走進三維動畫之maya燈光

劉華

摘 要 三維動畫中燈光與材質在整個片子質量當中占著非常大的比重。一個畫面的質量全靠著調燈光與材質來表現(xiàn)，要想用燈光與材質表現(xiàn)高質量的畫面就需要深入了解燈光基礎知識和熟練掌握三維軟件。本文通過深入挖掘燈光與材質的理論知識再融會貫通運用到Maya軟件當中。只有如此，才能渲染出更精美、更好的畫面可以為今后在制作三維動畫打下扎實的基礎。

關鍵詞 三維動畫；燈光與材質；渲染畫面

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）181-0037-02

隨著中國三維動畫的興起，國內三維動畫公司對三維動畫片質量的要求也逐漸提高?！洞笫w來》《小門神》等三維動畫片的出爐表明國人已經(jīng)開始投入資金來制作高品質動畫。

在這些影片中燈光與材質等元素占了非常重要的比重。深入挖掘燈光與材質的理論知識在融會貫通到Maya軟件當中尤為重要。

本文將通過案例來深入了解在Maya軟件中燈光與材質的制作。

1 在三維動畫中燈光的理論基礎尤為重要

在三維動畫制作中如果場景想要一個好的效果那必須有一個好的布光。燈光在場景中起到了照明、烘托場景氛圍、表現(xiàn)物體材質等作用。所以一個好的布光決定了整個場景的質量。那么了解燈光的基礎知識就尤為重要了。

本文先從燈光的基礎原理說起。從科學角度講，燈光就是電磁放射。可以把燈光簡化為一種能量的放射。燈光的吸收是根據(jù)物體表面顏色的不同，物體表面是紅色則只有紅顏色光線被反射了，而其它顏色的燈光則被物體吸收了。物體表面是黑色則所有燈光都被吸收。燈光的漫反射，是指投射在物體表面上的光向四面八方散射的現(xiàn)象。漫反射實際就是反射物體表面的現(xiàn)象。

有時，發(fā)生漫反射的表面看起來是很光滑的。漫反射是光線與物質相互作用的產(chǎn)物。漫反射是大面積的散射。這也就是為什么平整表面的輪廓陰影總是很柔和的原因。燈光的鏡面反射又稱為直接反射，是與鏡面相關的一種對光的反射：照射到物體表面上的光束以相同的角度反射回原來的介質，并形成可以辨認的映像。有些表面表現(xiàn)出一定程度的直接反射。而有些表現(xiàn)出的則是漫反射和鏡面反射的結合，綜上所述就是燈光的一些理論基礎。只有了解了燈光的理論基礎理解燈光的各個參數(shù)才能更好的去研究在三維動畫中的布光方式，只有有一個好的布光方式才能在三維軟件上實現(xiàn)出好的場景效果。

2 在三維動畫制作中maya軟件非常關鍵

現(xiàn)如今三維動畫制作大部分都在使用maya軟件進行中期制作。一部好的動畫片不僅依靠扎實的基礎還要有豐富的軟件經(jīng)驗才能制作出來。軟件的操作在三維動畫制作中起了決定性的作用。

maya是一款非常優(yōu)秀的三維動畫制作軟件。它現(xiàn)在采用主流的基于物理算法的電影級別渲染引擎Arnold渲染器。這款渲染器在模型屬性、材質屬性、燈光屬性上都單獨設有操作面板讓用戶使用起來更方便。在maya中常用的燈光有3種不同類型的燈光。

1）平行光完全采取平行照射，特點是沒有焦距的變化，通常用于室外場景，用來模擬太陽與月光，形成日光的陰影效果。例如動畫電影《小門神》中開頭的一個清晨的室外場景就采用的maya中的平行光來照明的。這個場景的平行光色溫在6000左右偏冷的光源來模擬清晨的太陽光。動畫電影《瘋狂原始人》中也是開頭的一個室外場景，也是采用maya中的平行光來實現(xiàn)的照明。這個場景色溫偏暖來模擬室外午時的太陽光，起到了照亮整個場景而且烘托場景氣氛的作用。動畫電影《瘋狂動物城》中開頭中的一個室外場景也同樣采用的maya中的平行光。這個場景中的平行光起到了模擬太陽光把整個場景照亮。

總之，幾乎每個動畫電影中室外的場景都用到了maya中的平行光來照明整個場景。應為這種光的特性就是模擬的現(xiàn)實中的太陽光。使用平行光時要注意燈光的色溫，因為在現(xiàn)實中太陽光在一天當中也是根據(jù)時間角度的變換色溫值隨之變換。

2）聚光燈具有方向性，可以以一定的角度向外擴散，用來模擬車燈、臺燈、室外燈，形成燈光霧的效果。例如動畫電影《小門神》影片開頭中的一個場景。這個場景中的騎車前燈就是采用maya中的聚光燈來實現(xiàn)的。燈光采用的暖光源來模擬真實汽車前面的前燈的光源色溫。動畫電影《瘋狂動物城》影片中開頭的一個場景。這個場景中背影照明與人物照明都是采用的maya中的聚光燈來實現(xiàn)的。背景右上方的這束聚光燈豐富了整個畫面的層次感。人物的照明也是聚光燈實現(xiàn)出來的，體現(xiàn)出了舞臺喜劇性的效果。動畫電影《怪獸大學》影片中的這個場景也是采用的maya中的聚光燈。這個場景中的人物照明就是聚光燈來實現(xiàn)的，體現(xiàn)出了人物的體積感和人物的皮膚質感，烘托出場景的氣氛。

總之，在動畫電影中聚光燈的應用是非常普遍的。既能起到場景照明的作用也能起到物體照明和人物照明的作用。應用好聚光燈能模擬出各種各樣的場景氛圍。

3 結合燈光基礎與maya軟件來制作一個產(chǎn)品

筆者結合燈光基礎與原理與maya軟件制作了一款咖啡機，在制作這個項目中遇到了好多問題。例如：咖啡機的質感表現(xiàn)不好、燈光過多導致渲染時間過長等問題。遇到的這些問題最終的解決辦法就是結合燈光的基礎知識和maya軟件操作經(jīng)驗來解決的。以下是筆者對這款咖啡機布光制作流程的分析。

這款咖啡效果圖采用的是maya2017來制作的。建完模型之后，就是燈光的制作了。起初先給咖啡機訂了一下位，它屬于產(chǎn)品級的動畫，像類似于這種動畫要求質量非常高。燈光的布光方法筆者采用了影棚產(chǎn)品布光常用的方法。左側一個面光源，這個面光源的色溫設置成了暖光源。右側一個面光源，這個面光源的色溫設置成冷光源。頂部一個面光源，這個面光源設置屬于正常光源。之后筆者設置了一個環(huán)境包裹給了一個HDR貼圖。例如倫勃朗式布光：倫勃朗式世界著名的荷蘭畫家。倫勃朗式用光是一種專門用于拍攝人像的特殊用光技巧。在拍攝時，被攝者臉部陰影一側對著相機，燈光照亮臉部的四分之三。

以這種用光方法拍攝的人像酷似倫勃朗的人物肖像繪畫，因此而得名。在本次項目中就采用了倫勃朗式布光。最終的產(chǎn)品效果?？偣灿昧?5個小時來渲染完成的?？傊诓脊獾姆椒ㄉ嫌性S多方式，要根據(jù)項目需求找一種最適合的方式來做。既能達到項目的質量要求也能節(jié)省渲染時間這樣才是本文研究燈光的基礎知識和maya軟件中的技巧的最終目的。

4 結論

在三維動畫影片制作中燈光是一個非常關鍵的一部，整部影片的色調、氣氛都需要燈光去實現(xiàn)。燈光是制作三維的一個難點，因為燈光即得需要有非常豐富的理論知識也得需要在軟件中的技術支撐。本文結合了自己的一些燈光理論知識和在maya軟件中的一些技巧。

參考文獻

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