一天的光照體現(xiàn)光波的特性
在本文中我會(huì)用一個(gè)在白色卡片上的白色球體的圖片來示范光在一天中是如何表現(xiàn)的:
此圖表現(xiàn)的是一個(gè)晴朗的下午,主要光源為太陽。同時(shí)藍(lán)天提供非常不同的第二個(gè)光源,一些光也正在白色卡片和白色球體之間相互反彈這是形成的第三個(gè)光源。最明亮的光自太陽并且是從一個(gè)小點(diǎn)散發(fā)的白色光,這使它投射的陰影非常銳利。第二個(gè)光源,藍(lán)天,是一個(gè)非常大的光源而且有非常軟的陰影(一些來自太陽的直接光線被遮蔽了)。以后,我們還會(huì)討論關(guān)于光源和陰影的更多細(xì)節(jié),暫時(shí)記住,越小的光源陰影越為銳利。
來自藍(lán)天的光線投射有非常強(qiáng)烈的顏色,影響著場景中的一切。球體被藍(lán)色的天光所照明,所以它的投影是藍(lán)色的。球體屏蔽了來自太陽的白色光線,它自身未被陽光直接照到部分會(huì)呈現(xiàn)出天光的藍(lán)色色調(diào)。
最后被反射在卡片和球體之間的光也主要是藍(lán)色的(即使卡片和球是白色的),兩個(gè)比較靠近的表面能夠比分別較遠(yuǎn)的區(qū)域更多地接受這個(gè)反射光,因?yàn)榍蝮w的底部更加的接近白色卡片,所以球體的底部要比中部更亮。
圖像中最暗的區(qū)域是靠近球體底部的投影和它自身受光部分與背光部分之間的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域叫做“Terminator(明暗界限)”
為什么“明暗界限”是球體上最暗的區(qū)域?
因?yàn)榍蝮w部分有對(duì)比的效果,受光的面比較亮,而背光的面則相對(duì)較暗。但是背光面的一些部分也接受了卡片所反彈的光線,而那些不能完全接受卡片所反彈光線的背光面,則是球體最暗的區(qū)域。
來自太陽的白色光,是由一組顏色所組成的的連續(xù)光譜。通常,把它看成是彩虹的顏色(包括:紅色,橙色,黃色,綠色,藍(lán)色,靛青和紫色),白光是由這些顏色所組合而成的。
當(dāng)光線傳播到地球的大氣層的時(shí)候,光線就會(huì)發(fā)生散射。我們的大氣層是由不同的氣體,原子和分子所組成的,進(jìn)入大氣層的光子會(huì)和這些原子的微粒進(jìn)行碰撞并散射向不同的方向。較短的波長會(huì)比較長的波長更為散射。所以在大氣層散射的光波都以藍(lán)色居多。現(xiàn)在便解釋了我們的天空為何是藍(lán)色的。
較長的光波,比如紅色的。不會(huì)被散射,就可透過大氣層更遠(yuǎn)的傳播。當(dāng)日落時(shí),陽光只能穿過較低的大氣層,從而使得散射在大氣的藍(lán)色光波大量消失,而紅色光波會(huì)傳播在較厚的云層上,這就是日落為什么是紅色的.
當(dāng)光線傳播到一個(gè)表面的時(shí)候,他要么被彈射,要么被吸收。根據(jù)表面是什么顏色,如:白色的表面會(huì)反射所有的波長,當(dāng)白光傳播到一個(gè)紅色的表面時(shí),紅色的波長會(huì)被反射,而其他光譜的波長會(huì)被吸收。所以如果白色的光傳播在紅色的表面上,這一個(gè)表面反射的光子將會(huì)是紅色的。當(dāng)這些光子以它們的路徑傳播到下一個(gè)表面時(shí),這個(gè)表面就會(huì)照射到紅色光。這種現(xiàn)象叫做“光輻射”。因此鄰近對(duì)象表面的顏色,將會(huì)彼此受到影響。
光輻射通常是一種敏感的效果,當(dāng)接受到大量的光線時(shí),它會(huì)非常明顯。在溫和或者昏暗的光線下,它便非常弱,甚至不可見。如果光被在相同顏色之間的表面上反射,那么它會(huì)因?yàn)楣饩€的加強(qiáng)而產(chǎn)生飽和的效果。顏色會(huì)發(fā)出鮮明的光,在晴朗的日光下就會(huì)看到這種效果。
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