5.2.2光線與陰影課件

5.2.2光線與陰影

單擊輸入您的封面副標(biāo)題日常生活中所常見的光源主要有兩種:線性光源及點光源。我們最熟悉的線性光源莫過于太陽光了(圖4-1)。因為太陽離我們非常遠(yuǎn),它散發(fā)出來的光束照射到地球時,我們已很難辨別出其發(fā)散的角度,因此我們可以將這些太陽光束視為平行狀態(tài)。線性光是從一個方向照射過來的光束,這種光可以賦予物體非常優(yōu)美的明暗面對比。由室內(nèi)的一個白熾燈所發(fā)出來的光束向四面八方輻射而出,這時我們可以把白熾燈視為一個點光源(圖4-2)。

線性光源和點光源并不是絕對的概念,一定條件下它們可以互相轉(zhuǎn)化。例如,太陽照射到地球上的光我們雖可以視為線性光源，但是在宏觀宇宙中,我們又可以我們把太陽視為一個向四周發(fā)散光和熱的點光源。同樣,雖然一盞白熾燈對于我們的房間來說可能是一個較為昏暗的點光源,但是在微觀世界中,對于小蟲或更小的微生物時,白熾燈所散發(fā)出的光又何嘗不是一束束的線性光源。當(dāng)光線接觸物體表面時,通常會發(fā)生三種反應(yīng):如圖4-3/4-4/4-5

如圖4-6所示,當(dāng)光(紅、綠、藍(lán)為色光三原色即我們常說的RGB,它們以完全相等的量混合時所產(chǎn)生的光是白光,這點我們在后文中會講到,此處不做贅述)射到白色物體上時,沒有任何吸收反應(yīng)發(fā)生,因為所有的光都被白色物體表面反射了出去。當(dāng)這些可見光進(jìn)入我們的眼睛時,我們就看到了白色的物體。

在圖4-7中,當(dāng)光接觸黑色物體的表面時,所有的光都被吸收了,沒有任何有色光反射出來,這時就有了肉眼所見的黑色。因為黑色和白色具有對光的吸收和反射的圖4-8紅色物體只反射紅色光,其他顏色特性,所以在炎熱的夏季,穿上白色的衣服同理比穿黑色的衣服會使人感覺更加涼爽,因為白色衣服把所有的光(包括光照所產(chǎn)生的熱能)都反射了出去,而黑色衣服卻把所有的光都吸收存留了下來。

圖4-8是光照射到紅色物體表面的情況。紅色物體表面會吸收除紅色光以外所有的可見光,只把紅色光反射出來,這樣我們就看到了紅色的物體。同理,藍(lán)色物體只反射藍(lán)色光,綠色物體只反射綠色光,以此類推。

當(dāng)光射入一些透明或半透明的介質(zhì)（玻璃、水、塑料等)時,會發(fā)生折射現(xiàn)象(圖4-9）。與反射和吸收不同的是,光經(jīng)過反射后會返回原介質(zhì),而光經(jīng)過折射后會進(jìn)入新介質(zhì)。

繪畫中,我們最常打交道的是光的反射。光的反射有兩種類型:鏡面反射和漫反射。在非常光滑的物體表面(比如鏡面鏡子),反射光的方向幾乎是完全平行的,我們稱這種反射為鏡面反射(圖4-10)。

在不光滑的物體上,其凹凸不平的表面使反射光向四面八方射出,我們稱之為漫反射(圖4-11)。世界上絕大多數(shù)物體都具有不光滑的表面,正因為如此,我們才能看到這個世界,因為光可以通過漫反射從各個方向射入我們的眼中。

讓我們通過一個例子來了解一下漫反射究竟是怎樣作用在物體表面的。這是一張廢棄工廠的照片(圖4-12),我們可以看到陽光通過右側(cè)的窗戶照射到這個廠房的地面,因此地面有很明顯的窗戶形狀的光線。面上的光線繼續(xù)向上方和周邊反射(假設(shè)光只反射一次的話,那么我們就只能看見地上的窗戶形狀的光,而周圍都是漆黑一片了),在天花板上形成了一個較弱的明亮區(qū)域(紅圈所示處)。天花板上的光又繼續(xù)反射到房間的其他部分,直到其能量耗盡。第二節(jié)陰影有光就有影,光和影就像一對永不分離的李生兄弟。當(dāng)光照從一個方向照到物體時,必然在光照的反方向形成陰影(圖4-13)。

當(dāng)有多束光線照射到物體上時,會使陰影重疊在一起,并變得很淡很模糊(圖4-14),。手術(shù)臺上方的無影燈就是根據(jù)這一原理發(fā)明的。圖4-14多重光束照射下的物體及陰影

通過圖4-15及圖4-16,我們能更清楚地看明白陰影在現(xiàn)實世界中的形態(tài)。圖4-15是在