《数字绘图的光照与渲染技术(第2版)》 - 清华大学出版社第五事业部

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
　　　　  12.3.4　职业保障....................	323
　　　　  12.3.5　职业生涯的进步..........	323