Первая часть тут
Освещение вашей картины: 4 пути решения проблемы освещения (Часть вторая)
Основа 3: Постановка светаТеперь, когда мы знаем, как на тон и цвета влияет свет, давайте рассмотрим, как настроить освещение сцены. Типы освещения, которые обычно используются, можно разделить на естественное и искусственное освещение.
1: Типы света
Есть только три основных типа света, которые нужно знать, чтобы осветить сцену. Направленный Свет, Заполняющий Свет и Контражур. В # 2 вы узнаете об источниках света. Источники света могут работать в качестве одного из этих трех типов света.
Направленный свет является основным светом яркой интенсивности. Это может быть солнце или сильный прямой свет от искусственного источника света. Направленный свет в основном четкий, но он может быть и мягким. Можно использовать несколько источников направленного света для создания особенного освещения.
Заполняющий свет
Заполняющий свет является
вторичным источником света
и действует точно так же, как
направленный света и его
можно рассматривать так
же, за исключением того, что
интенсивность ниже, так что
значение контрастности не столь высоко. Заполняющий свет может быть создан отраженным светом, небесным светом или мягким источником искусственного света. При изображении заполняющего света вы все равно должны думать о направлении света (которое часто упускается).
Контражур
вторичным источником света
и действует точно так же, как
направленный света и его
можно рассматривать так
же, за исключением того, что
интенсивность ниже, так что
значение контрастности не столь высоко. Заполняющий свет может быть создан отраженным светом, небесным светом или мягким источником искусственного света. При изображении заполняющего света вы все равно должны думать о направлении света (которое часто упускается).
Контражур — это освещение сзади. Эффект Френеля дает довольно сильный световой эффект. Все типы материалов становятся 100% отражающими на скругленных углах, поэтому это так хорошо работает.
2: Источники света
Число существующих в мире источников света ограничено. Знание о них поможет вам определять их в том или ином референсе и использовать их творчески.
Число существующих в мире источников света ограничено. Их узнавание позволит вам понять сцену.
Солнечный Свет + Небесный свет
Солнечный Свет — это направленный четкий свет, поэтому он будет создавать жесткие тени. Свет неба прохладный и действует как мягкий заполняющий свет.
Небесный свет
Небо является источником света, который всегда служит источником света в экстерьере, поэтому знание его свойств поможет вам понять большинство типов освещения.
Если ваша картина в основном про тени, то свет неба будет действовать в качестве основного источника света. Он слабый по интенсивности, мягкий по качеству и прохладный по температуре. В зависимости от времени и места, свет может меняться, но совсем немного. Цвет и мягкость создается за счет рэлеевского рассеяния (свет изменяет длину волны из-за частиц в воздухе, так что цвет неба меняется в зависимости от времени суток).
Пасмурная погода
Облачность так же, как и свет неба несет мягкие качества. Из-за рассеяния Ми (рассеяние через облака) мягкость создается при сохранении нейтральной температуры.
Свеча / Фонарь/ Лампа
Особое свойство свечи и лампы накаливания проявляется в очевидном угасании света. Эти источники света теряют много энергии, потому что они должны охватывать большее пространство по мере увеличения расстояния. Этот закон называется обратно-квадратичное затухание, в котором говорится, что свет точечного источника света ослабляется со скоростью квадрата расстояния между источником и поверхность. Этот эффект не виден для солнечного света. Солнечный свет проходит так далеко, что мы не замечаем какого-либо спада в нашем окружении (расстояния нашего окружения ничто по сравнению с расстоянием от Солнца до Земли), так же, как мы не рассматриваем солнце в качестве точечного источника света. Таким образом, вам не нужно применять закон затухания для солнечного света. Тем не менее, в вечернее время свет может угасать из-за рассеяния.
Искусственный / Люминесцентный свет
Искусственный/люминесцентный свет может быть разный по цвету и интенсивности. В большинстве случаев он используется в довольно темных сценах, таких как ночь или темные комнаты.
3: Глобальное освещениеХарактеристикой глобального освещения является использование столкновений лучей света. Оно используется для расчета, откуда исходит отраженный свет, поэтому мы знаем, какие плоскости освещены каким светом в той или иной сцене. Вы должны рассматривать его как диффузный источник света. Оно наиболее очевидно, когда присутствует много теней.
Начните с определения источника света, а затем следуйте за лучами, чтобы увидеть, как они отскакивают от поверхности. Имейте в виду, что свет будет терять в интенсивности, по мере того, как проходит дальше.
Отраженный свет сначала следует рассматривать как рассеянный свет, а потом в качестве источника света низкой интенсивности.
В противоположность этому вы можете работать с областями, куда не проникает отраженный свет — области окклюзии (occlusion). Они противоположны отраженному свету.
Окклюзия рассчитывается с помощью лучей, исходящих от поверхности, чтобы увидеть, на какие поверхности они попадают. Чем больше поверхностей задевает луч, тем больше перекрыта область. Если много лучей не встречают препятствий и достигают источника света, то эта область хорошо освещена.
Термин рассеянный свет (ambient light) используется в цифровом искусстве как заранее определенная величина для определения соотношения свето-тени. Глобальное освещение было бы правильнее при расчете отраженного света и окружающей окклюзии, и оно может быть использовано для поддержки рассеянного света (в идеальной обстановке).
Пример # 1
Плоскость, обращенная непосредственно к источнику света, получает большую часть фотонов, следовательно, становится светлее, в то время как плоскости, которые расположены под углом к источнику света получают меньше фотонов. Благодаря способности света к рассеянию, фотоны ударяются по мячу более равномерно. Окклюзию можно определить построением лучей, чтобы увидеть насколько их преграждает поверхность.
Пример # 2
Начните с определения источника света, а затем имитируйте отражения лучей света, держа в голове знание о расстоянии, которое они проходят. Можно увидеть, что потолок получает меньше света в этом примере.
Пример # 3
Тренируйте глобальное освещение, изучая фотографии и смотрите, как свет взаимодействует с окружающей средой. Начните с источником света и продолжите имитацией отражений света. Необязательно идеально все высчитывать, но вы должны найти причину для освещенных областей.
Основа 4: Поведение материаловМногие рисуют материалы, не принимая во внимание свойства света. Причина, почему мы в первую очередь говорили о свете, в том, чтобы передавать материалы в различных условиях освещения и изображать их согласованно с окружением. Давайте посмотрим на материалы и как свет взаимодействует с различными поверхностями.
Прежде всего: Каждый раз когда вы задаете свет, вам нужно принять во внимание два вида отражения (не один):
Диффузное/рассеянное отражение
В рассеянном отражении свет отражается от твердой поверхности. Свет на самом деле отражается от рассеивающих центров под поверхностью, а затем отражается от материала. Вопреки частому заблуждению, диффузное отражение возникает не из-за неровной поверхности, а из-за рассеивания непосредственно под поверхностью.
Матовые материалы поглощают свет и превращает его в тепло. Отраженный свет, соответственно, будет иметь определенный цвет. Белые материалы, например отражают почти весь свет обратно.
Из-за поглощения матовыми поверхностями, мы теряем много
света, что приводит к цвету альбедо (цвет отраженного света).
Зеркальное отражение
света, что приводит к цвету альбедо (цвет отраженного света).
Свет практически полностью отражается от источник света, когда поверхность зеркальная, поэтому свет на отражающих поверхностях сильнее.
Как правило, при рисовании зеркальные отражения следует рассматривать отдельно от диффузного отражения, для того, чтобы можно было работать с этими эффектами организованно.
Во-первых, нужно научиться строить эти отражения, а затем самое главное упростить их таким образом, что они улучшали дизайн. Мы можем построить отражение точно, однако все детали в отражении дизайну не помогают.
Есть несколько простых правил для зеркального отражения:
степень зеркальности определяется IOR (коэффициентом отражения)в отражении показывается окружающая средаиногда у отражения есть собственный цветтеряется определенный процент света
Если материал из стекла или имеет диффузное отражение, то только свет ярче, чем тон внизу можно увидеть.
Кроме того, мы будем иметь эти два свойства поверхности для каждого материала:
Грубая / матовая поверхность
У грубой поверхности много неровностей, которые заставляют свет отражаться неравномерно. Любое зеркальное отражение станет мягче, и, вероятно, потеряет часть интенсивности.
Гладкая / глянцевая поверхность
Материал гладкой поверхности ровный и лучи полностью отражаются обратно.
Металл и неметаллические материалы
Как правило, мы можем разбить твердые материалы на металлы и неметаллы, потому что они представляют собой обе крайности, зеркального и диффузного отражения соответственно. Большинство объектов, которые мы видим в жизни, матовые. Вот почему очень важно понять матовые поверхности в первую очередь.
Цвет металла происходит от зеркального отражения, а не от диффузного отражения. Вместо того чтобы сначала идти на поверхность, свет непосредственно отражается и придает оттенок цвета металла зеркальному отражению, который также из-за абсорбции света (физические процессы, стоящие за этим, кажутся довольно сложными). У металлов нет никакого диффузного отражения, поэтому вы можете рассматривать их как черные диффузные.
Однако, на металле может быть ржавчина или грязь, после чего с металл можно рассматривать как диэлектрические материалы.
На их поверхности металла своего рода крошечные зеркала, которые могут сделать блики мягче. Свет усиливается, и это приводит к весьма насыщенному или яркому отражению источника света.
Особенностью металлов являются свободные электроны, которые заставляют свет отражаться.
Эти свободные электроны не доступны в неметаллах.
Отражение усиливается благодаря фокусировке фотонов, что делает блики настолько интенсивным.
Неметаллы (Изоляторы / диэлектрики)
У неметаллов низкое значение коэффициента отражения для F0 (отражательной способности Френеля при температуре 0 градусов) 2-5%, так что это вряд ли заметно. Но опять же, если углы загибаются на 90 градусов, материал может обладать 100% отражающей способностью.
Некоторые жидкости и стекла также имеют отражающую поверхность как металлы.
Френель
Опять же, у каждого объекта есть некоторый вид зеркального отражения. В зависимости от угла обзора мы видим разное количество отраженного света. Сумма определяется показателем преломления (IOR), а также коэффициентом отражения при 0 градусов (F0). IOR описывает преломление света материалом при F0. F0 описывает степень зеркального отражения, когда свет попадает на поверхность перпендикулярно к зрителю. В то время как мы можем разделить материалы на матовые и светоотражающие, лучшим разделением будет низкопреломляющие материалы (неметаллы) и высокопреломляющие материалы (металлы). Материалы с низким IOR отражают меньше, в то время как с высоким IOR отражают больше.
Сильный свет, который мы видим в контражуре — это, по сути, зеркальное отражение, которое стало возможным благодаря эффекту Френеля. Когда мы смотрим на горный ландшафт, часть зеркального отражения также очевидна, если поверхность от нас на скользящих углах. При F0 эффект Френеля обычно не оказывает много влияния на неметаллические материалы.
Сохранение энергии
Это очень важно, если вы хотите вычислить правильное соотношение диффузного и зеркального отражения.
Материалы устроены так, что когда материал отражает высокий процент света диффузно, то он не сможет отразить много зеркально. Точно так же, когда материал отражает много зеркально, он не может отражать много диффузно. Это происходит из-за сохранения энергии.
Давайте возьмем энергию нашего света равной 1. Материал отражает 0,8 света диффузно. Это означает, что зеркально может отразиться только оставшийся свет, равный 0,2. Зеркальное отражение не может быть выше 0,4.
Многослойные материалы
Алгоритм Диффузное + Зеркальное работает лучше, потому что материалы могут иметь несколько слоев. Просто разбиение на «альбедо + отражательная способность (металлические свойства)» не будет хорошо работать с несколькими слоями из-за различия в цвете и отражений.
Вогнутые и выпуклые отражения
В зависимости от кривизны поверхности, отражения могут сжиматься или растягиваться. По этой причине блики, как правило, различаются по размеру и пропорции.
Анизотропное отражение
Я хотел бы включить анизотропное отражение, потому что оно довольно характерно для таких материалов, как металл, волосы и вода. Оно создается путем направленных неровностей на поверхности. В результате зеркальное отражение искажается по направлению поверхности.
Текстура
Текстура описывает свет на материалах. В зависимости от того, как свет ударяется о текстуру поверхности, мы можем использовать текстурные кисти для имитации этого эффекта, используя правильный тон и цвета.
Так же, как карту неровностей в 3d мы можем использовать различные текстурные кисти, чтобы создать грубые поверхности.
Для того, чтобы изучить воспроизведение текстуры, нужно сделать простую вещь.
Сперва изучите, из каких форм и объемов состоит поверхность, а затем, используйте правильный тон для изображения света и тени на этих поверхностях.
Воздушная перспектива
Воздушная перспектива создается большими массами воздуха. Когда думаете об атмосфере, думайте, в первую очередь, как примыкают плоскости структуры. А затем определите, насколько далеко плоскости от зрителя. Чем дальше они становятся, тем больше структура приобретает цвет атмосферы. Мышление в плоскостях, в 3-мерном пространстве поможет вам избежать плоского изображения воздушной перспективы. Подумайте о том, где атмосфера может стать толще.
Андерс Цорн - Купальщица с зонтиком, Даларё; Разбирайте мастеров для отработки принципов. Попытайтесь думать о них в следующий раз, когда вы пишете картину.
Конечно, умение видеть это не просто вопрос понимания физики, в противном случае каждый физик или фотограф мог рисовать.
Учитесь, как думать о формах, тоне, цвете и краях и понимайте, как применять знания физики, чтобы корректировать светотень и цвета. Настоящий художник знает как принципы живописи, так и физики.
Каждый физический эффект может быть сведен к простому «правилу», которые вы можете применить в вашей собственной живописи.
Если у вас не получается что-то изобразить, просто вернитесь к этой статье или поищите материалы по физике, и вы поймете, как это работает, чтобы применить к своей работе.
На самом деле, научиться рисовать достижимо и не должно доставлять много головной боли.
