白熾燈照明原理(了解照明|照明原理和特性)

沒(méi)有光，我們的眼睛看不到物體，也無(wú)法分辨不同物體的形狀和材質(zhì)(物體屬性)。今天我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)燈光的基礎(chǔ)知識(shí)和特點(diǎn)。

1什么是照明？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，光是一種能量發(fā)射，光的傳播方式有很多種。在均勻介質(zhì)中，光沿直線傳播。

光從哪里來(lái)？

太陽(yáng)，人造光，反彈光，天光，反射。

反射、折射和吸收

在理解這三個(gè)概念之前，我們需要簡(jiǎn)單了解一下可見(jiàn)光譜?？梢?jiàn)光譜是人類視覺(jué)能感受到的光譜?？梢?jiàn)光的主要自然光源是太陽(yáng)，主要人工光源是白熾物體(如白熾燈)。同時(shí)，它是連續(xù)的。可見(jiàn)光由七種不同顏色的光組成，紅、橙、黃、綠、靛、藍(lán)、紫。

如圖，左邊加色三原色，也叫色光三原色。用于照明的RGB概念。

反射:當(dāng)光以相同的角度照射到相同的物質(zhì)上時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射。

折射:當(dāng)光線既不被反射也不被吸收，而是穿過(guò)物質(zhì)。

吸收:如果物體呈現(xiàn)紅色，說(shuō)明只有紅光被反射，其他顏色的光都被物體吸收。如果物體是黑色的，所有的光都會(huì)被吸收。

光的特性是什么？

強(qiáng)度/曝光

光源有多強(qiáng)，釋放的能量有多大。光的實(shí)際強(qiáng)度也取決于光源和物體之間的距離。

顏色/溫度

光源有色溫，溫度越高，色調(diào)越冷。

尺寸/焦距/距離

光源尺寸越小，陰影邊緣會(huì)越硬。光源尺寸越大，陰影邊緣越柔和。但如果光源的能量不變，那么它的尺寸越大，強(qiáng)度越低。隨著光源大小的變化，反射也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)光源拉開(kāi)，強(qiáng)度提高，發(fā)現(xiàn)陰影還是硬的。因?yàn)檫@個(gè)物體的光源相對(duì)尺寸已經(jīng)變得很小了。

方向/形狀

物體上光線方向的最終結(jié)果不僅取決于光源的位置，還取決于模型和相機(jī)的位置。

5背后的數(shù)學(xué)原理

在3D空房間定義一個(gè)三點(diǎn)的三角形，同時(shí)添加一個(gè)攝像頭。相機(jī)前面有一個(gè)像素網(wǎng)格。每個(gè)小方框代表一個(gè)渲染像素。計(jì)算機(jī)只需要計(jì)算光線與相機(jī)相交的地方的光線。即進(jìn)入眼睛或相機(jī)的光線。其他看不到的會(huì)直接跳過(guò)。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)世界中不可能計(jì)算出無(wú)限的光。這是將3D空中的對(duì)象渲染為2D光柵圖像空的基本概念。

到目前為止，基本的光線追跡算法并沒(méi)有完全考慮所有的反射光線，大部分只考慮直接光照。間接照明沒(méi)有充分考慮。因此，在許多軟件中，除了全局光照技術(shù)之外，還通過(guò)補(bǔ)光和光照(近似模擬)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)間接光照。

6種常見(jiàn)的燈

平行光

不需要立場(chǎng)，只需要方向。光源的指向性很強(qiáng)，一定量的光會(huì)反彈到物體的暗部。物體暗部朝上的面，包括投影，會(huì)是藍(lán)色或者紫色(受天空空)的影響。

廣電

場(chǎng)景中有一個(gè)坐標(biāo)(位置)。光源是放射狀的，向各個(gè)方向發(fā)光。距離將決定光線的強(qiáng)度。你可以看到地面的中間比邊緣更亮，因?yàn)樗拷庠?。如人造光、燭光、火焰等。光源下的投影邊緣有明顯的虛實(shí)衰減。

區(qū)域燈

它是一個(gè)表面發(fā)光的光源。包含坐標(biāo)和方向。它可以提供比點(diǎn)光源更平滑的衰減。面光源是散射光源。光源面積越大，陰影投射越柔和。

聚光燈

它具有內(nèi)錐角和外錐角。圓錐體內(nèi)部的所有東西都會(huì)被照亮。圓錐體之外沒(méi)有被照亮。光源離物體越近，陰影面積就會(huì)越大。通常用于模擬一些人工光源。如聚光燈、手電筒等。

7摘要

很多時(shí)候，攝影和燈光有著密切的關(guān)系，對(duì)學(xué)習(xí)攝影和了解燈光渲染也有很大的幫助。彼此有許多共同的概念，我們可以從中學(xué)習(xí)。

這次我們從現(xiàn)實(shí)和電腦兩個(gè)方面對(duì)燈光的原理有了初步的了解。通過(guò)有機(jī)地結(jié)合這些知識(shí)，我們可以在腦海中構(gòu)建一個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)的基本框架。通過(guò)對(duì)燈光類型特征的基本了解，可以模擬真實(shí)或戲劇效果。

目前上述的內(nèi)容應(yīng)該能夠?yàn)榇蠹医獯鸪龃蠹覍?duì)于白熾燈發(fā)光原理（認(rèn)識(shí)燈光 | 燈光原理和特性）的疑惑了，所以如果大家還想要了解更多的知識(shí)內(nèi)容，也可以關(guān)注本站其他文章進(jìn)行了解哦。

版權(quán)說(shuō)明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！

標(biāo)簽：