【C4DtoA 05】Arnold渲染器：灯光详解（上）

Tips： 共计约3700字，估计阅读用时10min，理论用时40+min；

多图预警

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本篇讨论Arnold灯光，即照明技术。

Arnold灯光种类

Arnold有多种灯光类型：

• Cylinder_light（圆柱形区域光）
• Disk_light（圆盘形区域光）
• Distant_light（平行光）
• Mesh_light（网格灯光）
• Photometric_light（光度学灯光）
• Point_light（点光）
• Quad_light（方形区域光）
• Skydome_light(天光)
• Spot_light（聚光灯）

为了更便利使用，我们能够将界面设置为以下构造：

一、Quad_light（方形区域光）

不同灯光属性不同，但不会差很多，我们先来看一下方形区域光属性：

1、新建一个方形区域光：插件→C4DtoA→Arnold light→quad_light，并调整方形灯光位置，打开IPR Window，默认设置下能够看到：

2、选中灯光，能够调出灯光属性栏

【Main】：

• Color（颜色） 控制灯光颜色，能够使用constant（纯色）或texture（贴图）以及shader network（着色器网络）来定义，后续再详细介绍；
• 可使用Exposure（曝光）进行场景亮度的大幅调整，使用Intensity（强度）进行微调；
• 灯光尺寸越大，阴影越虚，反之越实；
• Resolution（分辨率）与灯光贴图有关，尽量将该值设为与图像分辨率一致，这样能够渲染的更快，噪点更少；
• Cast volumrtric shadows（透射体积阴影）定义了能否在场景中显示体积散射的阴影；
• Sample（采样）控制阴影和间接光照的渲染质量；
• Normalizer（尺度化）默认开启时，调整灯光尺寸不会影响场景亮度，仅影响阴影虚实；关闭时便会影响场景亮度，灯光尺寸越大场景越亮；
• Volume samples（体积采样）与体积散射无关，是做用于体积物体的；假如要进步体积散射的质量，需要进步的是体积散射材质的采样；
• Indirect（间接）控制着灯光对于光线反弹的做用

p.s.上述参数后续城市有详细讲授。

【Detail】：

• Temperature（色温）6500k代表“正白色”，数值越高，颜色越冷，反之越暖；
• 能够使用Temperature来定义灯光颜色，这样比间接使用Color要更为传神；
• 注意：开启使用色温后，会将原来设置的灯光颜色（或贴图）覆盖；
• Light filters（灯光滤镜） 能够使用各种滤镜来影响灯光

【Project】：

能够使灯光Include（搜罗）或者Exclude（排除）某些物体。

Cylinder_light（圆柱灯光）和Desk_light（圆盘灯光）参数设置与方形灯光类似，不多赘述。

二、Mesh_light（网格灯光）

网格灯光允许将任意物体做为光源。

1、新建网格灯光，新建一个圆环并缩小一些，然后将圆环拖拽到灯光主菜单属性栏中的Mesh：

2、勾选Light visible (灯光可见)后，能够在渲染图中显示灯光外形：（上图中未勾选，所以只能看见灯光反射，看不到灯光外形自己）

3、除了将物体拖拽带Mesh栏中外，还能够通过给物体加标签的方式成立网格灯光：（多用于不规则外形） 选中物体→右键→C4DtoA标签→Arnold Mesh Light→勾选灯光可见：

亦能够使用色温控制灯光。假如在渲染中，灯光自己没有很明显的显示设置的颜色，是因为亮度或曝光度太高，降低亮度或曝光度值即可明晰看见（如图中橘黄色灯光自己色彩不明显，因为亮度和曝光度值很高；蓝色灯光自己颜色明显，因为亮度和曝光度值低）。

• 也能够使用Arnold尺度材质将物体酿成光源：

① 新建Arnold尺度材质standard_surface→材质菜单栏中，设置Base权重为0，Specular权重为0，Emission权重为1（或更高）：

② 材质编辑器中Emission设置为4，然后将材质赋予灯管，并渲染，能够看到，即便在渲染设置中Diffuse采样为10的条件下，仍然会有部门噪点，而且这种方式不会产生间接照明：

总结：请尽量使用网格标签的方式将物体转为光源，除非极其特殊条件下使用Emission（自觉光）材质，自觉光材质不只噪点多，渲染慢，而且没有间接照明。或者使用Mesh_light，将物体拖到Mesh里面即可，但是还是使用标签更便利。

三、Spot_light（聚光灯）

通用功能同前面灯光，不多赘述。

1、新建一个Arnold spot_light→摄像机→设置活动物体为摄像机： （能够理解为：当前视角即为聚光灯所在位置。要在选中灯光的状态下设置摄像机。P.S.我觉得这个功能并没有什么卵用，完全能够本人调角度，但是还是要告诉你们是有这种操做的。）

2、下面看一下聚光灯的特殊参数设置：

• Cone angle（锥角）定义聚光灯的光线发射范畴，锥角越大，范畴越广；
• Penumbra angle（暗角）定义聚灯光的暗角范畴，灯光强度从中间到四周逐步衰弱，进步该值能够得到愈加温和的衰减边沿；
• Aspect radio（纵横比）能够操做该值得到椭圆形聚光灯；
• Drop off（衰减）定义灯光从中间到四周的强度变革（类似于暗角）；
• Radio（半径）等同于区域光的尺寸，该值越大阴影越虚；假如关掉Normalize（尺度化），该值还会影响场景亮度，值越大，场景越亮；
• Lens radius（镜头半径）聚光灯默认是从一个点射出的光线，进步镜头半径的值，相当于在灯光前放置了一个镜片，光线会透过镜片射出：

为了更佳的看到镜头半径的效果，能够创建一个体积散射材质： 创建→Arnold→Volume→Atmosphere→Atmophere_volume，然后将创建的体积材质拖拽到渲染设置中的Envirnoment→Atmophere栏，如下图：

通过上图，我们能够清楚的看到镜头半径的做用效果。 进步镜头半径的值还会使光线愈加平行。

• Roundness（圆度）类似于PS中的圆角，该值为1时，聚光灯为圆形；该值越小，聚光灯越“方”：

四、Distant_light（平行光）

指来自远处光源的平行光束，常用来仿真太阳光。平行光的位置无所谓，关键是它的朝向，平行光中有一个角度参数Angle，能够理解为灯光的尺寸，只不外单元是角度罢了，进步该值会使阴影变虚，假如要仿真太阳光，建议值为0.5，这样能够得到传神温和的阴影。

• 下面我们来详细看一下效果：在筹备好的场景中新建Arnold sky，然后新建Arnold Distant_light,旋转调整灯光角度：

• 在调整的过程中可测验考试挪动平行光的位置，对灯光没有任何影响。旋转调整平行光的角度时，能够清楚看见窗户透射过来的光线会随着角度的变革而变革。
• 调整灯光属性中的Angle值，能够看到阴影的不同变革。值越大，阴影边沿越温和：

五、Point_light（点光）

等同于C4D中的泛光灯，可将其变成球形灯光（调节Radius），物理规则不异，光源尺寸越大，阴影越散。

六、Photometric_light（光度学灯光）

• 非常特殊但却很实用的灯光；
• 允许使用现实中的IES灯光配置文件改变灯光的分布及传布方式；
• 借助IES文件，能够仿真现实中各类灯具的复杂照明效果；
• 能够测验考试用不同的IES文件来改变灯光外形，IES灯光大要长这样↓：

• 新建一个Photometric_light（光度学灯光）→载入IES文件：

• 渲染场景，打开图片查看器，我们能够看到，图片中有很多“亮斑”，我们称之为“萤火虫”：

能够通过Clamp（限制）来消除，详细操做后续再说；或者进步采样；但是更佳的方案是关闭IES灯光的间接照明：Light→Main→Indirect：0

七、Light_filters（灯光滤镜）

• 滤光镜是指能够改变灯光某些属性的着色器
• Arnold提供了四种灯光滤镜：barndoor 、gobo 、light_blocker、light_decay
• 提供的滤镜中，只要部门比较有用，有些滤镜用处其实不是很大
• 这些滤镜并不是适用于所有灯光类型（e.g.barndoor对于平行光就是不起做用的）
• 要使用滤镜，间接将其拖拽到灯光细节栏→light_filters中即可

1、barndoor

• 创建barndoor，并将其拖拽到聚光灯细节栏。
• barndoor能够定义灯光的外形，有上下左右四个控制点，每个控制点有三个参数，前两项控制位置，后一项控制边沿温和度：

调整各项参数能够在IPR 窗口中明晰的看见其做用，大家能够本人试一下，这里就不再赘述。

2、gobo

• gobo的做用与barndoor类似；gobo只能做用于聚光灯，对其他灯光无效。
• gobo在现实中指放置在灯光前面用于改变灯光外形的物理传感器，产生的效果类似于“幻灯片”。

新建gobo滤镜并将其拖拽到聚光灯细节栏。为了更为直不雅观的看到其做用，我们首先来定义一个Slide map（投射图片）:双击材质打开材质编辑器 → 打开节点编辑器 open network editor → 新建image节点 → 加载事先筹备好的图片fpattern.png → 将其连接到silde map： （关于节点编辑器后续会有详细讲授，这里简单理解就好）

在IPR窗口中能够看到，实际上上述程序就是把图片透过聚光灯投射下来，类似于现实中的“投射影片/幻灯片”。

• gobo有5种混合形式：blend、repalce、add、sub、mix ：

blend为默认的gobo效果； replace将幻灯片映射正片叠底于光源（幻灯片在上，光源在下）； add将光源正片叠底于映射（光源在上，幻灯片在下）； sub反转幻灯片映射的RGB值； mix将成果均匀在聚光灯和幻灯片映射之间。

• 关于gobo中的其他参数： Density（密度） 进步密度值，透过来的光会更少，场景会变暗； 还能够对Slide map进行旋转、缩放等操做； 假如scale时调整数值无法正常显示，是因为在warp中选择了clamp形式，变更一下形式即可； 其他参数其实用处不大，效果也很明显，这里就不多赘述，大家能够多试一下。

3、light_blocker

• light_blocker为照明系统带来了更多的灵敏性。light_blocker很简单，用处也不大。
• 进步light_blocker密度值，就能够对光产阻塞（遮挡）效果；
• 允许自定义不同的阻塞外形，你能够使用各种模型做为阻塞外形，而且能够操做Geometry matrix调整几何外形 ；
• light_blocker参数详解 ：

Axis（轴向）：根据轴向设置衰减渐变

Ramp（斜面）：衰减沿斜坡轴向应用斜坡乘数，负值翻转斜坡轴标的目的

Height edge（高度边沿）：衰减light_blocker高度边沿

Width edge（宽度边沿）：衰减light_blocker宽度边沿

Roundness（圆角）：增加light_blocker的圆度

4、light_decay

• light_decay可用于所有灯光类型；
• light_decay用于指定衰减范畴；
• Arnold默认使用符合物理传神的光衰减形式，应用light_decay能够允许你打破这种默认规则，实现特殊艺术目的；
• light_decay参数详解 ：

近处衰减定义了灯光怎样淡入；

远处衰减定义了灯光怎样淡出；

允许定义衰减的起始位置；

注意：完毕值肯定要大于初步值。

洋洋洒洒说了很多，此中有很多内容不理解也不影响使用，但是本着“万一你们想知道”的原则（究竟?结果好奇宝宝这么多），还是写了下来。Arnold说到底也只是一个东西罢了，理解这些参数能更佳的协助我们实现设计目的，但是更重要的还是设计师的创（nao）意（dong）。

下一篇我们讲一下物理天空、HDR照明、体积散射和雾。

以上，Over

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