淺析建筑效果圖日光布光方法及設(shè)置技巧

　　摘要:建筑效果表現(xiàn)在很大程度上取決于建模、燈光和材質(zhì)三個方面，其中布光方法是否合理高效、參數(shù)設(shè)置是否得當(dāng)，對于建筑場景的效果表現(xiàn)和渲染速度來說是相當(dāng)重要的。以萍鄉(xiāng)高等�？茖W(xué)校三維數(shù)字校園模型場景為例，講解常見的日光布光方法及設(shè)置技巧。

　　關(guān)鍵詞:建筑效果圖;日光;布光方法;參數(shù)設(shè)置

　　建筑效果圖的制作主要包括以下四個大的部分，分別是建模、材質(zhì)、燈光以及后期處理。本文主要探討建筑效果圖表現(xiàn)的燈光部分中的日光布光方法以及燈光設(shè)置技巧。希望通過本文能起到拋磚引玉的作用。

　　建筑效果圖日光布光常用的方法有:三點(diǎn)布光法、局部燈光陣列法、全局泛光燈陣列法、全局聚光燈陣列法以及針對于VRay渲染器的烘焙貼圖間接照明布光法，下面我們將分別來討論各種布光方法的相關(guān)設(shè)置和技巧。

　　1三點(diǎn)布光法

　　建筑效果圖表現(xiàn)中三點(diǎn)布光技術(shù)的靈感來源于攝影的三點(diǎn)布光技術(shù)，該方法通過一盞主燈，模擬主光源照射;一盞輔助光源，模擬環(huán)境光照射;一盞補(bǔ)光，可以幫助人們從視覺上將對象與背景區(qū)分開來，從而完成三點(diǎn)燈光的布光設(shè)置。下面將討論在建筑效果圖中如何去表現(xiàn)。

　　1.1主燈燈光設(shè)置方法與技巧

　　主燈燈光應(yīng)以使用目標(biāo)平行光來進(jìn)行設(shè)置為宜，主燈的照射范圍，應(yīng)完全包含所需要照明的建筑對象(可通過shift+4的快捷鍵進(jìn)行調(diào)整燈照射區(qū)域的調(diào)整)，同時開啟目標(biāo)平行光的泛光化選項(xiàng)，避免未照射區(qū)域出現(xiàn)死黑。為了使建筑效果圖渲染時達(dá)到最佳的效果，主燈燈光設(shè)置方法如下:在頂視圖中，主燈的入射方向應(yīng)該與攝像機(jī)的觀看方向成入射角的關(guān)系，這樣便于得到較好的光影效果。在前視圖中主燈入射角的高度應(yīng)該控制在仰角45度左右(為了模擬清晨或傍晚效果時，可適當(dāng)降低仰角角度，并配以不同的燈光顏色來完成所需效果)，主燈燈光高度應(yīng)該盡量控制在所照明的建筑高度的三倍以上，燈光色彩應(yīng)以暖黃色調(diào)的暖光源為主。

　　1.2輔助燈光設(shè)置方法與技巧

　　輔助燈光的設(shè)置主要目的是為了對場景中的建筑物體進(jìn)行輔助照明，建筑模型在不受主燈照明的范圍內(nèi)表面仍然是死黑的，為了讓高光區(qū)與背光區(qū)的過渡自然而需要設(shè)置輔助燈光加以照明。[3]一般利用泛光燈來模擬，泛光燈所在的位置在頂視圖中應(yīng)基本上與主燈成對角的關(guān)系并靠近攝像機(jī)一側(cè)，同時距建筑物應(yīng)該在建筑物長度的3倍以上;在前視圖中泛光燈的高度應(yīng)該是建筑物高度2～3倍，同時泛光燈的燈光強(qiáng)度設(shè)置為主燈燈光強(qiáng)度的70-80%，在高級參數(shù)中關(guān)閉泛光燈的高光反射，使輔助燈光不要對建筑物產(chǎn)生高光，只用漫反射光對場景進(jìn)行補(bǔ)光照射，燈光顏色應(yīng)以冷色為主，用以模擬環(huán)境光的照明。

　　1.3補(bǔ)光照明設(shè)置方法與技巧

　　補(bǔ)光照明在建筑效果圖表現(xiàn)中主要作為底面輔助光出現(xiàn)。在三點(diǎn)燈光布光法中，利用主燈和輔助光對場景進(jìn)行照亮的同時，會使建筑模型下方的面部分顯示死黑，為了照亮這部分死黑的面，可利用另外一盞泛光燈來對建筑模型朝向下方的面進(jìn)行照明。燈光設(shè)置方法與技巧是在頂視圖上，將泛光燈設(shè)置在建筑物的中心位置，在前視圖中，將泛光燈向建筑物下方移動，距離是建筑物高度的四倍以上，目的是使燈光的照射強(qiáng)度在建筑物的各個面上基本達(dá)到一致，不至于使部分區(qū)域出現(xiàn)過曝現(xiàn)象;強(qiáng)度為輔助光的50%左右，顏色設(shè)置為冷色調(diào)，較輔助光源色彩更深。

　　2局部燈光陣列法

　　為了使建筑效果圖的渲染效果更加真實(shí)，陰影信息更為豐富，在三點(diǎn)布光法的基礎(chǔ)上發(fā)展出局部燈光陣列法，該方法渲染時間比三點(diǎn)布光法更長，但圖形渲染效果更好。

　　2.1主燈、補(bǔ)光燈光設(shè)置方法

　　因局部燈光陣列法是在三點(diǎn)布光法的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，因此，主燈、補(bǔ)光燈光的設(shè)置方法可以參考三點(diǎn)布光法的設(shè)置方法。

　　2.2輔助燈光設(shè)置方法與技巧

　　局部燈光陣列的輔助燈光布光方法是利用目標(biāo)聚光燈的局部燈光陣列技術(shù)來模擬漫射的環(huán)境光。具體的布光方法是，在頂視圖創(chuàng)建個局部的目標(biāo)聚光燈的燈光陣列，并調(diào)整各個泛光燈使其以建筑物的中心點(diǎn)為圓心呈現(xiàn)半圓形環(huán)繞分布，在單一平面內(nèi)的燈光分布數(shù)量為8-10盞，在前視圖調(diào)整最上層的燈光高度為建筑物的高度的兩倍左右，各個燈光采用實(shí)例復(fù)制方式，便于后期修改;以最上層燈光為基礎(chǔ)向下實(shí)例復(fù)制兩層燈光，使最下層燈光的高度在建筑物高度的二分之一的上方，同時利用最下一層燈光進(jìn)行再次以復(fù)制的方式復(fù)制一組燈光，并將其燈光放置在建筑物下方的兩倍高度左右的位置，燈光總體亮度值控制在所有燈光亮度的總和為主光光源的70-80%，燈光顏色設(shè)置為冷藍(lán)色調(diào)用以模擬環(huán)境光的照射，建筑物最下層的燈光設(shè)置色彩應(yīng)該較上三層顏色更深一些，用以模擬底光照射。

　　3全局泛光燈燈光陣列法

　　全局泛光燈燈光陣列法，是對建筑群進(jìn)行整體照亮的燈光布光常用方法。該方法的好處是可以利用標(biāo)準(zhǔn)燈光來完成場景的照亮，并在渲染時達(dá)到很好的照明效果，而渲染時間較其他高級照明的布光方法更短。其布光方法中主光源和補(bǔ)光一般都采用三點(diǎn)布光方法進(jìn)行設(shè)置，參數(shù)也可以參照三點(diǎn)布光法。這里我們重點(diǎn)探討輔助燈光部分的設(shè)置方法和技巧。

　　輔助燈光可以采用泛光燈的燈光陣列技術(shù)來完成模擬環(huán)境光照射的效果。具體設(shè)置方法是首先在頂視圖建筑群的邊緣側(cè)，創(chuàng)建一個泛光燈，設(shè)置泛光燈的遠(yuǎn)距衰減，使燈光的結(jié)束范圍完全包裹建筑群的另外一側(cè)，然后將泛光燈實(shí)例復(fù)制到建筑群的另外一次，框選兩盞燈光，使用旋轉(zhuǎn)實(shí)例復(fù)制的方式，創(chuàng)建一個圓形的燈光陣，一般泛光燈的數(shù)量控制在8盞或者10盞比較合適;在前視圖中，調(diào)整整個泛光燈的高度在建筑物高度的三倍以外，同時一定要控制好各個燈光的照射范圍確保燈光的衰減區(qū)包含建筑群的所有場景，燈光的強(qiáng)度總和控制在主燈亮度的70-80%。

　　該燈光陣列法常用于大場景的漫游預(yù)覽動畫的燈光設(shè)置，該燈光陣列的優(yōu)點(diǎn)在于渲染時速度較快，整體的光影關(guān)系較為細(xì)膩，場景表現(xiàn)效果也較好。因此在進(jìn)行建筑漫游動畫燈光設(shè)置時，常常利用該燈光陣列布光方式。

　　4全局聚光燈燈光陣列法

　　在頂視圖中創(chuàng)建一個目標(biāo)聚光燈，使聚光燈的目標(biāo)點(diǎn)在建筑物的中心位置，聚光燈燈光所在的位置距離建筑物總體長度三倍左右，以聚光燈目標(biāo)點(diǎn)為圓心進(jìn)行圓形陣列，單層燈光數(shù)量控制在8盞，陣列時選擇實(shí)例復(fù)制的方式，便于后續(xù)燈光相關(guān)參數(shù)的調(diào)整;在前視圖中調(diào)整單層燈光的高度在建筑物高度的四倍以上;在前視圖中采用復(fù)制的方式來復(fù)制單層燈光，向下復(fù)制兩層，使各層燈光便于單獨(dú)調(diào)整參數(shù)，從而利用創(chuàng)建的三層燈光來模擬漫射的環(huán)境光照射，在燈光顏色設(shè)定中遵循冷色調(diào)為主，最上層的燈光顏色最冷，依次向下逐漸變暖，來模擬真實(shí)環(huán)境的環(huán)境光的色彩分布情況。

　　全局聚光燈燈光陣列常用于大場景中的局部場景展示，也常常應(yīng)用于單建筑環(huán)繞動畫的布光，該燈光陣列法的好處是建筑物的光影關(guān)系更為細(xì)膩真實(shí)，同時渲染速度相對于高級照明要快得多。

　　電子論文投稿刊物：《智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用》雙月刊，本刊由哈爾濱工業(yè)大學(xué)主辦，哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院承辦，本刊宗旨：堅(jiān)持理論與實(shí)際結(jié)合，普及與提高結(jié)合，注重科學(xué)性、知識性、實(shí)用性，普及推廣電腦知識，促進(jìn)電腦應(yīng)用水平不斷地提高，為廣大讀者和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)�？�物特色：難易結(jié)合、靈活多樣、實(shí)用性強(qiáng)、可讀性好。

　　小結(jié)

　　建筑效果圖的燈光布局是一個很大的范疇，本文主要以建筑效果圖的日光表現(xiàn)為例，來探討了常見的幾種燈光的布光方法和設(shè)置技巧，其主要的目的是在縮短渲染時間的前提下盡量的渲染出真實(shí)的建筑效果，為建筑效果圖布光的學(xué)習(xí)者提供一種布光的思路。

　　在場景渲染時，進(jìn)行效果預(yù)覽時常用三點(diǎn)布光法，優(yōu)點(diǎn)是渲染速度快，設(shè)置方法簡單、易懂，在最終渲染時應(yīng)根據(jù)實(shí)際，在靜幀場景渲染時常用局部燈光陣或烘焙貼圖間接照明布光法(渲染速度較慢，但效果較好)，而在動畫場景渲染時常采用全局泛光燈燈光陣列，用最少的渲染時間得到較好的動畫效果。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者：武歡

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