Maya真实灯光效果之区域光和体积光教程
来源：cgrealm
作者：admin
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翻译：Jassica倩　　转载于：ＣＧ王国
大家好，欢迎来到MAYA灯光教程的第３部分。在这个教程里，我们会一起来看一下Area Light和Volume Light的使用方法。
Area Light（区域光）
１－同以前一样，我们先建立一盏区域光。
２－放在你喜欢的任何地方。
３－现在打开Use Ray Trace Shadows（使用Ray Trace 阴影）。
４－点渲染。你得到的应和下图相似。你看，阴影有很严重的颗粒感了，所以我们接下来要增加Shadow Ray和Ray Depth Limit来调整一下。
５－现在在灯光的属性里，按你的需要增加Shadow Ray 和 Ray Depth Limit，然后打开渲染设置Window&&Rendering Editors&&Render Settings。打开 Raytracing卷，增加如下图所示的值。
６－选中灯光，然后到它的属性，打开Mental ray卷，确保你的渲染器设的是Mental Ray，并且打开了Global illumination。
现在你应该能看到一些不一样的选项，比如有Use Light Shape 和 Emit Photons。
Use Light Shape（灯光的形状），你能将你的灯光形状改为Disk（圆盘），（Sphere）球体，（Cylinder ）圆柱体，以及用户自定义，所以你就能得到你想要的任何形状。
Emit Photons（发射光子），光子是一些导致场景内非直接反射的小点，在它们衰亡之前，会在物体间不停的反射。
７－好了，我们先来看一下灯光的形状方面，将你场景里的物体复制，然后隔一段距离放置。
８－打开Hypershade。
９－在 Hypershade建立一个Surface Shader 材质，然后在你的工作区里就能看到它。选择你复制的物体，右击新建的Surface Shader 材质，从弹出的菜单中选Assign Material To Selection（将材质赋给选中的物体）。
１０－　还是在Hypershade，双击Surface Shader然后材质属性编辑器会弹出来。如下图所示，调整你的设置。
１１－　然后点渲染，你就能得到如下图的。
１２－选择你的灯光，在 Light Shape里，根据你的场景中物体的需要选择任
一形状。比如，我会选择Sphere，因为我比较熟悉它的使用了。放大灯光以适合你的物体，然后如下图所示调整设置。
１３－点渲染。如你所见，画面太暗了，为什么呢？因为你的物体接收并投影，这是暗的原因。
１４－现在来解决一下这个问题。选中物体，打开属性编辑器，分别取消点选pSphereShape2 和 polySurfaceShape1Cast的 Shadows 和 Receive Shadows。以上的物体名是我自己用的，如果你的不是这样，就按你的做。
１５－现在选择灯光，根据你的场景的大小加强它的强度到３或者４。
１６－现在点渲染，这次你会看到和以往不一样的效果。
１７－打开你的Render Settings 然后点选 Final Gathering卷，在它下面，如下图所示Scale增强的值（以颜色表示）。
１８－在Light Shapes的最终效果图中，我还建立了一个圆柱体和另一盏区域光，将它的形状改为圆柱，并联结到物体上。
现在我们已经结束了Light Shape的介绍，来看一下光子的情况，以下是最终的场景。
１９－关于光子，如果你有自己的场景，你可以用你自己的试试，如果没有，可以下载我的来试试。
建立一盏区域灯然后连接到你的房间的窗户上。
２０－选择区域光并打开属性编辑器，将它的强度设为０，点选Emit Photons，不改变它的默认设置。
２１－在渲染设置里，将你的渲染器设为mental ray，点选Global Illumination然后加强Ray Tracing的值。
２２－在Global Illum Photons，如下图所示加强它的值，或者加到你的电脑所能承受的极限。因为这个值越大，你的渲染会越慢。所以尽量找到一个平衡点。这个设置只有在你打开了 Global Illumination才有效。
２３－设置好了以后，点渲染，可以看到这个图有的地方太亮，有的地方照明不够。
２４－试试Photon Intensity（光子强度）的设置。
２５－点渲染，你能看到效果已经好多了。
２６－打开渲染设置下的Final gathering，点渲染。现在我们得到一个和以前的比起来好太多的效果。在这个教程的练习部分，我会告诉你怎么用这样的技术对一个室内环境进行照明。
这个图有点锯齿状的毛病，因为我忘记加强Anti-Aliasing （消锯齿）的值。
我们这里介绍了区域光，接下来我们来看看最后一项－－体积光。
体积光Volume Light
１－建立一盏体积灯Volume Light。
２－将它放在场景里。
３－将它放到覆盖整个场景。
４－点渲染，你会看到结果很暗。来调整一下这个问题。
５－增强灯光强度到５或者６，灯光形状（Light Shape）设成 Sphere，将Interpolation设为Smooth（光滑），Volume Light Dir设成outward，这将会使灯光会从内向外，而且会很直。 Arc是你灯光的角度，比如360是最高,180是一半等等。
Color Range （颜色变化范围），设置前，它会发出两种不同颜色的光，从白到黑。
６－同样的，点Ray Trace Shadows。
７－点渲染，现在看起来好些了，但有点暗。
８－加强灯光强度，然后改变一下颜色。
９－点渲染，看起来很好，但还是有点暗。
１０－在渲染设置里，点Final Gathering，值加强到１。
１１－以下就是最终效果，看起来好多了吧？
Congratulations guys, you've successfully completed the lights tutorial. In the next part of this tutorial series, we will learn how to light up an interior scene with nifty looking sunlight casting from windows to inside of a room.
This concludes the third part of the tutorials, I hope you've enjoyed doing them.
If you still have any comments, feedback, suggestions, or questions, please feel free to write me at aziz3d(at)clubsrk(dot)com.
好了，你已经结束了灯光部分的教程。希望这个教程对你有所帮助，谢谢！
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本教程完！
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阴影颜色(Shadow Color) & & & &阴影颜色是由灯光产生的。使用有色阴影可以模拟由透明有色曲面（如有色玻璃）产生的阴影。默认设置为黑色。 & & & & & & & & & 您还可以将纹理映射到阴影以创建所需的效果。以下示例显示了已映射到聚光灯“阴影颜色”(Shadow Color)的棋盘格纹理。 & & & & & & & & &
& & & & & & & & &如果决定映射有色纹理（如以下示例中的灰泥纹理），请将纹理的颜色更改为黑色和白色（若需要）。 & & & & & & & & & & 深度贴图阴影属性(Depth Map Shadow Attributes)
“深度贴图阴影属性”(Depth Map Shadow Attributes)控制由灯光产生的深度贴图阴影的外观。 有关深度贴图阴影的详细信息，请参见深度贴图阴影。 使用深度贴图阴影(Use Depth Map Shadows)
& & & & 如果“使用深度贴图阴影”(Use Depth Map Shadows)处于启用状态，则灯光会产生深度贴图阴影。默认情况下，“使用深度贴图阴影”(Use Depth Map Shadows)处于禁用状态。 & & & & & & & & & & &分辨率(Resolution)
& & & &灯光的阴影深度贴图的分辨率。 & & & & & & & & & & &如果“分辨率”(Resolution)太低，阴影边缘将锯齿化或像素化。增加“分辨率”(Resolution)也会增加渲染时间，因此需将其设定为产生可接受质量的阴影时所需的最低值。 & & & & & & & & & & &作为起点，将“分辨率”(Resolution)设定为渲染分辨率。如果灯光在动画期间移动，可能需要增加“分辨率”(Resolution)以避免出现闪烁阴影。滑块范围介于 16 到 8192 之间。默认值为 512。 & & & & & & & & & & &使用中间距离(Use Mid Dist)
& & & 如果禁用，Maya 会为深度贴图中的每个像素计算灯光与最近阴影投射曲面之间的距离。如果灯光与另一个阴影投射曲面之间的距离大于深度贴图距离，则该曲面位于阴影中。 & & & & & & & & & & &注意如果“使用中间距离”(Use Mid Dist)处于禁用状态，则照明的阴影投射曲面上可能会出现暗斑或条纹，这是因为灯光与曲面之间的距离大于存储的深度值，从而使曲面位于阴影中的缘故。此类伪影是由于某些深度贴图的分辨率有限而导致的，对于弯曲的曲面或由不垂直于曲面的光线所照明的曲面，可能特别明显。 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &深度贴图中的像素会被强制与场景的大片区域近似。尽管可以通过增加“分辨率”(Resolution)来减少这种效果，但这样只会使问题变小。这样还会增加渲染时间。更好的解决方法是启用“使用中间距离”(Use Mid Dist)。 & & & & & & & & & & & & & &如果启用，则对于深度贴图中的每个像素，Maya 都会计算灯光与最近阴影投射曲面之间的距离以及灯光与下一个最近阴影投射曲面之间的距离，然后求二者的平均值。 & & & & & & & & & & &如果灯光与另一个阴影投射曲面之间的距离大于深度贴图距离，则该曲面位于阴影中。默认情况下，“使用中间距离”(Use Mid Dist)处于启用状态。 & & & & & & & & & & &注意 & & & & & & & & & & & & & &如果“使用中间距离”(Use Mid Dist)处于启用状态，则 Maya 只计算两个阴影投射曲面（即启用“投射阴影”(Casts Shadows)属性的曲面）之间的中间距离。 & & & & & & & & & & & & & &使用自动聚焦(Use Auto Focus)
&如果启用，Maya 会自动缩放深度贴图，使其仅填充灯光所照明的区域中包含阴影投射对象的区域。 & & & & & & & & & & &例如，如果阴影投射对象仅位于聚光灯束的中心，则深度贴图仅覆盖那些对象所占据的区域。因为“分辨率”(Resolution)是绝对分辨率（即像素数，而非每英寸像素数），所以有效地减小深度贴图的大小会增加深度贴图的分辨率和阴影的质量，而不会增加渲染时间。 & & & & & & & & & & &如果禁用，可以使用“聚焦”(Focus)属性（针对点光源和聚光灯）或“宽度聚焦”(Width Focus)属性（针对平行光）在灯光照明的区域内手动缩放深度贴图。默认情况下“使用自动聚焦”(Use Auto Focus)处于启用状态。 & & & & & & & & & & &聚焦(Focus)、宽度聚焦(Width Focus) &用于在灯光照明的区域内缩放深度贴图的角度（“聚焦”(Focus)）或宽度（“宽度聚焦”(Width Focus)）。（可以通过启用“使用自动聚焦”(Use Auto Focus)自动缩放深度贴图。） & & & & & & & & & & &因为“分辨率”(Resolution)是绝对分辨率（即像素数，而非每英寸像素数），所以有效地减小深度贴图的大小会增加深度贴图的分辨率和阴影的质量，而不会增加渲染时间。 & & & & & & & & & & &当“使用自动聚焦”(Use Auto Focus)处于禁用状态时，“聚焦”(Focus)仅适用于点光源和聚光灯。滑块范围介于 0 到 360 之间。默认值为 90。 & & & & & & & & & & &当“使用自动聚焦”(Use Auto Focus)处于禁用状态时，“宽度聚焦”(Width Focus)仅适用于平行光。有效范围为 0 到无限。默认值为 100。 & & & & & & & & & & &使用灯光位置(Use Light Position) “使用灯光位置”(Use Light Position)仅适用于平行光。如果启用，仅平行光的图标前端的对象被照明并投射阴影。如果禁用，则平行光的图标前端和后端的对象均被照明并投射阴影。 & & & & & & & & & & &“使用灯光位置”(Use Light Position)仅适用于平行光。默认情况下，“使用灯光位置”(Use Light Position)处于禁用状态。 & & & & & & & & & & &过滤器大小(Filter Size)
& &控制阴影边的柔和度。（阴影边的柔和度还会受阴影大小和“分辨率”(Resolution)的影响。）增加“过滤器大小”(Filter Size)也会增加渲染时间，因此需将其设定为产生可接受质量的阴影时所需的最低值。通常，“过滤器大小”(Filter Size)为 3 或更少便已足够。有效范围为 0 到无限。滑块范围为 0 到 5。默认值为 1。 & & & & & & & & & & &提示 & & & & & & & & & & & & & &如果需要非常柔和的阴影，请使用低深度贴图分辨率，然后调整该设置。 & & & & & & & & & & & & & &偏移(Bias)
& 深度贴图移向或远离灯光的偏移。仅当遇到以下问题且无法通过调整其他属性来解决这些问题时，才调整“偏移”(Bias)： & & & & & & & & & & &如果所照明的曲面上出现暗斑或条纹，请逐渐增加“偏移”(Bias)值，直到斑点或条纹消失。 & & & & & & & &如果阴影似乎要从阴影投射曲面分离，请逐渐减小“偏移”(Bias)值，直到阴影显示正确。 & & & & & & & &滑块范围介于 0 到 1 之间，但可以输入更大的值。默认值是 0.001。 &雾阴影强度(Fog Shadow Intensity) 控制出现在灯光雾中的阴影的黑暗度。有效范围为 1 到 10。默认值为 1。 & & & & & & & & & & &雾阴影采样(Fog Shadow Samples)
& & & 控制出现在灯光雾中的阴影的粒度。增加“雾阴影采样”(Fog Shadows Samples)时也会增加渲染时间，因此需将其设定为产生可接受质量的阴影时所需的最低值。从非常窄的对象投射到灯光雾的阴影可能会在动画期间发生偏移。在该情况下，应增加“体积阴影采样”(Vol Shadow Samples)的值。默认值为 20。 & & & & & & & & & & &基于磁盘的深度贴图(Disk Based Dmaps) & & & & & & & &通过该选项，可以将灯光的深度贴图保存到磁盘，并在后续渲染过程中重用它们。通过将深度贴图保存到磁盘并稍后重用它们，可以减少渲染场景所花费的时间（请参见重用深度贴图）。深度贴图保存在 renderDate/depth 目录中。 & & & & & & & &禁用(Off) Maya 会在渲染过程中创建新的深度贴图。Maya 不会从磁盘中读取深度贴图。Maya 不会将深度贴图保存到磁盘。 覆盖现有深度贴图(Overwrite Existing Dmap(s)) Maya 会创建新的深度贴图，并将其保存到磁盘。如果磁盘上已经存在深度贴图，Maya 会覆盖这些深度贴图。 当将贴图写入磁盘时，会获得两个深度贴图：其中一个是第一个阴影投射曲面，另一个是第二个阴影投射曲面。 重用现有深度贴图(Reuse Existing Dmap(s)) Maya 会进行检查以确定深度贴图是否在先前已保存到磁盘。如果已保存到磁盘，Maya 会使用这些深度贴图，而不是创建新的深度贴图。如果未保存到磁盘，Maya 会创建新的深度贴图然后将其保存到磁盘。 提示 & & & & & & & & & & & & & & & 如果要将深度贴图保存到磁盘，请偶尔检查 renderDate/depth 目录，然后删除任何不需要的深度贴图文件。 & & & & & & & & & & & & & & & 阴影贴图文件名(Shadow Map File Name) Maya 保存到磁盘的深度贴图文件的名称。深度贴图的名称也可能包括场景名（如果“添加场景名称”(Add Scene Name)处于启用状态）、灯光名（如果“添加灯光名称”(Add Light Name)处于启用状态）以及帧扩展名（如果“添加帧扩展名”(Add Frame Ext)处于启用状态）。仅当“基于磁盘的深度贴图”(Disk Based Dmaps)设定为“覆盖现有深度贴图”(Overwrite Existing Dmap(s))或“重用现有深度贴图”(Reuse Existing Dmap(s))时，“阴影贴图文件名”(Shadow Map File Name)才可用。深度贴图保存在 renderDate/depth 目录中。默认的深度贴图名称为 depthmap。 & & & & & & & & & & &添加场景名称(Add Scene Name)
& & 将场景名添加到 Maya 保存到磁盘的深度贴图文件的名称中。默认情况下，“添加场景名称”(Add Scene Name)处于禁用状态。 & & & & & & & & & & &添加灯光名称(Add Light Name)
& & & &将灯光名添加到 Maya 保存到磁盘的深度贴图文件的名称中。默认情况下，“添加灯光名称”(Add Light Name)处于启用状态。 & & & & & & & & & & &添加帧扩展名(Add Frame Ext)
& & &如果启用，Maya 会为每个帧保存一个深度贴图，然后将帧扩展名添加到深度贴图文件的名称中。如果禁用，Maya 会为整个动画保存一个深度贴图文件，但不会将帧扩展名添加到深度贴图文件的名称中。默认情况下，“添加帧扩展名”(Add Frame Ext)处于禁用状态。 & & & & & & & & & & &使用宏(Use Macro)
& & 仅当“基于磁盘的深度贴图”设定为“重用现有深度贴图”时才可用。它是指宏脚本的路径和名称，Maya 会运行该宏脚本以在从磁盘中读取深度贴图时更新该深度贴图。“添加使用宏”(Add Use Macro)主要用于疑难解答。 & & & & & & & & & & &宏会获取有关在磁盘上创建或处理深度贴图的所有信息。以下示例是以 Perl 形式编写的。宏会后期处理或创建贴图。可以修改或创建任意宽度或高度的贴图。Maya 会查找在 IFF Z 深度贴图文件中指定的大小然后使用它们。每次要从磁盘中读取贴图时，都会调用宏。例如，对于点光源（最多可以使用六个贴图），可能会多次调用贴图。 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 对参数进行命名，以便可以轻松地添加新的参数。Maya 当前提供给脚本的参数为： & & & & & & & & & & &mapname=FullPathMapName,middistmapname=FullPathMidDistMapName,lightname=LightShapeNameUsed,pathname=ShadowMapPathUsed,readanimextname=RedExtUsed,curranimextname=CurrExt,lastdumpanimextname=lastExtDumped,bias=biasValuePerl 脚本宏的示例如下所示： #!/bin/perl# # Example of a callback macro called before reading shadow maps from disk ## # One argument with fields separated by '&'# each field being 'variableName=variableValue## Creates a vartab hash table out of the ARGV[0] argument## print &------------------&,$ARGV[0],&------------------&;if( $#ARGV == 0 ){@fields = split( /,/, $ARGV[0] );$nbfields = $#fields + 1;foreach $field( @fields ){@varvalue = split( /=/, $field );$vartab{$varvalue[0]} = $varvalue[1];}$mapname = $vartab{&mapname&};$middistmapname = $vartab{&middistmapname&};$lightname = $vartab{&lightname&};$pathname = $vartab{&pathname&};$readanimextname = $vartab{&readanimextname&};$curranimextname = $vartab{&curranimextname&};$lastdumpanimextname = $vartab{&lastdumpanimextname&};$bias = $vartab{&bias&};print &mapname = &,$mapname,&&;print &middistmapname = &,$middistmapname,&&;print &lightname = &,$lightname,&&;print &pathname = &,$pathname,&&;print &readanimextname = &,$readanimextname,&&;print &curranimextname = &,$curranimextname,&&;print &lastdumpanimextname = &,$lastdumpanimextname,&&;print &bias = &,$bias,&&;## List the shadow map files to be postprocessed#print &&;if ( -e $mapname ) {print &PostProcess shadow depth map file &,$mapname,&&;}if ( -e $middistmapname ) {print &PostProcess shadow depth map file &,$middistmapname,&&;}## return 0 to confirm everything is ok#exit 0;}仅使用单一深度贴图(Use Only Single Dmap)
& & & &仅适用于聚光灯。 & & & & & & & & & & &如果启用，Maya 会为聚光灯生成单一深度贴图。如果“圆锥体角度”(Cone Angle)小于 90，则使用单一深度贴图便已足够，但如果“圆锥体角度”(Cone Angle)较大，“分辨率”(Resolution)可能不足以产生高质量的阴影（阴影边可能出项锯齿化）。如果“圆锥体角度”(Cone Angle)较大，请禁用“仅使用单一深度贴图”(Use Only Single Dmap)。默认情况下，“仅使用单一深度贴图”(Use Only Single Dmap)处于启用状态。 & & & & & & & & & & &如果禁用，Maya 会为聚光灯生成最多五个独立的深度贴图。每个深度贴图将沿着以下六种可能的方向之一从灯光处开始延伸：X 轴正方向或负方向、Y 轴正方向或负方向以及 Z 轴正方向或负方向。每个深度贴图的分辨率为“分辨率”(Resolution)。 & & & & & & & & & & &即使“圆锥体角度”(Cone Angle)较大，聚光灯还是会产生高质量的阴影。因为 Maya 会为灯光生成多个深度贴图，所以渲染时间也会增加。但是，您可以通过启用或禁用“使用 XYZ+- 深度贴图”属性来控制由 Maya 生成的深度贴图的数量和方向。 & & & & & & & & & & &使用 X+ 深度贴图(Use X+ Dmap)、使用 Y+ 深度贴图(Use Y+ Dmap)、使用 Z+ 深度贴图(Use Z+ Dmap)、使用 X- 深度贴图(Use X- Dmap)、使用 Y- 深度贴图(Use Y- Dmap)、使用 Z- 深度贴图(Use Z- Dmap) & &这些属性仅适用于聚光灯（如果“仅使用单一深度贴图”处于禁用状态）和点光源。所有属性的默认设置处于启用状态。 & & & & & & & & & & &控制 Maya 为灯光生成的深度贴图的数量和方向。例如，如果“X+ 深度贴图”处于启用状态，则 Maya 会沿着 X 轴正方向为灯光生成深度贴图。 & & & & & & & & & & &对于聚光灯，Maya 最多可以生成五个深度贴图，而对于点光源，最多可以生成六个深度贴图。但是，通常只需要灯光沿着几个特定方向投射阴影。通过在某些方向禁用深度贴图，可帮助减少渲染时间。例如，如果在场景的顶部存在某个点光源，并且所有阴影投射对象都位于该光源下方，则可以禁用“使用 Y+ 深度贴图”(Use Y+ Dmap)（假设场景使用 Y 轴向上坐标系统），因此 Maya 不会在 Y 轴正方向（向上）生成深度贴图。 & & & & & & & & & & &光线跟踪阴影属性(Raytrace Shadow Attributes) 控制由灯光生成的光线跟踪阴影的外观。 有关光线跟踪阴影的详细信息，请参见光线跟踪阴影。 使用光线跟踪阴影(Use Ray Trace Shadows) & & & & 如果启用，灯光会在光线跟踪场景时（即“光线跟踪”(Raytracing)在“渲染设置”(Render Settings)窗口中处于启用状态时）生成光线跟踪阴影。默认情况下，“使用光线跟踪阴影”(Use Ray Trace Shadows)处于禁用状态。 & & & & & & & & & & &阴影半径(Shadow Radius)、灯光半径(Light Radius)、灯光角度(Light Angle) & & & & & 通过对灯光的大小（“阴影半径”(Shadow Radius)或“灯光半径”(Light Radius)）或角度（“灯光角度”(Light Angle)）进行设置来控制阴影边的柔和度。例如，较大灯光所产生的阴影比较小灯光所产生的阴影柔和。灯光半径也用于灯光辉光，以确定是否遮挡/可见（针对点光源和聚光灯）。 & & & & & & & & & & &“阴影半径”(Shadow Radius)属性仅适用于环境光。 & & & & & & & & & & &“灯光半径”(Light Radius)属性仅适用于点光源、体积光和聚光灯。滑块范围介于 0（硬阴影）到 1（软阴影）之间。默认值为 0。 & & & & & & & & & & &“灯光角度”(Light Angle)属性仅适用于平行光和体积光。滑块范围介于 0（硬阴影）到 180（软阴影）之间。默认值为 0。 & & & & & & & & & & &阴影光线数(Shadow Rays)
& & & & 控制软阴影边的粒度。增加“阴影光线数”(Shadow Rays)的数量也会增加渲染时间，因此需将其设定为产生可接受结果的阴影时所需的最低值。滑块范围介于 1 到 40 之间。默认设置为 1。 & & & & & & & & & & &光线深度限制(Ray Depth Limit)
& & & &光线深度指定可以反射和/或折射光线但仍然导致对象投射阴影的最长时间。在这些点之间（光线会改变方向）的透明对象将不会对光线的终止造成影响。这可以通过示例进行最佳的视觉演示，在该示例中，光线跟踪阴影在地平面和反射面上均可见。如果将光线深度设定为 1，则阴影仅在地平面上可见。如果将光线深度设定为 & & & & & & & & & & & &2，则阴影在地平面和反射平面上均可见。 & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & &
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