数字绘图的光照与渲染技术PDF电子书下载

第1章 光照设计原理 1

1．1动机 2

1．1．1画外空间 2

1．1．2光照品质 3

1．1．3直接光和间接光 3

1．2以假乱真 4

1．3光照设计的视觉目标 6

1．3．1让作品更真实 6

1．3．2让作品更可信 6

1．3．3增强着色器与效果 7

1．3．4保持连续性 7

1．3．5引导观众视线 8

1．3．6情感冲击 8

1．4 Lighting Challenges 8

1．5工作区 10

1．6把握创造力 10

第2章 光照设计基础与最佳实践 13

2．1出发点 14

2．2光源类型 14

2．2．1点光源 14

2．2．2聚光灯 16

2．2．3平行光 18

2．2．4区域光 19

2．2．5模型光 20

2．2．6环境球 20

2．2．7环境光 21

2．3控制与选项 22

2．3．1衰减 22

2．3．2漫反射与镜面反射 25

2．3．3灯光链接 26

2．3．4 Cookie 27

2．4灯光制作规范 29

2．4．1何时开始光影设计 29

2．4．2反馈循环 29

2．4．3命名灯光 30

2．4．4版本管理 30

2．5练习 31

第3章 阴影与遮挡 33

3．1阴影的视觉功能 34

3．1．1定义空间关系 34

3．1．2展现不同的角度 35

3．1．3增强构图 35

3．1．4增加对比度 36

3．1．5暗示屏外空间 36

3．1．6整合元素 37

3．2何种光线需要阴影 38

3．2．1阴影混乱 38

3．2．2二级阴影 39

3．3阴影颜色 39

3．4阴影大小与透视 41

3．5阴影算法 43

3．5．1深度贴图阴影 43

3．5．2光线追踪阴影 48

3．6硬阴影与软阴影 51

3．6．1硬光线与软光线 52

3．6．2使用深度贴图的软阴影 52

3．6．3软光线追踪阴影 54

3．7遮挡 56

3．7．1环境光遮挡 56

3．7．2全局光照中的遮挡 58

3．7．3其他类型的遮挡 59

3．8伪阴影 60

3．8．1负光线 60

3．8．2只有阴影的光 61

3．8．3阴影对象 62

3．8．4烘焙照明 63

3．9小结 65

3．10练习 65

第4章 环境与建筑的光照 67

4．1昼光 68

4．1．1日光 68

4．1．2天光 70

4．1．3间接光 73

4．2夜景 74

4．3实际光源 76

4．3．1添加灯光照明 76

4．3．2为实际光源提供照明 77

4．4窗户的照明 79

4．5模拟间接光 81

4．5．1墙角 85

4．5．2光源照明 86

4．6全局光照 87

4．6．1传统的光能传递 91

4．6．2光子贴图 92

4．6．3最终采集 93

4．6．4焦散 95

4．7环境光遮挡 97

4．8练习 99

第5章 生物、角色与动画光照 101

5．1光影造型 102

5．1．1方向性 102

5．1．2清晰度 104

5．2三点照明 106

5．2．1变化 107

5．2．2是工具，而不是法则 108

5．3光的功能 108

5．3．1主光 109

5．3．2补光 111

5．3．3反射光 112

5．3．4轮廓光 113

5．3．5 Kicker照明 116

5．3．6镜面反射光 117

5．4给动画中的角色照明的若干问题 118

5．4．1测试帧 119

5．4．2链接灯光与角色 119

5．4．3技术的改变 119

5．4．4次表面散射 121

5．4．5给头发打光 123

5．4．6给眼部打光 124

5．5练习 126

第6章 摄影与曝光 129

6．1了解光圈级数与景深 130

6．1．1符合真实镜头 132

6．1．2 2／3法则 132

6．1．3超焦距 133

6．1．4焦外成像 134

6．2帧速 134

6．3真实的运动模糊 135

6．3．1快门速度和快门角度 135

6．3．2慧尾神话 137

6．3．3旋转模糊 138

6．3．4视场 138

6．4胶片感光度 141

6．5摄影曝光 141

6．5．1区域曝光 142

6．5．2直方图 143

6．6匹配镜头的缺陷 144

6．6．1镜头失真 145

6．6．2色差 146

6．6．3渐晕 147

6．6．4镜头眩光和光晕 147

6．7练习 148

第7章 构图与取景 151

7．1镜头分类 152

7．1．1镜头尺寸 152

7．1．2 Z轴阻挡 153

7．1．3视点镜头 154

7．1．4双人镜头 154

7．1．5过肩镜头 155

7．2摄影机视角 155

7．2．1作用线 155

7．2．2透视 156

7．2．3高视角镜头与低视角镜头 158

7．2．4摄影机运动 159

7．3改善构图 160

7．3．1三分法则 161

7．3．2积极空间与消极空间 161

7．3．3图形权重 162

7．3．4线条 163

7．3．5相切 164

7．4影视画幅 165

7．4．1格式与宽高比 165

7．4．2电影格式 165

7．4．3电视兼容 167

7．4．4裁剪与过扫描 168

7．5练习 168

第8章 色彩的艺术与科学 171

8．1色彩混合 172

8．1．1加色 172

8．1．2减色 173

8．1．3色调、饱和度与亮度调整 173

8．1．4灯光色彩对表面色彩的影响 174

8．2配色方案 177

8．2．1色彩对比 178

8．2．2色彩的含义 179

8．2．3色彩与深度 182

8．2．4黑白色调图像 183

8．3色彩平衡 184

8．3．1色温 185

8．3．2图片取色 190

8．4 RGB色彩 190

8．5数字色彩 192

8．5．1 8位色彩 193

8．5．2 16位色彩 193

8．5．3 HDRI 193

8．5．4紧凑数据格式 195

8．6练习 196

第9章 着色器与渲染算法 199

9．1表面着色 200

9．1．1漫反射、光滑反射与镜面反射 200

9．1．2镜面高光 202

9．1．3 BRDF与BSSRDF 207

9．2抗锯齿 208

9．2．1过采样 208

9．2．2欠采样 210

9．2．3过滤 211

9．2．4高分辨率渲染 211

9．3光线跟踪 212

9．3．1光线跟踪加速结构 212

9．3．2光线跟踪反射 213

9．3．3阴影 215

9．3．4透明度与折射 216

9．4 Reyes算法 219

9．4．1 RenderMan接口标准 220

9．4．2 Reyes算法与光线跟踪 220

9．5 Z缓冲渲染 221

9．6扫描线渲染 221

9．7 GPU加速渲染与硬件渲染 221

9．7．1硬件渲染 222

9．7．2 GPU加速 222

9．7．3交互预览 222

9．8练习 223

第10章 纹理设计与分配 225

10．1纹理贴图类型 226

10．1．1色彩贴图 226

10．1．2高光贴图 227

10．1．3白热贴图 229

10．1．4透明贴图 230

10．1．5位移贴图 232

10．1．6凹凸贴图 233

10．1．7法线贴图 235

10．1．8多项式纹理贴图 236

10．1．9其他贴图技术 236

10．2照片纹理 237

10．2．1拍摄技巧 237

10．2．2平板扫描 239

10．3风格化纹理 239

10．4纹理贴图分辨率 241

10．5对齐策略 243

10．5．1平铺贴图 243

10．5．2贴花 249

10．5．3投影 251

10．5．4 UV坐标 255

10．5．5极坐标纹理 258

10．5．6 3D绘图软件 260

10．6程序纹理 260

10．6．1分辨率无关性 260

10．6．2 3D纹理 261

10．6．3动画 261

10．6．4外观 262

10．6．5将程序纹理烘焙为纹理贴图 263

10．7外观制作 263

10．7．1分层绘制 264

10．7．2色彩贴图优先 264

10．7．3位移贴图优先 265

10．8练习 267

第11章 渲染通道与合成 269

11．1分层渲染 270

11．1．1背景层 271

11．1．2遮罩对象 272

11．1．3效果层 273

11．2 alpha通道 275

11．2．1直接alpha通道合成 276

11．2．2预乘alpha通道合成 276

11．3分通道渲染 278

11．3．1漫反射通道 279

11．3．2高光通道 280

11．3．3反射通道 281

11．3．4阴影通道 283

11．3．5环境通道 287

11．3．6遮挡通道 288

11．3．7完美通道 289

11．3．8全局光照通道 289

11．3．9蒙板通道 291

11．3．10深度通道 291

11．3．11通道管理功能 293

11．3．12多通道的单次渲染 293

11．4合成灯光 294

11．4．1灯光作为单独渲染通道 294

11．4．2灯光重置 295

11．5实拍背景片匹配 296

11．5．1参考球与光探测器 296

11．5．2灯光匹配的其他手段 299

11．6练习 300

第12章 制作流水线与专业实践 303

12．1制作流水线 304

12．1．1动画片策划 304

12．1．2视觉特效镜头准备 305

12．1．3核心部门 309

12．1．4制作流水线图 316

12．2工作评审 317

12．2．1客户关系 318

12．2．2灯光主管 319

12．2．3指令链 319

12．3 3D灯光设计求职攻略 320

12．3．1灯光样片 320

12．3．2职位专攻 322

12．3．3内部晋升 322