Six types of light in Maya : Maya的六種燈光類型

Maya的六種燈光類型

無論從傳統的三點打光到寫實性算圖的間接光源照明，燈光是決定模型質感與呈現畫面氣氛很重要的因素。
感謝讀者反映想更進一步瞭解燈光的使用方式，因此 MGBOOM 將進行一系列有關於Maya燈光的實用教學。讓我們就從 Maya內建的六種燈光類型開始，一起來認識 Maya各種燈光的類型與特色。

Maya的燈光類型

Maya內建的燈光類型有以下六種，幾乎涵蓋了所有種類的燈光特性。其使用方法與原理亦可廣泛應用於其它的3D軟體，請熟悉以下六大燈光特性，分別為：

Ambient Light（環境光）
Directional Light（平行光）
Point Light（點光源）
Spot Light（聚光燈）
Area Light（區域光）
Volume Light（體積光源）

Ambient Light（環境光）

環境光是由一個點向全方位均勻的發射光線，屬於無方向性 的光源。由於模擬光線從四面八方照射，因此模型雖然被照亮得很均勻，會讓被照明的模型感覺很平而失去立體感，容易產生缺乏視覺層次的圖像。

因此點光源通常只用來模擬整體的環境光源來做為照亮場景的補光，再搭配其它類型的主要光源，來強化模型的光影層次與體積感。

環境光的特質與應用方向：

1、
可以利用位移工具來改變燈光位置，但是燈光拉近或遠離，對光源亮度幾乎沒有影響。
2、
使用「縮放工具」不會改變燈光的照明範圍。
3、
環境光對於具有凹凸貼圖（Bump）與高光反射（Specular）(俗稱亮點)的材質，在算圖時不會做任何計算，因此若只經由環境光源算圖的物件，表面並不會產生材質的凹凸質感與高光反射（Specular）(俗稱亮點)。
4、
因為環境光不會產生很暗的陰影，所以常做為模擬間接照明的補光。

Directional Light（平行光）

平行光源是模擬光從無限遠的地方來照亮場景與模型。就像日常生活中的太陽光一般，光線的前進方向總是相互平行且筆直前進。

在 Maya 操作中，將平行光源燈拉遠拉近並不會影響光線的強度。因此平行光源的唯一變化在於：光線的照射方向與被照射模型之間的角度。

兩者之間的夾角角度越小，模型（場景）被照射到的面積越少且陰影越短(像日正當中，陰影幾乎只有在腳底)。
相對的，夾角角度越大，物件被照射到的面積越廣但陰影越長(就像日出或是日落時的影子很長)。

平行光的特質與應用方向：

1、
燈光強度不具有衰減值，意謂燈光強度永遠不變。
2、
自然且大範圍的平行光源非常適合模擬白天場景。
3、
所投射出的陰影都具有銳利邊緣，不會因為燈光強度與距離改變而產生陰影邊緣衰減模糊（Drop off）的現象。
4、
利用「位移與縮放工具」並不會對光源強度產生影響。
5、
由於平行光源適合模擬較大範圍的光源，如：天空光、環境光源的補光（Fill Light）等用
      途。

Point Light（點光源）

點光源的照射方式是由一個點向四周（全方位）發射均等的光線來照亮模型。類似現實環境中的蠟燭或圓形燈泡，屬於沒有方向性的光源類型。

點光源的光影特性是：場景中的物件會隨著點光源的位置而產生斜向的投射陰影，產生較均勻的光照與透視效果。

點光源有幾項特質與應用方向：

1、
適合做為局部光源，如：模擬蠟燭、燈泡與天空中的星星光源等。
2、
「位移工具」會對點光源產生光影的影響。
3、
無法使用縮放工具來改變燈光的範圍與強度。
4、
適合做為照明的補光用途。因為大部分的光線都具有明確的方向性，因此在做為照明時會
      在相對的方向產生很暗的陰影，因此點光源的無方向性光源恰好做為淡化陰影的用途。

Spot Light（聚光燈）

聚光燈幾乎是所有3D軟體必備的燈光類型。是一個具有「圓錐形」照射範圍的燈光，光線由燈光的中心(就類似手電筒裡的燈泡)向圓錐形區域範圍內發射光線來照亮模型。

聚光燈具有明確的方向性，因此場景中的物件只有在聚光燈圓錐形的範圍內才會被照亮，模型若在此範圍之外就無法接受到任何光線。


聚光燈有幾項特質與應用方向：
1、
聚光燈因為具有範圍與方向性，常用來做為場景中的主要光源（Main Light）來照明場景或模型。
2、
聚光燈具有圓錐角（Cone Angle）屬性，用來控制燈光的照明範圍。常用來做為模擬手電筒、檯燈、室內投射燈等類型的應用。
3、
聚光燈的陰影具有衰降（Drop off）的屬性控制，能讓陰影從中心向外逐漸減弱，產生柔和的陰影邊緣效果，所以能有效的掌握照明的範圍與氣氛。
4、
可使用縮放工具對聚光燈操作圖示做大小的改變，但並不影響其照射範圍與燈光強度(強度必須從參數調整)。

Area Light（區域光）

區域光是一種具有矩形面積的燈光類型(就像一排並列的日光燈管)。光源會從面的區域上發射出光線來照亮模型。矩形區域的面積（長寬大小）也會影響到燈光的照射範圍與強度。

同時區域光也具有照明的方向性，因此當場景或模型不在區域光照明區域內，就會是黑暗一片。區域光的光線強度會隨著距離產生衰減，因此可以產生漸層柔化的陰影效果。

區域光的特質與應用方向：

1、
可使用「縮放工具」來任意調整區域光的長與寬，改變燈光的照明強度與區域，模擬不同的光源效果。
2、
區域光會因距離與角度而產生不同的光影衰減效果，非常適合用來做為間接照明的替代光源。
3、
常用來模擬如：電視螢幕、日光燈或是由窗戶照進室內的光源。

Volume Light（體積光源）

體積光源是一個具有體積空間的照明範圍，通常有圓錐、方型、圓柱狀與球型四類。體積光的光線發射與點光源類似，是由體積的中心點向四周發射光線。而在體積光照區域外的模型就不會接受到任何光線，並且光線有衰減性，可產生柔和的投射陰影。

體積光的特質與應用方向：
1、
「光源的體積大小」會影響照明範圍，但不會改變燈光的強度。
2、
體積燈光的位置會直接影響到所照明區域。
3、
體積內光線的發射方式可分為三種：
向外（Outward）：由體積的中心點向外發射光線。
向內（Inward）：由體積的四周邊緣向中心發射光線。
向下（Down Axis）：由平行Y軸的方向向下發射光線。
4、
體積光最常利用來模擬空間中的霧氣光源，做為增加場景的景深用途。