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在真實世界中,自然光源是個極為複雜的光線,但大抵上受到太陽照射角 度、大氣環境與地面上的環境三項因素所影響,進而改變光線的顏色與強弱。而3D中的光線系統大致上也會朝著這三項因素去控制,讓室內的氛圍能更趨近真實世界。接下來則要講解3ds Max與VRay搭配下比較常用的三種戶外光線的類型:Skylight、VRaySun/Sky與HDRI,並比較各自的優劣。要注意的是,不論你選擇了一種環境光源,大抵上都與陽光分開處理,換言之,在3ds Max裡環境光線與太陽光是可以各自獨立設定的。

Skylight

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skyklight模擬效果
這是最通用的自然光線類型,基本上是由單一的顏色來決定戶外光線,並來自四面八的光線方均勻的照射在物件本身,或是穿透至室內空間。由於變動的因素很單純,就只是顏色與強度而已,並且均勻地照射,所以可獲得到很純淨的顏色。

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skylight的參數很簡單,是由顏色與強度來決定。

故Skylight比較適合模擬純粹藍天無白雲的好天氣以及陰天的天氣,因為這兩種天氣的光線比較貼近單一的顏色,光線分布也較為均勻。雖然VRay預設的光線顏色(淺藍色)很好用,但仍然不可避免讓整個自然環境的光線顏色產生過分單一的窘境,這樣不適合拿來調整色彩繽紛的黃昏或黎明了。正因為如此問題,造就了VRaySun/Sky光線系統。

VRaySun/Sky

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VRaySun/Sky模擬效果
顧名思義,就是針對陽光/天光而量身訂做的燈具系統,目的是在模擬太陽在不同的照射角度時會產生相對應的光線強度與顏色,除此之外,它同時也會改變天光強度與顏色,且在Sky的部分會出現如漸層般的色調。

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VRaySun/Sky,可以看見比Skylight再豐富一點的色調

相較於Skylight,這類型的設定就稍為複雜些,與顏色相關的參數有turbidity、ozone與filter color,前兩者是控制光線的色調(基於混濁程度與臭氧濃度…),讓整體的光線偏暖或偏冷,filter color就恍如有色濾鏡,它可以大大地改變光線顏色。就筆者來看,VRaySun/Sky算是解決了Skylight過分單一顏色的問題,並且不需要去猜測黃昏的顏色究竟為何?因為這些問題VRaySun/Sky都會幫你決定,你只需調整好陽光的照射角度與強度即可。

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筆者抓的太陽角度,目的是希望能夠獲取黃昏的效果

另外,由於VRay預設VRaySun與VRaySky連結,建議將光線強度的部分各自獨立設定,這樣就可以決定VRaySun與VRaySky強度比例,譬如較低的陽光強度搭配較為明亮RaySky,後者比較容易獲得室內通亮的效果,並且不會產生陽光過曝等問題。故筆者的建議是,由於擁有較複雜的光線顏色,VRaySun/Sky適合運用在低角度的光線環境模擬,當你想要做出黃昏或黎明的自然光源,這類型的光線系統非常適合。

HDRI

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HDRI模擬效果
最後要來談HDRI。HDRI跟我們一般在數位相機常聽到到的HDR概念不太一樣,前者,由於高對比的相片往往在陰暗面過於昏暗,也不符合人類眼睛光線補償的效果,故在拍攝的同時,會再多拍一張曝光過度的照片,透過程式的運算(大多在相機裡運算)將兩張照片重疊一起,來獲得昏暗面較多的細節。而CG界中指的HDRI,也有類似的概念。在製作HDRI的過程中,拍攝多張曝光不足與過度的照片,並將所有照片合成HDRI,如此一來,當我們在調整這張照片的明亮度時,就可以獲得更正確的色調,因為本光線不足與過度的色彩資訊了。

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從HDRI圖中可看見更自然且豐富的天空色調

也正因為HDRI有這樣的屬性,國外很多設計師會用HDRI來替代戶外環境的模擬(我們總不可能真的乖乖地將周邊環境的場景做出來吧,這可是非常非常浩大的3D工程啊…),所以HDRI的優勢是,它擁有最接近真實世界的光線色彩,在調整光線強度時也很精確,沒錯,這時候它就解決了文章一開始提到的三個因素,當然也包括了最後一項:地面上的環境的光線。通常這類型的自然光源,會受限HDRI本身,我的意思是說,我們不可能用一張城市景觀HDRI將它調成大自然景觀色調的HDRI;或是,明明是一張夜幕低垂的HDRI,透過強度的調整變成一張正中午的HDRI。但不論如何,它確實可以獲得更多自然且真實的光線。  

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將VRayHDRI貼至GI environment中,會取代原先的顏色與強度

要注意的是,HDRI在3ds Max之中 ,必須在材質編輯器調整,並且將它放至GI Environment中來取代本身的顏色與強度。此類型的自然光線模擬很適合較為複雜的傍晚彩霞、夜間都市環境,或是大自然綠色調的環境模擬,可以讓室內空間的色彩氛圍更為豐富。 

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