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第七章 漫反射

第七章 漫反射

作者: 不再联系_0308 | 来源:发表于2020-03-07 23:10 被阅读0次

    色彩

    光子是不连续的电磁微利,是一种纯能量;和原子不用,光子不能形成固定的形状,不是普通的物质。当光子与原子接触时没,它们与围绕在原子周围的电子发生相互作用,要么被吸收——转化为动能和热量——要么被重新发射出去,形成反射。

    对于电磁波谱的可见部分——可见光——来说,在与黑色的物体接触时,它所有的光子都会被吸收,并在吸收的过程中产生热量;而在与白色的物体接触时,所有的光子都会被反射掉,物体保持原来的温度。彩色的物体则根据波长的不同,选择性地吸收一部分光子,反射其余的光子。所以,在我们看来为红色的物体,吸收除红色以外所有波长的光子,将它们转换为热量,而仅仅反射光谱中属于红色范围的光子。

    当光子被漫反射表面的电子吸收并重新发射出来,它原来的进行方向就改变了;虽然它总是朝着远离该表面的方向,但角度却是随机的。这种光线的散射就是漫反射。光线照射方向秩序的打乱,意味着入射的图像不可能以原貌反射,入射光经漫反射表面重新混合成均匀的光线,使亚光的漫反射表面呈现出光滑、均匀的状态。

    正是漫反射表现了物体的质感和色彩。自然界的物质,其表面的色彩变化是很大的——只有人造物体的表面才常常出现均匀的色彩。

    由于墙面的反光加强了整体照明,立方体显得很明亮。 在光源不变将墙体换成黑色时,立方体看起来就暗得多了。 在彩色墙面的包围下,反射光的效果就更明显了;它影响到了立方体表面的颜色。

    光照的衰减

    该图采用了一个近距离的光源,模拟阴天窗户的自然光。立方体所在的平面上,光照的衰减迅速而明显。立方体的顶端有明显的热点,以此为中心递减的影调也很明显。

    影响漫反射表面外挂难道是另一个重要因素是光照的衰减。光源的辐射范围是有限的,随着光线照射距离的增加,光线密度逐渐降低,光照随之变暗。对于阳光来说,我们是看不出这种现象的,因为太阳这个光源太大,与我们相距甚远。但是,大多数离我们较劲的其他光源(比如,阴天时窗户的自然光),光照的衰减就十分明显了。这一点很重要,因为它描述了自然光源和人造光源之间的重大区别;阳光或阴天时的日光,在室外环境下,是不会发生光照衰减现象的。但是人造光源从窗户射入的经过漫射的自然光就不同了,由于它们要小的多也近的多,光照的衰减就成为了这类光源的室内的阳光有所不同,他们照射下的物体外观在室内外相比也会不同。

    该图中的光源很远,光线的衰减在立方体的立面上很明显。立方体顶端影调的递减虽然还是可以观察得到,但是,相对来说要不明显得多。

    尽管漫反射表面是亚光的,但是它们对光源也是有所反应的;在与光源最接近的区域,漫反射表面通常会出现一个镜面高光或者一个“热点”。从这一点开始朝原理光源的方向,表面的色调逐渐变暗。光照的衰减会加强这种现象。但在阳光下,这种现象也是会发生的。不论光照多均匀没,给表面增添一些色调的递减总是能够使画面比较主动,并带有一些纵深感。立方体朝上的一面由于色调变暗而给人近大远小的视觉印象,在表现纵深感时,这是常用的方法。

    表面特性

    第六章中介绍过的光线与反射面之间的相互作用,是只适用于漫反射的,它们包括:平面在光照下的反应、轮廓阴影和投射阴影、辅助光的次反射。光线对物体形状的表现。大多数的物体表面都会发生一定程度的漫反射,通过漫反射,我们得以了解该物体的形状、颜色和材质。

    在硬调的光照下,球体的轮廓阴影十分明显——柔和的部分是由球体的形状造成的。

    漫反射表面有许多特性——自身的色彩、表面的质感、本身的材质——这些都决定了某一表面的外观。照射到漫反射表面的光源特质也对其外观有重大影响;硬调的光源和软调的光源之间的差异,就像在第五章中介绍的那样,在轮廓阴影和投影阴影上得到了最好的反映。

    在软调的光照下,轮廓阴影就要柔和得多了光影的立体塑性也相对少一些。

    光照环境对漫反射表面的影响之深,看似无需赘言,其实还是值得探讨的。在红色的环境下,白色的立方体也染上了红色。与此类似,同一个立方体的表面,在明亮的环境中要比在暗调环境中显得浅。

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