Немного о ламбертовском отражении

У многих их тех, кто стремится стать великим художником, возникают проблемы с точностью визуализации, будь то рисование с натуры или по следам собственных фантазий. Об освещении поверхности пойдет речь далее, я поделюсь с вами тем, к чему пришел.

Некоторым людям, кажется, этот материал даётся на интуитивном уровне. Но я не один из таких людей, мне постоянно приходится всё выяснять и анализировать. Очень важным для меня было научиться работать как 3D программа: я начал представлять всё в трёхмерном пространстве, работать пошагово, а в отдельных случаях решать проблемы освещения раздельно.

Знания о ламбертовском отражении помогли мне, а сейчас помогут вам понять кое-что об освещении.

Свет имеет свойство и частицы, и волны. Когда мы говорим о форме, проще рассуждать о свете, как о частицах, о миллионах отталкивающихся шариках света.

Эти отталкивающиеся «шарики» света называются фотонами. Источник света, если вам так удобнее, — этакий фонтан, постоянно выбрасывающий миллиарды быстро движущихся фотонов.

Эти фотоны следуют своей траектории, пока не врежутся в какую-нибудь поверхность в пространстве. Представим, что сия поверхность не гладко-блестящая, а матовая, с отдельными микроскопическими шероховатостями по всей своей площади.

Когда фотоны сталкиваются с поверхностью, некоторые из них поглощаются, ну а другие – оттолкнутся от неё в миллионах разных направлений, благодаря этой незаметной шероховатости. Так как фотонов несметное количество, достаточное количество достигнет ваших глаз, сигнализируя о некой видимой твёрдой поверхности.

С поворотом поверхности в обратную от источника света сторону, меньше фотонов попадет на неё и меньше фотонов отразится от неё в сторону ваших органов зрения, и этот участок покажется вам тусклее или темнее.

Это означает, что поверхность, расположенная перпендикулярно источнику света, будет выглядеть наиболее ярко, а параллельные ему – не будут получать света вообще. И конечно, поверхность, чей угол повернут от источника света, света тоже не получит, если только он не отраженный.

Все объекты обладают поверхностью. Вы можете представить объект любой формы, чья поверхность условно разделена на части под разными углами к источнику света, и у вас отлично получится прорисовать свет. Как вариант, нарисуйте вспомогательную сферу на своем рисунке и, опираясь на неё, рисуйте освещение под разными углами.

На практике источников света больше чем один, поэтому тени объектов редко бывают чисто черными. Вам также нужно учесть и другие эффекты, например — цвет поверхности и блеск. Но чтобы рисунок вышел действительно правдоподобным, за основу лучше брать рассеянный свет.

Если вы научитесь, как и я, мыслить трехмерно, вы сможете в уме расставлять света и тени на свои места. Даже сверхсложные закрученные поверхности можно мысленно разделить на простые элементы и подойти к освещению каждой части отдельно.

Вот что схематично я представляю:

Синие линии — угол падения света.

Белые линии – место, которого касаются прямые лучи света.

Красные линии – линии светораздела, которые при желании можно пометить.

Я нарочно использовал неоднозначную форму на этом рисунке, чтобы дать вам понять, что любую проблему можно решить, опираясь на полученные знания.