光照
简介:
对我而言，每天都碰到的光的各种表现对所有门类的艺术家都是一个关键问题，但看来只有很少的信息讲到细节。我读过无数的有关数码艺术和传统艺术的书，但关于光这一主题只有很浅的涉及。而对于希望创建真实感的人，理解光在物理世界中的行为是必须的。
我觉得最不好的是那些3D课本总是重复同样的老掉牙的公式，只给那些新艺术家一些很少的关于如何进行场景光照的看法。其结果是，总体而言，艺术家对光照理解很浅，应用不好。摄影师和画家必须对光照有更好的了解，但光对所有的艺术都是关键的元素。没有对光的透澈了解，很难取得真实性，更别说营造气氛了。
既然从没在网上找到关于光照的详细文章，我决定撰写本文。我这里讲到的大多数内容基于我的观察，因此不一定精确。可能这些材料很显而易见，无需解释，但对我而言并非这样，因为对周围的世界进行仔细观察对于精确表现光在不同场合下的行为而言是必须的。
第一部分：基础知识
本文中我将始终用白色的球来演示日常不同场合的光照特性。
上图展示了阳光灿烂的午后。此时的主要光源为日光，而蔚篮的天空提供了另一种特性完全不同的光源。另外有些光在白色底板和球之间弹射，形成了第三种光源。
最亮的光源于太阳，是从小范围光源发出的白色光，它形成了边缘清晰的阴影。第二种光源，即蓝色的天空，是相当大面积的光源，其作用结果形成十分柔和的阴影（上面的例子中这种阴影完全被太阳来的直射光遮住了）。以后我将更详细地讲到光源和阴影的尺寸，目前只要记住光源面积越小，阴影边缘就越清晰。
从蓝色天空来的光投射上了相当强的色彩，对该场景中的所有东西都产生了影响。球体投下的阴影是蓝色的，因为它被蓝色的天光照亮了，而球体挡住了来自太阳的白色日光。没有受日光直射的球体部分也会染上蓝色色调，因为他们也被蓝色天光照亮。
最后，在底板和球体之间反射的光也大部分是蓝色的（虽然底板和球体本身是白色的），因为这些白色物体之间反射的是蓝色的天光。相互接近的表面间接受到的这种反射光比相互间较远的面更多，因此球体的底端比中心部分更亮，因为底端更接近底板。 
图中最暗的区域投射下的阴影的底部以及球体上日光和阴影的分界部分：该区域称为明暗界限（terminator）。投射阴影的底部很暗是因为该区域接受不到日光，而且因为受到球体遮挡，也接受不到绝大部分的天光和弹射光。投射阴影的另一端比较亮，因为该区域接受到更多的天光以及从球体上弹射的光。
为什么明暗界限是球体上最暗的部分呢？
部分原因在于对比效果，因为该区域狠接近球体受日光照射的十分光亮的部分，从而显得较暗。但原因还在于该区域接受到的由白底板弹射的光更少。因此，同球体其他部分不同。球体其他部分要么受到日光直射，要么受到白底板的发射光照射，而明暗界限主要的光源是蓝色的天光。该区域是主光（日光）和填充光（底板的反射光）之间的区域。
为什么天光是蓝色的？
可见光由称为光子的小粒子组成，这些粒子根据色彩不同有不同的波长：蓝色光由更小的，波长更短的粒子组成，而红色光由更大的波长更长的粒子组成。
从太阳发出的白色光有七种不同色彩组成，其波长逐次增加：靛青，蓝色，绿色，黄色，橙色，红色和紫色。它们混合在一起组成了白色。
但在光穿越地球大气层时较短波长的光被散射了。我们的大气层由各种气体组成，而组成气体的原子及分子悬浮在其中。光子在穿越大气层时从物理上讲会和这些粒子碰撞，从而使光子偏转向另外一个方向弹射。短波长的光较之长波长的光更容易被偏转，因此因为这些碰撞而向各个方向散射的光子主要是蓝光。
在无云的晴天，被地球大气散射的蓝光照射在我们周围的每个物体上。
更长波长的光，比如红色光，可以在大气中传播更长的距离而不被散射。这就是为什么落日是红色的：此时太阳在天空的位置比较低，阳光要穿越更后的大气到达我们的眼睛，很多蓝光因为散射掉了，剩下的光主要是红光。
落日时阳光变红，因为短波长的蓝光因为散射而消耗了。*但请注意，被散射的蓝光从东边的天空被反射回来，形成了前景波浪的填充光。
蓝色光子的四处弹射所产生的效果使得周围的环境实际上发蓝光，这一效果从太空看更明显。这种蓝光强到足以照亮没有受太阳光直射的地方，这就是为什么在不是密闭的阴影区域你还能看得见的原因。
这个照片中的阴影有强烈的蓝色感觉，因为它被蓝色的天空所照亮。
亮色调(High key)和暗色调（low key）
我们选择如何表现一个场景是主观的，有各种方式。大多数场合，会在亮和暗之间取得均衡，产生一种平均的或中度的灰色，因为这对我们来说是比较正常的。但是，有些场合事物的本质趋向于极端地亮或极端地暗，比如雾天或雪天，夜晚则是另一个极端。艺术家可选择其中强调其中一种极端以表达某种视觉效果，或传递某种特别地感觉。
亮色调(High key)
亮色调图形以白色或很亮地调子为主，观感趋于明亮或通透。亮色调通常（但非总是）是柔和的，细节一般较少。自然界中亮色调一般出现在雾天或雪天，此时由于周围反射的光，即使是阴影也会比较亮。
这张照片所展示的纯粹的简洁是通过所使用的有限的色彩达到的：白色，黑色以及某些程度的灰色。
暗色调（Low key）
暗色调图形基本上只有很少的光。对比通常较强，光照部分较剧烈。暗色调光照可以产生一种十分忧郁的气氛，故通常用于这种效果。暗色调光照最明显的场合是在晚上，但在其他如风暴中或室内有时也可看到。
这张图片的戏剧感透过暗色调光照得到加强。
白平衡（White balance）
我们日常碰到的大多数光源会是有色彩的，但我们的大脑会有效地过滤掉。只要光里包含了大致的三种基础色，我们的大脑就认为它是白色的。即使是在有很强色彩的光照射下，我们也能够对眼睛接受到的信息进行过滤来感知颜色，因此我们对色彩的感知很大程度上是相对的，而不是绝对的。
展示这一现象最明显的方法是用设定了白平衡的数码相机在日光下拍摄：这是一种中性的设定，可用来反映真实的色彩。下面的例子中我用窗户作为光源拍摄了一张。光直接从天空照下来，现对而言比较中性。
下面的照片我关了百页窗，用标准家用60瓦灯泡作为光源：
这张照片中色彩的强度可能会使你感到惊讶，因为我们不会感到钨丝灯光会这么黄/橙。我们的大脑会对色彩进行转换使之与第一副图类似，而照相机记录下了真实情形。
有个简单的方法可以确认这一点：从室外看窗户，可以看到室内是亮橙黄色的。当我们不直接处于光源之下时，我们能够看到其本来的色彩。
从室外看钨灯有助于反映真实的色彩，它看上去是亮橙黄色。
我们在开阔的阴影下时会看到很类似的情形，阴影中的光是明显偏篮的。在阴影中，我们认为光是中性（白色）的，但当我们走回去从阳光下看时，就更容易看到蓝色的投影。有很多其他场合光会投射强烈的色彩：荧光灯通常是绿色的，街灯通常是深橙黄色的，晚间的日光从浅黄逐渐变成深红，等等。。。
在阴影中，我们认为光是白色的，但走出来会发现是深蓝色
三点布光，以及为什么它是垃圾
三维教材通常把三点布光作为经典并鼓励初学者作为对场景布光的有效方式使用。该布光原本是作为摄影布光的一种方式发展出来的，其优势之一在于容易学习和理解。它由一侧的明亮的主光，对侧的较暗的填充光以及一个对象背后的背光组成，背光用于突出边缘并照亮形状。
这一布置最大的问题在于它是人为的，不能反映现实中的情况。尤其是对背光的使用。背光具有很大的戏剧性，很容易被察觉，只有在需要特定效果时才应考虑采用。背光可能很有效，但应在很老练后才使用，而不是盲目地用于所有场景。三点布光所产生的光照在现实中不存在，因此看起来很假。很多教材都教授这一布光也使得它很陈腐，让人厌倦。
摄影师和制片商早就对这种布光不感兴趣了，因此你很少会在主流电影中看到。如果你要照亮一个环境或物体，更好的方式是尝试通过自己的创造性思维进行布光，研究自然界中的情形，形成自己的解决方法.
每个人都看过那些摄影室用公式化布光弄出的低劣肖像照：他们看上去都很相似，因为摄影师总是用同样的布光。结果就是枯燥的没有生活味道的照片。如果你要避免陈腐和低劣，形成自己的艺术，就要避免用教材中的公式，自己去思考。
第二部分：光照方向
我们所观察的光源照入角度对我们对光效果的感觉有很深的影响，对物体在场景中的表现也有很深影响。选择主光的入射角度极其重要，因为这对场景的表现影响巨大，也会影响到你的图画所要表达的感情。
前射光（frontal lighting）：
这种情况下光源直接处于观察者的视点下方。在用闪光灯拍摄的照片中最常见，如果光源较硬，通常会使人感到乏味 － 但有例外，某些场合用柔和的前射光能得到很吸引人的图片。
前射光对表现纹理或轮廓的帮助不大，因为阴影被从视野中隐藏了，形成一种看上去平板的结果。但是，为此可使用柔和的散射的前射光，使之分散到对象上 － 有助于体现褶皱和污迹等，在肖像和商品图片中应用很广泛。
较硬的前射光有种抢拍的观感 － 刺目而且乏味。
柔和的前射光使形体平滑。
前射光会使场景看起来呆板，因为对物体形体和纹理的放映不好。
侧光：
侧光适用于表现形体和问题并使物体有立体感，其阴影较明显且对比较强烈。测关可用来在诸如墙壁这样的物体上投射带戏剧性的阴影来营造气氛。侧光通常较吸引人，常用来创造伟大的效果：它是我们一天中开始和结束时碰到的光照方式，在电影和照片中很常见。
侧光潜在的缺点在于图片的部分可能被淹没在阴影中，并且会使诸如褶皱这些缺陷很明显。比如，在肖像摄影中，侧光通常用于男子而不用于女子，因为看上去较粗糙，特别是在阴影边缘不柔和的时候。
侧光能很好地反映形状和纹理。
这堵墙地纹理被披洒在上面的夕阳清楚地体现出来。
这副图片中长长的阴影有助于增强场景的景深和立体感。
