这是关于blender自学的第十四篇推送。
你将在本期学到关于灯光的进阶版内容,这些内容有助于迅速使你的场景变得更加真实可信,知识点涉及到环境光设置、HDR环境贴图的使用和灯光材质。
另外,由于各位无法在留言中附加图片(我也没法以截图的方式回复你),一些只能通过图片说明的操作问题,你们可以在微博上私信@我——>@victor-cloux,注意不要直接发微博@,因为我微博是屏蔽一切@的,看不到,发私信就对了。
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纲要
- 环境和灯光的基本概念;
下文所涉及到的操作,我在这个视频中都会讲解到,但仍然强烈建议先按图文跟练,再按视频方法把这些功能和之前的功能结合起来,用来创造一些东西。
你可以复制下方链接或点击文末“阅读原文”,转百度盘下载操作过程的视频,提取码是:4c9n。
但我个人建议是先看图文,再看视频,因为时间关系没特别配音,视频里的解说是随口说的,干活的同时讲话对我来说是一件很困难的事情
链接:https://pan.baidu.com/s/148RtSsWmYVakEIRSM7WzNg
提取码:4c9n
环境和灯光的基本概念
- 环境光的概念:
先来看一张照片:

思考一个问题:照片中的场景里一共存在几种直射光?
……
如果你的答案是一种(太阳光),那就错了。如果只存在太阳光,照片中远处山体的暗部按理说应该是黑色的。而我们却能明显感受到山体暗部的蓝色倾向,说明暗部受到了某种蓝光照射——在这里是天空的天光的因素。
很早以前3D软件是这样模拟环境光的:

就是通过设定一个半球状的灯光,来模拟四面八方来光的天空,但在Blender里你无需这么做,下面我们来看看Blender如何模拟晴天氛围的光照。
- 设置场景:
打开Blender,F1切换到渲染render显示,删除场景默认的方块,然后Shift+A添加一个球体和一个平面:

选择球体,按Alt+A,唤出插件Machin3tools的对齐菜单,然后点击菜单中的Floor,这可以让你把球体放置到地面上:

看,球体被放到地面上了:

为了更好地在球体上体现细腻的光照,我们可以对球体做个细分,让它圆一些。选择球体,按Ctrl+2(这其实是对球体添加细分修改器的快捷键,此处的2是2级细分的意思,也可以Ctrl+1,Ctrl+3。Ctrl+0是不细分的意思)对球体细分一下,然后右键菜单中选择ShadeSmooth光滑显示,这样球体看上去就好多了:

顺便把渲染引擎换成Cycles渲染器:

F1着色饼菜单中点击Gird toggle关闭地面栅格的显示:

这样我们就把场景给设置好了,记得保存。
- 设置阳光和环境:
此时的场景中的灯光是点光源,选择灯光,到右边的灯光菜单中把灯光换成太阳光,亮度5就够了,给阳光设置一点点黄色:

Blender默认其实是开启了一些环境光的,点击右侧环境图标:

看上图,你在场景中看到的灰色背景,就是Blender默认开启的强度为1的灰色环境光,如果我们要模拟天空光,就要把颜色Color调成蓝色:

看,一个简易的阳光氛围就设置完了,有了基本的冷暖关系(实际上自然光的冷暖就是这么来的)。
如果你希望环境光是其他颜色,把Color调整成相应颜色,并设置合适的强度即可(注意天光的整体感觉要弱于阳光才行)。
HDR贴图的使用
- HDR贴图是什么:
按照上一小节中的方法,你可以设置出大致的环境光效果,但是,这种方法存在一个问题——设置的环境只有一个颜色。

现实生活中的环境并不止提供了天光,还提供了很多其他颜色的环境光。如上图,角色身上不仅体现了天空光,也体现了周围树木和草地的环境色,因此只呈现一种环境光色会让场景显得不真实。
当然,3D软件的渲染功能本身就可以形成光色影响,但我们不可能把环境中所有的物体都建模出来,HDR贴图就是为了模拟特定的环境光而存在的。
你可以到https://hdrihaven.com/下载免费的开放版权的HDR贴图:

里面有很多种类的HDR贴图:

选择与你想法接近的环境贴图,比如我想模拟一个树林的环境,就选了这个:

贴图大小按你的机器配置选择就好,一般测试2K也就OK,下载它。
Tips:最好在电脑中设置一个固定的文件夹(英文路径),用来存储环境光贴图,永远不再移动它,不然如果你的贴图位置变化了,下次打开Blender文件,这个环境光就丢失了。
- 使用HDR贴图模拟复杂的环境光:
点击环境图标,然后点Color后面这个小圆圈:

选择Environment Texture(环境贴图):

场景变成了骚粉色,别慌,点Open找到你下载的那张环境贴图:

可以看到环境贴图被载入到背景里去了:

如果环境中已经有明显的阳光了(比如已经有了清晰的投影),你可以把我们之前设置的阳光光源删除。

看,即便场景中完全没有光源,设置HDR也可以模拟出真实的氛围,这种情况下球体所呈现的效果,就约等于球体被放置在这个树林里的效果了。
如果你还没能感受到上图中环境光色的复杂性,可以先点击大纲中平面Plane后面的小眼睛,隐藏Plane:

球体的底部呈现出了地面的暖光,上部则是天空带来的冷光,这对理解光色反应是一个非常好的辅助——这种复杂的环境色是仅仅通过设置环境颜色所做不到的。
当然,使用环境贴图也有一些局限性,比如:如果你用的是环境贴图中的阳光,你是无法改变阳光的高度的(因为它只是一张贴图),那么较好的选择是:
- 要么直接使用HDR贴图中的阳光角度;
- 要么使用一张不包含阳光直射的HDR贴图,然后自己添加一个阳光光源来模拟阳光部分。
- 旋转HDR贴图:
我们虽然无法改变HDR贴图中的内容(除非换一张贴图),但旋转它来获得想要的环境光贴图方向是可以做到的。
删除场景中的球体,添加一个更具有特殊性的猴头,同样可以对它Ctrl+2做一个2级细分:

注意上图中的投影方向。
按上一期推送中讲到的方法,拆分出一个新窗口:

把编辑器改为Shade editor(着色编辑器):

然后把Object(物体)改为World(世界),我们要修改的是世界也就是环境贴图:

这样你就会看到一个环境贴图的节点,上图中褐色的那个节点就代表了你的那张HDR贴图,你在节点中可以看到贴图的路径,要调整这个贴图的方向,就要添加其他的节点来操控它。
这里需要用到一个Blender自带的插件,点击菜单栏Edit—Prefrences—Add-ons,在All状态下,搜索Wrangler,勾选它,保存设置:

然后选中下图中这个节点,按Ctrl+T(自动添加一组调整图片尺寸方向的节点):

这样这个节点后面就新增了两个节点:

调整Mapping节点中Point—Rotation(旋转)里的Z,其实就是让HDR贴图沿着Z轴旋转:

可以看到,环境贴图发生了变化,给猴头带来的投影方向也变了:

这就是旋转环境贴图的方法。
注:市面上也有一些快速设置环境贴图的收费插件,例如 Pro Lighting:Skies 、HDRI Maker 等等你也可以考虑使用,但原理与上述方法并没有什么区别。
灯光材质
这个教程到目前为止还没有讲到“材质”部分(也快了),但由于灯光材质和光源的设置关系更大,因此提前放到这个部分来讲。
- 灯光材质是什么:
简单讲,就是把某个物体,或者某个物体的某些面,转化为光源。

这种情况很常见,比如你建了一个灯泡,可以把灯泡变成光源;或者你建了一个电脑显示器的模型,然后把屏幕上显示的图片变成光源——不仅如此,你可以让这个灯光是多彩而不是单色的——就像真实世界中发光的屏幕那样。
- 设置场景:
新开一个Blender文件,添加平面、球体、猴头和方块如下图(你也可以按自己的想法摆),然后开启渲染模式,更换Cycles渲染器,方法前面已经讲过了,不啰嗦了:

删除场景中默认的点光源:

此时场景中除了默认的微弱的环境光之外,已经没有其他光源了。
- 把物体设为光源:
选择场景中的球体,点击右侧材质图标,点New,给球体新增一个材质:


具体的材质窗口的各种概念,在讲到材质部分的时候再说,我们先把重点放在怎样把物体转化为光源这件事上。
点击Surface,选择Emission(发光):

看,此时球体已经有点发光了:

调整Color(颜色)和Strength(强度或亮度):

完成了,很简单对吧~
- 把部分表面设为光源,且让光源多彩:
接下来学会如何把部分表面设为光源,并且让这些表面不止发出一种颜色的光。
删除场景中的球体:

选择方块,Tab进入方块的编辑模式,选择方块面相猴头的面,I内插一个面,我要把这个面变成屏幕的感觉:

选择这个面,点下图中的+,新增一个材质:

然后点New:

下图中Material.002就是新增的材质,你可以双击它命名,然后点Assign——把这个材质赋予到场景中选中的面。
然后,选择Material.002,点击下图中的箭头,让它处在最上面的位置(这样这个面所呈现的就是你新建的这个材质了):

在Surface里选择Emission,这个面就亮起来了,原理和上一例没有区别:

退出编辑模式,你当然也可以改变它的颜色和强度:

如果我要让这个面像屏幕一样发出多彩的颜色,点击Color后面的这个圆圈,选择Image Texture(给这个表面一个贴图):

准备一张图片,比如我用下面这张图:

在Open中定位这张图的路径,打开:

看看效果:

已经有图片的多彩光色的效果了。
如果想要移动图片以呈现图片的其他部分,方法和设置环境贴图是很接近的。
选择方块,拉出一个新窗口,选择着色编辑器,选择Object(物体),方法与之前相同,不再赘述:

选择图片节点,按Ctrl+T,新增节点控制,调整Mapping节点中的位置旋转和比例,即可改变图片的大小、角度和呈现位置:

注:因为目前还未讲到UV映射,所以你在操作图片位置旋转比例的时候,会感觉有点别扭和不直观,这是正常的。
值得注意的是比例一栏中的数字越大,图片缩得越小;比例中的三个格子的数字尽可能保持一致,这样才能让图片进行等比缩放。
进入环境图标中,把环境光调暗一点,效果更好:

咳咳,猴子看起电视来了……

这一章节到此结束,你可以继续看视频来加深理解和明确操作步骤。
