灯光的艺术！做出优秀效果图的必备知识

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当一束自然光照射到两种介质的界面上时，可分解为光矢量在入射面内的偏振光（P光）和光矢量与入射面垂直的偏振光（S光）。Rp 、Rs分别表示两种偏振光的反射率；
如图dawn.image2所示，n1表示外介质的折射率，n2表示内介质的折射率；
i1表示入射角，i2表示折射角，i2折射角可以通过以下折射定律得到；

最终反射率是Rp 、Rs的平均值，通过以上公式的代换可知Rp 、Rs只和入射角i1有关。
（如果读者朋友对偏振光感兴趣，可以查阅相关资料。）
乍看之下，很难找出Rp 、Rs和i1的变化规律，笔者是maya用户，为描述这个规律完成了一个mel脚本(fresnelTest.mel)，

在maya中输入fresnelTest [index]就能得到入射角i1从1变化到90所产生的结果。([index]是n2与n1的比值，水/空气的[index]大约是1.33，玻璃/空气的[index]大约是1.55，eg. 输入fresnelTest 1.55)
结果，随着i1的增加，Rp先变小再变大，i1 = arctg(n2/n1)时，Rp=0，达到最小值。
i1 = arctg(n2/n1)这个角被称做布儒斯特角，它在物理上有重要的意义，当光以布儒斯特角入射时反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光，这里不再赘述。
另一方面，随着i1的增加，Rs单调增加，而Rp 、Rs的平均值也是单调增加的。
所以我们得出了最后的结论，随着入射光的入射角的增加，入射光的反射率也增加！

那么，为何日出时东方会呈现出红色呢？包括笔者在内的许多人都会脱口而出："色温低！"但是从更理性一些的角度思考，色温并不能从根本上解释这个问题。(色温概念并非本文重点，不做详细描述。)其实，光的散色能力因光的波长不同而不同，波长越短，散射能力越强，越容易被散开。通过上一节的介绍，我们已经知道，蓝光的波长比红光短，所以蓝光在特定环境下的散射能力比红光强。如图dawn.image3，日出的时候，阳光斜射地面，阳光需要穿过很厚的大气层，蓝光由于散射能力很强，所以在到达地面之前就已经被散射光了，我们只能看到蓝光在天顶和西方的散射。
注
光在传播过程中，会不断遇到障碍物，当障碍物比可见光的波长大很多时并且不均匀时，光就被弹向四方，就像雨滴打在地面上一样，这个现象叫光的漫射；但当障碍物的大小和波长差不多的时候，障碍物会有选择性得透光光线，而使得另一些光的传播方向发生偏转，就好像三棱镜能让光散开一样，这个现象叫光的散射。

CG中，破晓场景灯光，主光一般设置为红色，补光选择深蓝色，光比大约8:2，灯光与地面夹角5-25度。其实此时阳光与地夹角并没有这么大，但是 CG画面中如果角色或物体投影过长会让画面很堵，所以此时灯光与地面夹角的宽容度比较大。图dawn.image4是笔者对这个时段光线的演示。

由于，"日出"积极的寓意十分明显，我们一般在这个时候表现一些积极和有朝气的气氛，也可表现一些浩大的场面，但总体来说都是很轻快的。同时，日出前的昏暗也可以用来表现一些阴暗的东西，利用日出这一时刻来表现从阴暗到光面的过渡会有戏剧性的效果.

早晨/午后
当太阳升起以后，我们便进入了白天。当然，"白天"并不"白"，我们仍然能发现丰富的色彩。请看下图daylight.image1，太阳光经过大气，射到地面后呈现出黄色，而一些背对着太阳的地方呈现出很深的蓝色。黄蓝——暖色冷色的对比体现着一种色彩上的美感，但是自然光之所以给我们这样的视觉感受，不是因为它深谙美学原理，而是因为那深藏在它背后的自然规律。