【Maya】Arnold渲染器的学习（3）： Arnold灯光

【Arnold灯光】

在Arnold插件的菜单栏下，Arnold->Lights，包括Area Light、Skydome Light、Mesh Light、Photometric Light、Light Portal、Physical Sky。

无论是Arnold灯光还是Maya内置灯光，都有一些公用的属性，以下部分资料参考了Arnold的官方技术文档和图片范例。

---

【UseColorTemperature（使用色温）】

默认关闭。在灯光的Arnold卷展栏下，勾选UseColorTemperature，将启用标准的灯光照明计算，通过色温（单位：开尔文，符号K）来定义灯光的冷暖程度。开启后将忽略用户自定义的灯光颜色，包括连接到Color通道的纹理贴图。

*国际照明委员会将6500K视为白点，高于6500K为冷色，低于6500K为暖色。显示器厂商的传统设定， 一般将暖色定为6500K，冷色定为9300K。

下图是参考，注意在不同用户的显示器中会表现出不一样的色彩效果。

【Exposure（曝光）】

F制光圈值。假定Exposure的值为n，最终照明强度是灯光的强度乘以2的n次幂，是一个倍增倍减亮度效果的参数。计算公式是：

颜色*强度*2^曝光。

例如：1*1*2^3=1*1*(2*2*2)=8。非零数的0次幂等于1，所以Exposure为0的时候是不对原灯光强度做任何倍增和倍减操作。

在灯光具有衰减的情况下，Intensity数值可能会很庞大才能实现足够的照明效果，所以Exposure是一个快捷的调整参数，当然这也和使用者的习惯有关。

【Samples（采样）】

使用灯光照明时，镜面反射的高光和软阴影的区域会产生噪波（尤其是使用天穹光照明时），可以增大采样值来减少噪波改善画面。灯光采样值会和Arnold渲染设置的AA采样数相乘，得到实际使用的阴影光线数。如果值为0，灯光将会被禁用。采样数越多，渲染时间会越长，通常使用灯光采样3-5的数值即可解决直接照明的噪波问题。

对比不同参数设置的渲染结果：

可以看到灯光采样解决的是直接照明产生的噪波（主要是墙面和地面），而间接照明噪波、具有反射的材质的镜面噪波以及透明物体的光线透射噪波，需要在渲染设置中提高Camera(AA)摄像机采样值来解决（或者分别提高Diffuse、Specular和Transmission的采样值）。

【Normalize（规格化）】

默认启用。启用后，灯光量保持恒定，具有面积的灯光（Area Light和Mesh Light）增大尺寸时，照明范围变广，而单位面积的照明强度会降低，阴影会减弱变柔和。如果关闭，灯光的照明强度和表面积成正比。

【CastShadows（投射阴影）】

默认启用。启用后灯光照射物体才能产生阴影。

ShadowDensity（阴影密度）：值为0不会产生阴影，值为1产生不透明的黑色阴影，0至1之间是具有透明度的阴影。

ShadowColor（阴影颜色）：设置阴影的颜色，通常为黑色。表现艺术氛围时，也会根据光源的色温进行反相调节。

*因为阿诺德遵循能量守恒，在渲染写实场景的时候，应尽量使用带投影效果的灯光。

【CastVolumetricShadows（投射体积阴影）】：启用后会计算体积阴影效果，例如浓雾中的光束阴影。

*虽然属性面板上有保留，但是平行光（Directional Light）和天穹光（SkydomeLight）中此项参数不起作用。

【VolumeSamples（体积采样数）】

和曲面的采样一样，是一个平方数。当几何体形状节点下的Volume Attributes的Step Size和Volume Padding设置大于0的数，并赋予几何体标准体积着色器（aiStandardVolume），Arnold将启用网格体积功能，也就是将多边形几何体当做流体云进行渲染。VolumeSamples值决定着流体的渲染质量。

*不适用于“体积散射（VolumetricScattering）”着色器，该着色器的渲染质量和节点属性的采样数（Samples）有关。“体积散射”着色器现在称为大气着色器（AtmosphereVolume），在渲染设置的Environment栏下添加，节点名称叫“aiAtmosphereVolume”。

【Visibility（可见性）】

Diffuse（漫反射）、Specular（镜面反射）、SSS（次表面散射）、Volume（体积）都建议保持数值1，以保证真实的物理效果。Sky Dome Light会多出两个特殊的参数：Camera（摄像机）和Transmission（透射）。Camera数值1是将灯光Color通道的贴图作为背景渲染可见，设置为0将得到透明的背景。这在我们仅需要HDR贴图作为光照信息并分离背景时会很有用。Transmission应保持数值1，它是天穹光穿过透明物体的能力，低于1将得不到正确的物理结果。

【MaxBounces（最大反弹次数）】

允许灯光能量在场景反弹的最大次数。如果设置为0，将关闭灯光的GI效果，不产生间接照明。一般保持默认的999，虽然实际并不一定能达到这个理论最大值。