顶级灯光环境设置教程之二-品暮色余味!.doc

品暮色余味！顶级灯光环境设置教程之二
来源： 编辑：akao
发布时间：2009-11-09
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老规矩，先看最终效果^_^

欢迎回到Autodesk Maya8.5环境灯光序列的第二部分。我们将再次使用Maya的Mental Ray渲染器来挑战室内照明，所以你要为此准备的就是让你的CPU正常运转并打开我们船的室内场景
在我们开始之前，我们需要正确地设置项目计划（如图1所示）.如果你对使用项目计划不熟，你应该知道这样做的主要原因是因为它和Maya使用的纹理路径密切相关。这些关联性可以确保我们能够从文件的路径下导入场景（例如我的计算机）到另一个位置（你的计算机）并且没有任何冲突，这与一个固定不变的绝对路径不同，因为系统与系统之间可能存在差异。

那我们回到MS No-Frills，仍然停靠在地中海的某个地方（如图2所示）.这第二部教程中，将设定我们的目标是完成一个暮色的气氛，也常常让人联想到黄昏或黎明。

在我们真正观察这个场景之前，让我们花点时间思考一下这个非常特别的状态（如果你想直接开始制作的话，你可能会想略过这一段或者稍后再回来看）。暮色，从技术角度来看，是在太阳升起或太阳落下的这个时间（通常是前后半小时左右）。在这种时候太阳本身是看不到的；然而太阳的光线正透过大气层上空向观察者散布下来，也可能是通过空气本身或者悬浮微粒传播（光线的漫反射）。这种散射效果所产生的漂亮的各种各样的颜色也是我们喜欢每一个黄昏或黎明的原因。从艺术的角度来看，暮色产生的原因是多种多样的，例如暴风雨天气，或者是当自然光线和人造光源相遇的时候---最典型的是两个光源或灯光系统竞争主导权的时候（想象一下两个摔跤选手正在地板上激烈地战斗，要知道谁将赢得比赛是绝对不可能的）。暮色常常有它戏剧性的意义，也常常有动人的颜色。假设是一场暴风雨，甚至可能产生从浅绿色到深蓝色的颜色变化.通常情况下，假设是黄昏和黎明，颜色范围会从蓝到紫色产生变化，及从黄到桔黄色到红色产生变化。最关键的问题在于这些颜色常常具有同等的强度优势。（因此留给我们用伟大的艺术眼光和自由的解释权来说明这些问题）---这与其他任何一种灯光系统条件不同的是，正常情况下，都会有一个主导光源，而这却没有。考虑到这一点，我们现在准备来模拟这个非常有特色的场景----暮色。
我们将使用与第一部分同样的基础场景来完成本次教程（阳光明媚的下午），所以所有的材质和纹理都已经准备到位了。船的所有表面材质都用Maya 8.5中的mia_material进行制作（你可能会想回去阅读第一部分里的“明暗关系要点”—阳光明媚的下午---已经对它的基本功能做了解释）。
这一次，我们使用最新的一种物理天光系统，它可以从渲染全局面板非常简单的进行创建（如图3所示）。这个按钮为我们在系统中设置正确的节点和连接节省了大量时间（它也需要打final gathering）。它由三个基础部分组成。

太阳，我们可以使用平行光控制它的方向（默认被称为sunDirection）并带有mia_physicalsun材质；天空，由一个名为mia_physicalsky的材质构成并连接到摄像机上；还有一个简单、有效的名为mia_exposure_simple的色调贴图，作为镜头材质连接在摄像机上（如图4所示）

在我们开始渲染之前，让我们思考一下符合我们暮色环境要求的合理的太阳方向。让阳光的实际角度在地平线以下是非常漂亮的，然而这将产生一种漫反射，而不是非常引人注目的光线。你或许有一点这方面的经验，但我决定让光线更明显以指示出太阳确切的位置。我旋转太阳的位置 X -12.0 Y 267.0 Z 0.0;这样可以让阳光笔直照射进后面的窗户，定格在一个非常平坦的角度（如图5所示）

在我们按下渲染按钮之前还有一点非常重要的因素需要考虑到：色彩空间。就像在第一部分教程（阳光明媚的下午）关于“色彩空间要点“中已经提到的一样，我们应该确保在一个正确的色彩空间范围内，要么是sRGB，或者假设是一个接近2.2gamma曲线值的sRGB值
Mia_exposure_simple已经让我们处在这个默认的空间环境中（Gamma属性默认为2.2），但是用这种方法制作，我们把默认已经在sRGB中的文件纹理的的Gamma值减半----这个秘密可能从前不会由任何人告诉过你，但是请相信我---就像这样去做。所以在渲染之前我们也需要把纹理的Gamma值去除（使他们线性化），这些可以在材质系统的前面用一个Gamma校正节点来完成，将Gamma值设置为1/2.2，就是0.455（重点：GammaCorrect节点使逆向工作的 --- 在这儿我们输入的数值是期望得到的Gamma补偿数值，不是实际的Gamma自身的作用数值！），或者我们可以使用MentalRay的属性面板中的Gamma校正功能 --- 这也是我宁愿选择的方式。所以我们放弃mia_exposure_simple的Gamma校正，简单地设置它的Gamma属性为1.0，并且在渲染全局面板中打开MentalRay的属性面板设置Primary Framebuffer的Gamma值为1/2.2=0.455（如图6示）。

现在我们为第一次测试渲染做好了准备（如图7所示）。就像你所看到的场景非常暗并且由于光线纵深不足导致了一些错误。然而，我们仍然使用渲染全局面板的默认草图质量设置进行渲染…….

让我们提高光线跟踪的纵深到一个合理的数值（如图8所示）。你在图8中所看到的数值应该可以满足我们的要求；我们稍后增加反射的纵深值……

我同时也打开了Final Gathering将它设置为低质量（如图9所示）。这样，我们可以得到快速的聚焦 --- 也就是说 --- 为我们的预览渲染提供间接照明。但是除了降低整体的Final Gathering质量，我提高它的跟踪深度，并且，更重要的是打开Secondary Diffuse Bounces按钮。这个按钮可以只给我提供单一的光线漫反射反弹，但是我对渲染全局面板中原有的设计不满意，所以让我们MentalRay设置面板中接着修改。

我们选择miDefaultOptions节点（例如在MEL命令行中通过类型“选择miDefaultOptions”，不要带例如字样）（如图10所示）。这个节点在MentalRay面板中起输出所有设置的作用。合理的的渲染全局面板在使用miDefaultOptions的时候，几乎可以为用户提供自始至终的方便。在MentalRayGlobals节点中还有一些节点，但是这些现在对我们没有任何影响。

就像你所看到的，FG Diffuse Bounces熟悉已经打开；我们设置到一个期望的深入，现在先设为2
看起来好多了，但是下面仍然出现了严重的问题（如图11所示）在Maya Mental Ray中有几种方法来调整整体的曝光级别，让我们选中一种最简单的；提高mia_exposure_simple中的Gain属性值。

你也可以通过选择你的摄像机来进入到mia_exposure_simple节点（它们是连接在一起的），或者通过打开Hypershade从Utilities标签中选择。我给它一个大的数值提到Gain到4.0（如图12所示）

现在从展示的角度看起来好多了，但是看起来非常冷并且没有暮色的感觉（如图13所示）。你应该有一些关于阳光方向的一些经验，但是如果我们做的太过，那我们将失去照射在地板上的漂亮的光线。因此我决定使用mia_physicalsky来解决问题 ――这是一个专门控制整体灯光效果的环境材质。

我提高Haze的参数到2.0，这将给我们提供一个与阳光笔直照射的光线同样漂亮的效果，并且天光的强度（如图14所示）降到一个朦胧的状态，这样阳光在我们的暮色氛围中将占据主导地位。接下来我把红/蓝属性改变成淡红色，看起来更加温暖（如果我想将它改变成淡蓝色，也就是说把和谐的白色变得冷一点，我将不得不使用一个负值来改变红色/蓝色）。我也稍微提高了饱和度，这能从根本上说明问题。现在，为了让整个光线氛围看起来更像日出和日落的效果，同时为了让光线笔直照射在地板上（也就是说实际的灯光角度），我提高Horizon Height值到0.5。这不仅是改变地平线同时也是让整个天空系统看起来有更高的范围，并且用这种方式强调日出或日落的氛围。记住这样做并没有太大的影响，也是让整体效果看起来很有意思的一种方法。最后两个事情，我改变Horizon Blur和Sun Glow Intensity，然而所有这些属性在我们整体室内照明中效果都不是很明显。

一旦我们完成了基础的效果设置，就可以开始为最终品质渲染设置参数（如图15所示）。首先，让我们提高Final Gathering的质量，因为我们稍后可以再次使用Final Gathering方式。在图15中，你可以看到我在Accuracy一栏设置数值为64，也就是说每一次Final Gather计算都使用这个值――这是一个随机的设置――在半球的上方有64位光线（太低的Accuracy数值在Final Gathering计算时将给我带来很多的杂点）。为了减少杂色我们也可以增加Point Interpolation数值，比如100以上，但是如果我们没有足够的Point Density数值，这将对我们间接照明的对比度和细节产生毁灭性的影响。Point Density――与一个合理的Point Interpolation 共同进行作用――这是对产生漂亮的阴影细节起最重要作用的一个部分，所以我们必须找出这两者之间的最佳协调数值。在我们的案例中，我发现Point Density设为2.0，Point Interpolation设为50就足够了。如果你觉得以前的设置计算起来太耗时间，你可能想把Density试着设为1.0（甚至是0.5），但是你会注意到在间接照明的时候非常缺少细节。注意提高或降低Interpolation对Final Gathering计算的时间没有太大影响。当然它也不会对最终的计算有太大影响。对增加计算时间起决定性作业的数值是Point Density，包括Accuracy数值。还有一点要注意的是如果你冻结了Final Gathering Solution，用Point Interpolation做实验你可能会觉得效果舒适一些。（设置Rebuild为Freeze）。

现在看起来好多了，但是还有一些地方严重缺少细节，像门的区域（如图16所示）。为了显示这些细节，我们可以渲染一张单独的Ambient Occlusion（即AO贴图）通过Multiply在后期合成中进行叠加。这将重点强调问题区域，但是同时它会将这些典型问题的更多的暴露出来，物理性的错误以及视觉环境上不好的地方等。克服了这些问题，并且仍然使用有利的Ambient Occlusion，我们可以用mia_material材质的内部Ambient Occlusion模式……

我们只需要在材质中打开它，并设置Detail Attribute 为ON（这也是默认的设置）（如图17所示）。这些特殊的Ambient Occlusion模式被用来提高问题区域的细节，现在Point Density可能仍然不是很充足。

打开所有材质的Ambient Occlusion属性，我们只需要从Hypershade中选择他们并且他们的Attribute Spread Sheet，可以从Window > General Editors > Attribute Spread Sheet打开（如图18所示）。在里面我们给属性命名为Ao_on并设置它的值为1（on）。

然而它仍然有一些物理性的错误，在Final Gathering中不能被覆盖的所有细节问题显露出来（如图19所示）。当然，它看起来仍然很粗糙，出现这种问题主要是因为全局采样设置仍然保持在非常低的数值。

为确保良好的边缘抗锯齿效果和更好的阴影效果以及光滑采样，我们设置Min/Max Sample级别为0/2，Contrast值为0.05（如图20所示）。Filter也应该改变一下；为了得到清晰的图像，我选择Mitchell。在mia_material中我提高Reflection Gloss Sample(Refl_gloss_samples)值为8。注意这将对每个基础材质产生作用，我们能马上对所有材质再次使用attribute spread sheet来进行这项操作。

上一次我用32位浮动点图像缓冲进行渲染。这一次，为了最终渲染，我选择16位的半浮动点图像缓冲进行渲染（如图21所示），因为它可以提供更少的存储空间（包括带宽）但是仍然可以提供高质量的动态浮动点缓冲范围。如果我们想在没有GUI的情况下渲染Floating Point Buffer，除了批处理渲染以外，我们需要确保写入缓冲器的数据是浮动点形式，；因为在渲染全局设置的Preview标签中Preview Convert Tiles需要设置为ON，并且Preview Tonemap Tiles选项需要设置为OFF。这将在你的渲染视图中产生稀奇古怪的颜色，但是写进硬盘的（通常在你的Project里面的Images缓存文件夹中）应该是没有问题的。

使用16位半图像缓冲迫使我们使用ILM的OpenEXR格式，因为对于这种独特的图像缓冲类型它目前只能支持这种格式（如图22所示）。这实际上是个好事，因为OpenEXR是一个非常好并直到今天仍然被广泛使用的一种格式

这是最终的渲染，未经加工处理的图像（如图23所示）--为后期合成工作做了充分的准备。

在我最终的图像中我决定对颜色进行夸张以制作一种动人的暮色氛围（如图24所示）。这次，没有进行绘画，仅仅是使用Adobe Lightroom1.0对颜色进行了加强。

我希望你能喜欢这篇序列教程的第二部分，就像我喜欢写它一样^_^。