【文章內容簡介】 關于光域網 關于光域網的論述 光域網編輯器參數詳解 如何建立光域網 69 ? LightScape使用光域網描述光照強度分布，可以在應用過程中創(chuàng)建這種分布，也可從各種標準光源設備的 IES文件格式中輸入， LightScape支持的三種光源類型（點、線型、和面光源）都可以定義這種分布。生產廠家提供的 IES文件可被直接載入到光源的光照屬性中。并可以使用光域網編輯器編輯它。 70 關于光域網的論述 ? 為了描述從光源發(fā)射的光沿各個方向上的分布，光源被近似成一個放在光域網中心的點光源。使用近似方法可描述光強分布各個方向上的變化特性。我們只要給定光源一些水平方向和垂直方向的強度，則系統(tǒng)能夠通過插值計算出沿任意方向的光強度。 ? 類似的表示方法被廣泛應用于光學工業(yè)上，用來描述光源設備的光學特性，照明設備公司通常使用這些數據在光照分析程序中使設計專業(yè)化。 ? 這些數據通常使用測角圖表示，測角可直觀地描述光源光照強度如何隨垂直角度變化。然而，水平角度卻是固定的，除非分布是軸對稱的，否則可能需要更多的測角圖以完整描述分布情況。 71 光域網編輯器參數詳解 ? 據實際的需要，光學廠家提供了不同的光域網文件，不同的光域網文件其投射方式不同，供我們將其載入到 LightScape 。成千上萬的光域網文件讓我們目不瑕接，我們在實際應用中，可以選擇合適的光域網文件來模擬現實當中不同的燈具。 載入到 LightScape 72 ? 在菜單中選擇 【 燈光 】 → 【 光域網 】 可打開光域網編輯器，光強度分布的坐標系統(tǒng)顯示在圖形窗口，光能分布由一個水平角度為 0度，端點為一個白色控制點的白色弧線表示，如圖所示。 73 ? 除了指定一個光源的光學特性外，你還能夠在光源處理控制中規(guī)定光能傳遞過程中光源的工作方式。可在燈光面板中右擊燈光，選擇 【 光源處理 】 即可打開“光源處理”對話框，如圖所示。 74 ? 通過“光源處理”對話框，你可以控制以下處理參數： （ Cast Shadows）可以決定選中的光源是否 投射陰影。如果將光源設為不投射陰影，此光源的光線會分 配給其路徑上的每個表面，好像光源沒有被表面遮擋一樣。 （ Store Direct Illumination）可以通過 關閉這個選項不顯示選中光源的直接光照影響。系統(tǒng)會計算 這個光源，但只用它來生成間接光線。簡要的說，只僅用于 漫反射光照模型。如果希望對光源進行光影跟蹤，可以通過 關閉保存直接光照選項來節(jié)省時間。當這個選項被關閉時， LightScape 投射。 （ RayTrace Illumination）此選項 可以設置在進行光影跟蹤時是否重新計算光源的直接光照。 如果希望光影跟蹤直接光照，可將光源設為“不保存直接光 照”。這樣光影跟蹤前就不需要先刪除直接光照，可節(jié)省的時 間。 75 如何建立光域網 1. 在三維軟件里加入光域網 這種創(chuàng)建方法非常方便，當我們在三維軟件給燈光載入光 域網文件后，在這里以 3ds max為例，導出到LightScape ，便可以直接進行光能傳遞了。 2. 在 LightScape加入光域網 如果我們在三維軟件里創(chuàng)建的是用來模擬燈具的圖塊，那 么可以在 LightScape ，然后再載 入光域網文件。 76 ? 首先在圖塊面板中選擇想要轉換為燈光的圖塊，單擊右鍵，選擇 【 定義為光源 】 ，如圖所示。 77 ? 當定義為燈光之后，我們便可以在燈光面板看到剛才所轉換的燈光，但這種燈沒有光域網文件，我們還需要手動載入，可以在“光源屬性編輯”對話框中載入，如圖所示。 78 本章總結 ? 掌握 LightScape ? 掌握 LightScape ? 掌握 LightScape 第 3章 LightScape 80 本章目標 ? 掌握 LightScape ? 掌握與光能傳遞中計算漫反射相關的屬性 ? 掌握與光影跟蹤有關的屬性 ? 掌握 LightScape ? 掌握 LightScape 81 LightScape 什么是 LightScape LightScape 出來的 材質與光能傳遞中計算漫反射相關的屬性 82 什么是 LightScape ? 材質可確定表面外觀，以及光能傳遞處理過程中表面反射光能的數量，如圖所示。 無材質場景 有材質場景 83 ? 材質對表面外觀的定義是由一級局部反射模式參數構成。局部反射模式是對材質與光線相互物理作用的一種模擬。材質中還包括來自于位置紋理和過程紋理的紋理信息，并可設置自發(fā)光，表面看上去像發(fā)射光線。 ? 模型中使用的材質都排列在材質面板中，可通過創(chuàng)建新材質或載入材質庫中預先定義好的材質，在材質面板中添加材質。材質對于求解的結果影響很大，所以在計算最終結果之前，合理定義在大多數表面上使用的材質是非常重要的。 ? 在計算出一個結果、觀察其效果之后還可改變材質。為了更新材質變化引起的任何相互反射，必須繼續(xù)進行光能傳遞處理。如果大面積的表面材質作了改變，最好是重新初始化，重新進行光能傳遞處理。 ? 反射的效果只有進行了光能傳遞處理并使用光影跟蹤生成圖像之后才可以看到。 84 LightScape 通過什么表現出來的 ? 創(chuàng)建一種材質，需要設定一些控制物體表面外觀的材質屬性。在 LightScape 定這些參數，也可以根據材質類型先選擇一種通用模板，再進行具體的參數調整。 ? LightScape 現方式，有些情況下模型只需要指定簡單的貼圖就可以，有些情況下模型需要給其指定反射與折射屬性，這是根據我們現實生活當中物質屬性來定的。 85 ① 顏色（ Color） 顏色可以說是任何對象外觀最基本的屬性，對象外觀不 同的顏色給我們留下了不同的視覺沖擊力。 表現在對象外觀上不同的色調 曖色調 冷色調 86 ② 透明度（ Transparency） 透明度也是我們在日常生活當中所看到對象最基本的屬 性，同一個對象，比如說玻璃，可以有不透明玻璃和透明玻 璃，透明玻璃當中又有透明度不同的玻璃，如圖所示。所以 我們在通過材質表現出一個對象時，也應該考慮其透明屬性。 完全透明 不完全透明 87 ③ 反射率（ Reflection Index） 要想表現出對象真實的物理屬性，反射率這個屬性我們也 不容疏忽。像一些表面比較光滑的對象，我們都應該考慮其 反射值。 無反射 有反射 當然，材質的表現還有很多種，比如說折射率、光滑度等，在后面實例章節(jié)中將會講到。 88 材質與光能傳遞中計算漫反射相關的屬性 ① 顏色 （ Color） 一種材質的表面會反射多少光線？ 亮度值控制著材質的最大反射值，也就是說控制著有多 少光線從面上被反射掉，多少光線被面吸收。要想得到精確 的光能傳遞結果，需要仔細地為每種材質設定反射值。 通 常，金屬材質的反射比非金屬材質的反射值要大，反射范圍 一般從 （粗銅）到 （拋光的銀），而非金屬材質的反 射范圍是從 （煤灰）到 （白紙）。 89 反射值 反射值 對象外觀材質不同的反射值對整個空間的影響不同 90 從這種材質表面反射出的光線顏色會改變多少？ 飽和度（ Saturation）控制著材質對反射光的影響程 度，增大飽和度的值會加深材質的顏色，并且增大這種顏色 對環(huán)境的影響。 應該小心，不要使材質的飽和度過大，飽和度增大后， 從這種材質上反射的光也會帶上這種顏色并影響整個空間。 材質本身的顏色是什么？ 色調（ Hue）則控制著材質本身的顏色。 一種藍色的材質在光譜的藍色部分反射更多的能量，從 而看上去是藍色的，而紅色的材質則在光譜的紅色部分反射 更多的能量，因此看上去是紅色的。 91 可以根據這些問題的答案來設置材料顏色的色調 （ Hue）、飽合度（ Saturation）和亮度值（ Value）三個值 （即 HSV）。 當設定一種顏色時，應當記住，所看到的顏色不僅僅取 決于材質本身的顏色，還取決于照射到這種材質上的光源。 因此，在材質顏色設定框里最終設定的顏色看上去要比計算 好的結果要深一些。不論是在計算的過程中還是計算結束 后，都可以改變材質的顏色。只要需要，可在任何時候進行 顏色的調整。 如果為一個面指定了一個紋理貼圖，紋理的屬性會覆蓋 掉原有的材質顏色。 92 ② 透明度（ Transparency） 透明度決定穿過表面以及從表面反射的光線的多少。材質 的透明程度會影響到燈光的透射量，透明程度越大，穿透的 光子數越多，透明程度越小，穿透的光子數越少，如圖所示。 透明度 30% 透明度 70% 對象外觀材質不同的透明度對整個空間的影響不同 93 LS的材質模板的使用 材質模板對話框 材質模板的類型 94 材質模板對話框 ? 在材質面板中選擇某材質后單擊右鍵或雙擊某材質即可彈出材質屬性編輯對話框。 LightScape 一些常用的材質提供了一些預先定義好的設置?？梢酝ㄟ^選擇合適的模板使用這些預定義好的設置。 95 材質模板的類型 ? LightScape 質模板大體分為兩大類：分別為金屬與非金屬模板。 ① 金屬模板：對于金屬，透明度和折射率是無效的。 金屬模板 96 ② 非金屬模板 LightScape ，一般情況下大多數 材質都是非金屬的，如玻璃、木材等。 非金屬模板 97 LightScape 圖像紋理貼圖 圖像紋理貼圖的可用格式 紋理貼圖的混合模式 紋理貼圖的亮度值 紋理貼圖的過濾方式 98 ? 使用紋理貼圖可改變表面的外觀，使表面的材質看上去更真實。在 LightScape ，可以使用位圖或過程紋理改變材料的顏色，使用紋理貼圖可以使墻看上去是由磚塊組成的或是放置一幅圖畫在墻上，如圖所示。 99 ? 使用過程紋理可使表面法線方向產生變化，給表面添加粗糙或凹凸的效果，如圖所示。 無過程紋理 有過程紋理 100 圖像紋理貼圖 ? LightScape 顏色。如前所述，紋理貼圖不但在顯示最后結果時起作用，在計算光能傳遞時也同樣影響表面的顏色。 101 圖像紋理貼圖的可用格式 ? 對于紋理貼圖， LightScape 式的圖像文件： bmp（ Windows位圖文件格式）、Targe（ TrueVision格式）、 Tiff、 rgb（ Sillon圖形格式）、 jpeg、 gif（ 8位格式）、 eps（ Encapsnlated Postscript）。 ? 這些圖像可以是任意分辨率的，然而高分辨率的圖像在渲染處理時需要更多的內存和時間。 102 紋理貼圖的混合模式 ? 紋理可以以兩種方式影響表面的顏色，一種方式是用紋理的顏色替換原有的顏色，另一種方式是將紋理顏色與原有的顏色進行比例中和。 ? 當取消勾選“混合”選項時，位圖完全替代了材質原有的顏色，對象的表面全部表現為紋理貼圖。 103 ? 當“混合”選項被打開時，當前設置的顏色就同位圖的顏色按一定的比例混合起來，對象的表面表現為材質的漫反射顏色與紋理貼圖的貼圖的混合效果。 104 紋理貼圖的亮度值 ? 這個選項用于改變紋理的亮度值，當紋理在渲染時顯示得太亮或太暗時，可調整此選項。亮度值不僅影響紋理在最終圖像中的亮度，而且會影響光能的反射，在設置此參數時，需要將平均反射控制在合理的范圍內。 亮度值 105 紋理貼圖的過濾方式 ? 作用于紋理的過濾器有兩種不同的類型。當紋理的一個像素覆蓋屏幕上多個像素時，使用擴大（ Magnify）；而當紋理的多個像素覆蓋圖像上一個像素時將使用減小（ Minimize），如圖所示。 106 LightScape LightScape LightScape 107 LightScape 板與關聯菜單 ? 模型中所有可以使用的材質均排列在材質面板中，可以通過創(chuàng)建新材質或從材質庫中載入材質將材質加入到此面板中，如圖所示。 108 ? 在材質面板中選擇材質后，單擊鼠標右鍵會彈出如