章前导读
本章将为读者介绍3ds Max 2010中灯光和摄影机方面的知识。为场景创建灯光，一方面可以照亮场景，另一方面可以烘托气氛，使场景更具真实感；摄影机主要用于观察场景并记录观察视角，以及创建追踪和环游拍摄动画。
5.1基础篇
5.1.1灯光简介和类型
若没有灯光，场景将漆黑一团。为了便于创建场景，3ds Max 2010为用户提供了一种默认的照明方式，它由两盏放置在场景对角线处的泛光灯组成。用户也可以自己为场景创建灯光（此时默认的照明方式会自动关闭）。
3ds Max 2010的“灯光”创建面板中列出了用户可以创建的所有灯光，大致可分为“标准”和“光度学”两类，下面分别介绍一下这两类灯光。
1.标准灯光
标准灯光包括聚光灯、平行光、泛光灯和天光，主要用于模拟家用、办公、舞台、电影和工作中使用的设备灯光以及太阳光。与光度学灯光不同是，标准灯光不具有基于物理的强度值。
聚光灯：聚光灯产生的是从发光点向某一方向照射、照射范围为锥形的灯光，常用于模拟路灯、舞台追光灯等的照射效果。
平行光：同聚光灯不同，平行光产生的是圆形或矩形的平行照射光线，常用来模拟太阳光、探照灯、激光光束等的照射效果。
根据灯光有无目标点，可以将聚光灯分为目标聚光灯和自由聚光灯，将平行光分为目标平行光和自由平行光。目标聚光灯和目标平行光可以分别调整其发光点和目标点，使用时灵活方便；自由聚光灯和自由平行光无目标点，照射范围不容易发生变化，常用于要求有固定照射范围的动画场景。
泛光灯：泛光灯属于点光源，它可以向四周发射均匀的光线，照射范围大，无方向性，常用来照亮场景或模拟灯泡、吊灯等的照射效果。
天光：天光可以从四面八方同时向物体投射光线，还可以产生穹顶灯一样的柔化阴影，缺点是被照射物体的表面无高光效果。常用于模拟日光或室外场景的灯光。
mr区域泛光灯：当使用mentalray渲染器渲染场景时，区域泛光灯从球体或圆柱体体积发射光线，而不是从点源发射光线。
mr区域聚光灯：当使用mentalray渲染器渲染场景时，区域聚光灯从矩形或碟形区域发射光线，而不是从点源发射光线。
2.光度学灯光
光度学灯光不同于标准灯光，它使用光度学（光能）来精确地定义灯光，就像在真实世界一样。您可以设置光度学灯光的分布、强度、色温和其他真实世界灯光的特性，还可以导入照明制造商的特定光度学文件以便设计基于灯光的照明。光度学灯光包括目标灯光、自由灯光和MrSky门户，各灯光的特点如下。
目标灯光：目标灯光具有可以用于指向灯光的目标子对象（目标点），可以选择球形分布、聚光灯分布，以及光度学Web分布等光发散类型。
选择某光度学灯光创建按钮后，可在“常规参数”卷展栏的“灯光分布（类型）”下拉列表中选择其灯光发散方式。若选择“光度学Web”分布类型，则可在出现的“分布（光度学Web）”卷展栏中加载光域网（光度学）文件。
光域网是灯光的一种物理性质，用来确定光在空气中的发散方式。如手电筒会发出一个光束，而台灯发出的光又是另一种形式，这些不同的光发散方式是由灯光的自身特性来决定的，也就是说是由光域网决定的。
在3ds Max中可以利用的卷展栏，为灯光加载各个制造商所提供的光度学数据文件（扩展名为.ies），从而产生与现实生活中相同的光发散效果。
自由灯光：自由灯光不具备目标子对象，同样可以选择球形分布、聚光灯分布以及光度学Web分布等光发散类型。
MrSky门户：MrSky门户聚集由日光系统生成的天光（相对于直射太阳光）。当将Sky门户应用于玻璃门与窗户之类的对象时，这些对象会变成光源，从而使邻近区域（尤其是建筑物内部）依次被照亮。
5.1.2在场景中布光的方法
为场景创建灯光又称“布光”。在动画、摄影和影视制作中，最常用的布光方法是“三点照明法”——创建三盏或三盏以上的灯光，分别作为场景的主光源、辅助光、背景光以及装饰灯光。该布光方法可以照亮物体的几个重要角度，从而明确地表现出场景的主体和所要表达的气氛。此外，为场景布光时需要注意以下几点。
灯光的创建顺序：创建灯光时要有一定的顺序，通常先创建主光源，再创建辅助光，最后创建背景光和装饰灯光。
灯光强度的层次性：设置灯光强度时要有层次性，以体现出场景的明暗分布，通常情况下，主光源强度最大，辅助光次之，背景光和装饰灯光强度较弱。
场景中灯光的数量：场景中灯光的数量宜精不宜多，灯光越多，场景的显示和渲染速度越慢。
下面以一个简单的实例介绍一下3ds Max 2010中灯光的创建方法，以及如何使用三点照明法为场景布光。
Step01打开本书配套光盘“素材与实例”>“第5章”文件夹中的“三点照明.max”文件。
Step02单击“灯光”创建面板“标准”分类中的“目标聚光灯”按钮，然后在前视图中单击并拖动鼠标，到适当位置后释放左键，创建一盏目标聚光灯，作为场景的主光源。
Step03如，使用移动工具在顶视图中调整目标聚光灯发光点的位置，以调整其照射方向；然后参照“修改”面板的“常规参数”、“强度/颜色/衰减”和“聚光灯参数”卷展栏中调整聚光灯的基本参数，完成场景主光源的调整。
主光源是场景的主要照明灯光，光照强度最大，其作用是确定场景中光照的角度和类型，并产生投射阴影。主光源的位置和照射方向由场景要表达的气氛决定，通常情况下，主光源的照射方向与摄影机的观察方向成35°～45°角，且主光源的位置比摄影机图标的位置稍高。
Step04在前视图中选中目标聚光灯的发光点，然后通过移动克隆再复制出一盏目标聚光灯，作为场景的辅助光；再调整辅助光发光点的高度。
Step05在顶视图中继续调整辅助光发光点的位置，以调整其照射方向；然后参照“修改”面板的“常规参数”和“强度/颜色/衰减”卷展栏中调整辅助光的基本参数，完成场景辅助光的调整。
辅助光用于填充主光源的照明遗漏区，使场景中的更多对象可见；还可以降低阴影的对比度，使光亮部分变柔和。辅助光发光点的高度通常比主光源发光点稍低，且照射方向与主光源照射方向成90°角的位置；辅助光与主光源的亮度比通常为1∶3。
Step06单击“灯光”创建面板“标准”灯光分类中的“泛光灯”按钮，然后分别在顶视图中位置单击鼠标，创建两盏泛光灯，作为场景的背景光；再在前视图中调整其高度。
Step07，单击“修改”面板“常规参数”卷展栏“阴影”区中的“排除”按钮，利用打开的“排除/包含”对话框将Ground从泛光灯的照射对象中排除（泛光灯的其他参数使用系统默认即可）。至此就完成了为场景布光的操作。
背景光的作用是通过照亮对象的边缘，将目标对象与背景分开，从而衬托出对象的轮廓形状。
“排除/包含”对话框决定选定的灯光不照亮哪些对象或在无光渲染元素中考虑哪些对象。其各选项的意义如下。
排除/包含：决定灯光（或无光渲染元素）是排除还是包含右侧列表中的对象。
照明：排除或包含对象表面的照明。
阴影投影：排除或包含对象阴影的创建。
二者兼有：排除或包含上述两者。
场景对象：选中左边场景对象列表中的对象，然后使用箭头按钮将它们添加至右面的扩展列表中。
选择集：显示命名选择集列表，可通过从此列表中选择一个选择集来选中在“场景对象”列表中的对象。
5.1.3灯光的基本参数
创建灯光的过程中，需要调整灯光的参数，才能达到最佳照明效果。灯光的参数集中在“常规参数”、“强度/颜色/衰减”、“高级效果”、“阴影参数”和“大气和效果”等卷展栏中，下面分别介绍一下这几个卷展栏。
1.“常规参数”卷展栏
该卷展栏中的参数主要用于更改灯光的类型和设置灯光的阴影产生方式。各重要参数的作用如下：
灯光类型：该区中的参数主要用于切换灯光类型，另外，利用“开启”复选框可以控制灯光效果的开启和关闭，利用“目标”复选框可以设置灯光是否有目标点（复选框右侧的数值为发光点和目标点间的距离）。
阴影：该区中的参数用于设置渲染时是否渲染灯光的阴影，以及阴影的产生方式。下方的“排除”按钮用于设置场景中哪些对象不产生阴影。
2.“强度/颜色/衰减”卷展栏
该卷展栏中的参数主要用于设置灯光的强度、颜色，以及灯光强度随距离的衰减情况。具体如下。
倍增：设置灯光的光照强度，右侧的颜色框用于设置灯光的颜色（当倍增值为负数时，灯光将从场景中吸收光照强度）。
衰退：该区中的参数用于设置灯光强度随距离衰减的情况。衰减类型设为“倒数”时，灯光强度随距离线性衰减；设为“平方反比”时，灯光强度随距离的平方线性衰减；“开始”编辑框用于设置衰减的开始位置（选中“显示”复选框时，在灯光开始衰减的位置以绿色线框进行标记）。
近距衰减：该区中的参数用于设置灯光由远及近衰减（即从衰减的开始位置到结束位置，灯光强度由0增强到设定值）的情况。选中“显示”复选框时，在灯光的光锥中将显示出灯光的近距衰减线框。
远距衰减：该区中的参数用于设置灯光由近及远衰减（即从衰减的开始位置到结束位置，灯光强度由设定值衰减为0）的情况。选中“显示”复选框时，在灯光的光锥中将显示出灯光的远距衰减线框。
3.“阴影参数”卷展栏
该卷展栏中的参数主要用于设置对象和大气的阴影，具体如下。
颜色：单击右侧的颜色框可以设置对象阴影的颜色。
密度：该编辑框用于设置阴影的密度，从而使阴影变暗或者变亮，默认为1。当该值为0时，不产生阴影；当该值为正数时，产生左侧设定颜色的阴影；当该值为负数时，产生与左侧设定颜色相反的阴影。
贴图：单击右侧的“无”按钮可以为阴影指定贴图，指定贴图后，对象阴影的颜色将由贴图取代，常用来模拟复杂透明对象的阴影。为指定棋盘格贴图时茶壶的阴影效果。
灯光影响阴影颜色：选中此复选框，灯光的颜色将会影响阴影的颜色，阴影的颜色为灯光颜色与阴影颜色混合后的颜色。
不透明度：设置大气阴影的不透明度，即阴影的深浅程度。默认为100，取值为0时，大气效果没有阴影。
颜色量：设置大气颜色与阴影颜色混合的程度，默认为100。
4.“高级效果”卷展栏
该卷展栏中的参数主要用来设置灯光对物体表面的影响方式，以及设置投影灯的投影图像，具体如下。
对比度：设置被灯光照射的对象中明暗部分的对比度，取值范围为0~100，默认为0。
柔化漫反射边：设置对象漫反射区域边界的柔和程度，取值范围为0~100，默认为0。
漫反射/高光反射/仅环境光：这三个复选框用于控制是否开启灯光的漫反射、高光反射和环境光效果，以控制灯光照射的对象中是否显示相应的颜色。
当开启灯光“高级效果”卷展栏中的“仅环境光”复选框时，“漫反射”和“高光反射”复选框不可用，灯光照射的对象中只显示环境光，无漫反射颜色和高光效果。
投影贴图：该区中的参数用于为聚光灯设置投影贴图，为右侧的“无”按钮指定贴图后，灯光照射到的位置将显示出该贴图图像。该功能常用来模拟放映机的投射光、透过彩色玻璃的光和舞厅的灯光等。
5.“大气和效果”卷展栏
该卷展栏主要用于为灯光添加或删除大气效果和渲染特效。单击卷展栏中的“添加”按钮，在打开的“添加大气或效果”对话框中选中“体积光”项，然后单击“确定”按钮，即可为灯光添加体积光大气效果。
单击卷展栏中的“删除”按钮可删除选中的大气效果；单击“设置”按钮可打开“环境和效果”对话框，利用该对话框中的参数可调整大气效果。
5.1.4使用摄影机
在制作三维动画时，一方面可以利用摄影机的透视功能观察物体内部的景物；另一方面可以利用摄影机记录场景的观察效果；此外，使用摄影机还可以非常方便地创建追踪和环游拍摄动画，以及模拟现实中的摄影特效。
使用摄影机视口可以调整摄影机，就好像您正在通过其镜头进行观看，这对于编辑几何体和设置渲染的场景非常有用。
下面我们介绍一下3ds Max中摄影机的类型，以及创建摄影机和设置其参数的方法。
1.摄影机类型
3ds Max 2010为用户提供了两种摄影机：自由摄影机和目标摄影机。这两种摄影机具有不同的特点和用途，具体如下。
目标摄影机：该摄影机类似于灯光中带有目标点的灯光，它由摄影机图标、目标点和观察区三部分构成。使用时，用户可分别调整摄影机图标和目标点的位置，容易定位，适合拍摄静止画面、追踪跟随动画等大多数场景。其缺点是，当摄影机图标无限接近目标点或处于目标点正上方和正下方时，摄影机将发生翻转，拍摄画面不稳定。