光照完全指南:光学基础光的方向自然界中的光

光照完全指南

原作者：Richard Harris 编译：COObit

PART 1:基础
在本文中我会用一个在白色卡片上的白色球体的图片来示范光在一天中是如何表现的：

此图表现的是一个晴朗的下午，主要光源为太阳。同时蓝天提供非常不同的第二个光源，一些光也正在白色卡片和白色球体之间相互反弹这是形成的第三个光源。最明亮的光自太阳并且是从一个小点散发的白色光,这使它投射的阴影非常锐利。第二个光源，蓝天，是一个非常大的光源而且有非常软的阴影（一些来自太阳的直接光线被遮蔽了）。以后，我们还会讨论关于光源和阴影的更多细节，暂时记住，越小的光源阴影越为锐利。
来自蓝天的光线投射有非常强烈的颜色，影响着场景中的一切。球体被蓝色的天光所照明，所以它的投影是蓝色的。球体屏蔽了来自太阳的白色光线，它自身未被阳光直接照到部分会呈现出天光的蓝色色调。
最后被反射在卡片和球体之间的光也主要是蓝色的（即使卡片和球是白色的），两个比较靠近的表面能够比分别较远的区域更多地接受这个反射光,因为球体的底部更加的接近白色卡片，所以球体的底部要比中部更亮

图像中最暗的区域是靠近球体底部的投影和它自身受光部分与背光部分之间的区域。这个区域叫做“Terminator(明暗界限)”
为什么“明暗界限”是球体上最暗的区域？
因为球体部分有对比的效果，受光的面比较亮，而背光的面则相对较暗。但是背光面的一些部分也接受了卡片所反弹的光线，而那些不能完全接受卡片所反弹光线的背光面，则是
球体最暗的区域。
为什么光线会来自蓝天。
可见光是称之为光子（Photons）的微粒子所组成的，这些光子根据它们的颜色产生不同的波长：蓝色的光是由波长较短的光子所组成，而红色的光是由波长较长的光子所组成。

来自太阳的白色光，是由一组颜色所组成的的连续光谱。通常，把它看成是彩虹的颜色（包括：红色，橙色，黄色，绿色，蓝色，靛青和紫色），白光是由这些颜色所组合而成的。
当光线传播到地球的大气层的时候，光线就会发生散射。我们的大气层是由不同的气体，原子和分子所组成的，进入大气层的光子会和这些原子的微粒进行碰撞并散射向不同的方向。较短的波长会比较长的波长更为散射。所以在大气层散射的光波都以蓝色居多。现在便解释了我们的天空为何是蓝色的。

较长的光波，比如红色的。不会被散射，就可透过大气层更远的传播。当日落时，阳光只能穿过较低的大气层，从而使得散射在大气的蓝色光波大量消失，而红色光波会传播在较厚的云层上，这就是日落为什么是红色的.

光的弹射
当光线传播到一个表面的时候，他要么被弹射，要么被吸收。根据表面是什么颜色，如：
白色的表面会反射所有的波长，当白光传播到一个红色的表面时，红色的波长会被反射，而其他光谱的波长会被吸收。
所以如果白色的光传播在红色的表面上，这一个表面反射的光子将会是红色的。当这些光子以它们的路径传播到下一个表面时，这个表面就会照射到红色光。这种现象叫做“光辐射”。因此邻近对象表面的颜色，将会彼此受到影响。

光辐射通常是一种敏感的效果，当接受到大量的光线时，它会非常明显。在温和或者昏暗的光线下，它便非常弱，甚至不可见。如果光被在相同颜色之间的表面上反射，那么它会因为光线的加强而产生饱和的效果。颜色会发出鲜明的光，在晴朗的日光下就会看到这种效果。

亮色调和暗色调(High key and low key)
亮色调（High key）
亮色调的图像有着使人感到明亮和轻快的感觉，亮色调照明时通常会很温和（但也不总是），并且细节一般会很弱。在自然界中，我们会在雾和雪中找到亮色调的照明。

暗色调（Low key）
暗色调的图像包含有很少的自然光，通常和亮色调的图像有着强烈的对比。暗色调照明通常被用在产生不稳定的气氛中.最常用来对夜晚时间的设定。但是也会被应用到其他方面比如暴风雨或某些内部环境中。

白平衡（White balance）

通常我们每天遇到的光源都有投射的颜色，然而我们的大脑非常善于过滤掉这些。一个表面只要在光照下颜色模糊混合，我们的大脑便会认为它是白色的。甚至在强烈的颜色光照下，我们也有能力过滤颜色来了解信息。

白平衡最常被应用到数码相机中，在白平衡的模式里被设置为白天:这是一个将会反映在那里实际颜色一个平衡的设定。在下图中我使用窗口的光源来照明，光源来自多云的天空中．

在下一图片中我已拉上了窗帘，并以一个６０瓦特的家用灯泡作为光源.

颜色投射的能力是否已使你吃了一惊，这是因为我们通常没有察觉到钨丝灯会有如此橘黄色的照明，尽管如此，我们的大脑还是会把它还原为第一个图像。
确定这种现象的一个非常容易的方法是站在室外观察你的窗户：下次当晚上时，你观察窗户你便会看见窗内有非常明亮的橘色光。我们只有在没有光线直射的情况下才能看到表面的真实颜色。

当我们站在开放的阴暗处会发生非常相似的情况，光在那里是非常蓝的，我们察觉到光具有不确定性，当我们走到阴暗处后面，在日光下非常容易察觉到蓝色的光投射。有很多类型的光照具有颜色的投射：如荧光灯有绿色的光照，街道的路灯有很深的橙色，傍晚地平线的落日会从黄色一直到深红色。。。。。。

三点照明
很多3D教科书常常描述著名的三点照明的创建，并鼓励初学者在自己的场景中使用这种照明方式。三点照明最初是被用在摄影的照明中，它最大的好处是容易掌握。三点照明包含了一盏来自侧面明亮的主光源，来自反面的一盏暗淡的填充光和一盏来自背面的用来衬托轮廓和聚焦主题的高亮的背光源.

但是三点照明最大的问题是：它是人造的组合设定，所以并不能反映真实的光照。如果你需要得到特殊的效果，就应该考虑背光的设置，因为它具有戏剧性的修饰作用。背光是非常有效果的，但是也不能盲目的应用。三点照明虽然非常容易设置，但它并不是自然的光照，所以看起来会不真实。实际上它之所以会出现在那么多的教科书中，也只是借助它陈词滥调的夸耀，因此已变得无聊和乏味。

它因为长久以来受到摄影师和制作人的青睐而已经变的堕落，因此在一些主流的影视作品中看不到它的应用。我们见到过一些低级的摄影工作室总是依赖公式照明方法拍摄的作品，因为摄影师每次都是用同样的照明手段，所以他们的作品都彼此相似，结果都是乏味且无生气的照片。如果你希望你的作品避免俗套，你就应该首先避免教科书公式的束缚，多发挥自己的想象。

光照完全指南:光学基础 光的方向 自然界中的光

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