5.2.2光线与阴影课件

5.2.2光线与阴影

单击输入您的封面副标题日常生活中所常见的光源主要有两种:线性光源及点光源。我们最熟悉的线性光源莫过于太阳光了(图4-1)。因为太阳离我们非常远,它散发出来的光束照射到地球时,我们已很难辨别出其发散的角度,因此我们可以将这些太阳光束视为平行状态。线性光是从一个方向照射过来的光束,这种光可以赋予物体非常优美的明暗面对比。由室内的一个白炽灯所发出来的光束向四面八方辐射而出,这时我们可以把白炽灯视为一个点光源(图4-2)。

线性光源和点光源并不是绝对的概念,一定条件下它们可以互相转化。例如,太阳照射到地球上的光我们虽可以视为线性光源，但是在宏观宇宙中,我们又可以我们把太阳视为一个向四周发散光和热的点光源。同样,虽然一盏白炽灯对于我们的房间来说可能是一个较为昏暗的点光源,但是在微观世界中,对于小虫或更小的微生物时,白炽灯所散发出的光又何尝不是一束束的线性光源。当光线接触物体表面时,通常会发生三种反应:如图4-3/4-4/4-5

如图4-6所示,当光(红、绿、蓝为色光三原色即我们常说的RGB,它们以完全相等的量混合时所产生的光是白光,这点我们在后文中会讲到,此处不做赘述)射到白色物体上时,没有任何吸收反应发生,因为所有的光都被白色物体表面反射了出去。当这些可见光进入我们的眼睛时,我们就看到了白色的物体。

在图4-7中,当光接触黑色物体的表面时,所有的光都被吸收了,没有任何有色光反射出来,这时就有了肉眼所见的黑色。因为黑色和白色具有对光的吸收和反射的图4-8红色物体只反射红色光,其他颜色特性,所以在炎热的夏季,穿上白色的衣服同理比穿黑色的衣服会使人感觉更加凉爽,因为白色衣服把所有的光(包括光照所产生的热能)都反射了出去,而黑色衣服却把所有的光都吸收存留了下来。

图4-8是光照射到红色物体表面的情况。红色物体表面会吸收除红色光以外所有的可见光,只把红色光反射出来,这样我们就看到了红色的物体。同理,蓝色物体只反射蓝色光,绿色物体只反射绿色光,以此类推。

当光射入一些透明或半透明的介质（玻璃、水、塑料等)时,会发生折射现象(图4-9）。与反射和吸收不同的是,光经过反射后会返回原介质,而光经过折射后会进入新介质。

绘画中,我们最常打交道的是光的反射。光的反射有两种类型:镜面反射和漫反射。在非常光滑的物体表面(比如镜面镜子),反射光的方向几乎是完全平行的,我们称这种反射为镜面反射(图4-10)。

在不光滑的物体上,其凹凸不平的表面使反射光向四面八方射出,我们称之为漫反射(图4-11)。世界上绝大多数物体都具有不光滑的表面,正因为如此,我们才能看到这个世界,因为光可以通过漫反射从各个方向射入我们的眼中。

让我们通过一个例子来了解一下漫反射究竟是怎样作用在物体表面的。这是一张废弃工厂的照片(图4-12),我们可以看到阳光通过右侧的窗户照射到这个厂房的地面,因此地面有很明显的窗户形状的光线。面上的光线继续向上方和周边反射(假设光只反射一次的话,那么我们就只能看见地上的窗户形状的光,而周围都是漆黑一片了),在天花板上形成了一个较弱的明亮区域(红圈所示处)。天花板上的光又继续反射到房间的其他部分,直到其能量耗尽。第二节阴影有光就有影,光和影就像一对永不分离的李生兄弟。当光照从一个方向照到物体时,必然在光照的反方向形成阴影(图4-13)。

当有多束光线照射到物体上时,会使阴影重叠在一起,并变得很淡很模糊(图4-14),。手术台上方的无影灯就是根据这一原理发明的。图4-14多重光束照射下的物体及阴影

通过图4-15及图4-16,我们能更清楚地看明白阴影在现实世界中的形态。图4-15是在