Maya模拟商业产品灯光教程

2015-10-14 16:15:56来源:作者:人点击

导言:这是作者以实际拍商业产品的打灯原理,搬到CG应用来做一个教程。使用了MAYA及mental ray做示范,不过作者讲解的灯光理论能够应用在不同的软件上,希望对大家有所帮助。

场景设定:拍商业产品主要分为直接照明及间接照明两种,我今次会讲间接照明在反光物品上的应用。因为反光物品如用直接照明,会令对比过强,使用间接照明就能够给予物品柔和的质感,也可以柔化阴影。以下这幅图就是拍摄反光产品的灯光设置。(图01)

图01

设置解说:

1.背景通常用一张弯曲的白纸,这样就可以避免看见墙及地面的交界线,而且给人一种自然舒服的感觉。

2.左边有一块反光板,实际拍摄也只是用普通的白色纸板,在MAYA里我用了纯白色的Lambert材质,和背景是一样的。

3.右边的柔光灯是这个场景的主光源,我在MAYA里用一个shader代替。

创立一个Lamert材质,把Ambient设为 0.1,在Color及Incandescence连接Ramp,Ramp的类型改用Circular Ramp。把颜色改为中心白色, 外围灰色

4.玻璃材质:今次的产品是一个玻璃瓶,所以顺便讲解一下玻璃材质的设定。

在mental ray materials里面,建立一个dielectric material*

Col就是材质本身的颜色Ior(Index of Refraction) 折射率,根据真实的玻璃折射率,我在这里改做1.65。

* dielectric material在物理及material science的确存在的,dielectric就是不导电的物质(玻璃, 水及多种液体),不导电的物质特性就是会根据光子入射角不同,而有不同程度的反射。引用Fresnel's formula (dielectric 材质就是以这条公式计算)。当光子入射角为直角时,就会以传动的方法在表面带走光能;而入射角越接近0,就会反射越强。这就是我们为什么会见到玻璃瓶的正面反射是比较弱,而侧边的反射是最强。

5.另外有人会问,很多人是透过水而触电致活,为什么是不导电的物质呢?

以物理上,纯水就是H2O,有一种两极化的特性,遇上电流就会另到极性增强,而抵销了电场。但是H2O液化时有另一种特性,离子会变成不稳定状态(ions: OH- & H+),现实中的水也会带有杂质(不同的金属物质),所以是高导电性。但是结了冰就是不导电体了。

实例讲解:

第一步

好,现在回到MAYA里面,场景设置好,跟着就用mental ray render试试看,把render setting的渲染器设为mental ray。Quality presets用production吧,跟着打开Final Gather attribute,勾选Final gather项目,渲染来看看。(图02)注意:将render options内的Enable Default Light关掉。

图02

第二步

效果非常暗,我们把柔光灯再弄亮一点,再打开Ramp attribute,点选白色控制点的Selected Color,在color chooser内,如果你看见是RGB模式的话,就改为HSV模式然后把V的数值改为3.5,再渲染一次。(图03、04)

图03

图04

第三步

还觉得比较暗,再在render setting中,把Final Gather attribute的Secondary diffuse bounces勾选。Secondary diffuse bounces的意思就是把光源照着的地方,会产生bounce light的效果,如果对象有颜色的话,也会产生color bleeding的现象。设定如下图。渲染时间0:42s。(图05、06)

图05

图06

第四步

地面的阴影感觉怪怪的,蓝色玻璃的阴影应该也有一点蓝色。我们再把render setting调整一下,把Trace depth改为4, Trace reflection及Trace refraction为2。(图07、08)渲染时间0:43s。

图07

图08

第五步

有一点点效果吧....不过好像还不够。这次把Trace depth改为8,Trace reflection及Trace refraction为4。(图09)

图09

清楚看见蓝色的阴影吧,有时候遇到透明的对象,就要懂得ray trace的计算方法,附上MAYA menu中的插图。图中的数字就是计算ray trace时的数目。(图10)

图10

第六步

现在渲染出来的背景有一些点,这是因为Final gather rays不够,把Final gather rays改为400。(图11)渲染时间 1:14s

图11

第七步

渲染时间长了,不过还有细少的杂点,把Final gather rays改为1000。(图12)渲染时间 1:55s

图12

第八步

效果好了很多,不过渲染时间大大增加了。其实我们可以个别调整Final gather rays的数目,我们先来分析场景吧!在render setting中,把Final Gather attribute的Enable map visualizer勾选。(图13)

图13

渲染一次之后,你在场景中就会看见很多红点,这样就可以分析场景中Final gather rays的分布情况。(图14)

图14

第九步

现在我们知道背景是面积最大,需要最多rays。就选择背景,打开attribute editor在mental ray项目里有一栏叫做Final Gather Override,勾选它,Final gather rays改为1000。另外我在Min Radius及Max Radius设置了数值,这个数值是跟据我的场景中的大小来计算。现在这个场景的大小是130个单位,Max Radius数值是场景单位的10%,而Min Radius数值是Max Radius的 10%, 如图。(图15)

图15

跟着可以将Final gather rays改回400。(图16)渲染时间 1:35s

图16

呵呵,省回了20秒,如果制作大场景时,懂得灵活运用,必定省回不少时间。

这一个设置,大家可以因应情况作出改变。举例我觉得右边光位太贴边,那我把柔光灯的位置移前一点,现在右方多了一条黑边,而且光影位置也有些不同。因为移前了柔光灯的原故,所以我把它收窄了少许,以免反射的影像过大。还有一点要注意,之前提到的dielectric material特性,正面的反射会比侧面少,所以把柔光灯再弄光一点,白色的HSV-V数值增加为5。(图17)

图17

第一个灯光设置。(图18)

图18

第二个灯光设置。(图19)

图19

最后我附上一些常见物质的折射率(Index of Refraction)给各位参考:

  物质 折射率

  Vacum 1.0

  Air 1.00029

  Ice 1.31

  Water at 20 C 1.33

  Acetone 1.36

  Ethyl alcohol 1.36

  Sugar solution (30%) 1.38

  Fluorite 1.433

  Fused quartz 1.46

  Glycerine 1.473

  Sugar solution (80%) 1.49

  Typical crown glass 1.52

  Crown glass 1.52-1.62

  Sodium chloride 1.54

  Polystyrene 1.55-1.59

  Carbon disulfide 1.63

  Flint glass 1.57-1.75

  Heavy flint glass 1.65

  Extra dense flint 1.72

  Methylene iodide 1.74

  Sapphire 1.77

  Rare earth flint 1.7-1.84

  Lanthanum flint 1.82-1.98

  Arsenic trisulfide glass 2.04

  Diamond 2.417

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