Understand Light Attribute Manipulating in Maya : Maya的燈光屬性與操作

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Maya的燈光屬性與操作

 在第一篇燈光教學Maya的六種燈光類型」:跟大家介紹了Maya6種常用的燈光類型與特性之後。緊接著帶大家一起來認識燈光的各項操作屬性,如燈光顏色、強度等。熟悉這些燈光的參數控制後,才可以讓我們在操作燈光時能更得心應手,創造出屬於自己燈光風格與設定方式。

燈光的通用屬性與操作方式
3D的燈光應用中,各類型的燈光都有屬於自己的特性與應用方式。本教學將歸納出各類燈光的「共同屬性」來做的說明,同樣的,以下在Maya的燈光操作概念也適用於其它的3D軟體。

Color(燈光顏色)

每盞燈光都可以自由的依照目的來選擇自己的顏色。Maya中預設的光源顏色為:白色。

我們可以有兩種方式來改變燈光的顏色,第一種是直接選擇燈光屬性中的顏色(Color)旁的顏色方塊,點擊後會跳出:顏色選色器,HSV模式也就是以色相(H)、彩度(S)與明度(V)的方式來選擇所需要的燈光色彩。或是以RGB模式,也就是以紅、綠、藍三色的色光混合來決定燈光的的顏色。

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另一種是把燈光的顏色屬性套上一張材質貼圖,來產生類似投影機的投射效果

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 Intensity(燈光強度)

我們可以將它理解為是燈光的亮度。當我們建立一盞新的燈光,強度的預設值通常為1。使用者可以依照自己的需要來調整燈光的強度值或是貼圖來給予燈光亮度。

此外,燈光的強度與另外一項燈光參數息息相關,那就是:衰減值(Decay Rate)。這兩個參數必須互相搭配才會產生理想的燈光亮度來照明場景或模型。

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Decay Rate(衰減值)

在現實環境,燈光的能量一定會隨著距離的增加而有所衰減,產生由亮至暗的強度變化。
3D軟體是在能量守恆的定律之下,會將所有的燈光類型衰減值預設為 0,也就是燈光強度在場景中不會減弱。

因此,為了模擬在真實環境下燈光能量的衰減,3D軟體會根據物理原則將衰減值分為幾種類型提供給使用者來設定,以下為Maya中可選擇的燈光衰減類型:

      「No Decay」(無衰減):
燈光不會產生衰減,這是Maya的預設類型。

Linear」(線性衰減):
這是最常用來模擬真實光影的衰減類型。當我們選擇此設定時,因為受到衰減值影響,需要將原來的燈光強度值加至15以上,才會接近原本的亮度。

Quadratic」(平方衰減):
在現實的物理世界,光的衰減是以平方衰減的方式進行。當我們選擇此設定,需要將燈光強度值加至200~250,才會接近原有的亮度。

Cubic」(立方衰減):
此類衰減值是遠高於現實環境的衰減強度,由於是以光源發射距離的立方計算,所以使用此設定幾乎看不到光源的存在。一般須將燈光強度值設定在800以上才可見到微弱的亮度。

下圖顯示出:由無衰減到立方衰減的燈光強度變化。

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Emit Diffuse(漫射)與Emit Specular(高光反射)屬性

Maya燈光除了環境光外,其餘的燈光都具有兩個重要的次屬性:漫射(Emit Diffuse)與高光反射(Emit Specular),分別用來控制光源對被照射到模型材質的:漫射與高光反射效果。

Emit Diffuse(漫射):
勾選此設定,表示燈光發射的光線到模型表面後,會將模型的顏色等資訊反射回攝影機,所以讓我們可以看到模型材質的顏色資訊。相對若將此屬性取消,則模型接受光線照明後不會將顏色資訊反射回攝影機,因此我們將在算圖後看不見模型的顏色訊息。

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Emit Specular(高光反射):
勾選此設定,表示我們可以在反射材質上看見:燈光反射後所產生的亮點,如:金屬的反射等。相對的若將此屬性取消,就如同模型會將光源完全吸收,所以我們只會看到模型接受燈光照射後的顏色資訊,而不會產生任何對光線反射的光點變化。

Illuminates by Default(預設照明)

當我們替場景或模型建立一盞新的燈光,在預設情況下每盞燈光的此選項是被自動勾選開啟的。這個選項如同是燈光的開關,當此選項勾選的時候,燈光會對場景中所有模型產生照明作用。相反的,當取消此選項時,燈光對場景內所有模型都關閉照明。

此選項的功能經常應用在當我們的場景裡安排許多物件與燈光,而我們只要讓某一物體被其中一盞燈光所照亮的話。這時我們可以先將那盞燈的:「Illuminates by Default」屬性關閉,然後執行:Window / Relationship Editors / Light Linking / Light-Centric指令,即可將燈光與模型單獨連結在一起,而排除其它不需要的燈光照明。

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TIP:預設照明不是預設光源!
Maya中的有個預射光源:目的是為了方便我們在尚未建立燈光之前,仍然能看得到場景中的模型。一旦使用者在場景中新增任何燈光,Maya就會將這個預設光源給關閉,並以新建立的燈光來做為場景中的照明光源。
預設光源有一個容易被誤解的觀念:就是一旦取消了預設光源,又沒有任何新增燈光的情況下,算圖(Render)的結果就是漆黑一片,而誤解Maya並未執行算圖。其實不管有無光源,Maya都會進行運算。

如下圖:最左邊的圖是將預設燈光取消;中間是取消後以彩色模式(RGB Channel)的算圖結果、最右邊同樣是取消後以灰階模式(Alpha Channel)呈現的結果,可以看出有白色輪廓,此即為場景物體在無光源下算圖的結果。

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燈光操作

每盞燈光與模型之間,都會受到燈光位置與照明方向的影響。
Maya中每盞燈光都可以通過兩個燈光操作屬性來控制:燈光的照射方向(Center of Interest)與燈光位置(Origin)。

Maya在預設的情形下我們只能在操作視窗中看到燈光的圖示,若要進一步操作燈光,我們必須先選擇工具列中的:操縱器(show Manipulator Tool再點選燈光,即可出現燈光的照射方向與燈光位置的操作圖示,方便我們來設定燈光的操作。

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TIP:燈光操作器的使用方式

燈光操作器有兩個控制軸:燈光位置與照射方向控制軸。當使用者選取照射方向的控制軸並位移時,燈光位置的控制軸也會一起跟著移動。

然而當我們選擇燈光位置控制軸做移動時,照射方向的控制軸卻不會跟著移動而停留原地,所以我們可以先把照射方向控制軸設定在想要照亮的場景或是物件上,再使用燈光位置控制軸調整光的方向以及遠近。

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