光与色（第三篇）

光的传播：

光线与物质的相互作用分为三种：光被反射、光被物质吸收、光透过物质。

1.光的反射：

光的反射有两种类型：漫反射和镜面反射。
镜面反射是指若反射面比较光滑，当平行入射的光线射到这个反射面时，仍会平行地向一个方向反射出来；
镜面反射又称直接反射；镜面反射最常见于金属、玻璃、水和其他覆盖了某种油、蜡的表面上；
漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象；
漫反射表面由于光线的大量散射不仅呈现出一种柔和的状态，而且能很好的表现物体的质感和色彩；

什么是菲涅尔效应？

“菲涅尔效应”说的是反射/折射与视点角度之间的关系。
举个例子：假设你现在处于湖边，你从水面上方垂直往下看，由于反射的缺失，水看起来几乎是透明的；而当你看向远处的水面时，随着视线偏离垂直方向越来越远，水面下的景象就越发不可见了，水面的反射则越显强烈；
简单的讲，就是视线垂直于表面时，反射较弱，当视线非垂直表面时，夹角越小，反射越明显。

2.光的透射：

光线可以通过透明物质与半透明物体，改变光线照射角度（即发生折射）。
在性质上，半透明物体和透明物体有着很大的区别。光线通过透明物体不会发生散射，而光线穿过半透明物体时常发生散射。大家要知道只有发生漫反射才会形成阴影，因此高透明物体投射阴影不会出现在它们的底部，轮廓阴影也看不到；

由上面的图片我们可以看出：漫反射为我们提供了物体体积的信息（轮廓阴影能赋予物体立体和纵深感）；反光度很高的表面（即发生镜面反射的表面）是不会形成轮廓阴影的；透明的物体没有轮廓阴影；投射阴影也比其他投射阴影要淡许多。
这里有必要给大家解释一下什么是散射，什么是漫反射，它们之间的关系是什么：
简单的说漫反射是大面积的散射。举个例子：我们都知道太阳辐射通过大气时会遇到空气分子、尘粒、云滴等质点，当太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气分子，则辐射的频率愈高，被散射愈厉害，这种情况下发生的散射是有选择性的。如雨后天晴，天空呈青兰色就是因为辐射中绿青蓝色频率较高，容易被大气散射的缘故。
当太阳辐射遇到直径比波长大的质点，虽然也被散射，但这种散射是没有选择性的，即辐射的各种频率都同样被散射。如当空气中存在较多的尘埃或雾粒，一定范围的高低频光都被同样的散射，使天空呈灰白色的，这种没有选择性的散射称为漫射。

半透明物体特质：

这里主要为大家介绍半透明物体的两个特质：一个称为透射光；一个次表面散射。

1.透射光：

光在穿过半透明物体的过程中，会被物体本身的颜色过滤，形成有色彩的投影；轮廓阴影也受到选择性通过的光线影响，不仅色彩强烈，而且比不透明物体的轮廓阴影疏淡；
透射光使半透明物体带有一种特殊的光芒，即使处于阴影中，半透明物体也不会很暗，它们半透明的特性往往能增加其本身的色彩，所以它们的色彩总显得比不透明物体更为浓烈。

上图的油画画的是晴朗天空处于室外的一株植物，我们在油画中标出四个点，用来分析光线带来的色彩变化：
1.透射光：受太阳光的影響带有强烈的黄绿色；
2.阴影中的叶子，面朝下：这是最深的绿色，如果临近叶子没有反射光过来，会更深；
3.阴影中面朝上的叶子：受蓝色天光影响，倾向蓝绿色；
4.阳光直射：因为叶子的蜡质层，阳光在叶子表面反射走大量的光，这里是明度最高的，但彩度不是最大的。

2.次表面散射：
次表面散射是光线穿过透明/半透明表面时发生散射的照明现象，是指光从表面进入物体经过内部散射，然后又通过物体表面的其他顶点出射的光线传递过程。

次表面散射有哪些特性：

1.往往使整体照明效果变的柔和，光边和本身物体之间的过渡会更加缓和且有光感；
2.小的表面细节会变的看不太清，而光线渗透后的透感会更强烈；
3.光线传入物体越深，就衰减和散射的越严重。
4. 皮肤的照亮区和阴影区衔接的地方，会产生倾向于红色的偏移，这是由于皮下毛细血管和组织的散射和吸收。皮肤薄的部分会更明显，比如耳朵和鼻孔。

这也就是半透明材质：如皮肤，肉，脂肪，水果，牛奶，大理石等颜色变纯、透、亮的原因。

次表面散射形成的面部色区：

面部可以分为三个区域：前额(上庭)倾向浅金色；额头到鼻底(中庭)偏红，鼻底到下巴(下庭)偏蓝色、绿色和灰色；

现实中这三个区域的差异很难察觉，男人的面部区域差异会大一些；
1.由于缺少肌肉与毛细血管，前额偏向浅金色；
2.耳朵、面颊和鼻子由于毛细血管分布丰富，导致这个区域偏红色；
3.在鼻底到下巴的区域，由于这里有相对多的静脉携带着偏蓝的缺氧血，所以很多画家经常用略微倾向蓝或绿色的颜色来凸显嘴唇的红色；