VR心得

2009-02-26 10:54 2111

接触VR有一段时间了，多多少少也有自己的想法，我认为VR做效果图很难上手的原因有多种，技术并不是真正的影响因素，其它还包括对光影的理解，对设计的理解。

在这里我只讨论自己对光影的理解，不包含技术上的东西，技术参数很多文章里面都有论述，大家可以在论坛里找找。我觉得在这一方面，一定可以用某种理论指导。

本来想找一些图示的，但是搜集的资料不够，自己做又怕误导大家，图见不得人，稀烂。就不发了，也没想申精华，大家就凑合着看吧。
在所有的场景中，灯光不外乎自然光和人造光，先来说自然光，自然光除了有一个太阳外，我想不出来其它的光源了，不论是月光还是天光，其实也是太阳光的另外一种形式。因为大家在做图时没办法来表现大气特性，也不可能做一个月亮来反射太阳光制造月光，就是可以表现出来也太没必要了，呵呵，所以，在做图时一般有两种自然光需要模拟，那就是直射太阳光和天光。如果是夜景的话，就是月光和天光（注意，夜晚也有天光照射）。

天光是什么？天光是一部分太阳光在进入大气的时候，被云层，大气，微尘，水蒸气不断反射折射而在空间中形成的一种均匀分布的光线，天光的光线是四面八方没有具体方向的。

我不知道大家在做图的时候，一般遇到的困惑是什么，我遇到的困惑是很难把握好空间的氛围。除去技术因素外，不论是要表现清晨，正午，还是黄昏，晴天还是阴天，都不是一件容易的事。说到底，就是天光和太阳光要怎么去表现。
我把自己的想法在这里说下，先说清晨和黄昏，在这两个时间段里，太阳与地平面的夹角几乎相似，怎么才能让看图的人知道是清晨还是黄昏？它们的区别就在天光上，忙碌了一天的人在睡了一觉后，看到清晨的阳光，会感到神清气爽，其实阳光都一样，只是感觉不一样，怎样才能感受到不一样？早晨的天空是冷光，而黄昏的天空因为空气混浊，天空是暖色光。

所以在效果图中用VR灯模拟天光时，清晨灯光用冷色调，比如蓝色，紫色。黄昏灯光用暖色调，比如黄色，橙色。

再说中午，中午时候是阳光最强烈的时候，不知大家注意到没有，此时的天光相对较弱，而且天气越晴朗，天光越弱，因为天光也是阳光的一部分转化而来的，阳光此时通过大气的距离最短，所以被大气杂尘反射的太阳光最少，几乎全部直射到了地面。此时形成的漫反射光大部分是由地面反射的太阳光,我们所说的阳光刺眼就是因为这种光很强烈，为了和天光区别开来，我们姑且叫它地光吧。：）
在制作效果图时，要以这些理论作为依据，要表现很晴朗的天空，很强烈的太阳，尽可以加大太阳光的强度，并适量降低天光的强度。注意，不要忽视地光产生的影响，它们会照亮天花板。另外还有一点就是，如果是在阴天，天光的大致照射方向是向下的，而在晴朗的时候，正好相反，因为地光此时因为地面的反射，而方向朝上。
前面己经说到过，晴朗的天空天光弱，阴天天光强，因为有云，所以大部分的阳光都被云层散射，然后到达地面，注意这种天光有一定的方向性，它们的光线以一定的概率角度向下散射，这可以解释为什么有很多人喜欢用片光（VRLIGHT PLANE）向下照射做阴天的天光，因为它同时模拟了天光和太阳光。再补充下黄昏和清晨的天光阳光区别，因为清晨空气清新，黄昏空气混浊，所以清晨天光弱，黄昏天光强。

另外，我还想扩展地探讨一下季节的自然光影响，以及在效果图中的表现，以冬季和夏季为例，冬季地球处在远日点上，太阳光到达地面上的光线要比夏季少，所以冬季即便是在晴天，太阳光也不会很强烈，怎样在效果图中去表现？这就要看各位观众大显神通了，前面提到过，太阳光不强的时候，就是天光相对较强的时候，此时要看下天光产生的阴影影响，天光强时太阳光阴影较虚，所以我得出这样的结论，在做冬季氛围效果图时，降低太阳光强度，要看上去不强烈，很柔和，同时让太阳光的阴影尖锐些，表明是晴天（恐怕没人表现冬天的阴天），天光加强（不然整个图就暗了）.夏季正好相反，太阳光做强，阴影做虚，就可以达到表现的目的，当然这些也不是绝对的，具体要接合外景，至于怎样去表现，就看大家各人的理解了。

再来谈下各自的实现，大家做太阳光无非是平行光，VR球光，VR太阳光，用MAX平行光模拟太阳光，我自用VR来一直没用过，所以好不好不知道，希望有用过的朋友来这里探讨下，VR球光模拟太阳光的好处是产生的虚阴影非常真实，另外由于VR球光的颜色没有限制，可以在色板中任意取色，所以可以用它制作超写实的效果图。不好的是如果使用了VR物理相机，VR球光的倍增值往住要调到很大。VR太阳光做出来的阳光效果很好，渲图的速度也快，它能模拟很真实的太阳光照，缺点是如果你使用MAX相机后就很难微调了。当然一般用VR太阳光时都和VR物理相机配合使用。如果要做很真实的效果图，建议使用VR太阳光。

再说天光，大家使用的一般都是VR片光，VR半球光（DOME），VR天光系统。VR片光一般模拟室内窗外透入的天光，它的好处是产生的阴影细腻（大家都这么说），能很好地表现室内细节。VR半球光的效果也不错，其实半球光是一个真实的天光照射，它的光线是四面八方照向半球中心的。哪一种效果要好呢？这要看各自的特点，VR片光的光线是由一个面发出的，光线的发射角度被限制在180度内，并且主要光线是垂直于PLANE面的，而VR半球光是四面八方照射过来的。我的经验是如果小面积透光，使用VR片光，并且面积越小，片光离透光口要远，，因为透光口越小，被过滤掉的离透光口夹角较大的光线越多，进入的天光基本呈放射状（墙厚及比例一致的情况下）。大面积透光的室内，比如大面积采用玻璃墙或落地窗，使用VR半球光，因为这样的场景中天光方向的无序性要大，所以能各自更好地模拟真实环境中的天光，再说大面积透光的场景中，用片光很难模拟异形透光口的形状，参数也不好控制。VR天光系统我用的少，因为觉得VR天光系统的天光效果很奇怪，用在室内总得不到想要的效果，好像改动了咖吗值一样。但在室外的效果还不错，不知道VR天光系统是不是为室外开发的，在这里有高手看到了，望可以指点一下。

说到这里，也许有人要问，你只是说出了天光和太阳光的比例特征，它们的具体参数是怎么样的？很遗憾，我也不知道具体参数，我的这些文字也许只对那些对想氛围表现的朋友有用，很多东西不是一句话说得清楚的，刚接触VR的朋友需要弄清楚渲染器中每个参数的作用及它可能对效果图产生的影响，然后理解和记住光照对室内明暗的影响，这里有一个范围，出了这个范围图就做的不真实了。我的经验是多临摹实景照片，多观察现实中的光影变化。然后在此基础上做出变化，以达到自己想要表现的效果，但有一点要肯定，那就是天光或地光的直接照射强度比太阳光弱，但在间接光照中，几乎所有的场景都是由天光或地光照亮的，太阳光的光照只占一小部分。

另外，我想说说情感因素对效果图的影响，大家在觉得一幅图很美的时候，往往是情感感受到了图的某些特征，所以，在做图的时候，我们夸大这些特征，可以引起感官上的共鸣。在光的颜色上，比如加重清晨或黄昏天光的颜色。因为人眼对这种天光感受最明显。让灯光的颜色对比强烈，使图更有层次，更富于变化。或者将材质的反射调夸张些，以达到突出显示的目的。还有我想说的是，有许多图情感的表现在于后期，例如做景深效果，做光晕效果，加照片滤镜，做色相变化等。此外，图的设计对情感引导也起着非常重要的作用。还有曝光控制上，哪一种要好？看情况，现实中光的色阶范围比一张图要大的多，这就出现了一个问题，在图片上不可能表现出现实场影中很亮的部分，而在很亮光照的地方也存在丰富的明暗变化，所以只能压缩色阶，但压缩色阶带来的问题是图像偏灰，我们很难感受到图像的层次变化，好在我们做图时一般不会同时表现明暗的细节，要么表现比较暗的，要么表现比较亮的地方，这就可以让效果图在某种范围内达到较佳的表现，人眼对光线明暗有自动调节功能，瞳孔就想当于相机的光圈，在光线强度变化较小的相对较暗的环境里，从暗处到亮处人对色阶的感受明显，这是因为瞳孔无意识的调节，因为在比较暗的环境下，为了分辨轮廓，瞳孔大开，在尽力捕捉所有的光线变化，而在光线强度变化较强的环境里，因为瞳孔的调节，人会觉得变化自然，而不会明显感到强烈，只有在光线变化很强的环境里，因为瞳孔调节不来，人会出现应激反应，比如眯眼动作，这时大脑会感觉到光线很强。但不论在什么场景里光线的亮度其实并没有变化，所以在效果图中出现曝光了的地方往往是正常的光线表现，但在图上要表现出细节，又能让人眼看出明暗变化，这就是曝光控制要解决的问题了。大家常用的是使用指数曝光来表现有较强明暗变化的场景，这样可以使亮部不致过亮而丢失细节，图像偏灰的原因我猜是因为压缩了色阶的原因。用线性曝光来表现有丰富细节，而光线变化不强的场景，这样可以让人感受到较真实的明暗变化。如果同时有这两种情况产生，要怎么办，很多人做图时出现的问题就在这里，把握准了整体亮度时往往在暗处细节不清，我说的细节不清指的并不是指图的质量低，而是明暗变化和真实情况上有差别，这里的原因我想有两方面，一是灯光毕竟是模拟的，和真实光照有差别，另外一个原因我想就是人眼对这些光线的感觉，它应该是线性的，但在效果图中往往是非线性的变化。我记得在论坛中有一个帖子，好像是转一个外国人写的，因为人眼对图的感觉在弱光照是类似于线性的，在强光照是类似于指数的，所以他通过将两种曝光方式做出来的图在PS中合成，来达到感官的目的，这是一个不错的思路。另外还有一种rainhard曝光方式，在控制曝光上也不错，它能同时在线性和指数曝