真实光分析与Mental Ray应用_2

来源：火星时代 | 责任编辑：传说中的落叶 | 发布时间： 2017-09-07 14:27 | 浏览量：

本节汇宝盆为大家带来的是：真实光分析与Mental Ray应用_2

三.光源系统
　　人的眼睛之所以能够看见对象，就是因为有发光的对象发射出光照亮度，照射到对象并且反弹回来。如果反弹回来的光颜色是红色的，人们就认为该对象是红色的对象，如果反弹回来的光颜色是蓝色的，人们就认为该对象是蓝色的。
　　了解光源系统的种类与分类，将有助于我们灵活地运用光源，借此创造出所需要的画面效果。下面便是主要的光源系统分类图，在后面的小节中将会分别进行介绍。

四.自然光源分析
　　我们先看下图，这是一个简易的光照示意图。场景中的对象主要会被三种光源所照亮，分别是日光光源、天空光源、反弹光源。而这三种光源交互作用后，就会产生我们真实世界的自然光源光照效果。
　　在对象日光直接照射的地方，它同时受到了日光光源和天空光源的作用。但是由于日光的亮度比较大，所以它主要呈现的是日光的白色。而中间过渡部分视角度的不同，为日光光源和天空光源的混合，所以会呈现由白到蓝的渐层色。最后没有被日光直接照射到的部分，仅受到日光光源与反弹光源的作用，所以它呈现的是偏绿的颜色。
　　反弹光源必须在真实光源存在的时候才会产生。如果没有真实光源的存在，那么就没有光可反弹。在光线进行反弹的同时，会将对象的颜色夹带过去另一个对象表面上。如下图，因为原本白色的日光光源照到地上后，就会带点绿色再反弹到对象上，所以在白色对象的下方会偏绿色，这也是一般俗称的色彩溢出或色溢现象。
　　阴影部分有两种阴影混合在一起，分别是日光光源所产生的硬阴影与天空光源所产生的软阴影。这样的混合阴影也是真实阴影的效果。

图：日光、天空、反弹三种光源交互作用下的结果示意图，主体有日光渐层色与地板的反弹色，阴影有层次效果

如果只有日光光源而没有天光光源的话，可以看见由日光所产生的比较硬或比较黑的阴影，而对象表面颜色没有天空光源的蓝色，但反弹光源的绿色是依然会产生的，如下图。

图：只有日光光源、反弹光源没有天光光源交互作用示意图，主体有日光渐层色与地板的反弹色，阴影没有层次效果

如果只有天空光源而没有日光光源的话，可以看见由天空光源所产生的比较软或比较淡的阴影，而对象表面颜色没有日光光源的白色过渡，只会有天空泛蓝的颜色而已，如下图。

图：只有天光光源示意图，主体颜色泛天空蓝色，有着微弱的软阴影，但没有日光效果与硬阴影

天空本身是没有颜色的，但我们观察天空都会具有颜色，不同的时间会有蓝色、黄色、红色、紫色等，那是因为由太阳发出的白光是由红、橙、黄、绿、蓝、青、紫的可视光所组成，它们波长依次减少。
　　空气是由悬浮在空中各种各样的微小分子和其它微粒组成，当光在空气中传播时，波长较长的色光（如红光）透射力强，能透过大气射向地面，波长较短色光（如蓝光）就很容易发生散射现象，被散射了的蓝色光布满天空，就使天空呈现出一片蔚蓝。
　　了解自然光源的基本原理后，其实就是日光光源、天空光源和反弹光源这三种光源交互作用，产生了日出、日落、黄昏、正午等丰富而美丽的自然景色，接下来将仔细探讨一下不同情况的自然光源光影效果。
　　1.清晨

图：清晨天空泛蓝，但还沒有日光照射，整体色调偏冷，颜色层次比较弱

在3ds Max中使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为清晨时间，由于相关的太阳与天空设定，包括颜色、强弱等全都会自行依照时间改变，所以直接进行渲染就可以得到清晨的光照效果。仔细看一下白墙上的颜色，就会发现一样泛着蓝色，没有光照的部分也是只有微弱的软阴影，这与真实情况的光影效果一致。在使用Daylight System（日光系统）时，建议必须要搭配曝光控制来控制画面亮度，这样可以得到最为真实的影像效果，关于mr Photographic Exposure Control（mr摄影曝光控制）功能相关教程，可以参考以下连结 http://www.mrage.cn/viewthread.php?tid=1828&extra=page%3D1

图：使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为清晨时间

图：白墙上泛着蓝色，没有光照的部分只有微弱的软阴影，这与真实情况的光影效果一致

2.正午

图：正午的太阳光照最强，色彩对比大、阴影比较黑、物体的饱和度比较低

在3ds Max中使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为正午时间，直接进行渲染就可以得到正午的光照效果。仔细看一下墙上的颜色饱和度很低、阴影锐利层次少，这与真实情况的光影效果一致。

图：使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为正午时间

图：墙上的颜色饱和度很低、阴影锐利层次少，这与真实情况的光影效果一致

3.下午
　　大约是14:30～15:30左右的时间，一般我们称为下午时刻。阳光的亮度渐弱、颜色渐趋温暖，主体的颜色色彩饱和度也会随着增强，天光所产生的软阴影也会随之增加细节。整体来说，下午的阳光会让观察者感觉比较舒适与温暖，而颜色、阴影等各方面细节都要胜过中午时刻。

图：下午阳光的亮度渐弱、颜色渐趋温暖，主体的色彩饱和度增强，软阴影细节也会增加

在3ds Max中使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为下午时间，直接进行渲染就可以得到下午的光照效果。仔细看一下墙上的颜色饱和度比较高、阴影层次佳，整体效果有温暖的感觉，这与真实情况的光影效果一致。

图：使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为下午时间

图：墙上的颜色饱和度比较高、阴影层次佳，整体效果有温暖的感觉，这与真实情况的光影效果一致

4.黄昏
　　黄昏总是给人们带来美丽的景象。而天光的光线比较柔和，它给我们带来了一个柔和的阴影和一个比较低的对比度，同时色彩也变得更加丰富。

图：黄昏的天空总是泛红或是泛紫，主题顏色丰富、阴影柔和

在3ds Max中使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为黄昏时间，适当的调整曝光控制，直接进行渲染就可以得到黄昏的光照效果。仔细看一下墙上的颜色偏黄红色、阴影柔软、对比度低，这与真实情况的光影效果一致。

图：使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为黄昏时间

图：墙上的颜色偏黄红色、阴影柔软、对比度低，这与真实情况的光影效果一致

5.夜晚
　　夜晚没有太阳的照明，但天空依然是会微微泛光，主要的光源是大气散色的阳光、月光、星光等。所以要注意的是天空并不是黑色的，可能会带点深蓝或深紫色，因此主体颜色也会偏冷调，但由于照明设备的关系，可以替主体营造出非常特别的视觉效果。

图：夜晚没有太阳的照明，但天空依然是会微微泛光，主体颜色会偏冷调

在3ds Max中使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为夜晚时间，适当的调整曝光控制，直接进行渲染就可以得到夜晚的光照效果。仔细看一下天空的颜色偏蓝，整体效果带点冷感、阴影不明显、对比度低，这与真实情况的光影效果一致。

图：使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为夜晚时间

图：天空的颜色偏蓝，整体效果带点冷感、阴影不明显、对比度低，这与真实情况的光影效果一致

6. 阴天
　　阴天的太阳被云层所遮蔽，但视云层的厚薄程度不同，阳光可以有不同的穿透效果。当云层较厚时，因为大部分的阳光都被遮蔽，所以整体天空呈现比较灰暗的效果；当云层较稀疏时，有部分的阳光可以穿透云层，天空可能会偏蓝或是出现阳光光束。整体的光线与阴影都比较柔和、对比度较低、色彩饱和度也不高。

图：阴天的太阳被云层所遮蔽，天空呈现比较灰暗的效果，整体的光线与阴影都比较柔和、对比度较低、色彩饱和度也不高

在3ds Max中使用Daylight System（日光系统），切换为mr Sun与mr Sky并设定为下午时间，缺省的Sky Mode（天空模式）为Haze Driven，适当的调整曝光控制，直接进行渲染就可以得到晴朗下午的光照效果。如果切换Sky Mode（天空模式）为Perez All Weather，但其他参数都不需改变，就可以看见整体效果变得比较灰暗不清，带点冷感、阴影不明显、对比度低，这是因为天空的清透程度降低了，因而影响图面结果，与真实情况的阴天光影效果一致。而适当的调整mr Sky Perez Parameters还可以设定出不同的天空型态。