MAYA灯光讲义
Light and Shadow
灯光和阴影
1.灯光类型
2.颜色和亮度
3.亮度和颜色Decay（衰减）
4.灯光操纵器
5.灯光/表面连接
6.阴影
7.灯光添加灯光雾
8.灯光特效
9.灯光贴图
1.maya灯光类型
点灯光Point Light
点灯光从光源位置处向各个方向平均照射，例 如，可以使用点灯光来模仿灯泡发出的光线。
聚光灯Spot Light
聚光灯在一个圆锥形的区域中平均的发射光线， 可以使用聚光灯来模仿手电筒或汽车前灯 发出的灯光。
平行灯Directional Light
平行灯仅在一个方向平均地发射灯光，它的光线 是互相平行的，使用平行灯可以模仿一个非常远 的点光源
。例如，从地球上看太阳，太阳就相当 于一个平行光源。
环境灯Ambient Light 环境灯有两种照射方式。一些光线从光源位置处 平均地向各个方向照射（类似一个点灯光）
。而 其它光线从所有方向平均地入射。（就像从一个 无限大的中空球体的内部表面上发射灯光一 样）。
使用环境灯可以模仿平行灯（如太阳和台 灯）和无方向灯（阳光漫反射在大气上产生的灯 光，或台灯照射的墙
壁上反射的灯光）。
区域灯光Area Light
区域灯是二维的矩形光源。可以使用它来模 仿窗户在表面上的矩形投影。预设的，一个区域 灯是两单位长、
一单位宽。使用Maya 的变换工 具可以调节灯光的尺寸，以及放置的位置。
体积灯Volume Light
照亮一个体积范围内的吸收光线照射.可改变体积容器造型。
2.颜色和亮度
颜色Color
如果要改变一个灯光的颜色，调节灯 光的Color（颜色）属性。
亮度
如果要改变灯光的亮度，调节灯光 的Intensity（强度）属性。
3.亮度和颜色Decay（衰减）
利用动画曲线控制灯光亮度的衰减 在被照亮的雾中比较容易看到灯光的颜色和亮度衰减效果预设的亮度衰减
使用Decay Rate（衰减比率）属性， 可以调节一个点灯光或聚光灯的 亮度是如何随距离的增加而减少 的。
自定的亮度衰减
可以使用自定义的衰减比率
选择Decay Rate的类型
来调节灯光的亮度，这时可以配合 Intensity Curve（强度曲线）属性。
自定义强度和颜色衰减
在真实世界中，灯光在光源位置处比较亮，而远离光源时则亮度会减弱，但对于颜色来讲， 无论距离光源多远，
其颜色数值总是不变的。
在Maya 中，可以使用一个预设的亮度衰减比率（或自定义的亮度衰减比率）来 设置点灯光（或聚光灯）的亮度
是如何随距离的增加而减少的。也可以使用自定义的 颜色延迟速率来设置灯光的颜色是如何随距离的增加而变化
的。 通过设置Decay Rate（延迟速率）属性，可以选择一个预设的亮度延迟速率。在创建 灯光效果时，预设的亮
度衰减比率就足够了。
但在一些情况下，可能需要创建不同的亮度衰减比率。例如，使用自定的亮度衰减比率， 可使灯光的亮度随距离
的增加而增加。
Color decay（颜色衰减）
使用Color Curves 属性，可以 使灯光的颜色随距离的改变而变 化。
建立Intensity curves（强度曲线）和Color Curves（颜色曲线） 可以使用强度曲线来创建自定义的亮度衰减比率；使用
一组曲线（一条红曲线、一条 绿曲线和一条蓝曲线）来创建自定义的颜色衰减比率。
强度曲线和颜色曲线图形化的表现出灯光的亮度和颜色是如何随距离的增加而变化的。垂 直轴代表了灯光的强度和
颜色数值，而水平轴代表了距光源的数值。（强度曲线和颜色曲 线类似于动画曲线，除了动画曲线的水平轴代表的
是时间。 当创建强度和颜色曲线时，Maya 使用Light Info Utility 节点。
建立自定义的亮度延迟曲线：
打开灯光的属性编辑器窗口，在Light Effects（灯光效果）部分，单击Intensity Curve（强 度曲线）属性旁边的Create 按钮。
则Maya 创建了一个强度曲线节点，并把它连接到强度属性上。
在属性编辑器显示出的标签中打开Light Direction Only 项
建立自定义的颜色延迟：
打开灯光的属性编辑器窗口，在Light Effects（灯光效果）部分，单击Color Curves（颜色 曲线）属性旁边的Create 按钮。
在属性编辑器显示出的标签中打开Light Direction Only 项。则Maya 创建了一个Red Curves（红色曲线）节点、一个Green
Curve（绿色曲线）和一个Blue Curve（蓝色曲线）节点， 并把它们连接到颜色属性上。
编辑强度曲线和颜色曲线
一旦创建了强度曲线和颜色曲线，则可以使用属性编辑器窗口或动画图表编辑器窗口来编 辑它们。
在属性编辑器的聚光灯标签中，单击Create 按钮旁边的小方盒可以显示强度曲线标签。
当属性编辑器打开时，如果要同时查看颜色曲线和强度曲线，在视图中选择聚光灯。
技巧
使用IPR 渲染场景（或部分场景），以便在改变强度和颜色曲线数值时，可以在渲染视图 中看到调节的效果。
显示在属性编辑器窗口中的强度曲线或颜色曲线是一组属性数值的列表，可以在其中 调节数值。
如果要交互的调节强度和颜色曲线，选择聚光灯然后打开动画图表编辑器（Windows > Animation Editors > Graph Editor）。
显示在图表编辑器窗口中的强度曲线是一条暗蓝色的线，而显示在图表编辑器窗口中的颜 色曲线分别为红、绿和蓝线。
如果要编辑点，单击Graph Editor 左上角的Move Nearest Picked Key 工具，选择左侧面板 中一条颜色或强度曲线，然后使
用鼠标中键拖动一选取框来选择要编辑的点。一旦它高亮， 移动它，直到取得需要的效果。
如果要移动整个曲线，取消Move Nearest Picked Key 工具，选择曲线，然后使用鼠标中键 来拖动它。
区域亮度衰减
打开Decay Regions 选项，然后调 节Regin 1、Regin2 和Regin 3 属性 可以把聚光灯的光柱分为被照亮 区域和不被照亮的区域。
4.Color颜色衰减
如果要使灯光的颜色从里到外产 生变化，映像纹理到灯光的Color（颜色）属性中配置材质。
5.Penumbra Angle边缘亮度衰减
如果要调节一个聚光灯在*近光 柱边缘处的亮度衰减，可以调节 Penumbra Angle 属性。
6.Dorpoff总体的颜色衰减
如果要使聚光灯光柱的亮度从中 心到边缘逐渐减少，调节Dorpoff（衰减）属性。
7.以灯光角度当作摄影机检视场景对象：
可以通过灯光视图使用摄像机工具和快捷键来调节灯光的位置和方向。 还可以在灯光视图中调节灯光操纵器。
使用灯光视图：
1 选择灯光。
2 在视图菜单中，选择Panels > Look Through Selected 命令。
8.灯光操纵器
一般利用4按键打开操纵器 循环开关， 单击循环开关操纵器可以显示 不同类型的灯光操纵器。
在循环开关操纵器上，指针的 位置指示出哪个操纵器被显 示。
8-1方向和原点..1点钟方向
使用操纵器的原点和原点可以改变 灯光的位置（原点）和方向（控制方位点）。
所有灯光都包括此选项。
8-2枢轴点..3点钟方向
控制方向时以次枢轴点为轴心 使用枢轴点操纵器，可以设置所进行的操纵是针对于灯光的枢轴点，还是针对
于灯光的方向点。例如，当移动枢轴点操纵器，然后在其上单击，接着移动灯 光的两个移动操纵器所调节的
是灯光的枢轴点。而如果要再次在枢轴点操纵 器上单击，则恢复操作模式为灯光的方向点调节。
所有灯光都包括此选项。
8-3圆锥角度..5点方向
使用圆锥角度操纵器可以改变聚光灯 光柱圆锥的角度。
只有聚光灯包括此选项。
8-4半影操纵器---6点方向
移动半影操纵器，可以改变聚光灯光柱 在*近边缘处是如何衰减的。
只有聚光灯包括此选项。
Penumbra Angle 参数
如果Penumbra（半影）数值被设置为0，并且打开了Barn Door 属性，则灯光的光栅会有 比较硬的边。如果半影
数值非零，则光栅效果比较柔和。
可以在聚光灯属性编辑器的顶部，观看Light Shape 和Intensity 样本来预览灯光的照明 效果。当改变数值时，样本
会发生变化。
8-5“衰减区域”操纵器....7点方向
使用衰减区域操纵器可以使一个聚光 灯的光柱分为被照亮区域和不被照亮 只有聚光灯包括此选项。
Decay Rate类型
8-6控制衰减区域”操纵器-9点方向
控制衰减区域的方向与照射角度大小
9.光栅操纵器
配合数字4按键打开操纵器 显示一个聚光灯的操纵器，然后在属性编辑器中 打开Barm Doors 属性，接着在视图面
板中选择 Look Through Selected 命令。则光栅操纵器会显 示在灯光视图中。 移动光栅操纵器可以使聚光灯的光柱
成为方块 或使光柱的一边成为平坦的。控制柔边衰减范围 如果Penumbra（半影）数值被设置为0，并且打开了
Barn Door 属性，则灯光的光栅会有 比较硬的边。如果半影数值非零，则光栅效果比较柔和。
可以在聚光灯属性编辑器的顶部，观看Light Shape 和Intensity 样本来预览灯光的照明 效果。当改变数值时，样本会
发生变化。
10.灯光/表面连接
连接灯光和表面可更好地调节场景中某个表面或区域的照明，而不会影响其它的表 面和区域，这也有助于减少算图
时间，因为可以限制每个灯光照亮表面的数目。
可以把任意数目的灯光（或灯光组）和任意数目的表面（或物体组）连接在一起。
也可以把任意数目的材质组和任意数目的灯光连接在一起。
例如，如果把一个灯光和某个材质组连接在一起，则此灯光将照亮使用此材质组的所 有的表面。然而如果连接灯光和
材质组，但接着断开灯光和使用此材质组的某个表面 的连接，则灯光将不照亮此表面。
如果需要把一组灯光和一组表面连接起来，此时可以使用Sets（组）。一个组是多个 物体（或物体元素）的集合。
通过创建和连接物体组和灯光组，可以轻松的把多个表 面和多个灯光连接在一起。
Maya 中有一个预设的灯光组（defaultLightSet），包含场景中的所有的灯光。然 而，可以从预设的灯光组组中去除灯光
，或者创建其它的物体组或灯光组来进行连接， 在进行连接时，可以使用Relationship Editor （关系编辑器）窗口（使用
Windows > Relationship Editors > Light Linking 命令 或 Lighting/Shading > Light Linking > Light-Centric 或Object-Centric 命令可打开
此窗口。
从预设的灯光组中去除或添加灯光：
从灯光的属性编辑器中，打开Illuminates by Default 属性，则把灯光添加到预设的灯光组中； 关闭此选项，则把灯光从预
设的灯光组中去除。
创建物体组：
1 在关系编辑器窗口中，从窗口左上角的下拉菜单中选择Object Centric Light Linking（以物 体为中心）的灯光连接。
2 在左边的面板中（被照亮的物体），选择新组中将要被包含的物体。从左边的面板中（被 照亮的物体），选择
Edit > Create Object Set from Highlighted Objects 命令，则一个新的物体 组将被添加到物体列的底部。
建立一个灯光组：
1 在关系编辑器窗口左上角的下拉菜单中选择“Light Centric Light Linking”（灯光为中心的 灯光连接）。
2 在左边的面板中，选择新组中将要包含的灯光。在左边的面板中，选择Edit > Create Light Set from Highlighted Lights
命令来创建一个新的灯光组。新的灯光组显示在窗口底部的灯光列 中。
命名一个组：
1 在关系编辑器窗口中，双击组的名称。
2 输入新的名称，然后按Enter 键确认。
从一个组中添加或去除物体（或灯光）：
1 从关系编辑器窗口的下拉菜单中，选择Set Edit（组编辑）选项。
连接灯光和表面：
Maya 提供了几种方式来连接灯光和表面。
要照亮一个指定的表面，并连接灯光到此表面上，在“关系编辑器”窗口中使用以物体为 中心的灯光连接
（Window > Relationship Editors > Light Linking > Object-Centric 或 Lighting/Shading > Light Linking > Object-Centric）。
要使指定的灯光照亮指定的表面，在关系编辑器中使用以灯光为中心的灯光连接（Window> Relationship
Editors > Light Linking > Light-Centric 或Lighting/Shading > Light Linking > Light-Centric）。
阴影
必须先在算图选项设定光迹追踪选项
在真实世界中，当一个灯光照在物体表面上时，物体表面面向光源的部分被照亮，而背向 光源的部分显得很黑。
如果把另一个物体放置在光源和物体之间，则第一个物体会在第二 个表面上投射一个阴影。
在Maya 中，当灯光照在物体表面上时,表面面向灯光的一面被照亮，而背向灯光的一面是 黑暗的。但预设地，被灯
光照亮的物体是不会投射阴影到其它表面上的。也就是说，所有 面向灯光的物体表面都会被照亮，无论它与灯光之
间有没有物体遮挡。
但在Maya 中，可以设置哪些灯光和表面可以产生阴影。特别地，只想少数指定 的灯光和表面产生阴影，这极有助于
减少渲染的时间。
在Maya 中，灯光可以不产生阴影，或者产生Depth map（深度）贴图阴影或射线追踪阴影。
Depth Map Shadow Attributes深度贴图阴影
为了建立阴影，场景中必须包含有投射阴影的灯光、投射阴影的表面和接受阴影的表面。
一个单独的灯光可以产生或者是深度贴图阴影，或者是射线追踪阴影。然而，在场景中， 既可以包含产生深度贴图阴
影的灯光，也可以包含产生射线追踪阴影的灯光。
Depth Map（深度贴图）
描述了从光源到灯光照亮物体之间的距离。深度贴图文件中包含有 一个渲染产生的深度信道。深度贴图中的每个像素
都代表了在指定方向上，从灯光到最近 的投射阴影物体之间的距离。
如果场景中包含有投射深度贴图的灯光，则Maya 在算图过程中会产此灯光创建深度贴图， 以此来决定哪些物体表面被
照亮，而哪些物体处于阴影之中。（如果从光源到投射阴影物 体之间的距离大于深度贴图中对应的点，则此表面将处
于阴影中）。
建立深度贴图阴影：
深度贴图阴影在大多数环境中都能够产生比较好的结果，并且会稍微增加渲染的时间。
1 选择要产生阴影的灯光。
2 打开灯光的属性编辑器窗口，在Depth Map Shadow Attributes（深度贴图阴影属性）部分，
打开Use Depth Map Shadows（使用深度贴图阴影）。
技巧
在满足质量要求的情况下，设置灯光的Dmap Resolution 为比较低的数值。作为一个开 始点，可以设置Dmap Resolution 等于
算图的分辨率，然后以此作为标准来进行调节。
如果Dmap Resolution 项太低，阴影的边缘 会出现锯齿，如果此项的数值太高，会增加渲染的时间。
调节Shadow Color 属性，可以使阴影透明或有颜色。预设的，阴影的颜色是黑色的。
3 选择要投射阴影的表面。
4 打开表面的属性编辑器窗口，在Render Stats（渲染状态）部分，打开Casts Shadows（投 射阴影）选项。
注意
如果在使用IPR 渲染时，改变了灯光的Dmap Resolution（深度贴图分辨率）项或Use Dmap Auto Focus（深度贴图自动聚焦）
项，则IPR 渲染不会更新这些变化。
重新使用深度贴图
如果使用深度贴图阴影，预设地，随着动画的进行Maya 会为每个灯光在每一帧产生 一个深度贴图。但可以把某个灯光的
深度贴图保存在硬盘中，并且在以后重新使用它。
射线追踪阴影
在建立射线追踪阴影时，Maya 会对灯光光线从照射目的地（摄像机）到光源之间运动的路 径进行跟踪计算，从而产生射
线追踪阴影，但这将是非常耗费时间的。
射线追踪阴影是在射线追踪过程中产生的，在大部分情况下，射线追踪阴影能够提供非常 好的效果，然而，必须射线追
踪整个场景来产生射线追踪阴影，而且这将是非常耗时 的。
对于某些深度贴图不能产生的阴影效果，如透明物体所产生的阴影，则最好使用射线追踪 阴影。
避免使用射线追踪阴影来产生带有柔和边缘的阴影，因为这将是非常非常耗时的，并且使 用深度贴图阴影就能够产生非常
好的柔化边缘的阴影。
注意
不能使用IPR 渲染预览射线追踪阴影。必须渲染场景才能看到射线追踪阴影。
建立射线追踪阴影：
1 选择要产生阴影的灯光。
2 打开灯光的属性编辑器窗口，在窗口中的Raytrace Shadow（射线追踪）属性部分， 打开Use Ray Trace Shadows（使用射线追
踪阴影）。
3 选择要投射阴影的表面。
4 打开表面的属性编辑器窗口，在Render Stats（渲染状态）部分，打开Casts Shadows（投 射阴影）选项。
5 使用Windows > Render Globals 命令打开渲染设置窗口，在Raytracing Quality（射线追踪 质量）部分，打开Raytracing 项。
阴影属性
在真实世界中，灯光和物体有许多属性可定义阴影的显示。在Maya 中，可通过设置 投射阴影灯光的属性来改变阴影的属性。
本节包括下列内容：
颜色
调节Shadow Color（阴影颜色） 属性可以改变阴影的颜色。
柔化边缘
减少Dmap Resolution（深度贴 图分辨率）属性并增加Dmap Filter Size（深度贴图滤镜尺寸） 属性，可以使阴影边缘变得柔 和。
阴影边缘颗粒
调节Dmap Resolution（深度贴 图分辨率）属性，可以改变阴影 边缘不正常的颗粒状效果，对于 聚光灯，还可以调节Cone
Angle（圆锥角度）属性。
灯光雾中的阴影颗粒效果
在灯光雾中的阴影有时会出现 颗粒状效果，此时可以调节 Fog Shadow Samples（雾阴影取样）属性来改变这种情况。
灯光雾中阴影强度
调节Fog Shadow Intensity（灯光 雾阴影强度）属性可以改变显示 在灯光雾中的阴影的强度。
射线追踪阴影属性
颜色
调节Shadow Color（阴影颜色） 属性可以改变阴影的颜色。（一 个部分透明表面的颜色也可以 影响阴影的颜色）。
柔化边缘
调节Light Radius（灯光半径） 属性可改变阴影边缘的柔和度。
柔化阴影边缘的颗粒
调节Shadow Rays（阴影射线） 属性，可以改变阴影柔化边缘中 不正常的颗粒状效果。
反射/折射灯光的阴影
在能够颜生一个阴影的前提 下，为改变灯光光线被反射 或折射的最大次数，可以调 节Ray Depth Limit（光线深 度限制）。
这仅会影响指定的 灯光，而如果要在Render Globals 窗口中调节阴影属 性，则会影响所有的灯光。
为灯光添加灯光雾：
选择要照亮雾的灯光。
打开灯光的属性编辑器窗口，在Light Effects（灯光效果）部分中，单击Light Fog（灯 光雾）属性旁边的Map（贴图）按钮。
