虚拟，顾名思义就是虚的模拟，是非真实的。在三维动画中的灯光、环境，还包括摄影机等都是虚拟的，但它不仅与真实的相比有一致性、模拟性，还有其比真实的工具更高的扩展性、便利性和可操作性。在三维动画的数字虚拟空间里，不仅表现为空间的虚拟，实现动画的工具也是虚拟的。
在艺术创作中，不管技术成效如何，应用的实际展现的、符合艺术创作规律的，符合审美价值规律的才是创作者追求的唯一目标。绘画是造型艺术；电影是表演艺术；摄影是光的艺术，而三维动画则是综合的数字艺术。这种新型艺术形式既有绘画的造型元素，也有电影的表演元素，还有摄影的光的元素。
三维动画制作中光影不仅要配合造型体现立体感，也要为构图服务，更要为剧情发展服务。在实际拍摄中光影会受到很多客观条件的限制。聚光灯下必然产生投影，根据灯光与被照射物体的距离，大小只能产生必然合理的阴影。而在三维动画制作中，一切客观合理性被应用的同时，也可以被人为地进行改变：强烈的灯光靠近物体，这个物体可以被照射，也可以不被照射；照射下的物体可以产生投影，也可以不让它产生投影，一切由创作者来决定。
自发光和特效也是用光影塑造画面的有效工具。在现实世界里，物体之所以呈现是依靠对被照射光源的反射，像萤火虫那样自身能够发光的物体并不多见。而在数字虚拟环境下，任何物体都可以被设置为自发光物体，其强弱、色彩、散射范围和折光率等一切都可调，只要创作者需要。
三维动画虚拟场景中有几种程序设定好的光源，除此之外，还有全局照明以及环境照明的设置，这些被分为三类：一类是模拟的工具灯照明源，有点光源、聚光灯光源等；另一类是模拟的自然光源，能够设置天光的反射，从日出到日落的变化等；还有一类是辅助光源，在自然光和人工灯具不能完成情况下，辅助光源能够提供有效的、便利的帮助，使创作者能够制作出理想中超想象的效果。
以上这些只是虚拟仿真的能效，三维动画之所以被广泛自由地应用，很重要的一点在于它独到的、虚拟的仿真扩展性。虚拟的仿真扩展性，就是在虚拟的环境里，以虚拟仿真的技术及方式进行仿真制作，并将这种仿真技术扩展到现实无法实现的程度，将虚拟效果进行有效的转化，并形成有效的审美经验连续性和延续性。
三维动画特效是建立在三维虚拟仿真基础上的，依据成像效果需求，在应用发展中形成的一种特殊技术。这种技术在三维虚拟仿真基础上发展，又不拘泥于三维虚拟仿真，它以数字技术特有的程序性、可变性、扩展性以及应用性在影视、视觉艺术设计多领域发挥着重要作用。这种被延伸的特殊光效，在制作中具有极强的、人为的便利性和随意性，所有这些可实现的便利有效是计算机技术发展的成果，是技术功效。
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