[推荐]: 渲染灯光的设置

来源不详: by Bill Taylor 翻译整理：IceFai (转载请注明出处)

Pro/ENGINEER提供了各种各样可以在渲染中使用的灯光。除了缺省的环境光外还有三中灯光类型。下面就是这些灯光的特性：

Ambient（环境光）:可以在暗区域中使用（没有方向性）。环境光光源的位置对光效果没有影响，因为环境光在整个场景中都是有相同的光密度的。

Light bulb（灯泡）:作为点光源使用，一个灯泡可以从一个光源位置照亮它周围各方向的场景。  

Spot light（聚光灯）: 锥形光束。在图形上聚光灯显示为两个同轴的锥形，内锥形是全密度的灯光而外锥形是调整光。

Directional light（平行灯）:平行光源，类似于太阳光。平行光不是从一个特定点发出而是在一个方向上都有均匀的光密度。  

在场景中设置灯光.  
在渲染找那个设置灯光的过程可以分成三部分的灯光设置：基本光源，填充光源和辅助光源。

基本光源是你的渲染场景中的主要光源，并且是用来照亮你的模型的主要光源。而一般在房间中的光源则是填充光源，用来加亮场景的。而辅助光源则是用来加亮模型中那些和背景融合到一起而导致难以分辨的部分。换言之，辅助光源就是用来提高模型边界的分辨度的。例如，你可以在你的模型后面加一个背光源来制造渲染场景的特殊效果。
本教程中主要讨论关键灯光（也就是基本光源）和填充光源的设置。

我们要设置在渲染中使用的光源，首先打开Real Time Rendering（实时渲染）选项并在光源编辑器中打开 Show Lights（显示光源） 选项。这样有利于调整光源的位置和它们的阴影.

要想获得更真实的渲染效果，阴影是一个非常重要的因素，因为它可以生成图像的深度和提高图像的对比度。而Real Time Rendering（实时渲染）则使得你可以互动地调整阴影的位置。
然后，把缺省的环境光和平行光都关掉（见右图一）。因为这些光的设置不适合用来渲染。
然后，添加你自己的平行光（填充光）。记住，填充光可以替你的场景加上一个普通光以便你可以看见你正在干啥动作。你现在只需要大概定位你的光源位置便可，以后再来进行细调。

设置关键光源.
现在我们来设置关键光源。聚光灯（Spotlight）和灯泡（light bulb）都可以作为关键光源。建议使用聚光灯，可以提供更好的控制和生成更真实的效果。
光源不单照亮你的场景并且会突显你模型的三维形状。甚至在光源设置无阴影的时候你甚至无法区分出一个3D的模型和一个2D的物体。
一个好的照明方法是从几个方向来照亮你的模型并生成关键的高亮线以更接近真实情况。当然你也需要替不同方向的光源设定不同的光密度以避免造成模型的平光或不自然光。.

要尽量避免使用三个以上的光源。光源添加越多，你的场景就变得越复杂，生成的效果越不真实。在大多数情况下，一个使用四或五个以上的光源所能得到的渲染效果通常用二到三个光源就可以完成了。使用越少的光源，你就可以在得到需要的效果后更容易重复和易于理解。
想像一下你正拿着照相机在你的屏幕面前给你的模型拍照，你的关键光源（聚光灯）的位置就在你的左或右肩膀上方对正模型进行照射。然后调整你的填充光源到你的另一个肩膀的下方并正对着模型照射。如下面两个图。

因为你的关键光源应当是场景中的主要光源，所以它的密度设定要比你的填充光源要高。
有一点要注意的是要避免陷入不断调整关键光源和填充光源的密度的怪圈中，以致于把两个光源都调到了一个非常不合理的高密度而对渲染效果的提高微乎其微。
如果你的模型在某个区域的显示太暗，那么尝试调整光源的位置和平行光源在你的模型上的照射点。如果你对你的光源所产生的效果不太明了，可以把其它光源都关闭而只留下想考察的光源然后用Draft选项快速渲染一下进行观察。
不同的模型对光线的反射都不太一样，所以需要针对不同的情况来调整灯光的照明方案。在尝试的过程中可以使用Draft渲染设置然后进行光源位置，方向和密度的调整。
渲染是一项艺术工作，没有一个万能的方法来对你所有的模型进行渲染。在入门的时候，你或许需要花费大量的时间去调整你的设置，但不要灰心――设置光源以生成漂亮的渲染效果是需要经验的――你的努力是不会白费的呵呵。

几何和渲染.  
你的模型几何在生成渲染的最终外观中是扮演一个主要的角色的。几何是造成光的反射效果和生成你在现实生活中所看到的各种效果的基体。要提高你渲染的模型的分辨度，要确保你的模型的所有边界都是圆角的。即便在技术上应该是直角的地方我们都应该加上一个小圆角（在现实生活中没人东西是决对直角的）。这些圆角面可以在渲染后生成高光边界，使得我们得到的渲染图分辨度提高。如下面的两张对比图。
下面的两个图分别是 [无圆角，棱线不明显]         和    [带小圆角，高光棱角明显]

添加物体到场景中.
  在现实的世界汇总，物体都是处在各种各样的环境中的。在场景中添加物体就可以生成不同的灯光和阴影效果以提高总体的对比度。在现实世界中，物体的背光面都会产生阴影。这些细节会增加你的渲染图的真实感，更重要的是对整体的效果影响非常之大。例如，你如果想渲染一支圆珠笔的效果图，那么 应该考虑他的自然环境。它应该是放在一张木桌子上面，旁边应当放上一个咖啡杯和一张纸。这些物体（桌子，咖啡杯和纸）都可以增加渲染效果的整体效果。当然，要注意的是始终要把你的主要注意力放在你的主模型上。

高级渲染扩展.
  Pro/ENGINEER在Advanced Rendering Extension (ARX)中还提供了一些高级渲染选项。. 利用ARX你可以模拟一些现实世界的真实效果比如场景深度和透视。这些效果有助你把观察者的注意力集中到模型上。

光衰减.  
在现实世界中，光密度会随离光源的距离增加而衰减。这就称之为光的衰减。ARX 支持光衰减效果，利用光衰减你可以更好的营造一个真实的环境。在ProE中要得到光衰减效果，首先在灯光编辑器中把Light Scatter（光散射）选项打开。

然后把你的绝对密度值设为一个特别小的值，比如0.01。最后选择一个衰减方式，两种方式Linear（线性）和Natural（自然）。线性是随距离的增加评价减少光密度的，而自然衰减则是用更复杂的算法来模拟现实中光的衰减的，所以要想更接近真实情况就使用自然衰减方式
下面的两张图分别是两个效果: 不使用光衰减效果 和 使用光衰减效果

<全文完>