室內渲染中高級燈光陰影技術（五）：陰影的4種計算方法

04 區域陰影

前麵介紹了3種陰影計算方法，下麵來介紹最後一種陰影計算方法——[區域陰影]。

[區域陰影]是專門針對有體積的光源投射模糊陰影而設置的。其實質是將3ds Max的標準燈光虛擬成一個有體積、有麵積的燈光來計算，從而形成[區域陰影]。

我們接著上麵的例子來開始[區域陰影]的學習。

打開[常規參數]卷展欄，單擊[高級光線跟蹤]打開下拉選項，選擇[區域陰影]方式。

此時會在下方出現相應的[區域陰影] 和[優化]卷展欄，如圖所示。

[區域陰影]卷展欄

[基本選項]下有一個下拉選項， 如圖所示，菜單中默認選擇的是[長方形燈光]。

下拉選項中共有5個選項: [簡單]、

[長方形燈光]、[圓形燈光] 、[長方體形燈光] 和[球形燈光]。

[長方形燈光]、[圓形燈光]是虛擬為二維長方體或圓形的燈光投射陰影。[長方體形燈光] 、[球形燈光]是虛擬為三維的長方體或球體的燈光投射陰影。三維燈光投射的陰影較二維燈光投射的陰影計算速度慢。

將[基本選項]保持為默認的[長方形燈光]，渲染效果如圖所示。

對比上麵兩個圖片的陰影效果，左圖為[高級光線跟蹤]渲染的陰影，右圖為[區域陰影]渲染的陰影。

[區域陰影]模糊效果並不明顯，但其細節上與[高級光線跟蹤]陰影的細節很相似。

[抗鋸齒選項]中的參數與[高級光線跟蹤] 中的參數完全相同， 可以參考[高級光線跟蹤]中[抗鋸齒選項]的參數進行理解。

但是[抗鋸齒選項]中[區域陰影]的默認參數比[高級光線跟蹤]中的默認參數值要高，所以[區域陰影]在默認參數下渲染的效果比[高級光線跟蹤]陰影的效果要好。

區域燈光尺寸]中的參數設置的是3ds Max標準燈光虛擬成的體積燈光參數。

如[長方形燈光]和[圓形燈光]是二維燈光，燈光尺寸參數需要設置其[長度]和[寬度]: [長方體形燈光]和[球形燈光]是三維燈光，燈光尺寸參數除需要設置[長度]和[寬度]外，還需要設置[高度]。

仍然保持選擇[長方形燈光]，將[區域燈光尺寸]的[長度]和[寬度]均設置為50,進行渲染，效果如圖所示。

觀察效果發現陰影變得非常模糊，還出現了嚴重的噪點。這在介紹[高級光線跟蹤]陰影時有重點講解，陰影的模糊值越大，需要消耗的[陰影完整性]、[陰影擴散] 、[抖動量] 參數值就越大。所以想要消除噪點，還需要相應地提高這些參數值。

TIPS：區域陰影]虛擬燈光的麵積由[區域燈光尺寸]來設置。燈光麵積越大，投射出的陰影越模糊。

提高陰影質量相關參數的設置，設置[陰影完整性]和[陰影質量]均為6,保持其他參數不變，對場景進行渲染，效果如圖所示，這時陰影的模糊效果變得更加細膩了，而且噪點也基本上消失了。

仔細觀察[區域陰影]的模糊效果，發現其與[陰影貼圖]和[高級光線跟蹤]陰影的模糊效果不同。其他兩種陰影計算方法是整個陰影模糊的效果是一樣的，而[區域陰影]的模糊效果是從物體開始向陰影投射的方向越來越模糊。

TIPS：[區域陰影]的模糊效果與現實世界中的陰影是非常相似的。這是因為[高級光線跟蹤]的模糊陰影是采用多次疊加陰影模擬出來的，而「區域陰影]的模糊陰影是根據虛擬的體積燈光的麵積計算出來的，所以效果更加接近與現實世界的陰影效果。

接著再來學習其他虛擬燈光類型的陰影投射效果。

在[基本選項]下拉選項中將[長方形燈光]切換為[球形燈光]，並將[抗鋸齒選項]中的參數還原為默認值，再對場景進行渲染，效果如圖所示。

觀察效果，[球形燈光] 投射的陰影較[長方形燈光]更加厚實，而且其渲染速度也增長了好幾倍，使用[長方形燈光]默認參數進行渲染，花費了5秒，而使用[球形燈光]進行渲染卻花費了28秒。

使用三維的[長方體形燈光]和[球形燈光]進行[區域陰影] 的計算，相當花費時間。

如果要創建快速測試(或草圖)渲染，可以按鍵盤上F10鍵，打開[渲染場景]對話框，在[公用]選項卡中，勾選[區域/線光源視作點光源]選項，將燈光作為點光源進行陰影的投射，即可快速渲染。

[優化]卷展欄

[優化]卷展欄中的參數與[高級光線跟蹤]的[優化]卷展欄中的參數完全相同。

TIPS：需要注意的是在使用三維的[長方體形燈光]和[球形燈光]進行[區域陰影]計算時，不要勾選[透明陰影]的[啟用]選項，否則渲染速度將變得非常慢。