拍摄创意的静物 教你了解极致打光技巧教程

3、光源的简化

　　由于光线是无限多的，所以对其分析十分复杂，为了更顺利的进行分析，在此我们要做一些简化。

（1）点光源的简化

　　光源的发散是立体的，是向三维空间内的所有方向（图1），为了便于分析，在此我们将其简化为一个二维的传播方向（图2），又因为物体一般只会在光源的一侧，且台灯、闪光灯、日光等都只会朝一个方向照射，故再将点光源简化为向单独一边传播（图3）。

（2）面光源的简化

　　由于点光源是无限小的，所以无论一个面光源有多小，它都可以看成是无限多个点光源组成的。而面光源有可能是曲面或者是不规则的面，为了便于分析，在此我们将其简化为纯平面（图1），可以想象这个纯平面垂直于屏幕，那么它在屏幕上的投影，即在二维上的表达是一条直线（图2），这也是为了与上述的点光源简化相配合。但是这样的光源的点光源个数为无穷个，仍然无法分析，故再将其简化，用有限个点光源代替面光源（图3），因为面光源的光线均匀，故点光源的间距相同。

4、点光源分析

　　要分析复杂的情况，必须从最简单的问题开始分析，然后拓展推广到一般情况，所以我们从点光源开始分析。首先画出最简单的情况，即点光源与一个不透明物体（图中灰色三角形区域），如下图：

　　由于前文提到的光向量向所有地方均匀发射，布满整个空间，所以在光向量能达到的地方均被照亮，在不透明物体的遮挡下，光向量到达不到的地方出现阴影，且因为光向量沿直线传播，故点光源与物体边缘的连线（图中虚线所示）之内便是阴影，阴影的边缘是一条直线。

　　可以明白，要研究点光源的影响，其重点就是研究点光源与物体边缘的连线（图中虚线所示）。

5、面光源分析

　　通过之前的简化，面光源被简化为数个点光源，数个点光源同时叠加的情况比较复杂，在此引入一种研究方法，既通过Photoshop中的图层叠加，用纯黑（RGB：0,0,0）模拟完全黑暗的情况，那么假设一个光源的亮度以50%透明度的纯白（RGB：255,255,255）表示，并假设光向量整个平面上亮度相同不衰减，通过多个图层叠加，我们可以大致模拟多个点光源同时作用下的情况，具体如下：

　　图中圆形背景为纯黑，每一个圆都是一个点光源的作用区域，而相交部分会更亮，用来模拟光源互相叠加的情况。

　　为了使分析更加简便，我们对面光源与物体的关系做如下简化：

　　（1）只分析纯平面光源：因为光源是均匀充满整个空间的，想象一个密闭的空间，如果不考虑光的强弱，那么点光源无论在哪个位置的效果都是一样的，所以无论是曲面还是不规则面都相当于一个平面。

　　（2）只分析光源与物体平行的情况：当面光源不与物体平行，比如一边离物体近，一边远时，我们可以把它分为两个不同远近的光源分别分析，而每一侧又与平行的情况类似，故只需分析平行的情况。

　　（3）只分析二维平面上的情况：三维的不同情况也就是（第三节.光源的简化）中面光源不垂直与屏幕平面的情况，其实也就是靠近屏幕的光源与远离屏幕的光源,j距离物体距离不同，在（2）中已经分析，故只分析二维平面的情况。

　　接着，我们引入由5个点光源组成的面光源，具体如下：

　　我们将点光源与物体边缘分别连线，再通过PS的图层叠加，可以发现从阴影到亮部出现了多个层次，每个层次的亮度从亮处依次递减直到纯黑，对比点光源的图，可以明白层次的产生是由于点光源个数的增多，虚线以内的部分产生了叠加，发挥想象力，当面光源不再是由有限个点光源替代的时候，无数个层次将会覆盖整个α角，阴影到亮部之间将会产生柔和的渐变效果。通过高斯模糊来模拟这一情况如下：

　　可以明白，这个阴影到亮部的层次就是一个渐变，它将覆盖整个α角。

6、面光源大小分析

　　参照上面点光源的图，可以发现点光源是没有这个渐变的，因为它只有一个点，或者说，可以看成是一个面光源，而点的间距为无穷小（其实当间距小到等于0时就相当于是一个点光源），那么我们猜想，当点光源的间距进一步增大时，这个阴影是否会越来越柔和。

　　通过增大5个点光源的间距，我们可以研究大面积光与小面积光之间的区别，具体分析方法同上，我们可以得到下图：

同理，做高斯模糊如下：

　　从图中可以发现，当光源面积变大时，阴影到亮部的层次间隔变大，即α角增大，由上面的分析可以知道，渐变仍会覆盖整个角，故此时相对较大的光源，阴影大小收缩，且阴影变得柔和。对比上面小光源的例子可以发现，小光源产生的阴影硬朗且阴影大， 这都与α的大小有关，α大的时候阴影柔和，小的时候硬朗。

　　这时我们得到如下重要的结论：

　　α角越大，产生的阴影越小越柔和，即光越“软”，α角越小，产生的阴影越大越硬朗，即光越“硬”。

7、面光源距离分析

    通过以上的分析，我们明白光的柔和程度与α角有关，那么α角由什么因素决定，要分析这个问题，我们先将前面的图简略如下：

　　从上图可以看出，α角的大小既是三角形的一个角（图中粗线画出），学过几何的人都知道，决定α角的是两个因素：高和底边。从图中可以看出，这个三角形的底边大小就是光源面积的大小，高就是光源与物体的距离：

（1）高不变，增大底，即光源面积变大，α角增大。
（2）底不变，增加高，即面光源与物体的距离增加，α角减小。

　　由此我们可以得出以下结论：

※光源面积越小，α角越小，光越“硬”
※光源面积越大，α角越大，光越“软”
※光源距离物体越远，α角越小，光越“硬”
※光源距离物体越近，α角越大，光越“软”

　　注：物体与光源的距离、光源的面积在实际运用范围内考虑，极限情况较为复杂，在此不讨论。

8、实例

    举个例子，我们都知道太阳的直径是地球的109倍大，其相对于地球来说是一个大光源，但是由于太阳与地球的距离十分遥远，是太阳直径的215倍大（日地距离是是变化值，以平均值算），所以太阳相当于一个点光源，当万里无云晴空万里的时候，我们的影子、建筑物的影子，总是硬朗而对比强烈，这就是所谓的较”硬“的光，眼前的一切质感和立体感都十分强烈。然而阴天时，我们明显感觉到一切都柔和了许多，这是因为太阳把云层照亮，此时云层变成光源，这个光源十分巨大，所以阴影柔和到几乎没有，而质感和立体感也不很明显，这就是所谓的较”软”的光。

　　为了验证以上结论，取一个非透明实物（小痰盂），将条形台灯（大光源）从斜上方照射物体，并拍照（左图），此时为了实验的单变量性，保持其它元素不变，只用不透明遮挡物将光源遮挡成狭窄的细缝（小光源），并拍照（右图），通过实际拍摄，所产生的效果如下，可以在图中看到，左边的影子与右边相比小且边缘柔和，右边的影子大且硬朗，通过对比分析图，与实验结果大致相同。

9、总结

　　由上分析得出了下结论：

（1）光源越大，物体的阴影越柔和。

（2）光源越小或者离物体越远，物体的阴影越硬朗。

　　由这两个结论，我们可作如下推广运用：

（1）小光源拥有硬朗而大的阴影，适合表现物体的立体感和表面的起伏，比如沙丘、山峦，在晴天的效果明显比阴天来的雄伟壮丽。这是因为人对立体感的感觉是通过光线的明暗来判断的，阴影硬朗，明暗区分度大，从而立体感更强。

（2）大光源拥有柔和而小的阴影，立体感很弱，适合表现物体的柔和感，比如女性脸庞的柔美。

　　光源对物体的影响我将在下一篇《物体篇》中分析。

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