在3D场景中，大气和效果的设置是营造氛围、增强视觉冲击力的关键环节，无论是写实风格的场景还原，还是奇幻风格的视觉表达，合理的大气与效果配置都能让画面更具沉浸感和艺术感染力，以下将从大气系统、环境效果、光影交互及后期优化四个维度,详细解析3D中大气与效果的设置方法。
大气系统：构建场景的基础氛围
大气系统是模拟真实世界或虚构环境中空气、雾、云等自然现象的核心工具，其核心功能是通过控制光线散射、透明度和色彩变化，塑造场景的空间层次与情绪基调，不同3D软件（如Blender、3ds Max、Maya、Cinema 4D）的大气系统名称略有差异，但核心参数逻辑相通，主要包括以下几类：
雾效（Fog）：定义空间深度与基调
雾效是最基础的大气效果，通过模拟空气中的悬浮颗粒，增强场景的纵深感并统一色调，设置时需关注以下参数：
- 类型：通常分为“线性雾”（Linear Fog）和“指数雾”（Exponential Fog），线性雾基于相机距离均匀衰减，适合模拟远山薄雾；指数雾随距离呈指数级衰减，更贴近真实雾气效果，适合室内或近距离场景。
- 颜色：雾的颜色直接影响场景氛围，冷色调（如浅蓝、灰白）营造清冷、神秘的氛围；暖色调（如橙黄、浅褐）则适合黄昏、清晨或温暖场景。
- 密度与衰减：密度控制雾的浓度，数值越高，场景被遮挡越严重；衰减参数定义雾的起始与结束距离，例如设置“起始距离10m，衰减距离100m”，表示从相机10米处开始出现雾气，100米处完全雾化。
- 高度限制：部分软件支持“分层雾”（Layered Fog），可限定雾的高度范围，如模拟地面雾气或高空云层，避免雾气穿透物体或覆盖天空。
体积雾（Volumetric Fog）：塑造动态、立体的雾气
体积雾是基于三维空间密度分布的高级雾效，能呈现更真实的雾气形态，如风吹雾动、雾绕山间的效果，设置要点包括：
- 噪声（Noise）：通过添加Perlin噪声、分形噪声等程序化纹理，模拟雾气的自然起伏，调整噪声的“频率”（控制雾气团块大小）、“振幅”（控制明暗对比）和“动画速度”（实现动态飘动），可避免雾气过于呆板。
- 光源交互：体积雾需配合光源才能展现立体感，光线穿过雾气时会产生“丁达尔效应”（Tyndall Effect），即光束可见，需在光源设置中启用“体积光”（Volume Light），并调整光的“衰减”和“颜色”，让雾气与光源色彩融合（如夕阳下的橙色雾气）。
- 密度分布：通过纹理贴图（如噪声贴图、渐变贴图）控制雾气的密度分布，例如用黑白贴图定义雾气浓淡，黑色区域无雾，白色区域浓雾，可模拟山谷、森林等局部雾气效果。
云与天空（Clouds & Sky）：构建宏观环境背景
天空和云是户外场景的重要组成部分，需结合天空盒（Skybox）和云系统实现：
- 天空盒：通常使用6面立方体贴图或程序化天空纹理（如Blender的“Sky Texture”、Unity的“Skybox”），模拟天空的颜色渐变（如日出时的橙紫过渡）和光照方向（如太阳角度）。
- 云系统：可分为“平面云”（Plane Clouds）和“体积云”（Volumetric Clouds），平面云通过透明纹理模拟，适合远景；体积云则通过三维密度场实现，可呈现云层的厚度、光影变化和动态飘动（如3ds Max的“Cloud”插件、Blender的“Volumetric Clouds”），设置时需调整云的“覆盖范围”“厚度”“颜色”及“风速”，使其与场景光照和地形匹配。
环境效果：增强细节与视觉冲击力
环境效果包括光晕（Bloom）、镜头光晕（Lens Flare）、景深（Depth of Field）和运动模糊（Motion Blur）等，主要用于突出主体、模拟相机物理特性或营造特殊视觉风格。
光晕（Bloom）：模拟强光溢出效果
光晕是光线在相机镜头或传感器散射形成的亮边，能增强强光源（如太阳、灯泡）的视觉感染力，设置时需注意：
- 阈值（Threshold）：控制产生光晕的最小亮度，低于该值的像素不参与光晕计算，避免画面过亮区域过度溢出。
- 强度（Intensity）：调整光晕的整体亮度，数值越高，光晕范围越大、越明显。
- 半径（Radius）：定义光晕的扩散范围，需根据画面分辨率调整（如4K画面需更大半径）。
- 颜色与色调映射：光晕颜色应与光源色一致（如蓝色霓虹灯产生蓝光晕），同时结合色调映射（Tone Mapping）避免高光区域过曝，保留细节。
景深（Depth of Field）：模拟相机聚焦效果
景深通过模糊前景和背景，突出主体并增强画面层次感，尤其适合人像、静物或电影镜头，设置步骤包括：
- 焦点（Focal Point）：定义画面中清晰的区域，可通过手动指定坐标或与物体绑定（如角色眼睛）实现。
- 光圈（Aperture）：控制景深范围，光圈越小（如f/1.8），景深越浅，背景模糊越明显；光圈越大（如f/16），景深越深，画面整体清晰。
- 焦距（Focal Length）：镜头焦距影响景深效果，长焦镜头（如85mm）更容易产生浅景深，广角镜头（如24mm）则适合大景深场景。
- 采样（Sampling）：景深模糊需通过采样计算，采样率越高，边缘过渡越平滑，但计算成本也越高，可根据需求调整“采样数量”和“去锯齿”参数。
运动模糊（Motion Blur）：模拟动态物体的拖影
运动模糊是快速移动物体在视网膜上形成的残影，能增强动态画面的真实感和流畅度，设置时需考虑：
- 快门速度（Shutter Speed）：控制模糊程度，快门速度越慢（如1/60s），模糊越明显；快门速度越快（如1/1000s），模糊越轻微。
- 模糊方向（Blur Direction）：通常自动跟随物体运动方向，但手动调整可模拟特殊效果（如横向移动的车辆产生水平拖影）。
- 采样与质量：低采样率会导致模糊出现噪点或断层，需结合“运动模糊采样”和“降噪”参数优化性能。
光影交互：大气与效果的协同作用
大气效果与光影密不可分，合理的光照设置能让大气效果更具真实感。
- 方向光（Directional Light）：模拟太阳光，需配合“体积光”实现光束穿透雾气的效果，同时调整光的“角度”和“颜色”匹配时间（如正午阳光偏白，黄昏偏橙）。
- 环境光（Ambient Light）：用于整体补光，避免暗部死黑，在雾效场景中，环境光颜色可与雾色统一（如蓝雾场景使用蓝色环境光），增强氛围融合度。
- 全局光照（Global Illumination, GI）：通过模拟光线反弹，让雾气、地面等物体接收间接光照，避免阴影生硬，白色墙壁反射的光线会让附近雾气呈现微妙的暖色调，提升真实感。
后期优化：合成与调色提升整体效果
即使前期大气和效果设置完善，后期合成与调色仍能显著提升画面质量，常用工具包括Adobe After Effects、Nuke或3D软件内置的合成节点：
- 分层渲染：将场景分为“主体层”“背景层”“雾气层”等，分别渲染后再合成，便于单独调整雾气浓度或光晕强度。
- 色彩 grading：通过调整曲线、色阶和色彩平衡，统一画面色调，增加蓝色饱和度强化冷雾氛围，或提高对比度让光晕更突出。
- 添加噪点（Grain）：适当添加胶片噪点可掩盖3D渲染的“数码感”，尤其适合复古或低照度场景。
关键参数设置参考表
以下为常见大气与效果的核心参数及建议取值范围（以Blender和Unity为例）：
| 效果类型 | 核心参数 | 作用说明 | 建议取值范围 |
|---|---|---|---|
| 线性雾 | 密度（Density） | 控制雾气整体浓度 | 01-0.1（过小无效果，过大遮挡画面） |
| 起始距离（Start） | 雾气出现的最近距离 | 场景近景物体距离±5m | |
| 结束距离（End） | 雾气完全覆盖的最远距离 | 场景远端边界±10m | |
| 体积光 | 光源强度（Light Intensity） | 影响光束亮度 | 基于场景光源调整（如太阳5000-10000） |
| 密度（Density） | 控制光束中雾气浓度 | 1-1.0 | |
| 景深 | 光圈（Aperture） | 控制模糊程度（f值越小，景深越浅） | 人像：f/1.4-f/2.8；场景：f/8-f/16 |
| 焦点距离（Focus Distance） | 清晰区域的深度 | 主体中心点距离（如角色眼睛2m） | |
| 光晕 | 阈值（Threshold） | 产生光晕的最小亮度 | 7-0.9（避免暗区误触发） |
| 半径（Radius） | 光晕扩散范围 | 10-50（根据画面分辨率调整） |
相关问答FAQs
Q1：为什么我的3D场景中雾气效果看起来很“假”？如何改进？
A：雾气效果不真实通常由以下原因导致：① 雾色与场景环境色不匹配（如冷场景用暖雾）；② 缺乏动态效果（如静态雾气无风吹变化）；③ 未与光源交互（无体积光导致雾气扁平），改进方法：① 根据场景时间调整雾色（如黄昏用橙灰雾色）；② 添加噪声动画（如风速参数控制雾气飘动）；③ 开启体积光并调整光源角度，模拟光线散射；④ 限制雾气高度或使用分层雾，避免雾气穿透物体。
Q2：如何在保证渲染质量的前提下，优化体积雾和景深的性能？
A：体积雾和景深是高计算成本的效果，可通过以下方式优化：① 降低采样率（如体积雾采样从64降至32，景深采样从16降至8），配合降噪插件（如Blender的OptiX denoiser）；② 使用“烘焙”技术，将静态体积雾渲染为贴图，减少实时计算；③ 简化场景复杂度（如减少雾气区域内的多边形数量）；④ 调整渲染分辨率（如先以50%分辨率预览，确认效果后再全尺寸渲染）。
