Всё, что вы хотели знать о свете. Часть 1.

Художник Richard Yot поможет разобраться в основах освещения и том, как эффектно применить его в ваших работах.

На протяжении всего урока я буду пользоваться схемой, изображающей белый шар на белом листе, чтобы наглядно продемонстрировать, как свет ведет себя в разных повседневных ситуациях:

На этой схеме показан солнечный полдень. Главный источник света — солнце, а голубое небо — вторичный, обладающий совсем другими характеристиками. Кроме того, некоторые лучи света отражаются от белой основы и шара, образуя третичный источник света.

Солнце — маленький источник, дающий самый яркий белый свет, тени от которого будут резкими и тёмными. Вторичный источник — голубое небо — очень большой, поэтому тени от него будут мягкими и полностью компенсироваться прямым солнечным светом. Позже я более подробно объясню природу источников света и размеры теней, поэтому пока запомните: чем меньше источник света, тем резче будут тени от него.

Голубое небо не только излучает свет, но и придаёт свой оттенок всему, что находится на рисунке. Тень, отбрасываемая шаром, голубая, так как она освещена небом, а шар закрывает её от белых солнечных лучей. Части шара, не освещённые прямым солнечным светом, тоже голубого оттенка, так как тоже освещены голубым небом.

Наконец, свет, отражённый от шара и листа бумаги, также голубой (хотя лист и шар белые), так как это голубой свет неба, отражённый от белых объектов. Поверхности, находящиеся близко друг к другу, получают больше отражённого света, чем поверхности, отдалённые друг от друга, поэтому нижняя часть шара светлее, чем центр, так как она ближе к листу бумаги.

Самые тёмные области на схеме — это основание тени и граница между солнечным светом и тенью на мяче. Такая граница называется собственной тенью. Основание падающей тени очень тёмное, так как не освещается ни солнечным светом, ни светом с неба, ни отраженным светом. Дальняя часть тени светлее, потому что получает больше света от неба и отражённого света от шара.

Почему собственная тень — самая тёмная область шара?

Отчасти из-за эффекта контраста, так как, находясь так близко к самой освещенной стороне шара, эта область кажется темнее, отчасти потому, что она получает меньше отражённого от белого листа света. Поэтому, в отличие от остальной поверхности шара, освещенной либо прямым солнечным, либо отраженным светом, основной источник, освещающий её — небо. Собственная тень — это область между главным светом (солнцем) и рефлексом (светом, отражённым от белого листа).

Почему свет неба голубой?

Видимый свет состоит из крошечных частиц, называемых фотонами. Эти частицы имеют разную длину волны в зависимости от цвета: голубой свет состоит из частиц с меньшей длиной волны, чем красный.

Белый солнечный свет складывается из непрерывного спектра, который условно делится на 7 цветов радуги (с постепенно возрастающей длиной волны: фиолетовый, индиго, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный). Из слияния этих цветов и получается белый.
Однако, когда свет проходит сквозь атмосферу земли, короткие волны рассеиваются. Наша атмосфера состоит из разнообразных газов, которые в свою очередь состоят из взвешенных молекул и атомов. Проходя сквозь атмосферу, фотоны сталкиваются с атомными частицами, отклоняясь и отскакивая в другом направлении. Короткие волны отражаются больше других, поэтому фотоны, рассеивающиеся во всех направлениях от таких столкновений, преимущественно голубые.

  • В безоблачный день голубой свет, рассеянный в атмосфере, освещает все предметы вокруг нас.

Длинные волны света, такие как красные, проходят через атмосферу, не рассеиваясь. Вот почему закаты красные: солнце спускается ниже над горизонтом, поэтому солнечный свет проходит через более плотный слой воздуха. От этого большая часть голубого цвета полностью рассеивается, а оставшийся свет преимущественно красный.

  • Солнечные лучи сияют красным на закате, так как более короткие голубые световые волны полностью рассеялись. * Однако заметьте, что рассеянный голубой свет отражается на востоке небосклона и окрашивает волны на переднем плане.

Благодаря фотонам, отражающимся в разных направлениях, атомсфера сияет голубым светом. Этот эффект хорошо заметен из космоса. Голубой свет достаточно сильный, чтобы освещать объекты, скрытые от прямых солнечных лучей, поэтому мы по-прежнему способны видеть, даже стоя в тени.

  • Тени на этой фотографии имеют заметный голубой оттенок, так как они освещены небом.

Рефлексы

Когда лучи света сталкиваются с поверхностью объекта, они либо отражаются, либо поглощаются ею в зависимости от цвета самой поверхности. Белый объект будет одинаково отражать волны любой длины, а чёрный — поглощать все до единой. Если белый свет упадет на красную поверхность, она поглотит синие и зелёные волны, а красный свет отразится (для простоты я упоминаю только основные цвета вместо полного спектра).

Итак, если белый свет упадет на красную поверхность, то отраженные фотоны будут красными. Когда эти фотоны на своем пути столкнутся со следующей поверхностью, они окрасят её в красный цвет. Этот феномен называется излучением, и благодаря нему цвета смежных объектов будут влиять друг на друга.

  • Свет, отраженный от жалюзи, проецирует цвет древесины на стену.

  • Нижняя часть брюшка этой пчелы ярко окрашена красным светом, отраженным от лепестков мака.

Излучение — обычно едва заметный эффект, и потребуется очень много света, чтобы он стал очевиден. При мягком или тусклом освещении этот эффект может быть совсем не видим, а яркий свет, наоборот, может придать освещённым объектам множество дополнительных оттенков. Если свет отражается между двух объектов одного цвета, цвет освещенных участков станет очень насыщенным, так как отраженный свет усиливает существующий цвет поверхности, отчего он приобретает сильную яркость. Иногда этот феномен можно заметить при ярком дневном свете.

  • Цвет древесины становится насыщеннее, так как солнечные лучи отражаются между этими деревянными дощечками, и свет того же цвета падает на них. В результате цвет света и поверхности соединяются, создавая сияющую насыщенную версию существующего цвета древесины.

Светлая и тёмная тональности

Выбор тональности в рисунке субъективен и открыт для экспериментов. В большинстве случаев в рисунке присутствует баланс света и тени, который в итоге даёт средний серый тон, потому что именно его мы воспринимаем как норму. Однако в некоторых естественных ситуациях, таких как туман или снег с одной стороны или ночь с другой, баланс может сместиться в сторону светлого или тёмного тона. Иногда художник может решить усилить одну из этих крайностей, чтобы произвести впечатление на зрителя или передать особые эмоции.

Светлая тональность

В изображениях в светлой тональности преобладают белый или очень светлые оттенки, отчего они выглядят лёгкими и воздушными. Освещение в светлой тональности часто (но не всегда) мягкое, а детализация в целом низкая. В природе светлая тональность встречается во время тумана или снегопада, когда даже тени становятся светлыми из-за большого количества отраженного света.

  • Абсолютная простота этой фотографии достигается благодаря очень ограниченной палитре: белый и некоторые оттенки тёмно-серого и чёрного.

Тёмная тональность

В изображениях в тёмной тональности по своей природе очень мало света. Контраст обычно высок, а освещение резкое. Тёмная тональность может создать очень мрачную атмосферу и зачастую именно для этого и используется. Самый очевидный сеттинг для неё — ночь, но тёмную тональность можно встретить и в других ситуациях, например, во время бури или внутри помещения.

  • Напряжение на этой фотографии усиливается за счёт тёмной тональности.

Баланс белого

Большинство источников цвета, которые мы встречаем в повседневных ситуациях, имеют какой-либо оттенок, однако наш мозг отлично научился его игнорировать. Любое примерное сочетание трех основных цветов наш мозг интерпретирует как белый цвет. Даже под очень ярким цветным освещением мы способны отсеивать ненужную информацию, которую получают наши глаза, и воспринимать цвета относительно, а не абсолютно.

Нагляднее всего это можно продемонстрировать, используя цифровую камеру с балансом белого, установленным в режим «Дневной свет»: это нейтральная настройка, которая показывает цвета такими, какие они есть. Кадр внизу я сделал, используя окно как основной источник света. Свет, исходящий от затянутого облаками неба, относительно нейтральный.

Для следующего кадра я закрыл шторы, а роль основного источника света теперь выполняет обычная домашняя лампочка на 60 ватт:

Вы можете удивиться, насколько сильно изменились цвета при новом освещении, ведь свет вольфрамовой лампочки не воспринимается нами настолько жёлтым/оранжевым. Наш мозг корректирует цвета так, чтобы они напоминали цвета на первом фото, однако в данном случае истинную картину видит только камера.

Подтвердить этот факт легко, если вы посмотрите на освещённые окна снаружи: в следующий раз во время вечерней прогулки взгляните на цвет, исходящий из домов, и вы увидите, что интерьеры комнат ярко-оранжевые. Находясь вдали от источника света, мы способны увидеть его настоящий цвет.

  • Наблюдая свет вольфрамовой лампочки с улицы, мы видим его настоящий цвет. Отсюда он кажется ярко-оранжевым.

Нечто очень похожее случается, когда мы стоим в тени под открытым небом, где свет имеет яркий голубой оттенок. Мы воспринимаем свет как белый, но если отступить назад под солнечный свет и взглянуть на тень, голубой оттенок станет гораздо проще разглядеть. Свет имеет яркий оттенок и в некоторых других ситуациях: флуоресцентный свет часто зелёный, уличное освещение ярко-оранжевое, свет заходящего солнца меняется от жёлтого к красному и так далее.

  • Находясь в тени под открытым небом, мы воспринимаем свет как белый, но стоит выйти на солнечный свет, и мы обнаружим, что он глубокого голубого оттенка.

Освещение с тремя источниками света и почему это отстой

Учебники по 3d графике часто описывают классическое освещение с тремя источниками света и рекомендуют новичкам использовать его как эффективный способ освещения сцены. Изначально этот метод был разработан для фотографии, и его единственным преимуществом можно считать простоту и лёгкость освоения. Такое освещение состоит из яркого главного источника света с одной стороны, тусклого заполняющего света с противоположной и подсветки сзади, которая выделяет контур и подчёркивает форму.

Самый большой недостаток такого освещения в том, что оно искусственное и не встречается в реальности. Заднюю подсветку вообще следует использовать лишь тогда, когда вы хотите достичь определенного эффекта благодаря её драматичности и заметности. Задняя подсветка смотрится очень броско, но применять её нужно со вкусом, а не лепить на всё подряд без разбора. Такое освещение, создаваемое тремя источниками, просто не существует в природе и оттого выглядит ненатурально. Тот факт, что он описывается во многих учебниках, вдобавок превращает его в скучное и надоевшее клише.

В любом случае, освещение с тремя источниками света давно не пользуется популярностью у фотографов и киностудий, поэтому вы редко его встретите в коммерческой съемке или популярных фильмах. Если вы раздумываете над тем, как осветить определенную сцену или объект, проявите фантазию, изучите природные явления, а затем найдите собственное решение.
Каждый видел те убогие студийные фотографии, основанные на шаблонном освещении: все они выглядят совершенно одинаково, потому что фотограф каждый раз применяет одно и то же освещение. В результате получается скучная и безжизненная фотография. Поэтому если хотите избежать клише и убогости в своем творчестве, избегайте готовых формул и думайте сами.

One comment

  1. Спасибо за иформацию, если можете, то было бы классно если бы ва рассказали ещё об отражаемости объектов, о разных фактурах: гладких и шершавых, таких как дерево и металл.

Добавить комментарий