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cg:books:digital_lighting_and_rendering:ch_2 [2023/01/07 02:07] – [Directional Lights] codingharecg:books:digital_lighting_and_rendering:ch_2 [2023/01/16 10:54] (当前版本) – [Diffuse and Specular Refection] codinghare
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 {{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:directional_light.png?400 |}} {{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:directional_light.png?400 |}}
 ===Sky Domes=== ===Sky Domes===
 +//Sky Dome// 又被称为 //environment sphere//，是一种模拟环境光的手段。//Sky dome// 产生的光线通常非常柔和（也包括引用）。其主要用于：
 +  * 可模拟来自于天空的光
 +  * 可以做为 fill light
 +  * 通常与 //directional light// 一起使用对室外环境进行模拟
 +{{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:sky_dome.png?400 |}}
 +==IBL==
 +当 //Sky Domes// 使用图片进行照明的时候，渲染器会使用图片的颜色来决定光线的 //Brightness// 和**颜色**。这种技术被称为 //Image-based Lighting(IBL)//。
 +===Area Lights===
 +//Area LIghts// （也称为 //rect light//）模拟的是**面板类型**的光源。这种类型的灯光会产生柔和的光线和阴影。常见的应用有：
 +  * 天花板灯的照明
 +  * 模拟来自窗户外部的**柔和填充光**
 +  * 任何需要柔和阴影的应用
 +{{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:area_light.png?400 |}}
 +==Area Lights 的尺寸==
 +与点光源不同，//Area Lights// 的尺寸影响其**明亮度与软硬度**。通常，越大的 //Area lights// 越亮越柔和。需要注意的是，尺寸越大的 //Area Lights//，会产生更多的阴影。如果不希望阴影呈现出颗粒状的样子，需要提高阴影的 sample。
 +<WRAP center round info 100%>
 +当 //Area Light// 使用真实世界中的单位（比如 lumens）时，panel 的大小不会影响明亮度。
 +</WRAP>
 +<WRAP center round tip 100%>
 +如果 //Area Lights// 的尺寸受 //UV// 控制，那么应该使用 //UV// 属性而不是 //Area Lights// 的长宽来控制其尺寸。
 +</WRAP>
 +==特殊应用==
 +//Area Lights// 有一种很典型的应用：模拟来自窗户的室外填充光。这种灯光在某些软件中被特殊归类，称为 //portal light//。这种灯光会从 sky dome 的环境贴图中读取数据，可以更好的模拟来自于外部的填充光。
 +===Physically Based Lights===
 +//Physically Based Light// （也被称为 //IES LIghts & photomertic Lights//），是基于现实中的真实灯光的数据来创建的光源。其数据来自 //IES(Illuminating Engineering Society)//，不同类型/品牌的灯泡会有不同的表现。此类型的光源通常使用**色温**（//color temperatures//）与 //Lumens// 进行调整。
 +<WRAP center round info 100%>
 +  * 色温的数值与颜色有关。越低越**红**，越高越**蓝**。
 +  * 由于科技的发展，灯泡消耗的 //Watts// 不再是决定其灯光发射量的决定性标准，因此 //Physically Based Light// 普遍使用 //Lumens// 作为灯光强度的计量单位。
 +</WRAP>
 +==Physically Based Light 并不能保证渲染结果时真实的==
 +要保证渲染结果的真实性，光有 //Physically Based Light// 是不够的，其配套的其他设置也需要保证物理正确，比如：
 +  * 场景的缩放
 +  * 材质 / Shader
 +  * 摄像机的曝光参数
 +===Models Serving as Lights===
 +常见的 3D 软件中都支持自定义的几何体作为光源。此类光源主要通过两种方式来实现：
 +  * 使用超过白光（通常是 RGB{1,1,1}）的颜色来作为几何体的材质颜色。
 +  * 使用渲染器自带的发光材质（比如 VRay 的 ''Light Material''）
 +{{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:geo_lights.png?400 |}}
 +\\ \\ 
 +需要注意的是，即便几何体自身可以作为光源，但软件自带的光源是进行过渲染器优化的，并拥有更多的选项。因此，几何体自发光尽量用于特定的场合，而可以用默认光源替代的场合尽量使用默认光源。
 +===Ambient Light===
 +//Ambient LIght// 指环绕在我们周围的光源。这种光源来源于各种地方，在不同的角度呈现出不同的照明强度与颜色。真实环境中，//Ambient Lights// 并不是“平” 且 “均匀” 的。\\ \\ 
 +{{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:ambient_light.png?400 |}}
 +<WRAP center round info 100%>
 +然而在计算机中， //Ambient Light// 是非常均匀的。其照明下的所有的表面颜色，强度都一致，导致了场景多样性的缺失。因此，**不推荐使用**。
 +</WRAP>
 +====Adjust Controls and Options====
 +===Soloing and Testing Lights===
 +//Soloing light// 指将其他光源隐藏，只测试当前光源的调整手段。其要点在于：
 +  * 一次只测试一个光源，这样可以清楚的认识到每个光源的照明区域
 +  * 添加多个类似的光源时，也应该优先测试单个光源，调整设置得到满意结果后在进行复制
 +===Decay===
 +//Decay// 指光线的强度在传输的过程中会衰减的现象。3D 软件中通常提供了各种不同的 //Decay// 设置供我们使用。//Decay// 通常会带一个数值参数（通常被称为 //decay// 或是 //exponent//），指光的衰减程度。常用的有三种：
 +  * No decay, ''0''
 +  * Linear, ''1''
 +  * Quadratic,''2''
 +  * Cubic, ''3''
 +==Inverse Square Decay==
 +当 //Decay// 值等于 ''2'' 时，//Decay// 被称为 //Inverse Square Decay//（也称 //Quadratic decay//）。这种 //Decay// **是最接近物理正确**的 //Decay//。在这种情况下，光源与目标物体的距离每增加一倍，光线的强度就会衰减四倍。
 +<WRAP center round tip 100%>
 +真实生活中，//Decay// 主要原因并不是光的能量衰减，而是光的散射造成的。
 +</WRAP>
 +==Inverse Square Decay 的应用场景==
 +//Decay// 通常用于可见的光源，以及应用全局光照的场景中。//Inverse Square Decay// 作为间接光反射的一部分，可以很好的模拟 indirect light 在场景中反射的现象。
 +==Inverse Square Decay 的使用注意事项==
 +  * 由于 //Inverse Square Decay// 的衰减程度较高，通常设置光源的时候都会提供一个**很高**的初始光照强度，尤其是在光线需要进行**长距离传送**的时候。
 +  * 如果出现光源足够亮，但在远距离的物体依然非常暗淡，这种情况需要考虑是否使用了 //Linear Workflow//
 +==No decay==
 +在两种情况下光线不需要 //Decay//：
 +  * 模拟来自非常远的光源
 +  * 模拟 directional light
 +==其他的 Decay 设定注意事项==
 +  * //Cubic Decay// 可以用于模拟光穿过**浓厚的雾**，或是光穿过**阴暗的水下**
 +  * 高衰减的 //Decay// 光源可以用于**只有光源旁边的物体**需要照明的情况
 +  * //Linear Decay// 某些时候可以作为 //No Decay// 和 //Inverse square decay// 的中间值使用
 +  * 某些 3D 程序允许我们指定 //Decay// 的最小 / 最大**距离**，也就是超出范围外的光线就不再显示。这种设定并不是物理正确的，但某些场景中使用起来非常方便。
 +===Diffuse and Specular Refection===
 +真实世界中，反射分为两种：
 +  * 漫反射（//Diffuse refection//）：这种反射下，光线的反射方向是全方位的
 +  * 高光反射（//Specular refection//）：这种反射下，光线的反射是平行的，反射会呈现出类似镜面的效果
 +光线在场景中会综合上述两种方式进行反射。//Diffuse// 主要呈现的是**物体表面的着**色；而 //Specular// 主要呈现的是**模拟光源反射的高光**。\\ \\ 
 +{{ :cg:books:digital_lighting_and_rendering:diffuse_n_specular.png?400 |}}
 +==反射的途径==
 +有两个因素决定了反射的最终效果：
 +  * 物体的材质
 +  * 某些灯光设置允许设定只对 //Diffuse// 或是 //Specular// 照明起作用
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 +一个常用的技巧是复制光源，并设置其中一个只发射 //Diffuse//，而另外一个只发射 //Specular//。这种手法称为 //splitting out//，允许我们对不同反射的明度，颜色，以及高光的位置或表现进行独立的调整。
 +</WRAP>
 +
 +==常见的 specular level==
 +  * sun: ''1.0-1.2''
 +  * fill lights repersenting the sky specular: ''0.3-0.5''
 +  * 地面的反射光: ''0-0.25''
 +==3D 中的点光源高光不是真实的==
 +点光源在 3D 中表现为一个点（一个点的像素）。如果是真实的高光，那么高光表现上也只应该有一个点（无限小）。但这样带来的问题是，过于小的高光点是无法进行渲染的。为了修正这个问题，shader 中提供了选项允许我们设置高光反射的**尺寸**和 softness，使得高光渲染的结果看起来像是高光一样；但这样的结果并不是真实的。
 +===Light Linking===
 +//Light Linking// 指可以将指定的灯光与指定的物体绑定，使场景中未链接的物体不受该灯光的技术。该技术的好处有：
 +  * 保证链接物体上始终存在需要的照明（比如专门链接一个高光灯作为人眼的高光）
 +  * 可以对链接的物体做更加精细的修改
 +  * 对场景中某些照明不佳的部分进行增强
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 +某些软件会将灯光与阴影关联起来；当取消了 Light Linking 的时候，对应的光源不再对未链接的物体产生阴影。使用 //split out// 进行灯光的微调时，应设置 shadow linking 不随着 light linking 而改变。
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 +===Cookies===
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  • 最后更改: 2023/01/07 02:07
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