出色的照明方法可以使好的渲染图锦上添花。CG 专家 Ricardo Eloy 在此文中传授如何通过自然与人工照明的精湛运用，使场景展现写实逼真的效果，从而达到卓越渲染的技艺。
如果您一直在关注我们的系列博客文章，了解如何运用渲染提升工作效能，您应该会留意到这些博客中那些精美的图片。这些生动逼真的图片展现了 V-Ray 强大的功能，然而，有时我们可能会忘记怎样与 3D 渲染软件协同努力才能达到这样的结果。尽管我们已经了解 V-Ray 能让任何人轻松制作令人惊叹的渲染效果，但实现真正逼真渲染的第一步是什么呢？
1. 要有光！
即使是最复杂、最细致的 3D 模型，也需要灯光来渲染，而您可用众多不同的方式来为场景打光。那么，该如何开始呢？
首先要确定主题。毕竟，不同的主题需要不同的照明。关键是规划好你想要的设计效果。例如，一栋办公楼可能在白天看起来很普通，但在日落时分就会变得令人惊艳。或者，对于室内场景来说，也许夜景正会让客户爱上您的建筑设计。
确立拍摄时间后，下一步就是分析场景并确定光源，根据光源的重要性进行分类。例如，大窗户总是重要的光源，可作为照明的良好起点，因为窗户可为场景提供舒适、柔和的环境光。您还可调整光照强度，创造各种不同的效果，从明亮的晴天到黯淡的阴天，还可添加阳光来提升写实度…等等。
2. 照亮您的场景
我们将重点讨论建筑渲染，但这些步骤基本上适用于所有领域。
在确定了您想要的场景外观后，就该对其进行照明了。我们都知道，V-Ray 提供了一系列工具，可让渲染效果看起来与真实场景无异。除了可依靠最先进的全局照明（Global illumination）技术来应用场景的光线外，具有精确反射与折射的物理材质还能确保材质看起来逼真，再加上 Chaos Cosmos 资产库和 Chaos Scans 扫描材质，就可保证一切顺利运行。有了这坚实的基础，您可自由地发挥创意使用灯光了。
3. 让阳光洒进来
为了达到真实的效果，让我们从场景中必须存在的光源开始。例如，太阳。什么时间？阳光是否会从开启的窗户照射进来？如果是，是否照亮了整个房间？
这里有第一条宝贵意见： 太阳难以照亮整个房间。.
我知道这听起来有点违反直觉，请听我解释。如果你在阴天开启窗户，虽然看不到太阳，但光线还是会透过窗户照进来，对吗？这是因为即使你不能直接看到太阳，阳光也会散射到大气中的各个角落（阳光实际上就在那里，相信我）。
要重现这种阴天照明，有两种方案：使用 VRaySky 添加 V-Ray Sun 与 V-Ray Light Dome，或者利用 V-Ray Light Dome 添加 HDRI（您可在 Chaos Cosmos 资产库中找到大量基于图像光照的 HDRI）。最近，我经常使用 V-Ray Sun/Sky 这种照明。而 V-Ray 6 甚至让您可产生程序化云层！几乎无所不能，而且效果非常惊人，不仅能让你看到结果，还能产生非常逼真的光照，因为生成的天空也算是复杂的光源。
4. 开启明亮的灯光
灯光是室内设计不可或缺的。光线可决定您的设计成败，因此不容忽视。
如同对待太阳一样，我们必须检查所有的人造光源，看看这些灯光是否能提升您的设计，使其更有魅力，更引人注目。要完成这项任务，您可挑选多种光源类型，其中 V-Ray 光源（可渲染不同的形状，如矩形、圆盘、球形，甚至是复杂的几何体，都可作为光源对象）和亮度计光源(或称 IES 灯光)是室内设计的首选。在这里不建议您使用点光源，因为它是三维软件中最不逼真的光源类型，而且这种光源产生的光线无法提供与区域光源相同的控制力。
在设计过程中选择最接近实际光线的灯光，并将其放置在与实物相同的位置。
接下来，介绍第二个技巧：您无需开启所有的灯光。利用人造光源为场景增添一点明暗与色彩。例如，您可用落地灯发出的暖光来平衡窗外的蓝光。对光线颜色和强度进行调节，这样就更能讲述故事。为了达到这一目的，定向光也可增加场景有趣的对比与亮点。
您也可像真正的摄影师那样，使用聚光灯和区域灯来模拟摄影棚的灯光，为照明增添新意。
5. 随心所欲地打灯
正如前面提到的，创造环境光是效果图照明中最重要的一步。环境光最常见的定义是来自门窗等开口处的自然光，它能产生漂亮、柔和的间接照明。
在场景中营造环境光的方法不止一种。最简单、最流行的方法是使用穹顶灯。事实上，使用 V-Ray 穹顶灯是很好的入门方法，因为它相当灵活，可使用不同的技术，从单一的纯色到复杂的 HDR 贴图和 V-Ray 的物理天光与程序化云。
这种方法的主要优势在于其带来的逼真度和可控性。无论昼夜，它都能让您创建几乎任何类型的照明，让您自由挥洒创意光照。
虽然说使用 HDR 或物理天光都能获得类似的效果，但两者之间还是有关键区别。使用高动态范围影像 (HDRI)，也就是基于图像照明，可让您不费吹灰之力就获得复杂的照明效果，而且通常结果非常逼真；而 V-Ray 的物理精确太阳和天光系统可让您完全控制照明，从太阳方位和强度到带有云朵的天空。无论哪种方法，都能保证为您带来令人难以置信的画面。
6. 全局照明渲染
我们已经设置好环境光，现在应当使光线弥漫整个场景。当光线照射到场景中许多不同的表面时，会向多个方向反弹，并产生不一样的颜色和强度。这种处理间接照明的方法称为全局照明（简称 GI）。
正如您所想象的，全局照明需要经过相当复杂的计算。存在着无穷无尽的可能性，而计算所有光线及其反弹将花费非常长的时间，以至于变得不切实际。这就是为何渲染引擎会采用不同的方法来近似计算，而这些近似方法的质量对图像的写实度至关重要。这就是所谓的有偏差渲染(biased rendering)，也是既能快速又能逼真地渲染场景的最有效方法。
V-Ray 的 GI 引擎速度快、精度高，只需极少的调整就能实现极为逼真的光照效果。当然，更可透过全面掌控全局照明计算的各个层面，从而在质量和速度之间取得完美平衡。
7. 掌控阴影
瑞士心理学家 Carl Jung 曾深刻地观察到：有光线就会有影子。这句话在渲染写实图像时尤其适用。
照明方面的常见误解是，认为 「大量」的照明就是「良好」的照明。然而，事实并非如此。阴影在赋予场景深度和对比度方面必不可少。没有阴影，影像的逼真暨美感就会大打折扣。影子不仅仅是光线的缺失，它更是弥补和强化光线的关键要素，能提供空间感和立体感。
要知道，不同的光源会投射出不同的阴影。例如，定向灯、聚光灯或穹顶灯通常会投射出更清晰、更锐利的阴影。相反地，明亮的窗户或区域光源会产生更柔和、更漫射的阴影，称为 "区域阴影"。这些由不同光源造成的阴影质量变化，引进了真实世界中的复杂性和细微差别。这种阴影多样性是实现高水平逼真的关键，而写实正是专业渲染的特征。
阴影不仅仅是照明的副产品，它还是丰富场景不可或缺的要素，实际上每种光线都会投射阴影。要在三维影像中实现理想的逼真效果，了解并巧妙地处理阴影至关重要。
8. 生活在材质世界里
我们已经讨论过光线在场景中如何反弹并改变其颜色和强度，但为何会发生这种情况呢？答案不仅取决于光线的颜色、位置和强度，还在很大程度上取决于场景中的材质。不同的材质对光线的反应方式各不相同，受其颜色、光泽度、反射、透明度--基本上就是受其物理特性所影响。
虽然用于表现水泥、石材、塑料等的纹理极为重要，但它们只是其中一个因素。要制作出美轮美奂的材质，真正的关键在于了解材质在真实世界中对光线的反应。要注意，只需改变参数，材质的外观就会在大理石、玻璃或金属之间发生变化。这凸显了精心设置材质属性的重要性。
V-Ray材质具备创造极致逼真材质所需的一切功能，能使您完全掌控材质外观以及其与灯光的复杂互动。基础材质预设提供多样出发点，让您能够有效调整材质，同时在一开始就确保材质符合物理特性。
此外，您甚至可以修改 Chaos Cosmos 中的材质。这些材质具有所有必要的物理特性和纹理，有助于更快、更准确地完成您的工作。
9. 测试，一二三...
以往，很难实现写实渲染的主因是测试所花费的时间。调整渲染往往要耗费数小时，因此大家最终还是选择简化材质。
但那都是过去式了。现在，我们可利用 V-Ray 的实时渲染功能来详尽地测试灯光、材质等，而不会浪费时间。我个人非常依赖 V-Ray 的 IPR 来实时进行数十项测试（您也可使用 V-Ray Vision，这个功能适用于 V-Ray for SketchUp、V-Ray for Rhino 和 V-Ray for Revit），我还喜欢将场景发送到 Chaos Vantage，这样就可使用实时光线追踪来查看场景的整体效果，将一切提升至新的水平。
因此，第三条建议是：尽量多多测试照明。
10. 灯光、摄影机......开拍！
我知道我们在谈论灯光，但其实，灯光只是实现逼真效果的其中一环。摄影机在这里做了很多工作，了解如何使用摄影机对实现你想要的效果极其重要。那就带到了第四个技巧：懂你的摄影机。
摄影机捕捉光线的方式在很大程度上决定了照片的效果（我们都曾用智能手机拍过很烂的照片，不是吗？） 这就是为何 V-Ray 配备了物理摄影机的原因，效果如此真实。物理世界中的摄影机控制让您可像摄影师一样操控，渲染出具有细致景深和电影级动态模糊效果的影像，将逼真度提升至全新高度。再加上光芒与光晕等镜头特效，使逼真度更上一层楼。
11. 今晚的气氛
我们提到过，光线会在大气层中散射，导致阴天的光线偏蓝。但如果不仅是阴天，而且还起雾，那又会怎样呢？
这就引出了我们的最后小窍门：环境对光线有所影响。
这表示在某些情况下，您可看到从光源（太阳、灯、天花板上的聚光灯）射出的光线，为灯光增添了另一层写实感。这是人们并不期望看到的效果，但当它出现时，就会让整个画面更加逼真。
为了在场景中创建这种效果，V-Ray 提供了 "Environment Fog"功能，让您可创建大气效果，为任何场景增加深度与复杂性，使渲染图更加栩栩如生。
更多实用技巧: 太阳来了
渲染室外场景听起来可能比室内场景更简单，但往往会带来独特挑战。室内场景通常得益于多种光源，而室外场景则仰赖于自然光源，选择有限。这种限制意味着 "欺骗 "观众为了获得逼真的机会更少，因此不仅要使用正确的工具，还要熟练地应用这些光源。
在自由世界摇滚
首先，我们引进了 V-Ray Light Dome 来模拟天光，同时还利用了 V-Ray Sun。这一组合功能特别强大，能够创建出具有云层、飞机云和光线散射的逼真天空。这些元素有助于整体照明，增强天空的写实度，还提供对最终结果的全面控制。有关使用该设置的详细指南，请查看以下教程：
我们的专业建议是利用 V-Ray IPR 对天空外观进行反复修改调整。IPR 提供的实时回馈，加上 V-Ray Sun / Sky系统给予的创作空间，构成了实现无与伦比的户外场景逼真度的理想工具包。
在光线下渲染
实现逼真的光照是一项艰巨任务，那种苦日子已经过去了。V-Ray 提供了各式工具，让您以最逼真的方式为场景照明，而无需担心复杂的设置或漫长的渲染时间。取而代之的是，您可专注于发挥创意，剩下的就交给 V-Ray 吧。
想亲自体验一下吗？可立即下载 30 天的免费试用版，了解 V-Ray 为什么广泛被建筑可视化艺术家和视觉特效工作室所使用。
