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研究生： 吳木喜
論文名稱： 3D Studio Max繪圖軟體之燈光照明設定
The Study and Application of Light Illumination Setting in 3d Audio Max
指導教授： 林勇
Lin, Yeong
張柏舟
Chang, Po-Chou
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工業教育學系
Department of Industrial Education
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 262
中文關鍵詞： 3D Studio Max 、電腦繪圖 、燈光照明
英文關鍵詞： 3D Studio Max, computer graphic, light illumination
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：927  下載：40 
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    • 本研究主要探討3D Studio Max繪圖軟體之燈光照明設定的研究與應用。具體而言，欲達成之研究目的如下：（一）探討3D電腦繪圖於室內場景燈光照明的相關知識；（二）探討影響3D電腦繪圖於室內場景燈光指令的要素；（三）建構最佳3D電腦繪圖室內場景燈光照明模式；（四）綜合以上研究，提供學校、電腦教育與設計人員在3D室內透視圖燈光運用上之繪圖依據。
    為達成此上述目的，運用文獻分析法、專家與學者訪談與專業作品燈光要點分析進行相關文獻蒐集，以作為本研究理論基礎，藉由前述基礎之上，建立電腦實驗研究法之架構，並以室內空間—客廳為例，應用3ds max7.0做客廳場景的佈光研究。所得之作品，以專家評比的方式審核。審核結果進行平均數與標準差的運算，循科學理性的原則探討不同模式間的差異，期能獲得客觀、確切之結論與建議。依據研究目的，本研究獲得之結論如下：
    一、3D電腦繪圖於室內場景燈光照明的相關知識為空間性質的瞭解、3D空間中，光常用的表現形式、相似空間的圖片蒐集參考、燈光效果的資料蒐集、營造的氣氛決定、燈光類型與表現形式之選用、相對燈光指令使用、美學形式。
    二、影響3D電腦繪圖於室內場景燈光指令的要素為光的類型、光在空間中的自然現象、燈光的目的、燈光美學形式、室內空間設計燈光的需求、3D空間中光常用的表現形式。
    三、最佳3D電腦繪圖室內場景燈光照明模式為模式一的普遍性照明。
    綜合以上研究過程與相關數值的影響，分項評比的結果將可作為學校教學、電腦教育與設計人員，在3D室內透視圖的燈光運用上，提升繪圖效果的依據。
    關鍵字：3D Studio Max、電腦繪圖、燈光照明

    This research mainly probes into the study and application of the light illumination setting in 3D Studio Max. Specifically speaking, the research purpose I want to achieve are as follows, (1) discuss the knowledge related to 3d computer graphics in an indoor scene (2) discuss which elements influence the command of indoor light in 3d computer graphics (3) construct the best indoor light illumination model in 3d computer graphics (4) combine above investigations to provide school, computer education and designers with a basic principle about light application of indoor 3d perspective drawing.
    In order to achieve the above purpose, I collected related literature through documentary analysis, interview with professionals and scholars, and analysis of specialized works to establish the theoretical basis of this research. According to the above basis, I built the structure of computer experiment method and used 3ds max7.0 to research on methods of arranging the light in the interior space, for example, living room. The works obtained by this way were scored and examined by experts; in order to get the objective and accurate outcomes and suggestions, I calculated mean and standard deviation of these results, and discussed the differences between various models in a rational scientific way.
    Based on the research purpose, the research results are as follows:
    (1) The related knowledge about indoor light illumination in 3d computer graphics are understanding of space nature, the usual light form in 3d space, collecting pictures in the similar space as a reference, gathering the information about light effect, decision of intended atmosphere, choice of lightening type and expression form, use of relative lightening command and aesthetic form.
    (2) The elements that influence the command of indoor light in 3d computer graphics are light type, natural phenomenon of light in the space, purpose of lightening, aesthetic form of lightening, demand of lightening in interior design, and the usual light form in 3d space.
    (3) The best indoor light illumination model in 3d computer graphics is model 1－General light.
    Under the influence of the above research process and related values, the results compared in different items can provide school teaching, computer education and designers with a basis on improving the skill at lightening utilization in indoor 3d perspective drawing.

    目 錄 目 錄…………………………………………………………………Ⅰ表目錄…………………………………………………………………Ⅲ圖目錄…………………………………………………………………Ⅴ 第一章 緒論 第一節 研究背景與動機…………………………………………1 第二節 研究目的…………………………………………………6 第三節 待答問題…………………………………………………7 第四節 研究範圍與限制…………………………………………8 第五節 名詞解釋…………………………………………………9 第二章 文獻探討 第一節 電腦繪圖文獻探究………………………………………11 第二節 3D電腦繪圖與室內透視圖………………………………55 第三節 光與照明…………………………………………………58 第四節 3D電腦繪圖照明探討……………………………………78 第三章 研究設計與實施 第一節 研究架構…………………………………………………104 第二節 研究方法與步驟…………………………………………108 第三節 實驗研究之室內空間配置………………………………111 第四節 研究工具…………………………………………………114 第五節 實驗方法與程序…………………………………………117 第四章 實驗研究結果與討論 第一節 燈光效果分析……………………………………………133 第二節 燈光效果與材質分析……………………………………142 第五章 研究結論與建議 第一節 結論………………………………………………………161 第二節 建議………………………………………………………169 參考文獻………………………………………………………………176 附件一：風格區分的圖例說明………………………………………178 附件二：3D Studio Max 繪圖軟體之燈光照明設定研究專家名單179 附件三：專家評比原始資料…………………………………………180 第一節 研究說明…………………………………………………104 第二節 訪談問題…………………………………………………108 第三節 燈光效果等級評比………………………………………111 表目錄 表2-1-1 電腦發展歷程………………………………………………15 表2-1-2 3D Studio Max 造形體系…………………………………40 表3-4-1 室內場景燈具規格表………………………………………112 表3-4-2 住家照度標準參考表………………………………………113 表3-5-1 PC電腦硬體主要規格………………………………………114 表3-6-1 室內場景燈光對應燈光指令………………………………126 表3-6-2室內場景燈具規格表………………………………………127 表3-6-3 以風格區分照明燈光參……………………………………127 表3-6-4 單一燈光開啟參……………………….…………………128 表3-6-5兩種燈光組合參……………………………………………129 表3-6-6三種燈光組合參……………………………………………130 表3-6-7不同材質對燈光的比………………………………………131 表4-1-1普遍性照明燈光效果評比…………………………………133 表4-1-2局部性照明燈光效果評比…………………………………134 表4-1-3裝飾性照明燈光效果評比…………………………………135 表4-1-4氣氛性照明燈光效果評比…………………………………136 表4-1-5表現性照明燈光效果評比…………………………………137 表4-1-6單一燈光開啟燈光效果評比………………………………138 表4-1-7兩種燈光組合開啟燈光效果評比…………………………139 表4-1-8三種燈光組合開啟燈光效果評比…………………………140 表4-1-9模式平均評比與排序………………………………………141 表4-2-1普遍性照明燈光效果評比…………………………………141 表4-2-2普遍性照明燈光效果評比…………………………………143 表4-2-4氣氛性照明燈光效果評比…………………………………144 表4-2-5表現性照明燈光效果評比………………………………..144 表4-2-6以風格區分套以深淺材質燈光效果評比…………………145 表4-2-7天花板主燈開啟燈光效果評比……………………………147 表4-2-8天花板間接燈開啟燈光效果評比…………………………147 表4-2-9投射燈開啟燈光效果評比…………………………………148 表4-2-10檯燈開啟燈光效果評比………………………………….148 表4-2-11單一燈光開啟套以深淺材質燈光效果評比…………….149 表4-2-12天花板主燈與天花板間接燈開啟燈光效果評比……….151 表4-2-13天花板主燈與投射燈開啟燈光效果評比……………….151 表4-2-14天花板主燈與檯燈光效果評比………………………….152 表4-2-15天花板間接燈與投射燈開啟效果評比………………….152 表4-2-16天花板間接燈與檯燈開啟效果評比…………………….153 表4-2-17檯燈與投射燈開啟效果評比…………………………….153 表4-2-18兩種燈光組合開啟套以深淺材質燈光效果評比……….154 表4-2-19天花板主燈、天花板間接燈與投射燈開啟燈光效果評比157 表4-2-20天花板主燈、天花板間接燈與檯燈開啟燈光效果評比157 表4-2-21天花板間接燈、投射燈與檯燈開啟燈光效果評比………158 表4-2-22天花板主燈、天花板間接燈與檯燈開啟燈光效果評比…158 表4-2-23單一燈光開啟套以深淺材質燈光效果評比…………….159 圖目錄 圖2-1-1-1 點陣圖放大後的鋸齒……………………………………27 圖2-1-1-2 像素風格………………………………………………….27 圖2-1-2 向量式繪圖原理一…………………………………………28 圖2-1-3 向量式繪圖原理二…………………………………………28 圖2-1-4 3D室內透視.………………………………………………37 圖2-1-5 傳統手繪透視………………………………………………37 圖2-1-6 造形表現形式的改變………………………………………38 圖2-1-7 photoshop中的幾何造形工具……………………………38 圖2-1-8 3ds max中的幾何造形工具………………………………38 圖2-1-9 點、線、面及體的關係……………………………………39 圖2-1-10 幾何常用物件………………………………………………41 圖2-1-11 曲形常用物件………………………………………………41 圖2-1-12 3DS MAX材質組成…………………………………………42 圖2-1-13 Advanced Lighting Override material控制介面……43 圖2-1-14 14Architectural material控制介面……………………43 圖2-1-15 三次元笛卡兒座標系統……………………………………44 圖2-1-16 透視法………………………………………………………47 圖2-1-17 攝影機視角改變……………………………………………48 圖2-1-18 一點透視……………………………………………………48 圖2-1-19 二點透視……………………………………………………48 圖2-1-20 三點透視……………………………………………………49 圖2-1-21 算圖的基本組合……………………………………………51 圖2-1-22 電腦算圖過程………………………………………………52 圖2-1-23 3D透視繪製流程一…………………………………………54 圖2-1-24 3D透視繪製流程二…………………………………………55 圖2-2-1 光的反射…………………………………………………….60 圖2-2-2 光的透射……………………………………………………61 圖2-2-3 光折射………………………………………………………58 圖2-2-4 光譜…………………………………………………………63 圖2-2-5 視知覺………………………………………………………63 圖2-2-6 透過色與表面色……………………………………………64 圖2-2-7 色溫與自然、人工光線關係………………………………74 圖2-2-8 色光三原色…………………………………………………79 圖2-2-9 燈光參數……………………………………………………81 圖2-2-10 光的柔和度…………………………………………………82 圖2-2-11 光的衰減性…………………………………………………82 圖2-2-12 光的寒暖對比………………………………………………83 圖2-2-13 光的投射發散方式…………………………………………84 圖2-2-14 光度學燈光的規格…………………………………………84 圖2-2-15 光度學燈光的啟動與燈光類型參數………………………85 圖2-2-16 光度學燈光的Distribution參數………………………85 圖2-2-17 Point點光源套用Web的IES文件前後，燈在牆壁的投射 形狀……………………………………………………….86 圖2-2-18 色彩選擇方式………………………………………………87 圖2-2-19 陰影種類……………………………………………………89 圖2-2-20不同高度的光之陰影………………………………………89 圖2-2-21不同方向的光對物體外觀影響……………………………90 圖2-2-22不同方向的光對物體色調與形態影響……………………90 圖2-2-23光照模式……………………………………………………91 圖2-2-24光線在物體表面間反射的情形……………………………92 圖2-2-25不同的光源產生的陰影…………………………………101 圖2-2-26影的平面造形……………………………………………102 圖2-2-27 影的戲劇化效果…………………………………………103 圖3-1-1 研究架構…………………………………………………105 圖3-2-1 研究步驟…………………………………………………108 圖3-2-2 研究日程管理圖…………………………………………109 圖3-3-1實驗研究之室內空間配置………………………………..111 圖3-4-1 光度學燈光的參數…………………………………………115 圖3-5-1 實驗架構流程圖……………………………………………117 圖3-5-2 實際的客廳空間……………………………………………119 圖3-5-3 3D透視一般流程……..……………………………………119 圖3-5-4 將施工圖輸入到3ds max7.0中……………………………120 圖3-5-5 建立室內模型的相關指令…………………………………121 圖3-5-6 材質編輯面版………………………………………………122 圖3-5-7攝影機指令面版……………………………………………123 圖3-5-8 燈光指令面版………………………………………………123 圖3-5-9 算圖指令面版………………………………………………124 圖3-5-10燈光測試…………………………………………………126 圖3-5-11燈光測試二………………………………………………126 圖5-1-1 影響燈光指令的要素………………………………………161 圖5-1-2燈光建立流程………………………………………………165 圖5-1-3模式平均評比與排序………………………………………167 圖5-1-4套上淺材質的模式平均評比與排序………………………167 圖5-1-5套上深材質的模式平均評比與排序………………………168

    參考書目(中文作者以筆劃排序；英文作者以字母排序)
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    二、 論文期刊
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    三、 網際網路
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    火星時代動畫網（民93）。火星時代動畫大社區-模型資料庫-室內模型區。 http://www.hxsd.com.cn/（民國93年10月4日）
    宇風多媒體（民90）。3DS MAX4.0完全教程 http://www.yufeng21.com/animatemade/3d/3dmax1a.htm（民國 93年11月15日）
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    漢陳科技（民93）。光線照度計操作說明書。http://www.handsome.com.tw/tes_1334_1.htm（民國93年12月14日）
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    JOVILIN（2004）。試論finalRender中的光照計算引擎----Image Global Illumination engine。http://bbs.hxsd.com.cn/index.html。（民國93年11月1日）
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