3D渲染光照教程：掌握光照的技术和教程

如何照亮 3D 场景？

为 3D 场景照明就是在照明程序中使用不同的光源和视觉效果。那么，要成为一名成功的 3D 灯光艺术家，最好学习哪些灯光技术呢？注册 3D 灯光教程对于培养您的艺术和技术技能有多重要？

以下是您需要的技术和教程：

三点照明

这种照明技术由三个光源组成，这些光源布置在主体周围的关键点，以创建场景的三维外观。要创建此照明效果，您需要以下内容：

主光源：这是主光源，是 3 点排列中三个光源中最亮的一个。它约占主体照明的 3/4。通常，主光设置在拍摄对象前方，与相机成 45 度角。灯光在拍摄对象的另一侧形成鲜明的阴影，增加了深度和维度。

补光灯：这是设置在主灯对面的补光灯。顾名思义，主光“填充”主光在主体上产生的阴影。它不太亮，灯光艺术家会根据他们想要达到的情绪或效果调暗或调亮辅助光。较柔和的照明有助于突出主体的细节。

背光：又名边缘灯或头发灯；这个辅助光源创建了主题的轮廓并将它们与背景分开。背光设置在主光对面的主体后面。有时背光设置得稍微高一点，高到足以超出画面并指向拍摄对象的脖子后面以获得三维外观。

3D人物灯光

角色照明是一种用于以讨人喜欢的方式照亮角色并支持正在讲述的故事的技术。它讲述角色的故事，传达和突出角色的情感，塑造观众对角色个性或意图的感知，或引出场景的情绪。有两种技术可用于照亮镜头中的角色：自然和戏剧性的角色照明。

自然光：场景中已经存在实际的光，比如太阳或人造光。需要辅助灯来正确照亮角色及其周围环境。也就是说，布光艺术家很少单独使用自然光。仍然需要大工作室灯才能达到预期效果。

戏剧性的照明：这种照明技术带出角色在场景中传达的情感，根据光线的强度和设置，灯光可以使角色看起来好或坏、快乐或悲伤。用于角色照明的灯包括：

主光：最强烈的光源。它用于在镜头中塑造光线。
顶光：光源设置在主体上方，光线向下射。
反射光：光源发出强光，在关键点设置反射器，使强光从反射器反射，产生漫射光。反射光覆盖的空间更大，分布更均匀。
环境光：这是一种产生漫射照明的间接光。环境光为场景赋予整体色调，改变其颜色使灯光师能够营造氛围。

伦勃朗照明：这是一种为角色产生戏剧性照明的照明技术。以荷兰画家伦勃朗的名字命名，他经常使用这种类型的照明，伦勃朗的照明特点是人物眼睛下方的三角形更亮，面部侧面的照明更暗。通过设置产生强光的主光源和反射器，实现明暗鲜明的对比。

3D环境照明

这种 3D 照明技术模拟从天光、日光等周围环境产生的照明。灯光可以使用 3D 动画软件程序进行操控，使灯光师能够控制灯光的形状、颜色和强度。使用的光类型可以是定向光、点光、聚光灯或面光。

聚光灯：这种光源在特定位置产生强烈、集中的锥形光。

定向光：模拟场景中阳光的远距离光源。照明遍布四周，光源没有可识别的位置。

点光源：从空间中的一点向四面八方照射的光源。照明强度与光源距离的平方成正比。随着距离的增加，照明减弱。

区域光：光源从表面投射光。从表面均匀地向各个方向显示照明。

CG灯光

CG 照明是使用各种照明技术在 3D 环境中模拟光线的过程。这些照明方法是在几个 3D 动画软件程序的帮助下应用的。

3D 灯光艺术家负责设置镜头中的虚拟灯光，并根据颜色、色调、色调、深度和情绪调整它们。CG灯光除了主光、补光、反射光、逆光、环境光外，还包括：

强光：由产生刺眼阴影和强烈照明的强光源组成。这种照明方法突出了主体的轮廓并呈现出明确的轮廓。

柔和的灯光：这种方法涉及不在特定位置设置灯光，以最大程度地减少硬阴影，模拟来自外部的光线，并增强戏剧效果。柔和的灯光比强光更能衬托人物主体，因为它会扩散脸部的硬线条。

高调：这种照明风格用于创建非常明亮、几乎接近曝光过度的场景。要设置，光源具有接近相同的强度。高调通常用于需要压倒性亮度的梦幻序列或场景。

低调：这与高调相反；场景具有阴影以营造悬念、戏剧或强度感。低调照明通常应用于喜怒无常的场景、夜间拍摄，或获得黑色电影的效果。

3D光照和渲染

将 3D 图形场景转换为最终镜头的过程称为渲染。在 3D 图形场景中设置和调整照明后，所有图像信息将使用各种 3D 动画软件程序转换为位图图像。这些程序评估给定文件的几何和照明信息。

通常，渲染图像经过完全光线追踪和着色以表示完整的场景评估。每个渲染都包含单独的图层，计算并表示为一个完整的场景。

除了使数字场景看起来逼真之外，渲染还添加材质和纹理以使角色、对象和场景看起来可信。渲染器等软件程序用于实现场景所需的外观，而技术知识对于创建逼真的场景至关重要。作为 3D 照明艺术家，部分工作涉及掌握软件程序，例如：

Arnold

用于长篇动画和视觉效果的 Monte Carlo 光线追踪 3D 渲染工具。Arnold 是全球 300 多家动画工作室的首选渲染器，包括 Sony Imageworks，后者将其用作主要渲染引擎。

Redshift

Redshift 是一种 GPU 加速的 3D 渲染引擎，旨在满足高端生产渲染的特定需求。该程序提供了一整套强大的功能来支持艺术家，同时与其他标准 CG 应用程序无缝集成。Redshift 在几秒钟内渲染几帧，而不是几小时。该程序使用基于节点的着色器图来开发材料。

虚幻引擎

Unreal Engine 是一种行业标准的渲染引擎，受到故事片和高端游戏的青睐。该渲染引擎利用真实世界的物理原理为每个镜头实时添加深刻的真实感。虚幻引擎使用 DirectX 11 和 DirectX 12 管道，包括全局照明、光照半透明、延迟着色、利用矢量场的 GPU 粒子模拟和后处理。

Octane

Octane 是世界上第一个提供尖端图形技术、机器学习优化、核外几何和 NVIDIA RTX 加速的 GPU 渲染引擎。与旧渲染器相比，此渲染引擎可以在一小部分时间内处理多个帧。Octane 还带有 LiveViewer，因此渲染的场景几乎可以实时预览。Octane还支持雾、烟、火、云等不同密度的颗粒物渲染。

Maya

Maya 是动画和视觉效果行业使用最广泛的 3D 灯光软件。它的使用如此广泛，以至于几乎所有动画工作室都需要了解 Maya 才能在美国和国际上找到工作。许多软件程序都基于 Maya，因此了解此 3D 照明软件将使您能够快速上手其他软件程序。

Katana

Katana 是一种照明和 LookDev 工具，可简化资产、材质、着色器和输出文件的管理，从而简化工作流程。它具有基于节点的工作流程，可以快速处理大文件。Katana 还可以处理单个项目文件中的多个镜头、帧、资产和其他变体，使艺术家能够将处理复杂文件的时间缩短一半。

Nuke

Nuke 是一种基于节点的合成和视觉效果工具，具有多线程渲染功能。此功能在其计算中利用了多个进程，使用线性光照级别以 32 位精度执行。使用 Nuke，您可以创建、调制和渲染任何比例和分辨率的后期制作图像。Nuke 消除了在内容更改期间重新渲染 CG 元素的需要。它还支持其他行业标准的 3D 软件程序。

Blender

Blender 是一款支持整个 3D 流水线的开源 3D 动画软件程序。它用于建模、装配、动画、照明、运动跟踪、合成以及游戏创作。除了长篇动画电影，Blender 还可用于图形艺术、视觉效果、虚拟现实、3D 打印和交互式 3D 应用程序。因为它是一款开源 3D 照明软件，所以 Blender 是免费的，并且每次升级都会变得更好。

3DS Max

3DS Max 是一种计算机图形程序，用于为电视、电影、游戏和其他设计可视化动画建模、光照、动画和渲染计算机生成的角色、对象和复杂场景。由于其简单性和无与伦比的速度，它是业内使用最广泛的动画程序之一。3DS Max 还与其他视觉效果工具无缝集成。3DS Max 提供了强大的渲染工具集、动画功能和映射工作流程，使艺术家能够节省渲染时间。

如何提高 3D 照明技能？

成为灯光师需要敏锐的眼光和技术知识。要提高您的手艺，请尝试以下提示：

接受适当的培训：第一个选择是获得学士学位以磨练您的照明技能。然而，要成为一名成功的 3D 灯光艺术家，学位并不是必需的，因为大多数工作室都会看候选人的经验和专业知识。您可以在线学习这门手艺（我们将在下面详细介绍）。

学习不同的照明概念：除了学习技术课程外，您还需要深入了解各种照明概念，如色彩理论、设计理论等。学习照明背后的科学原理，光影在现实生活中如何相互作用，光影在各种表面或材料上的表现，也是工作的一部分。

掌握行业标准软件程序：一旦找到工作，学习就不会停止。您必须继续学习不同的软件程序以提高您的技术技能并学习新工具。

练习：抓住机会练习布光也很重要，特别是如果你想专注于某个研究领域。您可以通过接受照明挑战或接受自由职业来测试您的技能。加入在线社区也会有所帮助。专业和同行的灯光评论将有助于您作为艺术家的职业生涯。

观察：观看电影和电视剧，密切注意灯光设置以及角色在明暗中的移动方式。查看运动，光线如何照射到不同的表面，以及光线和阴影在不同场景中的应用方式。将这些观察结果应用到您正在从事的项目中。

如何在线学习3D灯光

如果您正在寻找可以按照自己的进度学习的价格合理的课程，在线教育是最佳选择。由于价格实惠，您可以在不辞去日常工作的情况下参加多门课程来继续深造。你也可以在学习的同时接受业余项目。

如何加速3D项目的渲染速度？

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渲云支持的软件囊括D5、Unreal Engine、3ds Max、Maya、C4D、Houdini、Clarisse、keyshot、katana、Blender、NUKE、VRAY Standalone、Vred等，基本涵盖业内CG人会使用到的各类常规软件，目前还在不断增加，满足不同用户的软件差异性需求。

还可以使用云端一体解决方案，赞奇云工作站。

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