制作3D地形（五）：相机&光源&渲染

前言：初步制作出地形3D模型后，本章节将带你设置相机属性来制作获取地形模型的平面图；调整光源使模型更真实美观；提高渲染采样数获取高质量低噪点的成果图...

这一节内容较多，弄个目录上来，方便梳理思路。第一步 调整相机

如果你使用过 ArcGIS，你可以把摄像对准的画面简单理解为 ArcMap 中的布局视图中的数据框，数据框中的内容就是导出的地图。1.相机及其方位调整1.1 相机下面这个奇怪的物体就是 Blender 中的相机（虚拟相机），黑色三角形朝上的方向表示相机的正上方向，相机所对的区域就是渲染区域，所以调整相机的位置，可以获得不同角度、方位的渲染图。

你可以直接把它理解成真实世界的相机，而渲染出来的图像就是这个相机拍的照片。按数字键0可以进入、退出相机视角，相机视角展示的就是所谓的“照片”，如下图。

相机视角图1.2 方位调整选中相机，点击

打开物体属性面板，在面板中可以修改相机位置和镜头朝向。位置（Location) X 和 Y 表示相机中心的位置，Z 表示相机的高度；旋转（Rotation)参数用于设置相机的旋转。修改参数，将相机置于平面模型上方，镜头朝向模型。

这时点击数字0可进入相机视角，中间较亮部分是我们的效果渲染出图区域（相机捕获区域）。

相机视角图2.正射-透视图像在经过镜头调整后，重新渲染图像效果如下：

透视图图像以中心为焦点，四周发生变化，呈现出透视效果（为了使效果更明显，将着色器编辑器中“置换”节点的缩放值还原成了1，所以地形显得非常的高和陡峭。）；这种以围绕图片中心或者某个点呈现效果的透视图不适用于制作平面地图，四周的形状发生了畸变，无法详细展示全局的信息。与透视相对的，就是正射，对就是正射影像里面的正射。现在我们需要将镜头类型修改为正射。在保证相机在选中状态下，你会发现右边的属性选择栏发生了变化，出现了一个绿色的相机图标

，点击这个图标可以打开设置面板。

将镜头类型从透视（Perspective）修改为正交（Orthographic）；然后我们可以通过正交比例（Orthographic Scale）来控制镜头捕获图像的大小。然后将正交比例修改为4.7；至于为什么设置正交比例为4.7？别急，紧接着下面就明白了。3.调整大小在确定好镜头类型后（使用正射）就到了比大小的环节！图片大小、分辨率是我们制图过程中非常关心的问题，在这里我们要明确三个概念及其关联：tif 图的尺寸、平面模型的尺寸、相机的尺寸。3.1 tif 图与平面模型的尺寸首先 tif 的尺寸应该与平面模型的尺寸贴合，简单来说，就像给手机贴膜，tif 图就像是一层膜，而平面模型就是手机。当然在之前就讲过，平面模型是没有大小概念的，只有比例（宽高），所以只需将平面模型的缩放XY的比列设置的和 tif 图的宽高比一致就行。3.2 相机的尺寸而真正确定渲染图像尺寸大小的不是 tif 图尺寸、也不是平面模型的尺寸，真正确定大小是镜头大小，也可以说是相机大小。镜头越大，当然“拍摄”的图片也越大。而这个“大”，在这里有两种意思，为了方便说明解释，我把这两个归到了相机尺寸下，如果有更好的说法欢迎提出，毕竟我也是一个新手。第一个大指分辨率。右边面板点击输出属性

，可以看到 Resolution（分辨率)这个属性项，默认 X：1920px，Y：1080px，在这里我们将默认的 XY 改为2364px和1871px。按0进入相机视角后，这时调整分辨率大小可以直观的看到相机视角的变化，这说明分辨率这个属性直接和相机镜头的大小挂钩，这也是为什么要将分辨率大小等于 tif 图片分辨率的原因，把镜头同模型相吻合，不然四周会出现灰边，读者朋友可以自己试试。

第二个大指相机的远近（正交比例）。不幸的是，这里又要分两种情况，没办法，学习就是这么痛苦；这两种情况就是上面说的透视和正射：你可以把透视理解成小孔成像，所以镜头拉近拉远会影响出图大小；而正射就是直上直下的，拉远拉近都一样，修改正交比例就是修改镜头的大小，注意镜头宽高比不会发生改变。4.相机总结和第一步成果确实有点让人头大哈，这里就做个总结，不然你们可能就懵逼了，当然海怪本人学习的时候也懵了好久。上面都是混杂着原理和流程讲的，为了使流程更为清晰明了，下面直接以调整顺序来梳理一次（再次提醒，在选中相机的情况下）：在

这里调整相机的位置和朝向，将其移动到正上方；在

这里修改相机的宽高比例，保持和模型的一致；在

这里将镜头类型改成透视，再酌情修改正交比例大小。然后渲染，在风扇上天之前终于渲染完了，差不多就是这个效果吧：

第二步 光源

玩过游戏的人应该清楚，物体阴影是非常重要的，较高的阴影质量能显著提高游戏画面的质感和真实度，提升玩家的沉浸感。在这里也不例外，好的阴影效果能极大的提升整个 3D 地图的质感。和游戏一样，渲染阴影也是吃电脑性能的大户。

左：默认灯光效果；右：调整后效果1. 修改光源类型选中光源后，可以看到右边属性面板出现了一个绿色灯泡标志

，点击可以打开光源属性设置面板。将灯光类型从默认的点光（Point）设置为日光（SUN）。点光是以一个点为发光体向四周发光，光线之间不是平行的。虽然实际上太阳光也是点光，向四周发射光线，但是太阳距离地球太远了，光线到达地球后基本上是平行。所以为了模仿现实情况，选择日光得到的效果更加真实。然后下方的强度/力度（Strength）从1000改为5，该值反映的是日光强度，值越大，光照强度越大，就会产生类似于相机过曝的效果，渲染出来的图像泛白更甚的就是全白。所以我直接从网上抄了一个比较合适的值：5，使用这个值渲染出来的效果还不错。

2.修改光源角度在 Light 被选中的情况下，点击

打开物体属性设置对话框，修改位置XYZ和旋转XYZ的属性可以调整光源的位置和角度。因为我们已经将光源类型从点光改成了日光，所以位置XYZ属性不用修改了，就算改了也没有用，毕竟是太阳，只能修改旋转XYZ属性。我们将旋转X设置为0，旋转Y设置为45，旋转Z设置为135。

然后就大功告成啦！是不是感觉质感好多了。

提高一下采样数就是最终可以用来制作3D地图的成果了第三步 渲染粗谈

到目前为止，我们已经走了很远了，但是所有的渲染成果放大看就不是很清晰，有噪点。提高采样能解决，可以输出精美的成果，但是有得必有失，提高采样会及其耗费时间，这和输入的采样数成正比，采样越高，耗时越长。这也是我到了最后才讲的原因，最好最终出成果的时候再将采样数调大，默认的采样数为128。你可以根据情况上调为300。

采样数提高到最后

看完这章节你可以掌握：镜头大小的调整顺序以及原理（不明白也没关系，知道调整顺序就行）；灯光的调整；提高渲染采样获取高质量成果。看完文章内容可以自己尝试，或者从我分享的链接里下载海怪本人制作好的 Blender 工程文件：制作地形.blend。本章节实际上已经获取了用于制作3D地图的成果了，就是上面出的那种地形平面图，后期与 GIS 制作的地图叠加渲染就可以得到3D地图成果，但是呢？仅仅做一个平面图还不够，只需一步就能做出下面这种好看的地图，哪怕是装逼都是顶好的，最后离下面这个效果，还剩大拇指和食指那一点点的路程了！

离这个成果还有一半的路程：

资料下载：提供原始高程数据以及处理好后的高程数据；1 原始高程数据：原始未投影 TIFF 数据。2 成果高程数据：完成所有处理步骤，可直接建模的 TIFF 数据。Blender 工程文件；系列教程PDF文档。