劉華

摘 要 三維動(dòng)畫中燈光與材質(zhì)在整個(gè)片子質(zhì)量當(dāng)中占著非常大的比重。一個(gè)畫面的質(zhì)量全靠著調(diào)燈光與材質(zhì)來表現(xiàn)，要想用燈光與材質(zhì)表現(xiàn)高質(zhì)量的畫面就需要深入了解燈光基礎(chǔ)知識和熟練掌握三維軟件。本文通過深入挖掘燈光與材質(zhì)的理論知識再融會(huì)貫通運(yùn)用到Maya軟件當(dāng)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(dòng)畫打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 三維動(dòng)畫；燈光與材質(zhì)；渲染畫面

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

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

在這些影片中燈光與材質(zhì)等元素占了非常重要的比重。深入挖掘燈光與材質(zhì)的理論知識在融會(huì)貫通到Maya軟件當(dāng)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(zhì)的制作。

1 在三維動(dòng)畫中燈光的理論基礎(chǔ)尤為重要

在三維動(dòng)畫制作中如果場景想要一個(gè)好的效果那必須有一個(gè)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(zhì)等作用。所以一個(gè)好的布光決定了整個(gè)場景的質(zhì)量。那么了解燈光的基礎(chǔ)知識就尤為重要了。

本文先從燈光的基礎(chǔ)原理說起。從科學(xué)角度講，燈光就是電磁放射?？梢园褵艄夂喕癁橐环N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(shí)際就是反射物體表面的現(xiàn)象。

有時(shí)，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(zhì)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(guān)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(zhì)，并形成可以辨認(rèn)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(jié)合，綜上所述就是燈光的一些理論基礎(chǔ)。只有了解了燈光的理論基礎(chǔ)理解燈光的各個(gè)參數(shù)才能更好的去研究在三維動(dòng)畫中的布光方式，只有有一個(gè)好的布光方式才能在三維軟件上實(shí)現(xiàn)出好的場景效果。

2 在三維動(dòng)畫制作中maya軟件非常關(guān)鍵

現(xiàn)如今三維動(dòng)畫制作大部分都在使用maya軟件進(jìn)行中期制作。一部好的動(dòng)畫片不僅依靠扎實(shí)的基礎(chǔ)還要有豐富的軟件經(jīng)驗(yàn)才能制作出來。軟件的操作在三維動(dòng)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(dòng)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(zhì)屬性、燈光屬性上都單獨(dú)設(shè)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(diǎn)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(dòng)畫電影《小門神》中開頭的一個(gè)清晨的室外場景就采用的maya中的平行光來照明的。這個(gè)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(dòng)畫電影《瘋狂原始人》中也是開頭的一個(gè)室外場景，也是采用maya中的平行光來實(shí)現(xiàn)的照明。這個(gè)場景色溫偏暖來模擬室外午時(shí)的太陽光，起到了照亮整個(gè)場景而且烘托場景氣氛的作用。動(dòng)畫電影《瘋狂動(dòng)物城》中開頭中的一個(gè)室外場景也同樣采用的maya中的平行光。這個(gè)場景中的平行光起到了模擬太陽光把整個(gè)場景照亮。

總之，幾乎每個(gè)動(dòng)畫電影中室外的場景都用到了maya中的平行光來照明整個(gè)場景。應(yīng)為這種光的特性就是模擬的現(xiàn)實(shí)中的太陽光。使用平行光時(shí)要注意燈光的色溫，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中太陽光在一天當(dāng)中也是根據(jù)時(shí)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(kuò)散，用來模擬車燈、臺(tái)燈、室外燈，形成燈光霧的效果。例如動(dòng)畫電影《小門神》影片開頭中的一個(gè)場景。這個(gè)場景中的騎車前燈就是采用maya中的聚光燈來實(shí)現(xiàn)的。燈光采用的暖光源來模擬真實(shí)汽車前面的前燈的光源色溫。動(dòng)畫電影《瘋狂動(dòng)物城》影片中開頭的一個(gè)場景。這個(gè)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(shí)現(xiàn)的。背景右上方的這束聚光燈豐富了整個(gè)畫面的層次感。人物的照明也是聚光燈實(shí)現(xiàn)出來的，體現(xiàn)出了舞臺(tái)喜劇性的效果。動(dòng)畫電影《怪獸大學(xué)》影片中的這個(gè)場景也是采用的maya中的聚光燈。這個(gè)場景中的人物照明就是聚光燈來實(shí)現(xiàn)的，體現(xiàn)出了人物的體積感和人物的皮膚質(zhì)感，烘托出場景的氣氛。

總之，在動(dòng)畫電影中聚光燈的應(yīng)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(yīng)用好聚光燈能模擬出各種各樣的場景氛圍。

3 結(jié)合燈光基礎(chǔ)與maya軟件來制作一個(gè)產(chǎn)品

筆者結(jié)合燈光基礎(chǔ)與原理與maya軟件制作了一款咖啡機(jī)，在制作這個(gè)項(xiàng)目中遇到了好多問題。例如：咖啡機(jī)的質(zhì)感表現(xiàn)不好、燈光過多導(dǎo)致渲染時(shí)間過長等問題。遇到的這些問題最終的解決辦法就是結(jié)合燈光的基礎(chǔ)知識和maya軟件操作經(jīng)驗(yàn)來解決的。以下是筆者對這款咖啡機(jī)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(jī)訂了一下位，它屬于產(chǎn)品級的動(dòng)畫，像類似于這種動(dòng)畫要求質(zhì)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(cè)一個(gè)面光源，這個(gè)面光源的色溫設(shè)置成了暖光源。右側(cè)一個(gè)面光源，這個(gè)面光源的色溫設(shè)置成冷光源。頂部一個(gè)面光源，這個(gè)面光源設(shè)置屬于正常光源。之后筆者設(shè)置了一個(gè)環(huán)境包裹給了一個(gè)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(shí)，被攝者臉部陰影一側(cè)對著相機(jī)，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(xiàng)目中就采用了倫勃朗式布光。最終的產(chǎn)品效果。總共用了25個(gè)小時(shí)來渲染完成的?？傊诓脊獾姆椒ㄉ嫌性S多方式，要根據(jù)項(xiàng)目需求找一種最適合的方式來做。既能達(dá)到項(xiàng)目的質(zhì)量要求也能節(jié)省渲染時(shí)間這樣才是本文研究燈光的基礎(chǔ)知識和maya軟件中的技巧的最終目的。

4 結(jié)論

在三維動(dòng)畫影片制作中燈光是一個(gè)非常關(guān)鍵的一部，整部影片的色調(diào)、氣氛都需要燈光去實(shí)現(xiàn)。燈光是制作三維的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)闊艄饧吹眯枰蟹浅ＸS富的理論知識也得需要在軟件中的技術(shù)支撐。本文結(jié)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(xiàn)

[1]方楠.Maya2013動(dòng)畫制作標(biāo)準(zhǔn)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[2]陳路石.Maya/VRay材質(zhì)與渲染技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[3]查理德.視覺藝術(shù)用光[M].杭州：浙江攝影出版社，2012.

[4]王偉.色彩構(gòu)成設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2012.