光应用原理的详细讲述i

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1、光应用原理的详细讲述I绪论：似乎很少有看到这样用逐条的形式来讲述的这个对于所有艺术家都至关重要的主题：我们每天都会遇到的光。我阅读大量涉及数字和传统艺术的书，这些书大多对光这一主题都只是一带而过。然而对任何希望创作逼真效果图像的人来说，都要对光在真实物理世界中的形为有很好的理解。我觉得最大的犯罪是那些重复陈旧的公式化的知识的3D书籍，它对初学者如何设置场景的灯光帮助很少，其结果是整个场景的灯光很乱七八糟。不但摄影师和画家都要对光线有很好的理解，光对任何艺术都是至关紧要的元素。没有很好理解光线是很难的完成写实优秀作品。在网上

2、从没发现逐条介绍灯光知识的文章，所以我决定写这篇教程。我在这里写的大多是建立在我自己观察的基础上，所以可能会有不正确的地方。这里的素材可能本来就能很明显说明问题所以也不要很详细说明。我也不可能非常仔细的观察周围的世界，不同情况下的光的形为要靠你自己的理解和观察。PART1:THEBASICS在这篇文章中，我将用一张在白色卡片上的白色球体的图表来说明光在每天不同情况下的表现上图说明是一个阳光明媚的下午。主光源是太阳光，同时蓝色天光是非常富有特点的第二个光源，在白色卡片与白色球体之间的相互反弹光线提供了第三个光源。最明亮的光来

3、自太阳它是一个从小的光源发出的白色光，它产生尖锐边缘的阴影。第二个光源，蓝色天光因为是一个非常大的光源所以它产生了非常柔和的阴影。（在任何时候都是用平行光来模拟太阳光）。后面我将会更详细的讲述关于光源与阴影尺寸之间的关系。但现在只要记得光源越小则阴影越硬。蓝色天光投射很强烈的颜色会对场景中的所有物体产生影响。球的投影由于被蓝色天光直接照射同时球体又拦住了来自太阳的白光，所以球的投影是蓝色。还有，没有被太阳光直接照射的部分也是蓝色因为天光照射到这区域。在球与卡片之间相互反射的光主要也是蓝色的（尽管球体与卡片都是白色）因为这是

4、蓝色天光被白色物体反射。表面靠得近的区域会比表面相对较远的区域接收到更多的反射光，因此球的底部会比球的中部亮因为底部与卡片之间距离相对近。图像最暗的区域是阴影底部以及太阳光直射和球体的暗部之间的区域--这个区域叫做明暗界限，阴影底部是非常暗的因为它没有被太阳光照射同时球又把大部分的天光和反弹光遮着了。另一方面在阴影最暗部结束的地方反而更亮因为这个区域接收到更多天光以及从球体反弹过来的光。为什么球体上会出现明暗交界限？部分原因是对比造成的，因为它靠近被太阳直接照射的最亮区域而使这个区域看上去显得暗，还有就是这个区域接收到最少

5、的被卡片反射的光线。而其它部分不是在太阳直接照射就是被来自卡片的反弹光线照亮。这个区域的主光源就是天光，它的区域在主光源（太阳光）和间接光（从卡片上反射的光）之间。为什么天光是蓝色的？可见光是由一种叫光子的微小的粒子组成，这些粒子根据颜色不同而有不同的波长。蓝色光是由较短波长的粒子组成。而红光是由较长波长的粒子组成。从太阳发出的白色光是由不同颜色的连续光谱组成，彩虹就是这些颜色分解。（从紫，青，蓝，绿，黄，橙到红。它们波长依次递增。）白光就是这七种光混合的结果。当光在空气中传播时较短波长的光被散射。我们的空气是由悬浮在空中

6、的各种各样的微小分子和其他微粒组成。当光子在大气中传播时会与这些粒子碰撞而偏离方向。短波长更容易因碰撞而偏离方向。正是这些物理作用使得晴日里天空成为蔚蓝色在没有云的时候被大气散射的蓝色天光照耀着我们周围的每一个物体。波长的光，比如红光，能够在大中气中传播而没有散射。同样的原因，太阳光在厚厚在大气层中传播到达我们所看到的地方波长较短的光——蓝色和紫色的光几乎已经散射怠尽，只剩下橙色和红色的光，所以这就是为什么夕阳是红色的原因（也就是说，当太阳将要落山时，太阳光穿透大气层到达观察者所经过的路程要比中午时长得多，更多的光被散射和

7、反射，所以光线也没有中午时明亮。因为在到达所观察的地方，波长较短的光——蓝色和紫色的光几乎已经散射，只剩下橙色和红色的光，所以随着太阳慢慢落下，天空看起来也从橙色变成红色。同样道理，当太阳升起的时候，也是橙色或者红色的）。如上图夕阳发出红色光因为这时蓝色光被散射怠尽，注意然这些蓝光又被东边的天空反射回来，这个可从前面的波浪看到蓝色天光被反射的结果。（注意前面波浪颜色）蓝色光子在各个方向反弹的结果使得大气实际上就是一个发蓝光的发光体，这种效果可以从有间隔的空间中清楚看到。大气的蓝色光完全可以照亮没有被太阳光直接照射的区域，这

8、就是为什么当你在一个开放的荫凉处你仍然可以看到的原因如上图：在这张照片中阴影区域可能看到投影很强的蓝光因为这个区域是被蓝色开光照亮的。光线的反弹  当光照射到一个物体表面时被不是被反弹就是被吸收。反弹与吸收由物体表面颜色决定。白色物体反射所有波长的光。反之黑色物体吸收所有波长的光。当白光照射到一个表红表