深度贴图阴影
三维动画软件Maya教案—第四章 灯光(一)
授课题目章第四章Maya灯光授课教师节第一节灯光创建授课班级授课时数 2 授课方法讲授+上机教学目标掌握：灯光创建与修改了解：灯光应用意义教学重点灯光创建与修改参数教学难点利用灯光模拟真实光线教学内容、方法及过程导入新课对于一件三维作品来说，即使模型和材质调整地非常出众，但如果没有灯光的照明，整个场景依然是一团漆黑。
灯光对于三维作品来说，除了照亮场景之外，还有渲染气氛、突出重点等一系列不容忽视的作用。
甚至有人曾说过：“灯光是一件作品的灵魂”的说法。
两张相同模型、相同材质、相同角度，但布光却不同的两张图，最终的渲染效果是截然不同的。
一、灯光作用照明场景、渲染气氛、表现角色、展现特殊效果。
二、灯光创建Maya中灯光的创建可以执行主菜单命令的“创建”→“灯光”来进行选择，一共有6种不同的灯光类型，它们分别是：环境光、平行光、点光源、聚光灯、区域光和体积光。
1.环境光也叫泛光，模拟的是物体受到来自四面八方的光线照射，光照效果比较均匀，能够将灯光均匀地照射在场景中的每一个物体上。
但由于物体受光过于均匀，立体感反而失去了很多。
经常将环境光用作补光，一般都是配合其他灯光来完成对场景的照明，以便于照亮场景中的一些死角，它一般不会作为主光源出现在场景中。
环境光具有两种相矛盾的属性—有向性和无向性。
在属性编辑器“环境光明暗处理”属性将这两个相反的参数结合起来。
在默认状态下，环境光明暗处理的值是0.45，当其趋向于0时，环境光的性质就趋向于无向性，从各个方向照亮物体，即照明绝对均匀。
当其趋向于1时，环境光的性质就趋向于有向性，当等于1时，则只会照亮受光面，环境光就完全成了一个点光源。
2.平行光是按照箭头所指方向进行平行光投射的一种灯光，由于是平行光的原因，它散发出来的光线都从同一角度向同一个方向进行投射。
因此，物体的受光面也是相同的，如果是从正面对同一条直线上的物体进行照射，那么就会所出现的物体的阴影整齐排列的现象。
maya灯光介绍
Shadow（阴影属性）
Shadow Color（阴影颜色） Depth Map Shadows Attributes（深度帖图阴影） Use Depth Map Shadows（使用深度帖图阴影）
Ray Trace Shadows Attributes（光影跟踪阴影） Use Ray Trace Shadows（使用光影追踪阴影）
教学方法多媒体演示ambientlight环境灯光directionallight方向灯光pointlight点光源spotlight聚光灯arealight面光源volumelight体积灯光spotlightattributes聚光灯属性type灯光类型color灯光颜色intensity灯光强度decayrate灯光衰减率coneangle灯光照射角度penumbraangle灯光边缘羽化值dropoff灯光衰减shadow阴影属性shadowcolor阴影颜色depthmapshadowsattributes深度帖图阴影usedepthmapshadows使用深度帖图阴影raytraceshadowsattributes光影跟踪阴影useraytraceshadows使用光影追踪阴影
环境灯光 方向灯光 点光源 聚光灯 面光源 体积灯光
Ctrl+a打开属性编辑器 Spot Light Attributes（聚光灯属性） Type（灯光类型） Color（灯光颜色） Intensity（灯光强度） Decay Rate（灯光衰减率） Cone Angle（灯光照射角度） Penumbra Angle（灯光边缘羽化值） Dropoff（灯光衰减）
教学目的
创建各种类型的灯光，并学习灯光的基本属性和参数设置 深度贴图阴影和光线跟踪阴影 灯光特效 灯光的连接
MAYA简答题
简答题1.局部坐标系统与世界坐标系统的区别？局部坐标系统是相对于父级坐标系统而言的，而世界坐标系统是场景视图的空间，世界坐标在原点。
2.Nurbs 建模的优点和定义：优势是：表面精度的可调性，在不改变外形的前提下可自由控制曲面的精细程度，适用于工业造型和生物自机模型的创建，支持无极缩放有7ge3通行文件格式。
缺点：最好不要把它作为工业造型用，他比较适用于非标准模型的塑造。
定义：是使用数学函数来定义曲线机曲面的。
3.多变形建模的定义和优缺点？4.定义：基于三角面积四边形面的拼接，是有一组顶点和定点之间有序的边构成的N变形，多边形物体是多边形面的集合。
优点：适合执着复杂的拓扑结构模型适用与建筑物，游戏人物，动画角色模型的创建有DXF,3DS 等通行文件格式。
4.细分曲面建模的优点：可以简化复杂物体的制作作过程，他吸取3poggon和nurbs两种建模方式的技术优势，拥有多边形建模灵活多变的拓扑结构，而且还能nurbs一样保持模型的圆滑。
可以针对局部区域的组元进行多次细分，并且能通过控制点调节形态，可以控制模型的渲染精度。
5.重建曲线的作用？使用重建曲线命令可以将曲线上的cv点和ep点重新排布在曲线形态，基本不变的情况下减少或增加控制点也可以更改曲线的度数，对所有曲线类型（包括曲线）内适用。
6.bevel（倒角）和belev plus（倒角插件）的区别？倒角命令可以对曲线创建倒角效果，创建的倒角曲面中包括挤出面积倒角面。
默认设置下其挤出面积和倒角面是一个整体，在不同模型上指定不同效果的材质，倒角插件的使用方法和倒角命令非常相似，但形成曲面的结果有所不同，不仅可以产生挤出面积倒角面还可以在倒角面处产生截面讲曲面盖住非常适合非文字模型。
7.细分表面与曲面和多边形的区别？细分表面模型与曲面模型都去有表面光滑的特性，与多边形控制点有所不同，其表面的控制点不一定在对象表面上，可以很柔软的控制曲面形状，而多边型的控制点一定是在表面和边上的。
优化3Dmax渲染中的阴影效果的方法
优化3Dmax渲染中的阴影效果的方法一、引言3D渲染是计算机图形学的一项重要技术，用于生成逼真的虚拟场景。
在渲染过程中，阴影是营造真实感和深度感的关键要素之一。
然而，由于阴影的计算复杂性，它可能成为渲染过程中的瓶颈。
因此，本文将介绍一些优化3Dmax渲染中阴影效果的方法，从而提高渲染效率和质量。
二、优化渲染设置1.选择合适的渲染引擎：在使用3Dmax渲染之前，应根据需求选择合适的渲染引擎。
不同的渲染引擎对阴影的处理方式不同，一些渲染引擎可能会提供更高效的阴影计算算法。
2.调整阴影质量设置：通过调整渲染设置中的阴影质量参数，可以平衡渲染效果和计算速度。
较低的阴影质量设置可能会以牺牲一定的真实感为代价，提高渲染速度。
三、优化模型设置1.减少模型的复杂性：复杂的模型往往需要更多的计算来生成阴影。
因此，在设计模型时，应尽量简化模型的几何细节和面数。
使用平滑的曲面而不是大量的小面，可以减少计算阴影所需的资源。
2.使用合理的纹理：过多和过复杂的纹理会增加阴影计算的负担。
因此，在设计模型时应选择合适的纹理，避免使用过多的高分辨率纹理。
同时，在渲染设置中可以减小纹理的分辨率来提高渲染速度。
四、使用预渲染阴影1.生成预渲染阴影贴图：预渲染阴影贴图是一种将阴影计算结果预先存储为贴图的方法。
在渲染场景时，可以直接使用这些贴图，而无需重新计算阴影，从而提高渲染速度。
2.使用硬阴影而非软阴影：软阴影虽然更加真实，但计算复杂度更高。
在某些场景中，使用硬阴影可以降低计算负担，提高渲染效率。
五、优化光源设置1.减少光源数量：过多的光源将导致更复杂的阴影计算。
因此，合理设置光源的数量，并消除不必要的光源，可以有效降低渲染负担。
2.使用简化的光源：某些场景可能不需要精确的光源模型。
可以使用近似的光源模型，如点光源替代面光源，来加速阴影计算。
六、渲染层次化1.使用渲染层次化技术：将场景分成多个层次，为每个层次设置不同的渲染设置，可以提高渲染速度。
shadow map 原理
shadow map 原理
Shadowmap原理，即阴影贴图原理，是一种实时计算阴影的技术。
它在3D图形渲染中被广泛使用，可以使场景中的光源在物体上投下
阴影，增加场景的真实感。
Shadow map 的原理是首先将场景从光源的视角渲染成深度贴图，然后在每个像素上进行测试，以确定该像素是否是在阴影中。
具体实现方式是，将光源放置在一个虚拟相机位置，并从该视角渲染场景。
渲染时，只记录每个像素距离光源的深度值，而不记录其颜色值。
这些深度值被保存到一个叫做 shadow map 的贴图中。
当场景被从观察者的角度渲染时，每个像素需要测试其在光源视角下是否在阴影中。
这可以通过将场景中的像素位置变换成光源视角下的坐标，并在 shadow map 中对应位置上查找深度值。
如果像素深度值小于其在阴影中的位置处的深度值，则该像素在阴影中。
Shadow map 原理相对简单，但在实践中有一些限制。
例如，阴
影的分辨率取决于 shadow map 的分辨率，过低的分辨率可能导致阴影模糊或出现锯齿状边缘。
此外，动态物体的阴影需要在每帧重新计算，而这可能会影响渲染的性能。
总的来说，shadow map 是一种方便且常用的阴影计算技术，它
可以在实时渲染中增加场景的真实感。
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ue4 动态阴影原理
ue4 动态阴影原理UE4动态阴影原理引言：在游戏开发中，实现逼真的光影效果是非常重要的一部分。
动态阴影是其中的关键技术之一。
本文将介绍UE4中动态阴影的原理和实现方法。
一、动态阴影的概念动态阴影是指随着光源位置的变化而变化的阴影效果。
与静态阴影相比，动态阴影可以更加真实地模拟光源和物体之间的相互作用。
二、UE4中的动态阴影实现原理在UE4中，动态阴影主要通过阴影映射技术来实现。
阴影映射是一种将光源投影到阴影贴图上的技术，然后将阴影贴图应用到场景中的物体上，从而实现动态阴影的效果。
1. 光源投影UE4中的光源投影使用了深度贴图技术。
在光源的位置上，将场景渲染到一个深度贴图中。
深度贴图记录了从光源出发到场景中各个点的深度信息。
2. 阴影贴图生成根据深度贴图生成阴影贴图。
阴影贴图是一个黑白图像，记录了每个像素点的可见性信息。
根据深度贴图和光源位置，可以计算出每个像素点是否在阴影中。
3. 阴影贴图的应用将阴影贴图应用到场景中的物体上。
根据阴影贴图的信息，可以确定物体上每个像素点的阴影强度，从而实现动态阴影的效果。
三、UE4中的动态阴影实现方法UE4提供了多种方法来实现动态阴影效果，下面介绍其中两种常用的方法。
1. 级联阴影映射（Cascaded Shadow Maps，CSM）CSM是一种常用的动态阴影生成方法。
它将场景分割成多个级联区域，每个区域使用一个深度贴图来生成阴影贴图。
每个区域的深度贴图的精度可以根据距离来调整，以保证阴影的质量和性能的平衡。
2. 软阴影为了实现更加真实的阴影效果，UE4中还提供了软阴影技术。
软阴影通过模糊处理阴影边缘来实现，使阴影的过渡更加自然。
软阴影可以通过调整阴影采样的分辨率和模糊半径来控制。
四、UE4中的动态阴影应用场景UE4中的动态阴影可以应用于各种场景，以下是一些常见的应用场景。
1. 角色动画动态阴影可以使角色的动画更加逼真。
角色在移动和跳跃时，阴影也会相应变化，增加了游戏的真实感。
游戏用贴图详解
看不少朋友对游戏用贴图存在一些认识上的不足或误区，这里我特别整理总结，有兴趣的可以参考。
（注：完全是个人的经验和理解）Diffuse漫反射：漫反射是物体基本色Color和环境光Ambient混合的结果，换句话说就是物体基本色在迎光面和背光面上的显示效果。
通常情况下，我们并不会将Diffuse的效果绘制到贴图中，因为太过明显的明暗变化会导致效果的不真实，如手臂下的阴影会在举起时露馅；因此尽管基本的贴图通道名为Diffuse，但事实上应为的效果，需要场景灯光的辅助。
说到AO（全称AmbientOcclusion环境闭塞，也有简称OCC和白模），它是一种通过灰度来表示物体之间相互影响的效果，你可以理解为明暗素描那样的表现形式。
AO贴图直接赋予模型上时，可以在不需要特定光源的情况下看出模型的基本架构，是最实用的辅助贴图。
我们可以在AO贴图的基础上绘制基本色彩和纹理，完成最初的Diffuse贴图。
Specular高光：事实上，highlight才是高光，specular本身含有镜面反射的意思。
不过为了和reflection反射进行区别，通常都称为高光。
所谓高光，也就是光滑物体弧面上的亮点（平面上则是一片亮），它与光源和摄像机的位置有关，通常为一个小白点。
事实上，我们是不能也不应该控制高光的出现位置，通过高光贴图控制的只是高光的衰减情况--因为高光点是系统计算的结果，我们只能在高光出现的地方控制高光的强弱和颜色变化。
例如，人物角色的额头和鼻尖部分，一般都会使用偏白的高光贴图，是为了在人物面部产生高光时和周围有明显的区别。
高光一般为白色，不过在制作金属物件的高光时，高光颜色会偏向金属固有色，这点可以作为一个规律执行。
一个小技巧，我们可以在AO贴图的基础上绘制高光（很多时候是修改AO贴图的暗部）。
在三维动画软件中，高光具有多个参数设置，如偏心率、衰减度、高光颜色；它和反射效果关系密切，因此高光间接表现一个物体的材质，例如塑料，金属，皮革的高光效果是各不一样的。
AE中的图形阴影技巧 制作立体和深度感的效果
AE中的图形阴影技巧：制作立体和深度感的效果Adobe After Effects（简称AE）是一款专业的动态图形和视觉效果处理软件，广泛应用于电影、广告、动画和其他数字媒体制作领域。
在AE中，图形阴影是制作立体感和深度感的重要技巧之一，本文将介绍一些在AE中制作立体和深度感效果的图形阴影技巧。
1. 使用实时阴影效果在AE中，可以通过添加实时阴影效果轻松为图形创建立体感。
首先，在图层面板中选中需要添加阴影的图层，然后点击顶部菜单栏中的“特效”并选择“实时阴影”选项。
调整阴影的颜色、角度、透明度和模糊程度等参数，以获得所需的立体感效果。
2. 调整阴影位置和角度为了增强图形的立体感，可以通过调整阴影的位置和角度来模拟光源的方向和位置。
选中图层并进入“变换”菜单，通过调整“位置”和“旋转”参数，将阴影定位到与图形形状相对应的位置。
根据光源的位置和角度，调整阴影的位置和角度，使其呈现出真实的立体感效果。
3. 使用多层阴影为了增加图形的深度感，可以添加多层阴影。
首先，创建一个复制的图层，并将其置于原始图层的下方。
然后，在复制图层上应用实时阴影效果，并调整其颜色、透明度和模糊程度等参数。
通过逐渐增加或减少复制图层的阴影效果，可以创造出更加逼真的立体和深度感。
4. 使用调色板工具进行高光和阴影调整通过调色板工具，可以对图形的高光和阴影进行微调，以创造出更加真实的立体感。
选择调色板工具，并在图形上单击并拖动以调整高光和阴影的位置和大小。
根据光照和物体的形状，细微地调整高光和阴影，使其与图形相匹配，并增强立体感效果。
5. 使用阴影颜色和透明度混合模式在AE中，可以通过将阴影图层的混合模式设置为“正片叠底”或“线性加深”等，来调整阴影的颜色和透明度，以达到更加真实的立体感效果。
选中阴影图层并打开图层面板，选择所需的混合模式，并调整不透明度和颜色参数，以获得最佳的立体感效果。
图形阴影技巧在AE中是制作立体感和深度感效果的重要方法之一。
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灯光-深度贴图阴影
学习目标
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通道。深度贴图中的每个像素 都代表了在指定方向上，从灯光到最近场景中包含有投射深度贴图的灯 光，则Maya 在渲染过程中会为此灯光创建深度贴图， 以此来决定哪些 物体表面被照亮，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）。深 度贴图阴影在大多数环况下，无论是场景灯光还是角色灯光，开启阴影的都是主光需要 打开阴影。在这个景物案例的场景中主光为聚光灯和面积光。所以我们 需要开启聚光灯与面积光的阴影。灯光的阴影有两种。分别是深度贴图 与光线追踪。这一小节我们先来学习深度贴图阴影。选择聚光灯Ctrl+A 打开灯光属性，调节阴影属性。
谢谢
要求理解的内容
深度贴图中的每个像素都代表了在指定方向上，从灯光到最近场景中包 含有投射深度贴图的灯光 ，则Maya 在渲染过程中会为此灯光创建深度 贴图， 以此来决定哪些物体表面被照亮，哪些物体处于阴影之中。
要求熟练应用的内容
开启阴影的都是主光灯 ，在这个案例的场景中主光为聚光灯和面积光。 所以我们需要开启聚光灯与面积光的阴影，灯光的阴影有两种，分别是 深度贴图阴影与光线追踪阴影。