数字人C4D基础知识之八：窗外光

第一部分理论：

从窗外射入的太阳光总是随着距离而逐渐衰减。到达室内的阳光，在墙面和地面、天花板上之间来回反射，所以在室内几乎总是散射光。室内其他的地方总是能接受经过某个表面反射的阳光。

室内看到的自然光总是来自窗户。窗外射入的阳光足以担当室内的光源，而且很柔和，有一扇窗户，室内反差很大，有多扇窗户，辅助光多，会使室内反差下降。

天气因素是决定窗外的自然光的颜色之一。阴天，窗外射入是白色、灰或蓝色。晴天时，是蓝色的天空光，或白色、黄色阳光。早晚可能是泛红或橙黄色的光等等。光线进入室内，四处反射，受地面、墙面、家具等颜色影响也能改变颜色。

上午的阳光

下午的阳光（效果图）

正午的阳光

黄昏的阳光

日落之前的阳光（效果图）

雨天的阳光（效果图）

北窗光：在北半球，从北边窗户射入进来的阳光，一定是天空的散射光，柔和的，没有明显的方向性，室内也不会出现强烈的阴影。

北边窗户（照片）

南边窗户和西边窗户光影对比（照片，此时太阳应该在西南方向）

第二部分初步实践

模拟1：

1、建立一个平面6米长，4米宽的地面。

2、按C转换多边形，按D 偏移值为2.4米高。

3、边选择，按K ，循环模式，切一圈。

4、按UL选择这圈边，在下边坐标栏--位置Y :80CM。

5、按K 在上面切一圈。在位置 Y：210CM。

6、再切两刀，选择两圈边，在下边的尺寸 X:  120CM ，说明这两条线相隔120CM。

7、选择菜单--工具下的 “测量和移动”，用鼠标移动两个端点（自带捕捉功能），发现距离如下：

8、保持两条纵向的边被选择，在距离，输入100CM，回车。

9、发现两条边同时向左移动，其中一条边距离左边正好100CM。

小结：通过以上几种方法，C4D可以按照尺寸控制点和边。

10、按UB环形选择 ，这一圈边。

11、按MF 切割边（左右移动，可以多增加分割边数），设置为1.

12、在中间添加分割线，并按D ，向外挤压20CM，不勾选创建封顶。

13、在按I 内部挤压，不勾选保持群组。再按D 向外挤压，并删掉这两个面。

14、这是制作仿真窗户。因为我们没有制作真实的，带厚度的墙，由于在室内，所以模拟制作一个窗户。在室内看是可以的，在室外看就“穿帮”了。建立一个摄像机，设置高度Y:160CM，一般人眼高度。

15、点击“内容浏览器”--VISUALIZE--OBJECT--OFFICE-SEATING下的一把椅子。

16、建立一个“实例”对象，指向该椅子。在顶视图，调整位置关系。

布置如下曾是场景。

17、建立一个白色的材质，反射给一点，当做实验用的“墙漆”。

18、点击渲染如下，这是由于场景中有两盏默认灯光在起作用。

19、模拟太阳直射光。建立一个远光灯，投影为强烈跟踪。

20、注意：如何布置这个远光灯呢？这里有一好招。点击远光灯，在窗口菜单--选择“摄像机”--设置活动对象为摄像机。这样，把远光灯当做摄像机，然后调整好位置，就是该远光灯延Z轴射向的位置和方向。这个方法非常快速，一般人我不告诉他。

21、然后，再选择窗口菜单“摄像机”把“设置活动对象为摄像机”改为真正的摄像机，场景就转回来了。渲染一下，只有灯光照亮的地方被渲染。这是直射光，普通渲染的效果。

22、因为光还要在墙壁反弹，间接照亮房间，所以选择“渲染设置”-全局光照“--按照如下设置。

23、渲染，发现比以前好一些，远光灯间接照亮了房间。但窗外还有大气的散射光---天光。

24、建立“天空”对象，再建立一个发光材质，在纹理添加渐变，做如下设置：

25、场景对象如下：

26、渲染如下。天空是一个巨大的封闭球体，从四面八方发出蓝色的光，模拟大气的散射光。天光不仅照亮了窗外，夜照亮了室内。（室内的斑点和瑕疵不在讨论范围内，以后再谈）

27、下面模拟上午阳光。调整远光灯，灯光应该偏右上

28、点击远光灯，勾选色温，调整偏暖色。

29、渲染如下，墙壁泛蓝冷色，地上的阳光为淡黄色。

30、调整远光灯位置，正午阳光。

31、模拟下午阳光：

调整远光灯“阳光”位置，偏西。

32、重新设置天空的材质如下：

33、渲染，场景发暖。

模拟2：

1、保留全局渲染设置，删除上述场景中的一切灯光，添加物理天空。

2、这是C4D自带的模拟大气环境的天空物理着色器，可以按照地理位置，时间模拟当地的大气环境以及天空物理现象等，非常强大。（物理天空以后有机会详细介绍）

3、下面是模拟早晨八点三十分的场景。

4、下面是模拟早晨正午十二点的场景。

5、下面是模拟下午三点四十分的场景。

6、下图是上午的场景，场景有点暗。

7、调整渲染设置的GAMMA值为1.8，（默认为1）

8、再渲染，场景变亮。场景中的暗斑是因为采样值太低或光线强度不够等原因造成的，以后在详细研究。

9、打开全局光照，渲染速度变慢。除了优化参数提升速度之外，还可以打开“缓存文件”，按照以下设置来提升速度 。

当然如果你能更换好的计算机那就更好了。

总结：三维软件的图像和动画渲染的速度是由计算机的CPU的主频和核数（线程数）的多少决定的，越高则越强。目前，个人计算机的CPU为i7 4790K,主频为4K，核数为4核八线程，报价为2100元，性价比最好的为 E3-1230 V3主频为3.5K，核数为4核八线程，报价为1500元。梦中情人：i7 5960X,主频为3K，八核十六线程，CPU的价格6999元，那个速度，应该很快吧？

后记：网上的室内照片大部分是效果图，真实的照片很少。喜爱室内设计的朋友，多用手机自己随机拍摄一些室内光影照片，保留进行参考学习，积累到一定程度就会有进步。

声明：学习内容来自英国理查德-约特的《视觉艺术用光-LIGHT FOR VISUNAL ARTISTS》一书。

【补充】

1、一般模型的法线都是向外，计算机在渲染的时候，为了节约资源，所以一般三维软件，模型法线相反的面（模型里面）是不渲染的。所以渲染看不到。上面制作这个房间模型，法线是向外的，我们进入到模型里边，按理说应该渲染不出来，或者应该把模型的面翻转里边，使法线向里才对啊？为什么我没有做呢？博友看来之后，是不是有这个问题呢？因为C4D的材质默认是两面强制渲染。所以，我也就懒做这件事了，是我没有说清楚。但是你必须知道这件事情，如果你使用了SKETCHUP建模，就必须考虑正反面的问题。

2、博友从图上看到，室内颜色是改变了。但是总感觉室内有点黑。那是因为仅用远光灯模拟阳光和用天空模拟天光是不够的。现实制作的时候，在窗口还有添加一个面光源，盖住窗口，向室内照射才能使室内光照充足。