MAYA各种灯光效果的作用以及使用方法

一、灯光类型：

　　在Create>Lights菜单命令下我们可以看到，Maya5.0给我们提供了六种灯光的类型：

　　这六种灯光类型分别是：Ambient Light(环境光源)、Directional Light(平行光源)、Point Light(泛光灯光源)、Spot Light(聚光灯光源)、Area Light(面积光源)、Volume Light(体积光源)。

　　Point light(泛光灯光源)

　　又叫点光源，是被使用的最普通的光源。光从一个点光源射向四面八方，所以光线是不平行的，光线相汇点是在灯所在的地方。它模拟一个挂在空间里的无遮蔽的电灯泡。点光源可以投射阴影。

　　点光源投射阴影的形状如下，注意它的形状是向外发散的。

　　Directional Light(平行光源)

　　远光灯是用来模拟一个非常明亮，非常遥远的光源。所有的光线都是平行的。虽然太阳是一个点光源。可是因为它离我们的距离是如此的遥远，以至于太阳光到达地球后实际上是没有角度的，所以我们用平行光源来模拟太阳光。要注意的是，平行光没有衰减属性。平行光可以投射阴影。

　　平行光投射的阴影如图所示，因为平行光的光线都是平行的，所以它投射的阴影也是平行的，这是它的一大特征

　　Spot Light(聚光灯光源)

　　聚光灯是具有方向性的灯，所有的光线从一个点并以你定义的圆锥形状向外扩散。可通过使用Cone Angle(锥角)滑块的方法，从顶点开始以度为单位来度量锥体。聚光灯是所有灯光中参数最复杂的灯光。通过调节它的参数可以产生很多类型的照明效果。

　　Cone Angle 控制光束扩散的程度,通常采用缺省值40度就够了. 不要把Cone Angle设置太大,否则阴影会出现问题.

　　Penumbra Angle 该值为正时,外部矩形区域边缘模糊不清;该值为负时,内部矩形区域边缘模糊,边缘轮廓不清.

　　聚光灯投射阴影的形状如下：

　　Area Light (面积光源)

　　区域光是Maya灯光中比较特殊的一种类型。和其它的灯光不同的是，区域光是一种二维的面积光源。

　　它的亮度不仅和强度相关，还和它的面积大小直接相关。通过Maya的变换工具可以改变它的大小和方向。

　　区域光可以模拟诸如窗户射入的光线等情况。而且区域光的计算是以物理为基础的。它没有设置衰减选项的必要。

　　区域光也可以投射阴影。但是如果使用Depth Map Shadow算法来计算区域光的阴影，它的阴影和其它的灯光是没有什么两样。要想得到真实的区域光阴影，必须使用光影追踪算法。

　　下图是通过光影追踪计算得到的区域光阴影，注意随着距离变远，其阴影变得越来越虚。这是区域光的阴影特点。但是这种高质量的阴影是以大量的计算时间为代价的。

　　Ambient Light(环境光)

　　顾名思义，环境光能够从各个方向军均匀的照射场景中的所有物体。环境光具有两种相矛盾的属性。它的一部分光是向各个方向照亮物体的(象一个无穷大的球的内表面发出的光)，而另一部分光是从光源的位置发出的(象一个点光源)。通过在属性编辑器中设置环境光的Ambient Shade值的大小将这两个相反的参数结合起来。如果Ambient Shade的值大小为1时，环境光就完全成了一个点光源。

　　用一个环境光可以模仿方向光的联合(如太阳和灯)，将点光源和漫射光结合起来。

　　环境光也可以投射阴影，但只有光影追踪算法来计算阴影供你使用。

　　Volume Light(体积光源)

　　用来模拟有体积感的光源，例如：激光。这是一种Maya5.0新加入的灯光类型。

　　二、灯光的基本属性：

　　Type(类型):

　　Type ：灯光的类型，可通过该选项，把当前灯光改变为其它类型的灯光。点击该参数右侧的向下的三角箭头，打开下拉菜单。在下拉菜单中，我们可以找到前边所提到的六种类型的灯光，选中其中的一种，当前灯光就改变为你选中的类型，见图。

　　值得注意的是，当灯光类型改变后，只有通用的属性才会被保留，非通用属性的设置和值将会丢失。

　　Color(颜色):

　　控制灯光的颜色，默认值是白色，见图。点击颜色区域，会弹出Color Chooser窗口，在窗口中可以有多种方式选择需要的颜色,见图。在颜色区域的右侧，是范围控制滑条，该滑条控制当前颜色的明度。最右侧是贴图按钮，点击该按钮会弹出材质创建面板“Create Render Node”，在该面板中，可以为灯光的颜色属性指定一种材质纹理，灯光会对该纹理进行投影

　　Intensity (强度)：

　　控制灯光的强度(亮度)。值为零时，灯光不产生照明效果。右侧的范围滑条的默认范围是0~10，在输入栏中直接输入数值，可以定义大于10和小于0的值。见图。

　　Decay Rate(衰减速率)：

　　真实的光线都是有衰减的，而且是和距离的平方成反比。但是在计算机里面如果都按照距离的平方成反比来计算就太暗了，因为我们没有考虑物体的反射光。除非是有光能传递的渲染器。我们可以通过Decay Rate来选择需要的衰减速率，缺省的是没有衰减(No Decay)。你也可以选择Linear(线性衰减)、Quadratic(平方比衰减)、Cubic(立方比衰减)。

　　Illuminated By Default(按照缺省照明)：

　　这个选项是指灯光是否按照缺省的状况照明所有的物体。如果不勾选此项，这灯光只照明和它相关联的物体(关于灯光的关联将会在下面的专题详细论述)。

　　Shadow(阴影)：

　　有灯光就会产生阴影。不过数字光线的阴影是可以控制的。你可以选择打开或者关闭它的阴影，也可以选择在产生阴影的两种技术中选择其一：Depth Map Shadow或者Raytrace。

　　阴影雾：缺省的Shadow Color 设置为黑色,但也可以使之淡化或染上其他颜色,甚至给它贴上纹理,这取决于个人的需要.贴图到颜色中也是一种非常好的制造假透明的方法.

　　雾阴影浓度和雾阴影采样

　　当对灯光使用Light Fog时,可以控制其浓度,也可以控制雾阴影的颗粒度.阴影的黑暗度是由Fog Shadow Intensity设置控制的,而颗粒读是由Fog Shadow Sample 来控制的,增加后者的值也就要增加其渲染时间,因而要尽可能保持该值达到可以接受的程度.

　　灯光雾

　　Point Light Fog & Spot Light Fog

　　对于Fog Type,设置为Normal使得雾的浓度保持不变,而不管它离光源有多远.设置为Linear,则随着离光源的距离的增加,雾的浓度递减;设置为Exponential,随着距离成指数增加,雾的浓度降低.

　　Fog Radius 决定了雾的球状体积的大小.

　　Fog Spread 衰减率的设置

　　数字光学特技

　　Maya有一个光学效果节点(叫做OptiF/X),通过它可以为点光,面光和聚光产生辉光,光晕和镜头闪光等特技.灯光特技在模仿不同的摄像机滤镜,星光,蜡烛,火焰或是大爆炸时是很有用的.光源必须在摄像机视图里面,并且所有效果都是后期处理过程,意思是它们在所有常规渲染完成后才有作用.

　　聚光灯：

　　聚光灯有很多特有的属性，包括Cone Angle(全影角)、Penumbra Angle(半影角)、 Drop Off这三个属性。

　　Cone Angle(全影角)控制光束的扩散程度。其缺省值为40度。Penumbra Angle(半影角)则是指从聚光灯光束的边缘到光线强度线性衰减至0位置的角度。

　　例如，如果一盏射灯的Cone Angle为40度，Penumbra Angle为10度，则其有效张角为50度，射灯的光线强度从40度到50度线性衰减至0。假如它的Cone Angle为40度，而Penumbra Angle为-10度。这时其有效张角为40度，射灯的光线强度从30度到40度线性衰减至0。

　　Drop Off产生从锥角的中心至边缘的衰减，下图是Drop Off取不同值时的效果。

　　三、灯光定位技巧：

　　可以通过快捷键“T”，切换到目标控制状态

　　如果点击循环索引手柄，可以产生不同的操作手柄来控制聚光灯的效果：

　　第一次点击循环索引手柄，可以调整灯光枢轴手柄。枢轴手柄就相当于一个基点，光源控制手柄和目标控制手柄相当于杠杆的两端，任何聚光灯的枢轴移动，都是基于这三者的配合，枢轴手柄的位置决定了光源控制手柄和目标控制手柄的移动范围。

　　如果点击循环索引手柄，可以产生不同的操作手柄来控制聚光灯的效果：

　　第一次点击循环索引手柄，可以调整灯光枢轴手柄。枢轴手柄就相当于一个基点，光源控制手柄和目标控制手柄相当于杠杆的两端，任何聚光灯的枢轴移动，都是基于这三者的配合，枢轴手柄的位置决定了光源控制手柄和目标控制手柄的移动范围。

　　第两次点击循环索引手柄，可以调整灯光圆锥角的大小(可以在Channel Box中的Cone Angle中进行调节)：

　　第三次点击循环索引手柄，调整灯光半影(可以在Channel Box中的Penumbra Angle中进行调节)，它是用来调节灯光柱在靠近边缘处是如何衰减的：

　　第四次点击循环索引手柄，显示灯光的衰减范围和衰减率，第五次点击是利用调整手柄调整灯光的衰减范围和衰减率：

　　另一种好的放置灯光的方法就是选择该灯光,然后在建模窗口中选择Panels>Look Through Selected.

　　四、灯光设置技巧------三点式照明法

　　虽然照明的方法有很多种，但最基础的照明方法被称为三点式照明。

　　作为经典的布光方法，三角形照明又被称为三点式照明，它一般由以下三种光源组成：分别为主光源(Key Light)，辅光源(Fill Light),背光源(Back Light)。

　　主光源：基本的光，也通常是最亮的光。让观看者清楚地了解明显的光源方向，它提供了场景主要的照明效果。并且担负了投射主要阴影的作用。在室外的场景中，主光源所代表的也许是日光，在室内场景中则是窗户或门照进来的光源等。

　　辅光源：平衡主光源的效果，照亮主光没有照到得黑色区域，控制场景中最亮的区域和最暗的区域间的对比度。

　　背光源：帮助物体从背景中凸显出来。最好的例子是，在音乐MV中，利用彩色光源，侧光源及对比光源，使歌手从其背景中凸显出来。

　　有趣的是，三点照明有时也包含了第四盏灯光背景光源(Background Light)。您也可以将它想象成一组光源，它们通常比主光源与補光源的组合要来得暗一些。主光源、補光源及背光源是以主题或物体为主要考量，而背景光源则与整个场景的环境有关。

　　如果场景较大时，单独的一个三角形照明无法提供有效的照明，这时，需要采取一种变通的办法，将场景划分为不同的区段，每个区段再采用三角照明法，这种照明的方法称之为区段照明。

　　以上是两种最基本的照明方法。当然，在实际的情况中，场景的复杂程度往往要求你采取更复杂的照明设计。当以上两种方法还不能满足要求时，我们可以使用一个自由的照明方案来产生正确的气氛。比如使用强光灯来照亮关键的区域和对象，让观众对所强调的事物发生兴趣。

　　总结：一灯光来照亮物体的黑暗侧,通常从侧面照射并强度较低,这种灯光叫做填充光(Fill light),因为它是以光线充满表面的黑暗阴影部分.通常原则是:如果主光照是暖色调,那么填充光应该使用冷色调,它有利于把前景人物和背景区分开来.

　　五、灯光的连接技巧

　　当灯光照射到物体的表面上时，我们就说灯光和物体连接了。

　　当然，在真实的世界中，不会存在灯光的连接问题。而在计算机中，为了达到我们所需要的效果，我们往往希望某一盏灯光，只照亮场景中特定的几个物体，而除掉我们不希望它照亮的部分。这时，我们就会面对灯光的连接。

　　所有的灯光都有一个缺省项：Illuminated By Default(按照缺省照明)。这个选项是指灯光是否按照缺省的状况照明所有的物体。如果不勾选此项，则灯光不照亮任何物体，除非人工将它连接到某个物体上。

　　在渲染模式下通过Lights菜单可以进行灯光的连接和断开。你有两种方法进行灯光的连个和断开。

　　方法一：选择灯光和你要连接(或断开)的物体。在Lights菜单下选择Make Light Links建立灯光和物体的连接。选择Break Light Links断开灯光和物体的连接。

　　方法二：使用Relationship Editor，既可以以物体为中心将灯光连接到物体上，也可以以灯光为中心的模式将物体连接到灯光上去。

　　在Lights菜单下选择Light Linking打开Relationship Editor。你可以选择以灯光为中心或者以物体为中心。

　　下图是使用Relationship Editor将物体连接到灯光上的例子: