Lightscape渲染巨匠

第一章        介绍   Lightscape 和照明技术介绍   Lightware社区：http://www.abbs.cc/index.asp?boardid=74   Lightscape ™ 是一个生成三维模型的精确照明仿真的可视化软件包。     概要 本章学习以下内容： • 关于Lightscape™ • 电脑图形渲染 • 光度测定 • Lightscape 文档     关于Lightscape Lightscape™ 是一个集光能传递和光影跟踪为一体的创建精确三维渲染图的应用软件，同时它能够通过人机交互界面定义光源，材质。Lightscape 有很多独特的高级渲染技术包括： • 真实性 • 真实光照 • 内部漫游 • 逐步精细.   真实性 因为 Lightscape 精确计算了光传播，所以从中你能得到其它渲染软件无法达到的渲染效果，包括：真实光照、柔和阴影、颜色混合。   真实的光照 因为 Lightscape 采用光度测定值进行光照计算，所以你能够按照真实场景直接设置光源；你也能够按照光的分布及颜色创建光源或输入照明厂家提供的光度测定文件；你还能够按照地理位置、日期、时间设定日光。   内部漫游 Lightscape 运用光能传递得到的渲染结果是一个全三维的渲染结果，它比传统电脑图形技术显示各视点的渲染效果更快。配上快速硬件，你就可在三维渲染环境中漫游。它能够在比专业动画系统少很多的时间内为电影、视频生成漫游动画帧。   逐步精细 Lightscape 的渲染效果是随时可见的，并随着时间的增长逐步精细。在其渲染过程中的任何时候，你都可以改变表面材质和照明参数，系统不需重新从头开始渲染就可针对你的修改在相应部分重新计算渲染效果。所以你可以在渲染过程中随时调整表面材质和照明参数，从而得到你所想要达到的效果。   电脑图形渲染 这部分讲述电脑图形渲染的一般观点和 Lightscape 使用的渲染技术。 一个3D模型包含了通过3D笛卡儿坐标系统定义的几何数据。3D笛卡儿坐标系有时也被称为世界坐标系。3D模型也可包含材质及照明信息。电脑显示器上的图象是由大量像素构成的。创建几何模型的电脑图象就是确定屏幕上每个像素的颜色。模型表面上的任何点都是表面材质和光照共同作用的结果。局部照明和整体照明是用来描述光是如何进行传播和反射的。 局部照明 局部照明法则是描述光在单个表面上是如何反射和传递的。 它能够计算光的强度、镜面反射及光被表面反时的分布。简单的渲染运算法则认为光只是从直接光源发出的。   全局照明 为得到更精确的图像，不仅要考虑从光源直接发出的光而且要考虑光与场景中各表面间的相互作用。例如：一些表面因阻挡光而在其它表面产生阴影；一些表面有光泽，我们在其上能看到其它表面的倒影；一些表面透明则能透过它看到其它表面；还有一些表面会反射光线到其它表面上。全局照明原则就是考虑光与场景中各表面相互作用的运算法则。 Lightscape 使用两种全局照明法则：光影跟踪，光能传递。在解释这些技术之前先了解光在场景中的分布方式是十分有用的。例如，房间里有一个光源，光的粒子理论说光是由光子组成，光子由光源发出，它们直线传播直到碰到房间中的某个表面。根据表面的材质某些特定波长的光子被反射，另一些则被吸收。     一个房间的全局照明   表面光滑度不同反射光子的方式也不同。粗糙表面从四面八方反射光子，这种反射叫漫反射，这种反射表面叫漫反射表面。粉刷过的墙壁是漫反射表面的一个实例。非常光滑的表面按照入射角等于出射角的原则反射光子，这种反射叫镜面反射，这种反射表面叫镜面反射表面。镜子是镜面反射的一个实例。当然很多材质对光子的反射既有镜面反射又有漫反射。房间最终的照明效果是光源发出的光子和表面反射相互作用的共同结果。   漫反射 镜面反射   如果你站在房间，很少数量的光子会进入你眼中刺激视网膜上的杆状体和视锥，从而被大脑感知形成视觉。电脑则是用屏幕上的像素代替了视网膜上的杆状体和视锥。 全局照明目的之一就是尽可能精确的真实模拟你在现实场景中所看到的景象； 其目的之二是尽可能快的生成实时图象（30帧/秒）。当前还没有哪个简单的全局照明运算法则能够同时达到着两个目的。 光影跟踪 第一个全局照明法则叫做光影跟踪。它认为房间中可能有数十亿个光子，但是它只考虑进入眼中的那部分光子，它是根据追踪从屏幕像素到3D模型的光线来运算的。用光影跟踪创建图象按以下步骤进行： 1．从眼睛位置开始在光线后面追踪光线，穿过屏幕像素，直到与表面相交。 2．模型只提供表面的反射率，而不是光线到达表面的数量。整体照明效果是靠追踪光源发出的光线在环境中物体相交的交点得到。 如果追踪的光线不被场景中的物体阻挡，则用此光线计算表面颜色。 3．场景中的表面可能是有光泽或透明的，运算法则必须能够计算出透过该透明表面所看到的场景。 4．若后面的表面仍然是有光泽或透明的则重复上一步，直到达到最大反复次数或没有表面被碰到。 光影跟踪是一个非常通用的法则，它能够精确的计算出直接照明、阴影和镜面反射，其主要缺点之一就是对于中等复杂程度的模型运算速度显得较慢；之二则是不能计算非常重要的漫反射。   传统光影跟踪技术只能精确计算出从光源直接发出的光线所产生的效果。如下图所示，用光影跟踪房间中的桌子，可见桌子下面区域因不能得到光源直接发出的光线而出现黑暗效果。但再现实中桌子下面是能够得到来自墙面和地面的反射光的，不会是黑暗的。   光影跟踪   传统的光影跟踪技术通常是利用设置环境光参数来实现见接照明。 这个参数是人为随意设定的与客观世界毫无关系，这就致使光影跟踪渲染影像因不能真实反映不同表面的漫反射而显得十分呆板。 光能传递 因为光影跟踪存在一些重大缺陷，研究人员又在致力于另一种全局照明技术的研究。早在60年代初，热能工程师已经研究出了表面间热辐射的传递方法，这个理论很快就在熔炉、发动机上得到了应用。到80年代中叶，电脑图形研究者开始用这个方法模拟光传播，光能传递就因此应运而生。，光能传递计算环境中离散点的光强度，它与光影跟踪计算屏幕上像素点的颜色存在本质区别。光能传递运算时把表面分成称为网格元素的小块，然后计算各元素上的光线分布，并把光能传递值保存在各个网格元素中。 当光线分布被计算出后对任一视点通常都能实时的在屏幕上进行显示，这叫做视点不独立性，因为环境中的光线分布已被预先全部计算出来，所以对于各个不同视点都不用重新计算，所要作的仅仅是换角度显示。光影跟踪则正相反，它具有视点独立性，对于各个不同视点都需重新计算。     光能传递   早期的光能传递版本必须全部计算完网格元素上的光能分布才能在屏幕上显示渲染结果。尽管最终结果具有视点不独立性，但其前期处理过程却要花费相当长的时间。到了1988年一种叫做逐渐精细的光能传递运算法则出现了，它允许用户在渲染过程中随时可看到随时间增长而逐渐精细的渲染结果。 Lightscape 逐渐精细的光能传递法则按以下步骤进行： 1．根据相邻网格元素上光线分布强度的不同自动细分网格元素。 2．各个光源发出的光线都被分配到场景中各个表面上，其中一个表面遮挡其它表面时会产生阴影。 3． 随表面材质的不同一些光能被吸收，另一些则被反射到场景中。在光能传递中我们假定：表面从各个方向以相同的数量反射光线，这叫理想漫反射。 4．在计算完从光源发出的光线产生的直接照明之后，逐步精细的光能传递渲染法则继续检查哪些表面仍然反射光线，这些表面则被作为光源发出反射光照到其它表面，这叫做间接照明。 5. 上面这个过程反复执行直到大部分光能被表面吸收，从而达到极限收敛。每从表面或光源分配一次光线，都称为一次迭代。迭代次数由场景的复杂程度决定。迭代计算开始时收敛速率很快，到最后，因为剩余的光能已经很小，所以渲染场景在上一次迭代与本次迭代计算完后已经看不出有什么变化。此后迭代计算仍会继续进行很多次以达到计算结果完全收敛。但当你看到你所想要得到的效果时，不必等到计算结果完全收敛，就可以中断渲染进程，从而节约渲染时间。 光能传递与光影跟踪的区别： 虽然光能传递与光影跟踪存在本质区别，但它们在很多方面都是互补的。 光影跟踪有以下优缺点： 优点： 对于直接照明能够进行精确渲染，包括：阴影、镜面反射、透明效果， 内存利用率高。 缺点： 场景中光源数量越多，计算时间越长。 视点独立，对于每个视角必须重新计算。 不能计算漫反射。 光能传递有以下优缺点： 优点： 能计算漫反射。 视点不独立，对于每个视角不需重新计算。 随时可见的逐渐精细的渲染过程。 缺点： 划分3D网格，要求内存大。 不能计算镜面反射和透明效果。 无论光能传递还是光影跟踪都不是一个完全的全局照明解决。光能传递擅长漫反射计算，光影跟踪擅长镜面反射计算。Lightscape 融合了这两种渲染方法，从而达到真实模拟客观世界的目的。 光度测定 Lightscape 是基于物质世界来模拟光传播的。其结果不仅高度真实，而且精确计算出了光在场景中的分布。你还可以在 Lightscape 中运用来自光源和灯具厂家提供的照明数据文件。普通灯具类型在附录G中提供。 在照明系统时光度测定就是用来量化人眼对光的感觉的，它包含4个度量单位： • 光通量 • 照度 • 亮度 • 光强 光通量是单位时间内光能到达、离开、穿过表面的数量。单位是（lm），在国际单位制、美国单位制中通用。 照度是指单位面积上的光通量，这个物理量表示光照等级与表面面积大小无关。在国际单位制中单位是 Lux （lx）， 1Lux=1lm/平方米，其相应的美国单位制中的单位是（fc），1fc=1lm/平方英尺。 亮度是对表面光反射的度量，它转化成颜色，生成真实的渲染场景，亮度用每平米多少candela 来度量。 光强是指光源在单位时间内，在特定方向上所发出的光能。其度量单位是candela，光强通常用于描述某个方向的光线分布。 关于 Lightscape 文档 Lightscape 用户手册包含以下内容： • Lightscape 3.2 用户指导（印刷手册和在线文档） • Lightscape 3.2 学习手册（印刷手册和在线文档） • 在线帮助 • 安装 LSnet 的在线文档 • README.TXT (在 Lightscape 目录下的在线文档) Lightscape 3.2 用户指导提供 Lightscape 在安装、处理、渲染中所使用的技术及概念的解释说明。 Lightscape 3.2 学习手册举例说明 Lightscape 的操作过程。 在线帮助提供基于标题及界面元素的参考信息。   图例说明 表示法 说明 粗体字 表示程序命令 例如，lid2cibse 或 lid2ies 斜体字 当使用新术语时，用斜体字表示强调 s 表示警告 | 表示菜单或子菜单的选择条目       第二章 安 装     怎样安装 Lightscape 及其组件   本章讲述如何安装 Lightscape 概要 本章学习以下内容： • 系统要求 • 第一次安装 Lightscape • 从低版本升级 Lightscape   . 系统要求 下表列出推荐配置和最低配置：   最低配置 推荐配置 Intel Pentium 或 Pentium Pro 200 MHz Intel Pentium II (350MHz + 处理器) Windows NT 4.0 ( Service Pack 4), Windows 95 ( Service Pack 1), Windows 98 Windows NT 4.0 Service Pack 4   64 MB 内存 128 MB 100 MHz内存 (可考虑 256 MB) PCI 图形卡 16位深度 OpenGL 视频卡，至少 8MB RAM 1GB硬盘 4GB或更高容量硬盘 CD-ROM 含Intel BX芯片的主板 普通显示器 19-21 英寸显示器     第一次安装 Lightscape 1. 把 Lightscape 光盘放在光驱中。 2. 从“开始”菜单中选择“运行”。 3. 输入 d:\setup 按回车。如果你的光驱不是 “d” 把“d” 改成相应的光驱号。 下面按照 Lightscape 安装向导的提示继续进行。 4. 如果安装程序提示重启动电脑，须在运行Lightscape 之前重启动电脑。   从低版本升级 Lightscape 如果你是升级 Lightscape，系统会提示你卸载原先的Lightscape版本，如果你选择不卸载，原先的版本将被升级版本覆盖。 如果你不希望覆盖原来的版本，则可安装新版本到另一个目录下。 Lightscape 3.2 能够读以前版本的任何文件 注意：以前的Lightscape版本不能读 Lightscape 3.2 的文件，但 (.la), (.lay), (.df) 文件在Lightscape3.2, Lightscape3.1, Lightscape3.11中可以通用。         第三章 操作     怎样使用 Lightscape.   本章讲述 Lightscape 操作流程，对于流程中的每一步在后面章节都有详细叙述。   概要 Lightscape 操作主要包括两个阶段——准备阶段和解决阶段。在准备阶段模型结构与很多CAD模型相似，此阶段你能够编辑几何体、材质、光源。准备阶段的模型保存为 .lp 为扩展名的文件。 在解决阶段，Lightscape 改变了模型结构以适应光能传递的处理。解决阶段的模型保存为 .ls 为扩展名的文件。在此阶段你能够编辑材质及光源的光度测定属性，但你不能修改几何体或加入光源。若你必须修改几何体或加入光源须回到准备阶段进行修改，然后再生成新的解决文件。   准备阶段和解决阶段   准备模型 在准备阶段你可以输入模型，调整表面方向，定义光源及位置，根据需要加入、删除、重定位场景中对象。   输入几何体 第一步就是向Lightscape 中输入几何体，在此你能够把在很多 CAD 软件中建立的模型及模型中定义的块和光源一起输入Lightscape中。 详细信息参考第五章，第六章。 表面方向 当你输入模型后应把表面法线方向调整正确。 表面方向决定了表面的哪个面是受光面。例如一个房间的照明，墙壁表面的方向应当朝屋内。详细信息参考第六章。 定义材质 Lightscape 是基于物质世界的渲染仿真软件，它最重要的特性就是能够得到真实的渲染效果。材质使它能够很容易的定义出大量的材质，诸如，金属、石头、粉刷平面、水等等。另外你还可以利用纹理位图和程序纹理突出表面特性。 同时 Lightscape 也为用户提供了一个有几百种材质的材质库。详细信息参考第七章。 加入光源 你能够在模型中加入人造光源和日光。模型中所有人造光线都来自人造光源。你可以创建光源或灯具中的光源，并把它们直接放入模型中。你还可以直接使用灯具厂家提供的IES文件。Lightscape 同样也为用户提供了一个有几百种灯具的灯具库。对于室外模型可以加入日光，日光分两种：太阳光和天空光。详细信息参考第八章，第九章，第十章。   精炼模型 Lightscape 只提供了很有限的几个修改几何体的工具。你能够加入、删除、复制表面，块，光源。例如，你能在模型中加入家具，并把它移动到内墙，或在准备阶段旋转射灯等等。详细信息参考第六章。   光能传递解决阶段 在此阶段 Lightscape 用光能传递法则精确计算出光在模型中的传播。在光能传递初始化阶段Lightscape优化模型中的表面为后续处理作准备。一旦模型初始化完毕，你就不能修改几何体和加入光源了。 在解决阶段渲染结果随时间加长而逐渐精细，最终得到完美的渲染结果。你可以把渲染结果输出为动画或单个图象，能够进行照明分析，还能够输出结果到其它程序中。   设置处理参数 使用处理参数可以控制光能传递渲染质量。参数设置越恰当渲染质量也越高，但可能会需要更长的运算时间和更多的内存。为了有效的提高渲染效果，你可以调整全局照明参数并把它运用于整个模型中，你还可以调整局部照明参数并把它运用于特定表面上。详细信息参考第十一章。   光能传递 在光能传递处理阶段 Lightscape 计算模型中的漫反射。此阶段的任何时候，你都可以中断处理，进行修改。有关光能传递的详细信息参考第十一章。 精炼解决方案 在解决阶段不能修改几何体，但能够修改材质和光源的光度测定属性。当你作了修改后你有两种方式实现修改，其一是从中断处继续运行光能传递计算，程序会在以后的运算中完成修改；其二是重新开始光能传递处理过程。最后存储光能传递结果为 Lightscape （.ls）文件。   输出结果 在输出阶段你能够用OpenGL® 快速完成光能传递计算或用 Lightscape 的光影跟踪进行精确计算，计算出镜面反射、透明效果和更高质量的阴影。详细信息参考第十一章、第十四章。 用多少时间，计算出什么质量的影像这需要根据用途而定。下面列出了大多数常规用途： • 单独一张渲染图 • 漫游动画 • 虚拟现实 • 照明分析.   单独一张渲染图 你能够用OpenGL 快速输出高质量的结果。欲得到更高质量的精细渲染影象，须使用光影跟踪输出图象。详细信息参考第十四章。   漫游动画 你可以为漫游动画在光能传递解决方案中设定相机路径。你可以用OpenGL 快速生成反锯齿的高质量影象，详细信息参考第十五章。 如果你想得到镜面反射、透明效果，需要用光影跟踪处理每一帧。为提高效率，在渲染动画时可采用批处理程序或LSnet。详细信息参考附录B。 虚拟现实 如果你想为交互式漫游生成虚拟现实环境，则不能使用光影跟踪。你必须致力于只用光能传递技术生成高质量的渲染效果。为增加显示速度，请使用支持OpenGL 的图形加速卡。你可以靠转换网格元素和几何体成为纹理位图来减少场景的几何复杂程度，从而增加漫游速度。当使用Lightscape制作网上交互式游戏时，这一点就显得非常重要。详细信息参考第十三章。 Lightscape 光能传递结果也能够输出为VRML格式。这种格式的文件能被一些专门的虚拟现实软件使用。详细信息参考第十六章。   照明分析 如果你对照明分析感兴趣，Lightscape 提供了一系列用于形象化照明数据的工具。详细信息参考第十二章。       第四章 界面   介绍 Lightscape 工具和界面约定   Lightscape 用户界面提供一整套人机交互工具。   概要 本章学习以下内容 • 启动Lightscape • 界面约定 • 使用工具条 • 使用文件控制 • 观看模型 • 显示控制 • 选择目标 • 转换目标 • 设置文档属性 • 设置系统选项 . 启动 Lightscape 启动 Lightscape 只需双击 Lightscape 应用图标。通常这个图标放在Lightscape 程序文件夹中。   Lightscape 你也可以从“开始”菜单中选择Lightscape 应用图标来启动Lightscape。 交互界面概述 Lightscape 界面包括五个主要模块。最大最重要的是图形窗口。它在左边，占据了大部分屏幕。其它四个模块是： 层列表，材质列表，块列表和光源列表，它们垂直分布于屏幕右侧（系统默认），你可以根据需要改变它们的大小和位置。   Lightscape 界面构成   Lightscape 菜单分布在图形屏幕顶部。菜单下面是工具条。图形屏幕底部是状态条，用于显示一些必要信息。最上部的标题工具条显示当前正在操作的文件名。你可以用许多种方式进行编辑操作，例如，使用下拉菜单；鼠标单击工具条上的按钮；单击鼠标右键弹出下拉菜单。 图形窗口 图形窗口用于显示和编辑当前模型。在图形窗口用鼠标左键选择物体。Lightscape支持几种正交投影模式，你可以用交互式视图工具快速的操纵几何模型。 Lightscape 有几种显示模型的方式，例如，实体显示和网格显示。 图形窗口通常只有一个视窗。但在动画编辑状态下显示四个视窗，这是为了辅助编辑动画路径。 层列表 层列表是包含当前模型所有层的列表。层名称左边有“√”表明该层当前是打开的，也就是说属于该层的物体在屏幕上是可见的。可以通过双击层名来切换层的开、关状态。 层名左边有字母“C”，表明该层是当前层。任何新加入模型的物体都是被加入到当前层上。 你能够用鼠标右键单击层列表显示层菜单。     材质列表 材质列表包含模型中所有材质。利用它你可以给表面赋材质，定义表面对光的反射特性。     纹理符号按钮 用于表明材质含有纹理位图，如果改符号被着色表示材质纹理已装入并显示在屏幕上。若它显示为绿色“!” 符号，说明材质纹理文件没有找到。 材质预览用于预览当前被选材质。 鼠标右键单击材质列表则显示操作项下拉菜单。双击任意材质名会激活用于编辑材质属性的“材质属性”对话框。 详细资料参看第七章。   定制材质预览区 材质预览框用于显示材质列表中当前被选定的材质。你可重新设定其大小和切换其打开、关闭状态。     切换材质预览区开、关状态。 鼠标右键单击材质列表显示下拉菜单，然后从中选择“预览”选项。   改变示例球直径 可以改变示例球直径大小使其与场景中使用此材质物体的大小相匹配。此外，它还能提供精确的材质预览，包括程序纹理和固定大小。 改变示例球直径的步骤： 1. 鼠标右键单击材质预览区。 2. 选择直径的大小，如图：上图样例球直径1米，下图样例球直径10米。   显示背景和反射图象 鼠标右键单击”材质预览”框，能够显示或关闭背景和反射图象。   背景选项有助于你观察透明效果。   反射选项用于设置表面上的反射高光。   切换可选项的开、关状态： 鼠标右键单击材质预览区，选择选项的开、关状态。     块列表 块列表是模型中所有块的列表。定义好一个块，你就可在模型中反复制作其实例，并可按不同的大小、方向、位置把它们放置在模型中。 注意：块在准备阶段才能被操作     块预览区用于显示当前选定的块。 双击块名可在图形窗口中加亮显示和编辑块。右键单击块列表，系统会弹出块操作菜单。   光源列表 光源列表是模型中所有光源的列表。光源是一种用来表示灯具的块，灯具中包含控制光分配的光度测定曲线。双击光源名可在图形窗口中加亮显示和编辑光源。 打开光源属性对话框可编辑灯具的光度测定属性     光源预览区用于显示当前选定的光源。 右键单击光源列表，系统弹出光源操作菜单。 定制块预览区、光源预览区 块预览区与光源预览区可在屏幕上显示当前选定的光源和块，你可以重新设置预览区的大小及开、关状态。     切换预览区开、关状态。 右键单击块列表和光源列表，从弹出的菜单中选择或不选择“预览”选项。   改变视图方式 你可以通过视图工具条，预览区下拉菜单，及热键选择视图方式。   使用工具条改变视图方式的步骤: 1. 在预览区中单击右键，选择“视图控制”选项，再选中“从工具条”选项。 2. 在视图控制工具条上单击所需选项的按钮，再在图形屏幕移动鼠标实现相应的视图控制。   使用下拉菜单改变视图方式的步骤： 1. 在预览区中单击右键，选择“视图控制”，不选中“从工具条”选项。 2. 在预览中单击右键，选择“视图控制”，再选中所需选项。, 3. 在图形屏幕移动鼠标实现相应的视图控制。   你可使用下表列出的热键实现视图控制   用途 热键 环绕 O 轴旋转 R 缩放 Z 平移 P 推进 D 滚动 S   改变显示 你可以使用阴影来控制块和光源在图形屏幕上的显示方式。   使用与模型一致的着色方式的步骤： 1. 右键单击块预览的图形屏幕，选择“着色”选项，选中“从工具条”选项。     2. 在着色工具条上选择所需着色按钮。   定制着色预览的步骤： 1. 右键单击图形屏幕，选择着色，不选中“从工具条”选项。 2. 右键单击图形屏幕，选择着色，选中所要求的着色选项。块和灯具会按你选择的着色模式显示。 改变表布局 你可以按照需要对所有表重新定位，重置大小。 界面约定 下面介绍使用鼠标，下拉菜单、对话框的一些规则： 使用鼠标 Lightscape 是为两键鼠标设计的。左键是指令键，右键用于显示下拉菜单。 当你在图形窗口移动鼠标并按下左键，系统会根据鼠标选择的模式执行相应动作，这些动作有： • 选择模式 • 查询模式 • 动态视图模式 • 特定选择模式. 选择模式是鼠标在模型中选择物体的方式。 在查询模式下，单击一个物体系统会在状态条上显示该物体的有关信息。 动态视图模式用于选择一种视图方式。 特定选择模式下，你用特定操作执行特定任务。例如：在转换对话框中改变光源照射方向。 下拉菜单 在图形窗口或表中，单击右键则弹出下拉菜单。   对话框 某些操作显示对话框让你输入或确定可选项。一些对话框会在你执行完操作后自动关闭。 另一些对话框包含““确定””和“应用”按钮，你能够通过单击对话框右上角的关闭按钮来关闭对话框。有些对话框包含几页，你可通过单击对话框上部的的跳页开关，来切换页。 使用工具条 在 Lightscape 中, 工具条是命令的一种快速操作工具。默认工具条被放在图形窗口上部，它包含了最常用的操作命令。当你把鼠标移动到每个工具上的按钮时系统都会在鼠标指针下显示该工具条按钮的功能，举例如下： 显示隐藏工具条 你能够重新设置系统是否在桌面上显示或隐藏某个工具条。   显示一个工具条的步骤： 1. 从菜单中选择 “工具 | 工具条.”弹出“工具条”对话框，如下图：   2. 双击各个工具条可切换其开关状态。工具条前面有红色“√”符号时，表示当前屏幕上已显示该工具条   移动工具条 系统默认时，工具条被放在图形窗口顶部。可用鼠标把工具条移动到屏幕上任何位置。 移动工具条步骤： 1. 放置鼠标指针在工具条上边缘，然后按住鼠标左键并拖动工具条到另一位置。     2. 释放鼠标，工具条则被移动到新位置。   工具条 标准工具条如下图所示：       视图控制工具条 使用视图控制工具条可以调整视图的视角。操作方法是：单击工具条上你认为合适的按钮，然后在屏幕上拖动鼠标，来改变视图的视角。   投影工具条 投影工具条可用于在六个正交投影方向显示投影图。   着色工具条 使用着色工具条可以设定模型的显示方式       选择工具条 选择工具条用于确定按什么要求选择图形窗口中的对象。 例如：若你单击该工具条中的“光源”按钮，这时你的鼠标就只能选择图形窗口中的光源。 表工具条 单击表工具条上的按钮，可以切换表在屏幕上的显示和隐藏。     显示工具条 使用此工具条可以控制显示速度和显示质量。一般情况下是通过降低显示质量来提高显示速度的。     位置变换工具条 使用此工具条可变换模型中几何体的位置。     光能传递处理工具条 对模型进行光能传递渲染时使用此工具条进行控制。   使用文件控制工具条 使用此工具条你可以对文件进行控制并得到帮助信息，对于工具条中不清楚的操作可在帮助菜单中找到相关帮助信息。     你可以通过此工具条实现以下文件操作：   新建 “新建” 就是创建一个新的、无内容的 Lightscape 文件。此时系统清除内存中的其它数据。   打开 “打开” 可用于装入 Lightscape 文件。此文件可以是准备文件(.lp)，也可以是解决文件(.ls)。当文件装入时系统自动清除内存中的其它数据。 从文件菜单中选择“合并”是把两个或更多个 Lightscape 准备文件或解决文件合并成为一个Lightscape 准备文件或解决文件。Lightscape 准备文件和解决文件是不同类型的文件，不同类型的文件不能合并。 另外，设置比例系数，所有物体都会按你指定的比例系数进行缩放。   保存 保存选项 用于存储 Lightscape 模型。选择此选项时，如果模型是第一次保存，则会弹出“另存为”对话框，提示你输入文件名及存储位置。若你的文件以前被保存过，则系统覆盖原先保存的文件。若要保留原先文件，选择“另存为”存储原先文件。 撤消删除 撤消删除 可以撤消最近一次的删除动作。当你误删除了层列表、材质列表、块列表和光源列表中的条目时可以马上用“撤消删除”来还原它们。当你使用了视图工具变换了视角你仍可以用此项恢复上一次删除的对象。但当你执行了改变Lightscape 内部数据库的操作，例如：保存文件、加入一个块事例、重命名了材质名等，这时该撤消功能无效。 注意：撤消删除功能与视图菜单中的“取消窗口缩放” 及“创建面”对话框中的“撤消” 按钮无关。   打印 打印 用于打印当前视窗中的模型。 帮助索引 帮助索引 可以索引显示帮助系统。单击此按钮与选择“帮助”菜单中的“索引”选项作用相同。   帮助 帮助 能够快速查到界面元素的帮助信息。     观看模型 Lightscape 提供以下方式观看模型： • 模型投影 • 交互式视图控制 • 视图设置 • 视图范围 • 对齐背景 • 设置视口大小 • 显示原始视图 • 存储和装入视图   模型投影 你可以用透视方式和正交投影方式观看模型。   你可以用下表实现观看正交视图。   Lightscape 的视图设置工具和交互式视图控制方式都是按下图所示原理进行设计的。   交互式视图控制 交互式视图控制可以在图形窗口中改变模型的视图方式。   当你选择了一种视图控制方式，按下鼠标并在图像窗口移动，视图会基于选择的视图方式随之改变。 交互式视图控制步骤： 1. 从菜单“视图 | 动态视角” 中选择一种适当的交互式视图控制，或从视图控制工具条中选择一个视图控制工具。 2. 退出视图控制状态返回到原来状态，重新选择控制模式。 下面详细介绍了视图控制工具：   环绕 环绕 是指观察者视线沿着三维坐标轴原点旋转。鼠标移动方向控制旋转角度。 环绕只在透视图状态下有效。   旋转 旋转 是指视图目标点沿着视点旋转。鼠标移动方向控制旋转角度。 旋转只在透视图状态下有效。 实时缩放 实时缩放 是实时地放大或缩小模型。实时缩放时像机视角变化，但视点位置及目标点保持不变。此操作与像机的变焦镜头作用相似。 使用实时缩放： 1. 向上移动鼠标，图形屏幕上场景被拉远。 2. 向下移动鼠标，图形屏幕上场景被拉近。 注意：在透视状态下，过分的拉近会导致影像扭曲变形。 实时缩放适用于所有投影图。   窗口缩放 使用窗口缩放 就是用选取框把选定区域放大至全屏幕。 窗口缩放适用于所有投影图。   取消窗口缩放 使用取消窗口缩放 操作，最多可向前追溯十次窗口缩放操作。   平移 平移 操作就是按鼠标方向平移模型。此操作类似于沿水平轴或垂直轴移动视点和目标点。. 视点和目标点一起沿鼠标拖动的相反方向移动。 平移只在透视图状态下有效。 推进 推进 是视点位置向前或向后移动。 推进视图步骤： 1. 鼠标在图形屏幕中向上移动，相应的推进视点向前移动。 2. 鼠标在图形屏幕中向下移动，相应的推进视点向后移动。 推进只在透视图状态下有效。 滚动 在正交投影中滚动 与平移效果相同。在透视图中则不同。滚动不改变透视效果，只是从中心向外平移投影图。 在建筑摄影中，经常需要使用透视来矫正镜头，以使垂直线保持平行。在Lightscape 当中是使用相同的像机位置及目标位置选定一个透视图，然后根据需要滚动此视图，并调整影像所在平面。 滚动适用于所有投影图。   倾斜 倾斜 就是使像机绕着一个垂直于屏幕的轴旋转。在图形屏幕上让鼠标做圆弧移动，模型会随鼠标移动方向旋转。   视图设置 视图设置，可用于设定特定的像机位置观看视图。步骤如下： 1. 从菜单中选择 “视图 | 设置”, 或在视图控制工具条上单击“视图设置”按钮，此时系统用俯视图显示模型，通过模型的截面用红色显示，并且弹出“设置视角”对话框如下图。     2. 在视图设置对话框中输入相应选项，按““确定””关闭对话框。   下面介绍各选项如何设置。 注意：在视图设置过程中，可以使用视图控制工具中的实时缩放、窗口缩放、滚动、和倾斜来调整视图   像机点 此项用于设置像机位置。设置时，可用鼠标左键单击在屏幕上你想作为像机位置的点。你也可以通过直接输入X、Y、Z坐标值来确定这个点 注意：使用鼠标左键单击在屏幕上你想作为像机位置的点的方法来设置时，Z坐标不能被设置，必须人工输入。   目标点 此项用于设置目标位置。设置时，可用鼠标左键单击在屏幕上你想作为目标位置的点。也可以通过直接输入X、Y、Z坐标值来确定这个点 注意：使用鼠标左键单击在屏幕上你想作为目标位置的点的方法来设置时，Z坐标不能被设置，必须人工输入。   近剪切板 此项设定近剪切板。设置后，在近剪切板与像机位置之间的目标不可见。设置时， 可以人工直接输入所需值，或通过调整近剪切板滑动条来设定。   远剪切板 此项设定远剪切板。设置后，在远剪切板以外的目标不可见。设置时， 可以人工直接输入所需值，或通过调整远剪切板滑动条来设定。 视野 此项用于调整像机视野，视野是通过焦距和胶片尺寸计算出的。如果你人为地改变视野，焦距随之改变，胶片尺寸不变。调整时可人工直接输入所需值，或通过调整视野滑动条来实现。 画板倾斜 此项用于沿垂直屏幕的轴旋转模型。设置时，可在 -180° 到 180°.范围内调整。 胶片尺寸(mm) 此表用于选择虚拟像机的胶片尺寸。如果你人为地改变胶片尺寸，焦距随之改变，视野保持不变。 注意：如果要设定用户自己的帧大小，则从胶片尺寸列表中选择“其它”，再在帧宽度编辑框中输入数值，即可完成设定。   焦距 (mm) 用此项设置虚拟像机焦距。如果你人为地改变焦距，视野随之改变，胶片尺寸保持不变。 全图 全图用于显示模型中所有目标。 使用方法： 从菜单中选择“视图 | 全图” 或单击视图控制工具条中的“全图”选项。   布置背景 在装入背景图像时可设置背景图像与模型对齐。当背景图象与模型一起渲染时，此功能就显得十分重要。例如，你要在一条现有的街上或实际的外部场景中做一个新建大厦的效果图，就可用此功能设置背景位置以适合你的模型。 布置背景操作步骤： 1. 设置视口大小与出图分辨率比例相同。例如：出图分辨率为：4000 x 3000 像素，视口分辨率就应为800 x 600像素 2. 使用图象编辑软件调整背景图象比例以适合你的视口。 3. 从菜单中选择 “视图 | 布置背景”，此时弹出“背景设置”对话框，如下图：     4. 单击“ 浏览”按钮 ，从弹出的打开文件对话框中选择背景图象，然后单击““确定”” 5. 若背景图象只覆盖住一部分背景，则在“图象偏移”框中输入偏移量。 . 6. 使用视点控制，按照背景图象重新定位你的模型。 7. 从菜单中选择 “视图 | 另存为” 保存视图文件 8. 用 lsray 中的 –alpha 命令渲染最终图象。 9. 在图象编辑软件中合成最终渲染图象与背景图象。     设置视图大小 视图大小是指图形窗口中模型所在区域的大小。 默认值设为全屏幕。此项用于设置不同的图象大小。当你为最终渲染设置视图时，视图大小最好与出图分辨率成比例。 视图大小设定步骤： 1. 从菜单中选择 “视图 | 设置视图大小”，弹出“视图尺寸”对话框。 2.从分辨率列表中选择所需分辨率，或在相应编辑框中输入宽度、高度的像素值。   显示原图 此项用于恢复现在视图为文件装入时的原始视图，若文件被保存，则恢复为最新保存后的视图。 显示原图的步骤： 从菜单中选择 “视图 | 显示原图”。   保存和装入视图 此项可以把特定视图保存到视图文件中。 例如，通过各种视图工具调整模型为一个出图时想要的视角，并保存它。 保存视图步骤： 1. 从菜单中选择 “视图 | 另存为”，弹出“另存为”对话框。 2. 选择合适的目录，输入保存文件名，再单击“保存”按钮。视图文件扩展名为（.vw）。 装入已存储视图文件的步骤： 1. 从菜单中选择 “视图 | 打开”。 2. 在打开对话框中选择所需的视图文件。 3. 单击“打开”按钮。 注意：你也可以从视图菜单最后一项的列表中选择视图文件     显示控制 你可以用显示控制改变模型在图形窗口中的显示状态。菜单显示如下：   选择着色显示模式 可以通过显示菜单或着色工具条用不同的着色方式显示模型。着色工具条如下图所示：   可以使用菜单或工具条两种方式显示模型。   线框模式 线框模式只使用白色线条显示模型表面的边。白色是线框模式显示默认值，你可以随时用其它颜色改变它。 改变线框颜色步骤： 1.​ 1.   从菜单中选择 “文件 | 属性”，“文档属性”对话框弹出。 2. 单击“颜色”面板按钮，移动颜色滑动条选择所需颜色，再单击线框颜色对应的左箭头按钮完成颜色设定，或通过直接输入线框颜色对应的 HSV 值来设定颜色   3. 单击 “确定”. 彩色线框 此项是使用各个表面相应的材质颜色显示表面彩色线框图。 消隐线框 此项使用默认颜色显示表面消隐线框图 注意：在消隐图中光能传递网格也被显示出来。 实体模式 此项是各个表面使用各自的材质颜色显示表面模型。 注意：此项的显示速度依赖表面数量和电脑硬件配置。对于复杂模型，线框图比实体图显示速度快。   轮廓模式 这是一种线框实体混合显示方式，使用材质颜色显示各个表面，使用黑色线框显示表面轮廓线。 注意：在解决阶段光能传递网格也会被显示出来。     使用显示 显示用于控制图形的显示质量及显示速度。你可以通过菜单和工具条两种方式完成选择，如下图：     双倍缓冲 在交互式重放时，使用双倍缓冲 ，模型能够平滑显示。 背面拣出 选择背面拣出 可使遮挡观察者视线的表面透明。例如，你就可以透过墙看到屋内。   融合 选择融合 透明材质表面的透明效果可以显示出来。否则即便是透明材质也没有透明效果。 反锯齿 在线框模型中反锯齿 可使线条平滑，若不选此项，线条可能会显示为锯齿状，此选项在实体模型渲染时有效。   环境光 使用环境光 在解决阶段可以估算光能分布。详细资料参看第十一章。   显示纹理 选择显示纹理 模型中会显示表面纹理位图。   增强显示 增强显示 只能在准备阶段使用，并只适用于实体及线框实体的显示，使用后可增强模型显示的真实性。   局部光影跟踪 在解决阶段，使用区域光影跟踪 可以预览指定区域的光影跟踪效果。     设置局部光影跟踪 你可以通过菜单或局部光影跟踪按钮设置光影跟踪。 显示坐标轴 选择此项屏幕上会显示 X, Y, Z 坐标轴。坐标轴显示在模型左下角，X 轴为红色，Y 轴为绿色，Z 轴为蓝色 显示坐标轴步骤： 从菜单中选择 “显示 | 显示坐标轴”，这是一个切换选项，选中时选项前显示符号“√”。     自动重画。 选择此项，每执行一次操作，系统都自动重画模型，为提高工作效率一般不选此项，只是在需要时从菜单中选择 “显示 | 刷新” 或直接按快捷键F5 实现刷新。   自动环绕 选择此项，模型会沿着观察目标点连续进行环绕式旋转。此项仅适用于透视图，也是一个开、关切换选项。   重装纹理 选择此项系统重新装入所有纹理位图，当你更改了纹理位图或贴图方式时需使用此项。详细资料参看第七章。     选择目标 在操作目标之前必须先选择它，你可以选择单个或多个块、表面、光源，你也可使用区域选择，过滤选择。 你可以通过工具条和菜单两种方式进行选择。   选择工具 选择工具是用来在模型中选择或取消选择目标的。只有满足过滤条件的目标才能被选择或被取消选择。例如，你的过滤条件是块，那么模型中只有块才能被选择。     点选模式 在点选模式 下，用鼠标单击要选择的目标就选择了该目标。在累加选择模式下，单击已选择的目标则该目标被取消选择。   查询选择模式 查询选择模式 可用于查询被选择目标的相关信息。若被选择的目标是层或材质则被选择项在其相应的层列表或材质列表中高亮度显示。   交叉选择 交叉选择 就是在屏幕上拉出一个矩形选择框，用来选择那些至少一个顶点落入选择框的对象。   窗口选择 窗口选择 就是在屏幕上拉出一个矩形选择框，用来选择那些所有顶点都落入选择框的对象。 交叉方式取消选择 交叉方式取消选择 就是在屏幕上拉出一个矩形选择框用来取消那些至少一个顶点落入选择框的被选择对象。 窗口方式取消选择 窗口方式取消选择 就是在屏幕上拉出一个矩形选择框用来取消那些所有顶点都落入选择框的被选择对象。 全部选择 全部选择 用于选择模型中所有对象，包括当前视窗没有显示的对象在内。 取消全部选择 取消全部选择 用于取消选择模型中所有对象，包括当前视窗没有显示的对象在内。 选择过滤器 选择过滤器用于选择某种特定类型的对象。每次只能使用一种过滤器，系统默认的选择过滤器是表面选择过滤器。     表面选择过滤器 使用表面选择过滤器 只能选择表面。   块选择过滤器 使用块选择过滤器 只能选择块。   光源选择过滤器 使用光源选择 过滤器只能选择光源。 你还可以自己定义包含材质、表面、光源属性在内的过滤器。 选择模式选项 通过选择模式选项你可以确定是进行单一选择还是多重选择。若模型中包含嵌套块，你可以使用顶级块模式来选择嵌套块中的顶级块。     累加选择 累加选择 可以加入新对象到当前选择集中，但它不能用新的选择集取代当前选择集。 选择顶级块 在嵌套块中你可以使用此项 在嵌套块中选择顶级块。   选择一个对象 你可以使用菜单中“编辑 | 选择”或选择工具条两种方式挑选选择工具、过滤器、选项。 注意：若选择工具条看不见，则单击菜单中 “工具| 工具条”，系统会弹出工具条对话框，双击“选择”选项，再单击“关闭”按钮。   选择对象的步骤： 1. 挑选选择过滤器来指定选择对象的类型。 2. 挑选选择工具来指定选择对象的方式。 3. 设置合适的选择选项。 4. 在图形窗口单击或拖动你的鼠标指针来选择一个或多个对象。   查询对象的步骤： 1. 挑选选择过滤器来指定查询对象的类型。 2. 从选择工具条上单击查询按钮，或从菜单“编辑 | 选择 | 查询”中选择 3. 在嵌套块中查询顶级块，则“选择顶级块”按钮被激活。 4. 在图形窗口单击鼠标来选择被查询的对象。 查询出的信息在状态条上显示，这些信息包含层、材质，并且在层列表、材质列表中高亮度显示。   定义选择过滤器 你可以使用选择过滤器更好地进行选择。例如，使用表面选择过滤器选择出的对象只有表面。       使用表面选择过滤器的步骤： 1. 右键单击材质列表，从弹出的菜单中选择“添加到选择过滤器” 菜单项，按住“Shift”键， 选择几种材质。 2. 选择菜单中 “编辑 | 选择 | 过滤器” 菜单项，或在工具条上单击“选择过滤器对话框”按钮。此时“选择过滤器”对话框弹出，并在此对话框的“表面”面板的列表中显示出了上一步选择的材质。     3. 单击处理参数切换其开、关状态。 4. 如果表面网格有效，在网格编辑框中输入细分数，并从下表中选择可选项。   选项 说明 = = 被选择表面网格细分数等于指定值 < > 被选择表面网格细分数不等于指定值 < 被选择表面网格细分数小于指定值 < = 被选择表面网格细分数小于、等于指定值 > 被选择表面网格细分数大于指定值 > = 被选择表面网格细分数大于、等于指定值 5. 若要重新设置参数为默认值，单击“重置参数”按钮。 6. 使“使用选择过滤器”有效，或单击工具条上“使用选择过滤器” 按钮 。   7. 选择表面过滤器 。 8. 使用全选择工具选择模型中满足特定条件的所有表面。 9. 使用交叉选择工具 选择模型中满足特定条件，且至少一个顶点落入选择框的所有表面。 10. 使用窗口选择工具 选择模型中满足特定条件，且所有顶点落入选择框的所有表面。   从选择过滤器表中删除材质的步骤： 1. 选择菜单中 “编辑 | 选择 | 过滤器”，弹出选择过滤器对话框。 2. 单击“表面”面板按钮, 双击你想删除的材质，或先选择欲删除项，再单击鼠标右键从弹出的下拉菜单中选择“删除”选项，采用这两种方式中任一种都可以删除列表中的材质。 使用光源选择过滤器的步骤： 1. 选择菜单中 “编辑 | 选择 | 过滤器” 菜单项， 此时“选择过滤器”对话框弹出。 2. 单击对话框上面的“光照”按钮。 3. 单击处理参数切换其开、关状态。 4. 使“使用选择过滤器”有效，或单击工具条上“使用选择过滤器” 按钮。 5. 选择光源过滤器。 6. 使用全选择工具选择模型中满足特定条件的所有光源。 7. 使用交叉选择工具 选择模型中满足特定条件，且至少一个顶点落入选择框的所有光源。 8. 使用窗口选择工具 选择模型中满足特定条件，且所有顶点落入选择框的所有光源。 取消选择过滤器 单击工具条上的选择过滤器按钮，使此按钮弹起，或选择菜单中 编辑 | 选择 | 过滤器，菜单项使“过滤器”无效。 这样一来，全部选择、交叉选择、窗口选择将不会受到表面及光源过滤器的限制。   变换对象 变换对象工具可以控制几何体在模型中的位置。你可以使用变换工具条上的按钮，也可以使用变换对话框中的选项。 你可以通过以下两种方式进行变换。     你可以通过以下任何一种方式进行变换。     注意： 若变换工具条看不见，则从菜单中选择 “工具| 工具条”，系统会弹出工具条对话框，双击“变换”选项，再单击“关闭”按钮。 你可以使用 “ ‘ ” 键进行约束轴的切换，当前的坐标轴约束可从工具条上选择。   变换工具条 使用变换工具条能够进行基本的移动、旋转操作，使用坐标轴约束和对象工具可以进行附加的变换操作，例如：缩放操作。   移动 移动可以改变对象在模型中的位置，你可以通过工具条上的坐标轴约束按钮，限定对象沿一个坐标轴移动，或沿两个坐标轴确定的平面移动。 注意：使用快捷键 (Shift+M) 与单击工具条上的移动按钮作用相同。   旋转 旋转就是通过旋转来改变对象在模型中的位置，你可以通过工具条上的坐标轴约束按钮，限定对象沿一个坐标轴（或任意两个坐标轴）旋转。 注意：使用快捷键 (Shift+N) 与单击工具条上的旋转按钮作用相同。   约束 X 坐标轴 约束 X 坐标轴就是限定对象沿着 X 轴进行旋转和移动。 约束 Y 坐标轴 约束 Y 坐标轴就是限定对象沿着 Y 轴进行旋转和移动。   约束 Z 坐标轴 约束 Z 坐标轴就是限定对象沿着 Z 轴进行旋转和移动。   约束 XY 坐标平面 约束 XY 坐标平面就是限定对象沿着 XY 坐标平面进行旋转和移动。   约束 ZX 坐标平面 约束 ZX 坐标平面就是限定目标沿着 ZX 坐标平面进行旋转和移动。   约束 YZ 坐标平面 约束 YZ 坐标平面就是限定对象沿着 YZ 坐标平面进行旋转和移动。   目标 目标就是约束块、光源沿着其自身的 Z 坐标轴旋转。   移动对象的操作步骤： 1. 选择对象。 2. 单击移动选项。 注意：当你选择了移动对象，你可以单击鼠标右键，从弹出菜单中选择“移动” 选项。 3. 选择合适的约束坐标轴。 注意：当你选择了移动对象，你可以单击鼠标右键，从弹出菜单中选择约束轴。 拖拽增量 你可以在图形窗口中使用拖动增量来沿着一个或任意两个坐标轴进行移动和旋转，你可以人为地修改拖动增量值，还可以人为地切换坐标轴。拖动增量的单位与输入模型的单位相同。   使用拖动增量的步骤： 1. 单击“编辑拖拽增量”的按钮 ，或从菜单中选择 “编辑 | 变换” 菜单项，会弹出的变换对话框，再单击其中的“拖拽增量”面板按钮，显示如下图：   2. 在相应的编辑框 X、Y、Z 中输入合适的移动增量值。 3. 在相应的编辑框 X、Y、Z 中输入合适的旋转角度值。 4. 在变换对话框中选中“启用拖拽增量” 选项。或在工具条上单击“启用拖拽增量” 按钮。   变换对话框 通过使用变换对话框可以对操作对象进行移动、旋转、缩放，转换块和光源的插入点；设置拖拽增量。 显示变换对话框步骤： 从菜单中选择 “编辑 | 变换”选项，系统弹出“变换”对话框，如下图所示：   设置文档属性 属性是指保存在模型中的普通参数和默认值。通过它可以改变显示、单位、颜色、雾、路径和交互显示特性，下面详细介绍这些内容。   设置显示属性 显示属性可以控制模型在显示器上的显示形式。 亮度