【R站译制】CG&VFX《光影着色基础》BASICS OF LIGHT AND SHADE 强烈推荐

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镜面反射和漫反射

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一个光泽度的球体(台球),在单个直接光源下,所展示的镜面和漫反射效果。摄影:David Briggs

这两个反射过程,在大多数表面上几乎同时进行,它们被称为镜面(或表面 surface)反射和漫(或主体 body)反射。镜面反射(顾名思义"镜面"),最明显的区别是它会创建高光,上图中,在球球上,就像大多数物质一样,除了铜、金等有色金属,镜面反射保留了(白色)光源的颜色,漫反射则被是为表面的局部颜色(本例为灰白色)。

在镜面反射中,光线反射的规律是入射角等于反射角(根据垂直于表面的线测量),在任何有光泽的物体上,我们都能看到光源的高光或镜面反射。根据这个规则,表面上的高光点,正好处于从光源反射光,到我们眼睛所需的角度(见下图),因此,反射的表观位置随观察者的位置而变化,甚至在观察者的两只眼睛之间。

在光泽的物体上,我们的立体视觉将这两条光线追踪到我们的眼睛,再返回一个虚幻的或虚拟的图像,而这个图像似乎位于反射面下方的镜子中。光泽的物体上的反射,不仅可以显示光源,还可以识别识别周边的环境。光泽度的较低的表面,会显示出相对“模糊”的高光,因为镜面反射分布在一个区域,其中一些位于微观方面临界角度上。

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高光的位置,光线沿着表面的点反射到观察者的眼睛中,其中入射角等于反射角,观察者会看到沿着这条线的高光,观察者不可能在面着对光源的点上看到高光,因为这个点的光线会直接返回到光源。

许多所谓的艺术指导教程,错误的见高光怼在光源正对面的位置上(见下图),在入射光线与表面成直角的点上,光线直接返回光源,而不是观察者,除非光源和观察者在同一个位置上,高光才会落到光源正对面的点上,在球体上,高光总是出现面对光源的点,和球体视觉中心之间的直线上。

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两个流行的艺术指导教程中,所展示的球体上的光的区域示意图。左边来自卢米斯(1951),右边来自阿里斯蒂德(2007)。两幅作品显示的高光,都在的光源的中心(不正确地)对着光源。这类的常规图中,展示了桌面上的漫反射,而没有正确展示镜面反射,并在明暗交界线展示了核心阴影带,在这种照明的情况下,球体的实际外观会有很大的不同(参考图 1)。

漫反射(在宏观上)并不服从入射角等于反射角的规律,而是在各个方向上均匀反射。一些所谓的"科普"网站、课程,会告诉你镜面反射和漫反射,是由表面光泽或粗糙造成的(比如分子的表现)。

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