人工光幾乎可以是任何形式。電燈、爐火或者二者一起照亮的任何類型的環境都可以認為是人工的。人工光可能是三種類型的光源中最普通的。你還需要考慮光線來自哪里，光線的質量如何。如果有幾個光源，要弄清除哪一個是主光源？確定是否使用彩色光線也是重要的。幾乎所有的光源都有一個彩色的色彩，而不是純白色。

最後一種燈光類型是自然光和人工光的組合。在明亮的室外拍攝電影時，攝影師和燈光師有時也使用反射鏡或者輔助燈來緩和刺目的陰影。

二、燈光的目的是什麼？
換句話說，場景的基調和氣氛是什麼？在燈光中表達出一種基調，對於整個圖像的外觀是至關重要的。在一些情況下，唯一的目標是清晰地看到一個或幾個物體，但通常並非如此，實際目標是相當複雜的。
燈光有助於表達一種情感，或引導觀眾的眼睛到特定的位置。可以為場景提供更大的深度，展現豐富的層次。因此，在為場景創建燈光時，你可以自問，要表達什麼基調？你所設置的燈光是否增進了故事的情節？

三、在場景中是否有特殊燈光效果，如果有，它們是應該用燈還是通過其他途徑創建？　　
除了通常類型的燈光外，很多三維動畫軟體以白熾燈、立體光源和特殊材料屬性的形式提供許多特殊效果。雖然嚴格說來，一些並不屬於燈的類型，在場景中，它們通常在可見光效果的外觀上再添加進來。一個簡單的例子是可見光源的閃耀或發光。由於這些效果在3D中不能自動產生，你需要在渲染中專門把它們包括進來，並且考慮他們的外觀和長處。

四、是否有創作來源的參考資料？
在創作擬真的場景時，應當養成從實際照片和電影中取材的習慣。好的參考資料可以提供一些線索，讓你知道特定物體和環境在一天內不同時間或者在特定條件下看起來是怎樣的。通過認真分析一張照片中高光和陰影的位置，通常可以重新構造對圖像起作用的光線的基本位置和強度。通過使用現有的原始資料來重建燈光佈置，也可以學到很多知識。

在考慮了上面的問題後，現在應當為一個場景創建燈光了。雖然光源的數量、類型和他們單獨的屬性將因場景不同而異，但是，有三種基本類型的光源：關鍵光、補充光和背景光，它們在一起協調運作。
一、關鍵光　
在一個場景中，其主要光源通常稱為關鍵光。關鍵光不一定只是一個光源，但它一定是照明的主要光源。同樣，關鍵光未必像點光源一樣固定於一個地方。雖然點光源通常放在四分之三的位置上（從物體的正面轉45度，並從中心線向上轉45度，這一位置很多時候被當作定勢使用），但根據具體場景的需要，也可來自物體的下面或後面，或者其他任何位置。關鍵光通常是首先放置的光源，並且使用它在場景中創建初步的燈光效果。雖然最初的放置為照亮物體提供了一個好的方法，但是，得到的結果確實是單調而無趣的圖像。陰影通常很粗糙且十分明顯。同樣，場景看起來總是太暗，因為沒有自然的環境光來加亮陰影區域。這種情況在特定的場景中是很有用的，例如夜晚場景，但是，對大多數畫面來說，就顯得有些不合適了。

二、補充光
補充光用來填充場景的黑暗和陰影區域。關鍵光在場景中是最引人注意的光源，但補充光的光線可以提供景深和*真的感覺。

比較重要的補充光來自天然漫反射，這種類型的燈光通常稱為環境光。這種類型的光線之所以重要，部分原因是它提高了整個場景的亮度。不幸的是，大多數渲染器的環境光統一地應用於整個場景。減低了場景的整體黑暗程度，它淘汰掉了一些可能的特性，不能對照亮的物體上的任何光亮和陰影進行造型，這是使場景看起來不擬真的主要原因。

模擬環境光的更好的方法是，在場景中把低強度的聚光燈或泛光燈放置在合理的位置上。這種類型的輔助光應當減少陰影區域，並向不能被關鍵光直接照射的下邊和角落補充一些光線。

除了場景中的天然散射光或者環境光之外，補充光用來照亮太暗的區域或者強調場景的一些部位。它們可以放置在關鍵光相對的位置，用以柔化陰影。

三、背景光
背景光通常作為“邊緣光”，通過照亮物件的邊緣將目標物件從背景中分開。它經常放置在四分之三關鍵光的正對面，它對物體的邊緣起作用，引起很小的反射高光區。如果3D場景中的模型由很多小的圓角邊緣組成，這種高光可能會增加場景的可信性。

四、其他類型的光源
實際光源是那些在場景中實際出現的照明來源。臺燈、汽車前燈、閃電和野外燃燒的火焰都是潛在的光源。

在為場景設置燈光以後，還有一些其他因素需要考慮。
一、我的解決方法簡單而必要嗎？
場景中的燈光與真正的燈光不同，它需要在渲染時間上多花功夫，燈光設置越複雜，渲染所花費的時間越多，燈光管理也會變得越難。你應當自問，每一種燈光對正在製作的外觀是否十分必要。

當增加光源時，自然會減少反射點。在一些點，增加光源不會對場景的外觀有所改善，並且將變得很難區分所增加光源的價值。你可以嘗試獨立察看每一個光源，來衡量它對場景的相對價值。如果對它的作用有所懷疑，就刪除它。

二、有些物體是否需要從光源中排除？
從一些光源中排除一個物體，在渲染的時候，便可以節約時間。這個原則對於製作陰影也是正確的。場景中的每一個光源都用來製作陰影，這種情況是很少見的。製作陰影可能是十分昂貴的（尤其是光線跟蹤陰影的情況下），並且有時對最終圖像是有害的。

三、用貼圖效果而不用實際光源能夠模擬任何燈光嗎？
建築物光源、照亮的顯示器和其他獨立的小組合光源，有時可以用貼圖創建，而不使用實際光源。

四、是否可以使用一些技巧使場景更真實？
比如，為光源添加顏色或貼圖，可能可以很簡單的使場景取得較好的氣氛。

今天在网上转，突然又发现了这篇文章，转过来留一份吧……

原文的地址我是找不到了，感谢原作者。

——对众多光能传递渲染器的反思

我写这篇文章是想让大家静下来想一下到底光能传递渲染器我们有没有必要用，并不是想要骂光能传递，其实，我是一个不折不扣的光能传递迷。

我记得我第一次看到光能传递这个词儿是在一本 Lightscape 的书上，当时我觉得很好奇，于是便细读了下去。后来，我学编程，就深入地研究了光能传递，十分地深入，还自己用 VC++ 写了一个 Radiosity 渲染器。可以说，我很了解光能传递。那为什么我还要批光能传递的渲染器呢？我这不是自己拿石头砸自己的脚吗？

毛泽东说过：“没有调查，就没有发言权！”

我调查了一点，所以就有那么一点儿发言权，所以在这里我就要从各个方面说说究竟光能传递给了我们——做 CG 的人——什么！

一、说说什么是光能传递曾经在视觉中国上有人问我什么是光能传递。我很好奇，在现在光能传递如此火热的时代竟然还有人连光能传递都不知道。但小日本的广岛研究所在 80 年代研究光能传递的时候中国又有多少做三维动画的人知道呢？

我虽然痞，而数学、物理又差，但在光能传递上我还是可以说上两句的。

我 们之所以可以看见颜色，是因为可见光中包含了这无数种颜色的波长的光，如红色光的波长最长（可见光中）、紫色的最短。白色的则包含了大部分的光波，黑色的 则只包含了很少量的光波。万事万物由原子或分子构成（指一般的事物），原子或分子在受光子激发后会吸收一定波长的光波，再把剩下的反射出去。我们的眼睛接 受到了这些被反射出来的光、视觉神经就会识别出是什么颜色。那么，红色的物体则反射红色的光，蓝色的物体就反射蓝色的光，白色的物体反射几乎所有的光。但要注意的是这些物体的表面是粗糙的，才只反射一定颜色，如果是光滑的，就会像镜子一样反射周围的影象。为什么？因为粗糙的物体表面有很多不平的地方，光反射的方向就不一致了，受光的方向也不一致。而光滑的物体表面受光反射的方向都一致，所以可以完全把受光方向的光的信息反射到反射方向。

学渲染的人首先要接触材质。材质的种类很丰富—— Blinn, Phong, PhongE, Lambert, Metal,Anistropic,  Cook/ Torrance等等。但如果完全按照上面所说的光的理论，那么就只需要一种材质——可以反射光的材质——就够了。所以 FinalRender 只有一种材质；而 Lightscape 虽然有多种材质，但它们都是同一种材质不同的参数罢了。以上的材质叫做经验模型。

接着说：当光被物体反射出来后，就会影响到周围的物体。这个步骤相信很多书或教材都有说到，我的另一篇文章也有详细描述，在这里我就不多说了。

光能传递分四种方式：非漫反射面——漫反射面、非漫反射面——非漫反射面、漫反射面——漫反射面、漫反射面——非漫反射面。

有人会说，这四种方式是不是重叠了？其实这四种传递方式一点也不含糊，每一种都有自己的特点和特性。

漫反射面——非漫反射面：这是一般的镜子的情况，从镜子里面看到反射方向的物体，就是物体对镜子的光能传递，光线跟踪可以很好的独立解决这一步。

非漫反射面——非漫反射面：这是从镜子里面看镜子的情况，但其中包含了镜子的形状因子对镜子传递的影响作用的复杂计算，一般的光线跟踪只能简单的模拟。

漫反射面——漫反射面：这是辐射的情况，Lightscape 最擅长就是求解这中情况；Br, Mr 所用的 MC (蒙地卡罗积分)并不能很好的模拟，Fr的采样也在有的场景中有黑块的出现。

非漫反射面——漫反射面：这是 Caustic 的情况，可以通过 PhotonMap 求解，但也有精确度问题。

现在的软件，实际上都只能在相对独立的情况下分别解出这四种情况。现实中，这四种情况经常混合发生，会使光能传递变的异常复杂，这是现在没有可以完全求解的 情况。 譬如，第四种情况的非漫反射面一定从某个方向承继了二次光源，所以计算时将先计算影响非漫反射面的光能分布状况，但影响非漫反射面的光能分布状况也受到非 漫反射面的影响，就只能用逐步逼近的方法解算。这样将耗费大量的运算！

当场景中应用了贴图、BumpMaping、大气效果——大气中的微粒散射在理论上应计算入光能传递之内等效果后，计算复杂度将大得无法用普通的计算机计算！

二、商业光能传递渲染器的奥秘既然计算量如此大，为什么还把这样不成熟的算法推出市场呢？用户可以忍受这样庞大的渲染时间吗？

渲染器的制造商很聪明，他们懂得人的眼睛对视觉分辨的能力十分参差，大部分的人都不会察觉画面很轻微的变化，所以他们选择牺牲画面质量！

我自己写出来的渲染器是严格按照逐步求精的算法解算的，没有“偷工减料”，当然计算的时间也十分长，但精度够高。在写的过程中我发现要牺牲画面质量十分容 易，只要减少采样的数目就够了。正式的分布试光线跟踪要求 16X16 的采样才可以达到最小象素的损失，但一般的渲染器只提供 2X2！如果你可以忍耐一两个 月的计算时间（一帧），那么请试一下 Mr 或 Br 的 16X16 吧！我相信你一定可以做出别人无法比拟的画面效果来。而且，象 FinalRender 这样的渲染器，投资了在光能传递的加速开发上，就必然减少了在 BumpMap、 Caustic 上的开发力量，它的贴图能力就实在不感恭维了。

三、老外为什么不用光能传递渲染器都出来了许久了，但用上的电影还不多见，除了FF，我就看不到其他的了。

这么好的东西，为什么聪明的老外不用？

老外不用当然聪明啦！

你想一下，光能传递会把大量的时间用在对镜头没有实际帮助的物体的计算上，那么导演会把主角用的服装、道具、化装用在演隔壁大妈的临时演员身上吗，这划算不 划算！ FF用了光能传递是因为小日本人好大喜功，喜欢用根本不需要用的东西。看看 Pixar 多少年了还不在 Renderman 里加入 Raytrace 就知道了。
大多数的光能传递渲染器其实除了光能传递，在贴图、灯光控制、速度、材质、质感、颜色采样、景深、运动模糊等各方面都要弱（MentalRay 除外），而这些才是三维创作真正所需要的关键。

四、我们的问题为什么我们会有如此多的人对光能传递渲染器着迷？

这是历史问题。

最早一批的国内的三维用户恐怕是八十年代的吧。到 95、96 年左右，就是我第一次见到 max 的时候，国内才开始有一定规模的三维用户。要知道，这时候老外已 经有很多年的动画经验，他们对于如何在扫描线的情况下模拟出真实的光能传递或十分真实的场景已经熟悉得如同小菜一碟了。他们就算，用 3DS 都可以做出十分 逼真的画面。在哪里应该放多少盏灯，在哪里应该用什么贴图、如何用附加的色彩修饰贴图——等等——这是他们的家常便饭！

而我们呢？我们没有这样的经验，但如果我们处在与他们相同的起跑线上，我相信我们可以比他们做得更好！

但……现在处于初步发展中的我们比他们多了一样诱惑——不成熟的光能传递渲染器！这使大量的入门初学者崇尚“一盏灯理论”，就是无论什么场景，都只用一盏灯，或者谁的灯用得少，谁就是英雄！

还有态度问题。

大量的 Br、FR 作品涌现，还有 VirtualLight 的。这令很多人都喜欢用这样简便的工具。在画天的论坛上有一位朋友认为调几个参数就可以搞定了的渲染器是优秀的渲染器。
天啊，我们什么时候变得如此不专业？调几个参数、放一两盏灯就可以搞 CG 了，那我们这些日夜辛辛苦苦钻研的人在干什么？这是搞 CG 的态度吗？这可以使我们的 CG 健康发展下去吗？

如果我是老外，我要使中国的CG永远得不到发展，那么我就会首先向中国市场免费提供各种光能传递渲染器！
还有实用问题。

我们是如此的奢侈，用我们宝贵的机子来运算大量与画面无关的信息。老外有钱机器好尚且珍惜渲染的时间，而我们如果把那些浪费在等待光能传递结束的时间在做多一两个用心制作的作品上，我们的技术的进步会有多大多快呢？

五、反思从Pixar 这么多年的作品中我们可以看到别人是怎么样对待渲染的。

Pixar 就是一个使用扫描线做出逼真画面的最好例子。

Pixar 做 CG 的态度就是把他当成一件艺术品来对待。

就好象用 PageMaker 排版的是报纸是书，而用 Word 的只是办公室文稿。

我们呢？

或许我说的不对、不好听，但，我只是想让中国人的 CG 可以健康地发展下去。