貼圖渲 染引擎的質量 12.1.3 焦散細分 控制焦散效果的質理 12.1.4 剪切閥值 控制光線被忽略的閥值

19、12.2 選 .12.1 采樣12.1.1 細分此參數控制照明及陰影的質理。12.1.2 光子細分控制光子貼圖渲染引擎的質量12.1.3 焦散細分控制焦散效果的質理12.1.4 剪切閥值控制光線被忽略的閥值12.2 選項12.2.1 雙面勾選后,可使面光源正反面同時發光。12.2.2 隱藏勾選后,可將發光面隱藏起來,不被渲染。12.2.3 不衰減勾選后,從光源發出的光線將不衰減。12.2.4 忽略燈光法線勾選后,光源將產生發散的光線。12.2.5 光線入口勾選后,光源的顏色及亮度由面光源后面的環境光線決定。12.3 室場景的相機定位技巧第 13 講 VRay 面光源 -3摘要 : 13.1 選

20、項 13.1.1 光線入口 此參數存在 Bug ,如果開啟的話,相當于此面光源不存在,跟刪 除此光源效果相同。 13.1.2 保存在發光貼圖 通過勾選此項,可將面光源的照明效果,保存在發光 貼圖中。 13.1.3 影 .13.1 選項13.1.1 光線入口此參數存在 Bug ,如果開啟的話,相當于此面光源不存在,跟刪除此光源效果相同。13.1.2 保存在發光貼圖通過勾選此項,可將面光源的照明效果,保存在發光貼圖中。13.1.3 影響漫反射勾選后,可對物體的漫反射區產生照明效果。13.1.4 影響高光勾選后,可產生高光,但需將材質層中的反射材質層中的高光的光澤度設為小于 1的數值。13.1.5

21、影響反射勾選后,面光源可被具有反射功能的材質所反射。建議:建議使用影響反射的方式產生高光。 第 14 講 VRay 聚光燈 -1摘要 : 14.1 亮度 此組參數的用法及功能與點光源相同。 14.2 采樣此組參數用法及功能與點光源相同。 14.3 陰影 此組參數的用法及功能點光源相同。 14.4 光錐角度 14.4.1 光錐角度 此角度為聚光燈中 . 14.1 亮度此組參數的用法及功能與點光源相同。14.2 采樣此組參數用法及功能與點光源相同。14.3 陰影此組參數的用法及功能點光源相同。14.4 光錐角度14.4.1 光錐角度此角度為聚光燈中間高亮區的角度,取值為 1時的角度為 60度。14

22、.4.2 半影角度此角度為聚光燈外圍衰減區的角度的二分之一,數值 1相當于 60度。14.5 半影衰減14.5.1 線性14.5.2 平滑三次方第 15 講 VRay 聚光燈 -2摘要 : 15.1 倉房門效果 15.1.1 倉房門效果簡介 在光源的四周各設置一個擋板來改變光線的方向。 15.1.2 倉房門參數的設置 此參數存在 Bug ,四個數值的取值范圍應為 0-1,取值為 0時完全遮蔽, 取 1時不產生遮蔽效果。 .15.1 倉房門效果15.1.1 倉房門效果簡介在光源的四周各設置一個擋板來改變光線的方向。15.1.2 倉房門參數的設置此參數存在 Bug ,四個數值的取值范圍應為 0-1,取值為 0時完全遮蔽,取 1時不產生遮蔽效果。 15.2 選項15.2.1 影響漫反射此參數用法及功能與點光源相同。15.2.2 影響高光 此參數用法及功能與點光源相同。 15.2.3 區域高光 此參數為 Bug，不起作用。 第 16 講 VRay 光域網(IES光源-1 摘要: 16.1 IES 及光域網簡介 IES 全稱 Illuminating engineering society IES 是