D绘图软体的光源.PPT

Lighting Model and Shadows 大綱 Lights Lighting Model Shadows 數字的迷思 比較兩兩之間的差距 數字的迷思 人眼對亮度的感覺不是線性的 一半不是一半 漸層不是漸層 無論是動畫或是遊戲設計 光影的變化是非常難掌握的 場景照明的設計，通常是 架設僅需要 5％ 的時間 調整卻需要 95％ 的時間 Gamma Correction 為了能讓 monitor 顯示符合影像儲存時的色彩「線性」變化 在影像顯示在 monitor 時，必須同時讀入一張 video lookup table (color map) 來修正 Lookup value = intensity1.0/g Monitors normally have a gamme value g = 2.0 ~ 3.0 Lights Radiometry and Photometry Radiometry is the science of the physical measurement of electromagnetic energy Photometry is the psychophysical (心理物理學) measurement of the visual sensation produced by electromagnetic spectrum 基本觀念 光源的種類 自然光 太陽光 火光 人造光 鎢絲燈 日光燈 數位光 電腦繪圖軟體所提供的光源 基本觀念 太陽是光的主要來源 太陽表面的溫度約6000度K 由許多波長不同的電磁波所組成光是一種電磁波 本身也具有粒子的特性 眼睛看得見的部份叫做可見光 (visible spectrum) 可見光 (visible light) 介於 380nm 到 770 nm (nanometer奈米) 藍光波長較短，紅光波長最長 1nm = 10-7cm = 10-9 meter 我們所看到物體的顏色是物體本身將部分可見光反射的結果 例如 黑色：所有的光都被吸收 夏天穿黑服是給自己找麻煩。 白色：所有的光都反射 冬天穿白服比較不保暖。 Question 人眼如何感知光的存在 基本觀念 人眼有負責感知彩色光 (SML) 的錐狀細胞(cone)，和感知明暗的桿狀細胞 L 錐狀細胞(ρ(rho))最大的感光點是558nm ，對長波長最敏感 M 錐狀細胞(γ)最大的感光點是 531 nm ，對中波長最敏感 S 錐狀細胞(β)最大的感光點是 419 nm，對短波長最敏感 桿狀細胞最大的感光點是 498 nm 人類大概三個月大此三種細胞就已經能工作正常 一個月大的小孩有 50％ 能辨識黑與白、綠與黃 基本觀念 光的顏色是怎樣產生在眼睛上 光在可見光區所呈現的能量的總和 也就是說 光的顏色是累積而成 當我們在看一個光源時，是沒有辦法分辨出他是由哪些可見光波所組合而成 基本觀念 基本觀念 常用的可見光譜 Spectral sensitivity curve for cones in the retina Why we can see the color 人類眼睛的可見光波長在 380nm ～ 780nm 之間 (1nm = 10-9 m) 以 Film 為例 The response of a piece of file is proportional to the total energy received The integral over time of the power is called the exposure 基本觀念 何謂色溫？ William Kelvin 是18世紀在英國的一位物理學家 凱氏溫度，0 度 K (絕對零度) = -273度C 將一個黑體加熱之後，特定溫度黑體所呈現出來的顏色就稱為該顏色的色溫 舉例來說 加熱到2800度K的時候，黑體會發出近似100瓦燈泡發出的色光。就將100瓦燈泡的色光定義為 2800K 色溫由低到高的走向為紅-橙-黃-白-藍 基本觀念 3D繪圖軟體的光源 Ambient (環境光源) 控制場景的整體照明 模擬光源間接或直接在環境中的散設所產生的環境光 在使用上必須特別注意 除非場景顏色是很單純的單一色調，如灰階 不當使用 Ambient light，會讓場景看起來過亮而太假 軟體 MAYA 有提供 ambient light Open “ambient light.mb” MAX 則沒有提供，但是在「Rendering/Environment」中的 global lighting 中可以設定，預設值是黑色 3D繪圖軟體的光源 Point (點光源) 可調整參數：decay (衰退) 或是 falloff (衰