3dsMAX中灯光使用技巧研究

潘燕

摘 要： 灯光是3ds MAX软件中模拟光照效果最重要的手段，称得上是3D场景的灵魂。但是在复杂的灯光设置，多变的运用效果中，如何能得到令人满意的照明效果，是困扰3D软件应用者的一大问题。目前国内许多3ds MAX教程中讲述灯光部分较少，为此对场景中灯光的使用方法和应用技巧等进行了研究和具体阐述，给读者以借鉴。

关键词： 灯光； 3ds MAX； 使用方法； 技巧

中图分类号：TP319 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）07-43-02

Abstract： Light is the most important means of simulation of light effect in the 3DS MAX software， which is the soul of 3D scene. Since the lighting setup is complex， and the application effect is variable， it is a big problem how to get the satisfactory lighting effect for 3D software users. However， at present， there are few domestic 3ds MAX lectures mentioning it. The methods and skills of using lights are focused on in this paper， which is aimed to give the readers some reference.

Key words： light； 3ds MAX； methods； skills

0 引言

3ds MAX软件是目前使用最广泛的三维制作软件，其应用范围涵盖了建筑装潢设计、影视片头包装、广告动画设计、 电影电视特技及游戏开发等领域。在3ds MAX软件中，灯光在场景中起着重要作用，它是控制气氛、环境、情节推进等重要因素的关键，它和材质一起决定了三维场景的真实性。但是，复杂的灯光设置，多变的运用效果，却是困扰许多使用者的一大难题。目前在国内许多3ds MAX教程中讲述建模、材质、动画的多，而讲述灯光部分少。针对此，本文将对在场景中灯光的选择、布灯方法、参数设置及技巧等方面进行阐述，给读者以借鉴。

1 3ds MAX场景中灯光类型的选择和布灯方法

1.1 根据场景环境来选择灯光的类型

当我们准备照亮一个场景时，应充分考虑场景中的环境是什么类型的，通过分析场景环境来选择合适的灯光类型。3ds MAX中灯光有六种基本类型，分别适用于各种环境[1-3]。

⑴ 目标聚光灯：能够像手电筒、汽车前灯一样投影聚焦的光束，产生锥形照射区域，而且光束的范围可以任意调整，包括圆形和矩形两种形状。圆形灯光用于模拟车灯、路灯、室内各种照明灯光。矩形灯光适用于模拟电影银幕的投影灯光、通过窗户的投射光等。

⑵ 泛光灯：是一种向四周发射光线的光源，没有方向的限制，一般用来模拟自然光，例如太阳和月亮发出的光。

⑶ 自由聚光灯：它没有目标物体，依靠自身的旋转来照亮空间或物体。比如在场景中要使灯光沿着路径运动，或依靠其他物体带动灯光的运动，则使用自由式聚光灯。它通常可以连接到摄影机上来始终照亮摄影机视野中的物体（如漫游动画）。它也可以模拟矿工头盔上的顶灯，只要把顶灯连接到头盔上，就可以方便地模拟顶灯随着头部运动的照明效果。

⑷ 目标平行光：它可以产生圆柱状的平等照射区域，类似于激光的光束。创建方法与目标聚光灯类似，不同的是，它的光线是平行的而不是呈圆锥形发散的。它可以模拟太阳光、探照灯、激光束或其他平行光。

⑸ 自由平行光：用于漫游动画或连接到其他物体上。可用移动、旋转的手段调整灯光的位置与照明方向。常用于动画，如制作场景中转动的五颜六色的激光束等效果。

⑹ 天光：主要用于模拟太阳光遇到大气层时产生的折射照明。它会提供整体的照明和柔和的阴影，但它自身不会产生高光，而且有时阴影过虚，只有与其他灯光配合使用才能体现物体的高光和尖锐的阴影效果。天光的照射范围是无法控制的，其照明效果与场景中的位置没有任何关系。

1.2 场景灯光的布置方式

在设置场景灯光时，标准的布置方式是用“三点照明”方法，一般使用一盏主体灯，一或两盏辅助灯和一盏背光灯。

⑴ 主体灯[1]：常用来照亮场景中的主对象及其周围区域，主体光常用聚光灯，它应该位于对象的前面，相对于对象稍微偏上一些。在场景中它是主要的投射阴影照明工具。场景主要的明暗关系由主体灯决定，包括投影的方向。主体灯根据需要也可以用几盏灯光来共同完成。主体灯在15度到30度的位置上，称顺光。这种光能产生非常引人注目的效果，当它形成强烈的反差时更是如此。然而这种光会丢失阴影，使场景缺乏透视感；在45度到90度的位置上，称为侧光。这种光能产生横贯画面的阴影，容易显示物体的质感；在90度到120度的位置上成为侧逆光，这种光常常产生强烈的明显的反差，清晰地显示物体的轮廓。

⑵ 辅助灯：在场景中用于填满光线的缺口，弱化对象的阴暗面。它可以放置在地面的任何一个方向，强度设置比主体光低，并且不投射阴影。用它可以填充阴影区以及被主体光遗漏的场景区域、调和明暗区域之间的反差。这种广泛均匀布光的特性使它为场景打一层底色，定义了场景的基调。由于要达到柔和照明的效果，通常辅助光的亮度只有主体光的50%-80%。

⑶ 背景光：它的作用是增加背景的亮度，从而衬托主体，并使主体对象与背景相分离。一般放置在对象的背后，用以增强对象的立体感。这灯应该很昏暗，并且不产生阴影。

“三点照明”方法一般用于小范围的场景照明。若场景较大如礼堂内部效果图，则可以将它拆成若干个小的区域进行布光。

2 灯光的基本参数设置及布光顺序和技巧

2.1 灯光的基本参数

在3ds MAX软件中灯光具有很多个可调的参数，用户通过自由调节来产生需要的场景氛围。基本参数设置如下[3-4]。

⑴ TYPE灯光类型：利用此项的下拉菜单就可以将灯光从一种类型转化成其他类型。

⑵ ON启用：这是一个复选框，用于灯光的开关。当场景灯过多时，其中如果有光照不和谐的地方则可以利用临时关闭某盏灯光的办法，排查是哪盏灯光的问题从而做出调整。

⑶ CAST SHADOWS阴影：这是一个复选框，决定灯光是否投影。

⑷ MULTIPLIER倍增器：它可以改变灯光的正常属性（强度与亮度）。它具有一种神奇的特性——“负光效应”。如果把它设成负值，就可以把灯光色变成它的相反色（例如白色光变成黑色光）。在室内效果图中有时会利用负值的倍增器来“吸”光，例如人为地把某个区域（如某个墙角）变暗。

⑸ EXCLUDE排除设置：人为指定哪些物体不受选中的灯光影响。利用排除（排除对某些物体影响）或包含（指定只对某些物体产生影响）功能可以达到特殊的目的。

⑹ SHOW CONE显示光锥：用来控制聚光灯锥形框的显示。

⑺ HOTSPOT聚光区（光束）：可以调整聚光灯锥形聚光区的角度来控制光线完全照射范围，聚光区内的物体将受到全部光线的照射，默认值为43度。

⑻ FALLOFF衰减区：可以调整衰减区的角度，用于设置完全不受光线照射影响的范围，默认值为45度。

⑼ CIRCLE/RECTANGLE圆形/矩形：用来调整聚光灯投影面的形状。选中圆形则产生圆锥状灯柱，选中矩形则产生立方体形状的灯柱，一般用于窗户投影灯或者电影、幻灯机的投影灯。

⑽ ASP纵横比：当投影平面选择矩形时，可以用它来调整矩形的长宽比。例如把默认的正方形变成16：9的电影屏幕的比例。

⑾ BITMAP FIT位图拟合：该按钮在矩形单选按钮为选中状态时才有效，可以使用图像的长宽作为灯光的长宽比。

⑿ PROJECTOR MAP投影贴图：它在产生阴影的灯光勾选此项时可以设置灯光的阴影贴图。其功能相当于把聚光灯变成一架摄影机。有时利用它可以达到意想不到的效果。在室内效果图中，也可以利用这个投影功能把墙壁变得有些地方亮一点，有些地方暗一点，来增强现实感。

2.2 布光的顺序

①先定主体光的位置与强度；②决定辅助光的强度与角度；③分配背景光与装饰光。这样产生的布光效果应该能达到主次分明，互相补充。

2.3 布光技巧[5-6]

⑴ 学会根据场景气氛来调节灯光：悲哀、低沉或神秘莫测的场景气氛需要运用昏暗、偏冷、低反差的灯光来突显，预示着某种不详之事的发生。对于酒吧、赌场这样的场景可运用高反差的灯光，在这里可以强调主要对象或角色，而将其他的虚化。若要表现兴奋的场面可运用明艳、暖色调、阴影清晰的灯光。而表现恬静的气氛可运用偏冷色调的灯光。

⑵ 场景布光需体现明暗分布和层次性，不能把所有灯光一概处理。可根据需要选用不同种类型的灯光；根据需要决定灯光是否投影，以及阴影的浓度；由于默认的灯光是不带有任何颜色的，可根据需要改变灯光的颜色，模拟出各种照明效果；根据需要决定灯光的亮度与对比度。如果要达到更真实的效果，一定要在灯光衰减方面下一番功夫。

⑶ 灯光布置应遵循由主题到局部、由简到繁的过程。对于灯光效果的形成，应该先调角度定下主格调，再调节灯光的衰减等特性来增强现实感。最后再调整灯光的颜色做细致修改。如果要真实地模拟自然光的效果，还必须对自然光源有足够深刻的理解。通过多看摄影用光的书和多做试验会有很大帮助的。不同场合下的布灯也是不一样的，在室内效果图的制作中，为了表现出一种金碧辉煌的效果，往往会把一些主灯光的颜色设置为淡淡的橘黄色，可以达到材质不容易做到的效果；对于具有强烈反射的金属感材质，有时需要用包围法将灯光打在周围以展现它的质感，这是比较少用的方法。

⑷ 灯光设置应精而不宜多。切勿将灯光设置太多，太亮，使整个场景一览无余，亮的没了一点层次变化，使渲染图显得更加“生硬”。过多的灯光使工作过程变得杂乱无章，难以处理，显示与渲染速度也会受到严重影响。对那些效果微弱，可有可无的灯要删除，只保留必要的灯光。另外要注意灯光投影与阴影贴图及材质贴图的用处，能用贴图替代灯光的地方最好用贴图去做。例如要表现晚上从室外观看到的窗户内灯火通明的效果，用自发光贴图去做会方便得多，效果也很好，而不用灯光去模拟。

⑸ 学会利用灯光的“排除”与“包括”功能：可以通过“排除”的方法使灯光不对某些物体产生照明或投影效果。例如要模拟烛光的照明与投影效果，同时又不希望蜡烛主体在桌面上产生阴影。我们通常可以在蜡烛灯芯位置放置一盏泛光灯。利用灯光的“排除”来解决这个问题。

⑹ 调整好灯光与物体距离：灯光与物体距离越远，照亮的范围就越大，反之亦然。对于一个物体来说，某一灯光与它表面所呈夹角（入射角）越小，它的表面显得越暗；夹角越大则表面越亮。如果一个灯光与一个平面（如地面）距离很远且与这个平面呈直角照射时，则照明效果是很均匀的。而如果同样的灯光放得太近，则由于接触表面的光线角度会有很大的变化，会产生一个聚光区。如果要使一盏灯光照亮尽量多的物体，请把物体与灯光的距离拉大。而要使灯光把物体表面照得亮堂堂的，则还应该把灯光与物体表面的夹角调整得大些。

⑺ 尽量不在透视图或摄影机视图中创建灯光或移动灯光。

3 结束语

随着计算机技术和人们审美能力的不断提高，鲜活的三维场景给人以视觉和感官上的冲击。但是人们在创建场景的过程中，往往沉浸于创建细致的模型、制作华丽的材质和富有创意的动画，容易忽视灯光的作用，结果发现精心设置的模型在最后渲染中的效果不如人意。其实，灯光是场景构成的一个重要组成部分，良好照明效果能使三维场景更具有真实感和生动感，是营造特殊气氛的点睛之笔。面对复杂的灯光设置，多变的运用效果，如何能做到令人满意的照明效果，是困扰3D软件初学者的一大难题。目前在国内许多3ds MAX教程中讲述建模、材质、动画的多，而讲述灯光部分较少。希望通过本文给读者以借鉴，但是本文因篇幅限制，缺少优秀案例详解。期待未来在3D教程及论文中能出现更多有关灯光技巧理论及国内外优秀3ds MAX灯光实例。

参考文献：

[1] 文东，丛波.3ds MAX 2011基础与项目实训[M].科学出版社，2012.

[2] 刘心声，陈卓.3ds MAX 2011中文版教程[M].中国建材工业出版社，2013.

[3] 神龙工作室.3ds MAX 8中文版入门与提高[M].人民邮电出版，2008.

[4] 葛洪央.3ds MAX 9.0中文版三维设计标准教程[M].大连理工大学出版社，2012.

[5] 史清峰.3D室内设计中的灯光处理[J].电脑知识与技术，2010.7.

[6] 秦成.3DS Max灯光照明探讨[J].电脑知识与技术，2010.23.