浅析三维场景灯光设计

李颖

摘要：光线是绘画中最重要的元素，它是颜色、结构的根本，因此对光线的探索和研究一直是绘画史上的重头戏。当我们在制作三维场景的时候，对光线的模拟布置同样非常重要。本文以3dsmax软件环境下的三维场景为例，分析光线在三维场景中的布置以及艺术效果。

关键词：三维场景；灯光

一、光线设置的基本原理

1.模拟光源

我们在为三维场景布置光线时，基本在模拟现实世界的光照情况。在现实世界中，最亮的光源是太阳，次光源是蓝天。太阳光是物体具有投影的主要原因，而蓝天则会使场景带有色彩倾向。同时，当光源投射到地面时，会形成反射光对场景产生第二层影响。因此，我们在设置三维场景光源时，首先考虑太阳光是如何影响的。如果是白天的场景，那么太阳光和蓝天将是最大最主要的光源。如果是夜晚的场景，那么还要考虑人工光是如何影响的。以2017年奥斯卡最佳动画影片《疯狂动物城》中的场景为例（如图1）这个场景处于室外，因此最大的光源来自于太阳，颜色倾向来自于天光（即天空），随着太阳西下，整个场景的颜色呈现暗部翻紫的暖色调；光线柔和亮度不高；远处的山川因空间景深，光线更加柔和以突出前景的雪山和城市。城市和山峦的暗部由反射光来决定明暗和色彩倾向。

2.光影平衡

有了光线就会存在影子，影子突出了物体的重量感、真实性以及立体结构。借助于阴影，我们能更好的判断出物体所在位置、物体的大小等客观属性（如图2）。这两组物体相同，受到的光照一致，但明显左边的场景中，观众更容易接受这些物体具有重量、位于何处。同时，阴影还起到渲染气氛、增加构图趣味、提高艺术审美性等优点。我们在设置三维场景光线时，需要合理利用影子为场景增加真实性以及艺术性。

3.光线角度

根据光线的照射方向不同，光线分为正面光、侧光、逆光、顶光、脚光这几种。随着光线角度不同，会对场景氛围产生不一样的作用。正面光使投影隐藏于场景物体背后，因此会弱化物体的结构；侧面光是最长用到的角度，因为其能满足场景要求的光线强度的同时，又能得到强化结构的投影，并能根据侧方位的角度不同而获得富有艺术趣味的投影。逆光是一种从物体背后穿出的光线，它往往勾勒物体轮廓，形成前暗后亮的神秘的艺术氛围。顶光与脚光较前几类光照角度使用频率少，因为顶光使照射物体只有顶部最亮，营造了一种不安的氛围；而脚光只照亮物体的下方，营造的也是负面情绪氛围。所以这两者很少使用。

二、灯光的类型

在3dsmax中，灯光系统有三套，分别是标准灯光、光度学灯光以及vray灯光（这种灯光系统只有安装了vray渲染器才会出现）。最常用的灯光是标准灯光中的聚光灯，用于表现某种光源明确照射范围较小的光；平行光，用于模拟太阳光；vray灯光中的vray光源，经常用于补充室内光线不足的情况；vray太阳，常用于模拟太阳光。这些灯光中，vray太陽最常用到，因为它可以模拟一天从早到夕阳的天空亮度，同时还带有天空的色彩倾向。

三、镜头效果

当我们布置好场景的光线后，需要进一步利用镜头效果“欺骗”观众，让观众以为这些场景是用真实的摄影摄像设备进行拍摄的。要想达到这种“真实的镜头感”最直接最简单的方法就是添加胶片颗粒效果。此外，还可以模拟胶片的刮痕、线条等人工痕迹。

以上即三维场景灯光在设计以及制作中主要涉及的三大方面。endprint