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第六章 我们是怎样认知物体表面的

第六章 我们是怎样认知物体表面的

作者: 不再联系_0308 | 来源:发表于2020-02-17 15:51 被阅读0次

通过视觉,我拿得以处理到达视网膜的电磁波,并用接收到的信息构建出一幅幅的画面。经过某一表面反射的光线照射到我们的眼睛里,为我们提供了这个物体表面的信息,也告知了我们改物体的体积信息。然而,我们对体积的认知并非是直接的,而是由与改物体表面相关的信息间接提供的。

该画面很高地表现了物体表面的质感,它靠的并不是简单的纹路呈现,而是光影之间的相互作用。

体积

一个简单的体积是很容易表现的。这幅画仅用了五种蓝色的阴影就表现出了一个简单的立方体。

尽管表现的方法很简单,我们还是能够感受到这个物体在空间里的体积。这是因为,立方体的面给予我们纵深感和空间感。请将这幅画与下图进行比较。在下图中,除了球体取代了立方体,其他的都保持一致(同样的光源,同样的位置)。

这里发生了两件事:因为我们在球体表面上能够清楚地看到明暗之间的过度,所以可以更加确定光源的位置。但是,相反的,球体却没有立方体看起来那么有三维空间感。这是因为立方体的面能帮助我们找到它在场景中的视觉位置,而球体却没有这种明确的面。球体看上去还是很有真实感的,只不过要判断它在空间中的位置,相对来说,不像立方体那样容易。

反射

漫反射赋予了物体纵深感和立体感,由于它对光的反射而为物体表面增添了色彩。经漫反射表面反射的光线大范围地散射开去,而入射光线的原貌已经很难辨认了——你最多只能发现一小部分经过漫射的光线折回了光源的照射方向,即使如此,这些光线也是没有任何细节的。

另一种常见的反射,叫作直接反射,也称镜面反射。它是你在镜子里、抛光的金属表面和水面上看到的反射。在这种反射条件下,发生的漫反射要少的多。所以被反射的景象也较清晰。发生镜面反射的表面,其本身的颜色对反射过程的影响很小(不管映像本身是否为彩色的),而且,被反射物的外形受光线的影响同样也很小。

请对比这两种反射:漫反射和直接反射。漫反射为我们提供了物体体积的信息,右边亚光球体上的轮廓阴影清楚的表现了球体的体积。直接反射为我们提供的则是周围的环境信息——与亚光球用过光影的变化来表现外形不同,抛光球外轮廓的表现,是通过位于其表面上的倒影的畸变来实现的。请记住,反光度很高的表面是不会形成轮廓阴影的。

直接反射表现的细节远比漫反射多得多,所以当你围着这两个球体不断改变位置进行观察时,你会发现亚光球的变化很小,而抛光球体的表面则由于角度和倒影的改变而不断的随着你的动作变化着。

对光的反应

从画面最上方的球体开始,逆时针方向,分别为表面对光的反应的四种属性:漫反射、直接反射、透明和发光。

谈及对光的反应,物体的表面只有四种需要考虑的基本属性,它们是:漫反射、直接反射、透明/半透明、白炽(发光)。对光的两种类型的反射,是物体表面对光线最常见的反应,以自然物质的表面来说,漫反射又要比慧姐反射普通得多。只是随着人造材料的发展,直接反射才多见起来——抛光金属一类的物质以天然形态存在是很少的,水和蜡(常见于叶片上)是少见的反光性很强的自然物质。

表面决定了尤其包围着的物体体积,而光线则是我们对表面进行认知的前提。我们看到的是物体表面的亮度和暗部,通过这些明暗信息,我们才能对物体的体积做出判断。

在我们判断一个物体的体积时,还有一个非常重要的因素,那就是面之间的过度,或者说边缘。物体的边缘有时成一个尖角,比如立方体:有时则是缓缓的变化的,比如球体。而不论外形如何,正是面与面之间的边缘,帮助我们得以把握物体的外形。面与面、物体与物体之间的界限也是由边缘确定的。

传统上,艺术家们把边缘分为以下四种:硬边、实边、软边和虚边。

画面中的数字分别对照以下的内容:(1)硬边、(2)实边、(3)软边、(4)虚边

反差

边缘的概念是和反差紧密相连——边缘越硬,意味着反差越大。利用这一十分有用的工具,可以有效地把视线聚到画面的某一处,并弱化其他内容——从这个角度来看,与其说这是一条观察所得,倒不如说它是一个构图工具来的贴切。我们的眼睛被反差最强烈的区域吸引,并立即以此作为视线的焦点,而反差最弱、甚至完全没有反差的区域对我们的眼睛来说,就不那么重要了。尽管在虚化的边缘上,物体的形状看起来好像是不完整的,但观者的眼睛却能自行补充遗失的内容,从而不影响画面的可读性。

这幅画中充斥着球体清晰的边缘,既不好看,也很混乱

就可读性和视觉和谐来说,一幅画面里最好既有硬边,也有软边,不然,画面就好像失去了重点,看上去也容易混乱。

把反光的背景置换成亚光的背景之后,柔和的背景和抛光的金属面形成对比,画面看起来舒服多了。而柔和阴影和亚光背景提供的反差,也使球体看起来更为突出

在这三个例子里,我们只不过将某件抛光的物体置换成了亚光的,物体的边缘就立即有硬转软了。画面的反差和趣味,正是通过混合这些不同的特性来实现的

在增加一个变化,只留一个抛光球体,而把其他球体置换成亚光的,反差加强了,画面也有了一个视觉焦点。

虚边

有的边缘即使完全消失,也不会影响画面的整体构图。虚边仅仅提示了一片区域的界定,而省略了细节。有时,这样反而使得画面能够呼吸了。

这尊雕塑尽管只在一侧有些微的光亮,我们还是清楚的知道黑暗中的是什么,并能通过仅有的一点信息来判断它的轮廓。

如果这幅照片中的雕塑跟其他内容一样清晰的话,画面就失去了原有的反差和变化,构图就会受到影响。消失的边缘表示,在它包围下的画面内容并不是太重要,从而帮助构图突出画面的焦点。在这里,喷泉是画面的焦点。

控制反差

与虚边相对的,伴随着强烈反差的硬边。在对硬边的处理上,有时我们还会刻意夸大反差。熟悉图像编辑软件的USM锐化的人都知道,这个工具是用来人为地提高边缘之间反差的,只不过为了不过于明显,USM锐化所做的调整是非常细微的。但是,你可能不知道,我们的眼睛也有如此绝活,使大脑在搞反差的硬边周围再增添一圈想象出来的反差。

了解了这些之后,你就可以通过强调硬边的反差来增加画面的对比度和冲击力。具体的运用方法可以参见下图。最后一个例子的效果是用Phogoshop的USM锐化完成,半径值很大。用颜料和画笔也可以很容易地获得这样的效果;只要在边缘附近加强反差的力度就行了。

物体表面的性质

物体表面的边缘有轮廓边缘和非轮廓边缘之分,后者有一个非常重要的特性,那就是很少有哪条边缘是锐利的。在重现人工制品时,这是要注意的一个至关重要的细节,因为带有弧度的边缘经常会待上高光——处理好这一点,画面的可信度就很大的提升。

在一个外形比较复杂的、更具有现实代表性的物体上,这种现象会比较微妙一些,但仍很重要。比较下图中的同一把钥匙,第一副图中,钥匙的边缘很锐利,而第二幅图中,钥匙的边缘具有了斜度——相对之下,后者就比较可信、真实了。

尽管有了斜边的钥匙效果更好,但它看起来还是不够真实。要达到完全的真实,你还得在物体的表面加上一些瑕疵和使用的痕迹。在第三幅图中的钥匙就做了这样的处理,要不是这样,钥匙就新得不真实了。

要注意的是,现实中物体的边缘基本上都有不同程度的弧度。瑕疵却不是那么普遍的,而且它们的变化也很多,你不能永远照搬同种公式。不过,瑕疵为物体的表面增添了一些复杂性,在这重现任何物体时,总是有所帮助的。表现物体的形状是任何一种写实艺术的基石,而形状则是由面来界定的。了解物体表面的基本性质,是成功在线三维形态的关键,其过程由以下部分组成:首先刻画漫反射,表现主要物体的大轮廓,接着,依次重现直接反射(如果有的话)、高光和外形上的细微之处,最后添加细节和质感。尽管色彩很重要,特别是在营造画面氛围的时候,但在表现体的形状时,它就不那么重要了,这时,只需要有影调的变化就够了——即通过描绘光和影的变化。

光线能表现物体的形状。所有形状的立体建模都是通过光影来完成的,而我们对任何一个物体表面形状的认知,全都来自光线照射过这一表面时产生的光影效果。光影过度的软硬直接反映了物体表现的特点;生硬的过渡代表面与面之间以硬边缘相交,而柔和的过渡则意味着面与面之间以软边缘相交。

此外光源的软硬和照射方向也是很重要的变量。硬调的光线比较软调的光线对形状的表现更强烈,而光线的少红色方向对物体表面的构建更是有很大的影响。这个练习将以三种在侧方强光照射下的物体作为讨论的对象。

三种不桶的色调灰色和微有斜度的边缘上的高光就简单的表现出了这个立方体。无比生硬的光影过渡告诉我们它的边缘是很硬的。一些部位,特别是阴影中,有一些反射光反弹回立方体上。

光影之间柔和的过渡表现了球体的曲线——光影过渡柔和,球体的曲度越大。球体的曲度还使球面有一种类似于梯度的变化,因而亮度和暗部都有些柔和的过渡。请注意,通过对球体的观察,光线的方向就比较明确了。

这块石头是在一个球体的基础上建模的,但是它粗糙的表面破坏了光影的柔和过渡,石头的表面上布满了混杂在一起的硬边和软边。

在柔和的光线下,反差就低得多了。球体上的明暗过渡变得柔和了一些,而石头表面的反差则显著地降低了。石头中心部分原有强烈阴影也不复存在了。这是因为,在第一幅画面中,石头凹凸不平的表面给它自身 造成了强烈的投影阴影,大大加强了反差。光线变柔之后,石头表面的投射阴影变得不那么强烈,原本藏在阴影中的细节现在也能看见了。最后,我们可以看到,高光也不那么亮了,这在球体的亮部和立方体的斜面上尤为明显。

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