1.6 场景绘画的透视原理
1.6.1 透视原理
透视是透视绘画法的理论术语，透视一词原于拉丁文perspclre（看透）。最初研究透视是通过一块透明的平面去看景物的方法，将所见景物准确描画在这块平面上，即得到该景物的透视图。后来将在平面画幅上根据一定原理，用线条来显示物体的空间位置、轮廓和投影的科学称为透视学。
1.6.2 透视的基本术语
透视中常见的基本术语解释说明如下。
透视：通过一层透明的平面去研究后面物体的视觉科学。
透视图：将看到的或设想的物体、人物等，依照透视规律在某种媒介物上表现出来，所得到的图。
视点（EYE POINT）：人眼睛所在的地方。标识为S。
视平线（HORIZONTAL LINE）：与人眼等高的一条水平线。
视线（LINE OF SIGHT）：视点与物体任何部位的假想连线。
视角（VISUAL ANGLE）：视点与任意两条视线之间的夹角。
视域：眼睛所能看到的空间范围。
视锥（VISUAL CONE）：视点与无数条视线构成的圆锥体。
中视线（LINE OF VISUAL CENTER）：视锥的中心轴，又称中视点。
站点（STANDING POINT）：观者所站的位置，又称停点。标识为G。
视距：视点到心点的距离。
距点（DISTANCE POINT）：将视距的长度反映在视平线上心点的左右两边所得的两个点。标识为D。
余点（COMPLEMENT POINT）：在视平线上，除心点、距点外，其他的点统称余点。标识为V。
天点（TOP VANISHING）：视平线上方消失的点。标识为T。
地点（BOTTOM VANISHING）：视平线下方消失的点。标识为U。
灭点（VANISH POINT）：透视点的消失点。
测点（MEASURING POINT）：用来测量成角物体透视深度的点。标识为M。
画面（PICTURE PLANE）：画家或设计师用来表现物体的媒介面，一般垂直于地面、平行于观者。标识为PP。
基面（GROUND PLANE）：景物的放置平面，一般指地面。标识为GP。
画面线（PICTURE LINE）：画面与地面脱离后留在地面上的线。标识为PL。
原线：与画面平行的线。在透视图中保持原方向，无消失。
变线：与画面不平行的线。在透视图中有消失。
视高（VISUAL HIGH）：从视平线到基面的垂直距离。标识为H。
平面图（PLAN）：物体在平面上形成的痕迹。标识为N。
迹点（TRACK POINT）：平面图引向基面的交点。标识为TP。
影灭点（VANISHING OF SHADOW）：正面自然光照射，阴影向后的消失点。标识为VS。
光灭点（VANISHING OF LIGHT）：影灭点向下垂直于触影面的点。标识为VL。
顶点（BASE POINT）：物体的顶端。标识为BP。
影迹点（SHADOW POINT）：确定阴影长度的点。标识为SP。
1.6.3 透视学概述
透视学即在平面上再现空间感、立体感的方法及相关应用的科学。透视学的基本概念很多，有平行透视、成角透视、仰视透视、俯视透视等。广义透视学是指各种空间表现的透视方法。
在产品应用过程中，根据设计需求会有多种透视法。
（1）纵透视。将平面上离视者远的物体画在离视者近的物体上面。
（2）斜透视。离视者远的物体，沿斜轴线向上延伸。
（3）重叠法。前景物体在后景物体之上。
（4）近大远小法。将远的物体画得比近处的同等物体小。
（5）近缩法。有意缩小近部，防止由于近部透视正常而挡住远部的物体。
（6）空气透视法。物体距离越远，形象越模糊；或一定距离外物体偏蓝，越远越偏色重，也可归于色彩透视法。
（7）色彩透视法。因空气阻隔，同颜色物体距近则鲜明，距远则色彩灰淡。
狭义透视学特指14世纪以来，逐步确立的描绘物体、再现空间的线性透视和其他科学透视（包括空气透视和隐没透视）的方法。
1.6.4 透视的画法
在素描中最基本的形体是立方体。素描时，大多是以对三个面进行观察的方法来决定立方体的表现。另外，利用面与面的分界线所形成的角度，也能暗示出物体的深度，这就涉及透视规律。
透视分一点透视（又称平行透视）、两点透视（又称成角透视）及三点透视三类。
一点透视：立方体放在一个水平面上，前方的面（正面）的四边分别与画纸四边平行时，上部朝纵深的平行直线与眼睛的高度一致，消失成为一点，而正面则为正方形，如图1-18所示。
图1-18
两点透视：把立方体画到画面上，立方体的四个面相对于画面倾斜成一定角度时，往纵深平行的直线产生了两个消失点。在这种情况下，与上下两个水平面相垂直的平行线也产生了长度的缩小，但是不带有消失点，如图1-19所示。
图1-19
三点透视：相对于画面，立方体的面及棱线都不平行时，面的边线可以延伸为三个消失点，用俯视或仰视去看立方体就会形成三点透视。
透视图中凡是变动了的线称为变线，不变的线称原线，有近大远小、近实远虚的规律。前面所讲的立方体透视图法适用全部物体，如图1-20所示。
图1-20
圆及圆柱体透视在场景透视中属于特殊的结构构成方式。和前面的圆相比较，后面的圆被缩小了，但仍然是完全的相似形。两个椭圆是平行的面，但里面的那个被缩小了。椭圆的长轴（未绘）与长方体的边不平行时，两个椭圆的面失掉了平行性，也不是相似形，如图1-21所示。
图1-21
1.6.5 透视的规律与分类
物体在人眼中有三个属性，即形状、色彩和体积，物体与人眼距离较远时呈现的透视现象主要为缩小、变色和模糊消失。透视学与绘画的关系可分为三个主要部分：第一部分是缩形透视，研究物体在不同距离处的大小；第二部分研究这些物体因距离造成的颜色变化；第三部分研究物体在不同距离处的模糊程度。
这三个部分的名称如下：线透视、色彩透视与隐没透视。
1.6.6 线透视
线透视研究视线的作用是，通过测量发现第二物比第一物缩小多少，第三物比第二物缩小多少，依此类推到最远的物体。
实验发现，几件大小相同的物体，如果第二物与眼睛的距离比第一物与眼睛的距离大一倍，则大小只有第一物的一半；第三物与第二物和第二物与第一物的距离相等，则大小只及第一物的三分之一，依次按比例缩小。
如果两匹马沿着平行的跑道奔赴同一目标，这时从两条跑道中间望去，可见它们越跑越相互靠拢，这是因为映在眼睛上的马的图像，在向瞳孔表面的中心移动。
速度相等的物体之间，离眼睛远的显得速度慢，离眼睛近的显得速度快。
1 焦点透视
线透视的重点是焦点透视，也是现代绘画所着重研究的流传自西方绘画的透视法。西方绘画只有一个焦点，一般画的视域只有60°，就是人眼固定不动时能看到的范围，视域角度过大的景物则不能包括到画面中，如图1-22所示。其基本原理是隔着一块玻璃板观察物体，用画笔将玻璃板范围内的物体绘制在这块玻璃板上，从而得到一幅合乎焦点透视原理的绘画。其特征是符合人的真实视觉，讲究科学性。达·芬奇的作品《最后的晚餐》，即是焦点透视的典范之作，如图1-23所示。
图1-22
图1-23
当视点、画面和物体的相对位置不同时，物体的透视形象将呈现不同的形状，从而产生了各种形式的透视图。习惯上，可按透视图上灭点的多少来分类和命名，也可根据画面、视点和形体之间的空间关系来分类和命名。典型的透视图表现方法包括平行透视、成角透视和广角透视。
1）平行透视（一点透视）
原理：一点透视就是在画面视平线上有一个消失点，要表现的物体的结构中有结构线与画框平行，与画面垂直的结构线全部消失在视平线上已设定的消失点上，如图1-24所示。一点透视在游戏场景中比较常见，也是最简单的透视规律。
图1-24
表现方法：首先在画面上画一条水平线（视平线），然后在水平线上画一个点作为消失点，从消失点延伸出两条线，这两条线就是将要画的物体的透视关系，然后在透视关系线之间画出所要绘制的物体，如图1-25所示。物体高度的变化是根据透视线和视平线所成的角度的变化而变化的。当物体所处的位置不同时，画面中将表现出物体不同的面。
图1-25
运用：使用一点透视法可以很好地表现出近大远小的透视视角的变化，在场景设计中应用非常广泛。常用来表现一条笔直的街道，如图1-26所示。
平行透视绘制的宏伟宫殿场景设定，在科幻类型的场景设计中应用如图1-27所示。地面与天际地平线形成的平行透视与画面垂直的结构线较好地表现了这种神秘宏伟的场景气氛，近景处的雄伟的柱状散发出慑人的气势，更强调了垂直于画面的结构指向消失点，起到了加强景深的作用。
图1-26
图1-27
2）成角透视（两点透视）
原理：两点透视也是游戏场景原画中常用的基本透视规律。一个物体在视平线上分别汇集于两个消失点，物体最前面的两个面形成的夹角离观察点最近，所以也叫成角透视，如图1-28所示。
图1-28
表现方法：首先做一条地平线和一条垂直线，然后定好高度，在视平线的左右两端找出消失点，在消失点和高度点之间连线，在视平线和透视线之间画出建筑物的轮廓。随着视平线与透视线之间的角度不同，画面表现物体的形状也在改变，如图1-29所示。
图1-29
运用：在运用成角透视规律绘制街道类的景物时，可以将远处的物体处理得较虚，近处的物体画得细致些，而且，不论建筑物数量有多少，其透视线均应分别相交于两个消失点，这样画出来的景物的透视才会准确。如图1-30所示，这张原画场景是表现物体在视平线以上的透视关系。
图1-30
3）广角透视（三点透视）
原理：三点透视实际上就是在两点透视的基础上又在垂直于地平线的纵透视线上汇集形成第三个消失点（天点或地点，即仰视或俯视），如图1-31所示。这种透视也叫作广角透视。注意，此透视关系只限于仰视或俯视。
图1-31
表现方法：首先按照两点透视画出物体的高度透视，然后在纵向定出一个消失点，和物体的底部两点相连，这就是三点透视，如图1-32所示。
图1-32
运用：广角透视一般用于超高层建筑的俯瞰图或仰视图，可以表现建筑物高大的纵深感觉。三点透视对于建筑物高度的表现是最到位的，在画建筑物的仰视或俯视图时应当用三点透视。如图1-33所示，这张是仰视场景，为了表现这种效果，视平线设计得比较低，这种特殊的视角往往用于表现比较强烈的视觉效果。
图1-33
广角透视的另一种透视现象，即消失点是地点，也称之为俯视，因为俯视全场景的视角在游戏场景设计中占到很大的比重，所以这种透视形式应用普遍存在游戏场景地图编辑规划中，如图1-34所示。
图1-34
2 散点透视
中国画采用的就是散点透视法，即一个画面中可以有许多焦点。画家们的观察点不是固定在一个地方，每一段可以有一个焦点，因此可以画非常长的长卷或立轴，视域范围无限扩大。凡各个不同立足点上所看到的东西，都可绘制进自己的画面。这种透视方法也叫“移动视点”。中国山水画能够表现“咫尺千里”的辽阔境界，正是运用这种独特的透视法。它在中国画中有特殊的名称，纵向升降展开的称高远法；横向高低展开的称平远法；远近距离展开的称深远法。直到今天，中国画仍然保持着使用散点透视的作画方法，如图1-35所示。
图1-35
一款优秀的场景概念设计与场景的格局、情节的氛围、人物角色的刻画等都有着千丝万缕的联系。炫酷的画面气氛既能展示产品的特色，也是吸引更多用户的手段。因此，对于场景远中近景空间的精细刻画及环境氛围的营造在产品宣传中都有着举足轻重的地位。不管是通过写实或写意的场景描绘，还是通过卡通、魔幻风格的场景来展示人物的情怀，这都能体现设计者思想情感的积累。