光源是任何视觉表现的关键元素。它会影响由不同材料制成的物体的外观和感觉，可以将注意力吸引到设置的特定部分，设置场景的整体情绪，或代表一天中的时间。
我们将讨论可用于在计算机生成的 3D 环境中模拟真实照明的工具和技术。
点光源
点光源位于空间中的一个点，向各个方向均匀地发出光。示例包括灯或其他本地光源。这种光的强度随着距离的增加而减弱，这意味着物体离光源越近，它就越亮。
聚光灯
像点光源一样，聚光灯也有位置和范围。然而，它受限于一个角度，会产生一个锥形照明区域——就像手电筒、汽车前灯和探照灯一样。聚光灯锥体边缘的光线也会减弱。
定向光
在 3D 中重现阳光或月光的最佳方法是使用定向光——将它们视为无限远的遥远光源。灯光对象可以放置在场景中的任何位置，因为它没有任何可识别的光源位置。此外，由于未定义光与目标对象的距离，因此光不会减弱。
硬阴影
有光的地方就有阴影。如果你从光源向外看，所有看到的物体都会出现在光中，而这些物体后面的任何东西都处于阴影中。您可以在 3D 中使用不同类型的阴影。硬阴影表示来自小点光源的光，并且它们具有清晰定义的锐边。
柔和的阴影
柔和的阴影看起来很逼真，因为它们不太明显并且向边缘逐渐消失。柔和的阴影来自较大的光源。为了获得更高程度的真实感，最好在场景中将柔和阴影与其他类型的更柔和或更少直射光一起使用。
直接照明
大多数物体不发光——它们被光源照亮，我们看到它们是因为它们反射的光。您可能知道，光是直线移动的，所以当我们在 3D 软件中模拟光源时，物体中未被光直接照射的部分仍然是黑暗的。这就是直接照明或直接照明的工作原理。
间接照明
在现实世界中，光线击中物体后，会在环境中反射无数次。它被称为间接照明或间接照明，这就是为什么物体很少完全黑暗的原因，即使它们没有直接光。在 3D 中创建令人信服的环境照明的算法之一称为全局照明——它计算在整个场景中传播的光，同时考虑直接和间接照明。材料
材料
在现实生活中，材料是事物的组成部分。在 3D 图形中，材质控制 3D 对象在屏幕上的显示方式以及与光的交互方式。它们定义了物体的基本光学属性，如阴影、镜面反射率、反射率、颜色、透明度等。
材质
大多数材质都将纹理作为参数。纹理是用于皮肤 3D 对象的图像。它打破了材料的统一外观，因为现实世界中很少有物体具有完全统一的表面。它还使您可以更精细地控制对象属性。艺术家通常首先寻找或创建与他们想要的对象表面相匹配的纹理，然后添加材料并应用纹理。
反射率
反射率是材料的一种光学特性，它描述了从材料反射的光量与照射到表面的光量的比值。不同的材料具有不同的反射率。从光滑表面反射的光会产生直接反射，也称为镜面反射。在粗糙的表面上，反射被漫射或散射。
镜面反射
要了解什么是镜面反射，让我们快速回顾一些基本术语。入射到表面的光线称为入射光线，该光线与表面的垂线或法线之间的角度称为入射角。反射光线是被表面反射的光线，表面法线与反射光线的夹角称为反射角。当反射角等于入射角时，我们有镜面反射。想想镜子或静止的湖水。
折射
如果你把一根吸管放在一杯水中，你会看到它在进入水中的地方弯曲。这种错觉的发生是因为折射——通过表面传输的光线方向的变化。这种透射的光线称为折射光线，这条光线与法线的夹角就是折射角。
折射率
不同的透明材料具有不同的折射率，也称为折射率，它决定了进入材料时光路弯曲的程度。光的方向变化是由速度的变化引起的——光从空气移动到玻璃时会减慢速度，而从水移动到空气时会加速。
透明度
根据可以通过它们的光量，物体具有不同的透明度——它们可以被认为是透明的、半透明的或不透明的。
• 像眼镜或水这样的透明物体看起来很清澈，当光线穿过它们时，你可以看到它们投射出几乎看不见的阴影。
• 像大多数纸这样的半透明物体会让一些光线透过，它们的阴影会稍微暗一些。
• 像我们的身体这样不透明的物体不会让光线穿过它们，而且它们有很暗的阴影。
雾覆盖
当我们在户外看远处的物体时，它们经常显得有雾或朦胧。之所以会发生这种情况，是因为当光线在空气中移动时，它会撞击水蒸气、灰尘、污染和其他气体等物体，导致它向不同的方向反弹并模糊图像。为了在 3D 中模拟这种效果，我们可以根据与相机的距离将颜色叠加到对象上。
体积雾
创建雾的另一个选项是使用体积雾。它提供了不同的雾效果，可用于创建蓬松的、多云的雾或看起来在风中飘散和散开的云，因为雾的密度在 3D 空间中不是恒定的。您可以从头开始创建体积对象或从开源数据库下载它们。
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