1.3.4 自然光在CG中的表现技巧

本节介绍了大自然中的灯光，并讲解了在CG打光中应该注意和遵循的几点，让大家理解怎样用三维去实现现实中大自然的灯光。

破晓——日出的寓意十分明显，我们一般在这个时候会表现出一些积极的和有朝气的气氛，或者表现一些浩大的场面。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明的过渡会产生戏剧性的效果。

日出的时候，阳光斜射地面，这时的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没了，所以我们只能看到蓝光在天空中和西方的散射。

破晓场景灯光，主光一般设置为红色，补光选择深蓝色，光比大约为8:2，灯光与地面夹角为5°～25°之间。其实此时阳光与地面夹角并没有这么大，但是CG画面中如果角色或物体投影过长会让画面很拥挤，所以此时灯光与地面夹角的宽容度比较大。如图1-124所示。

早晨和午后——早晨和午后并无实质上的区别，只是在晨昏角上存在互补的关系。但是，我们经常在一些动画电影中感到早晨和午后的灯光的不同，这仅仅是出于动画艺术风格的需要。为了把两个时段区分开，我们有时故意把早晨的主光设置成冷色，补光设置成暖色；或者让早晨冷色的成分多一些，下午暖色的成分多一些等，这些艺术风格上的要求不一而足。正因为早晨和午后的自然光有了这些特性，它们便成了我们叙事与表达画面的强有力要素。首先这个时段的主光方向的选择比较多；其次这个时段的光比为7:3，稍微改变一下这个比例就能很轻易达到4:1的高比调或2:1的低比调；最后这个时段的光所产生的明暗关系中有丰富的冷暖变化。这样的可调性使得灯光师的想法表达更为灵活，同时这个时候的灯光适合用来叙事，早晨的自然光更多给人轻快的感觉，有时也用来表现盛大的或喜悦的场面；而下午光线的感情倾向相对弱一些，适合用以表现严酷的环境。如图1-125所示。

白天太阳照射地球表面，太阳光在穿过大气层时，各种波长的光都要受到空气的散射，其中波长较长的波散射较小，大部分传播到地面上，这些光综合起来呈现出黄色。而波长较短的蓝、绿光，所受到空气散射较强，天空中的蓝色正是这些散射光的颜色，因此天空会呈现蓝色。如图1-126所示。

CG中，早晨和午后的场景灯光，主光一般设置为黄色，补光选择蓝色，光比大约为7:3。因为灯光与地面的夹角与一天中不同的时段有关，另一方面也与地球在公转轨道上的位置有关系，所以灯光与地面夹角几乎可以是任意的。如图1-127所示。

正午——相对于早晨或午后的自然光来说，正午的灯光并没有奇特之处。这个时段的主光仍然是黄色，补光仍然是蓝色，原理同早晨和午后。但是因为正午是一天中阳光照射最强烈的时候，所以自然光中的很多要素都被极端化了。

首先是主光方向，太阳达到了一天中的最高点，从早晨的侧光变成了中午的顶光。一般而言，生硬的顶光效果很不理想，容易投下很浓重的影子。人若处在这样的光线之中，由于眉弓、颧骨等处的凸起，会产生令人不愉快的投影，对于女性角色而言，这样的投影几乎是致命性的，很容易暴露不美之处。如果我们不得不处理正午的灯光，应尽量把灯光倾斜一些。上一节中已经讲到，在北回归线以北地区、南回归线以南地区里，全年中太阳都不可能出现在正上方，即使在南北回归线之间的地区，全年太阳也只有两次直射地面的机会。当然，直射的光线并非总是那么可恶。由于光线垂直于地面，当它照射到水面上时，产生的菲涅尔效应很小，所以这个时候水看上去很清澈。

太阳照射方向在东西方向时分量与地面的夹角叫晨昏角，这个角度与一天中不同的时段有关，一般太阳在正午升到最高；太阳照射方向在南北方向时分量与地面的夹角叫太阳高度角，这个角度与地球在公转轨道上的位置有关。如图1-128所示。

黄昏和薄暮——对于这个时段，人们总是津津乐道。这个时段美轮美奂、变化无常的光线是摄影师的首选，也成了几乎所有CG灯光师的用光首选。尽管黄昏和薄暮时段光线的变化很多，但是从总体上说，可以分为两类：一类光线出现在太阳落下地平线以前，称之为黄昏；另一类光线出现在太阳落下地平线以后，称之为薄暮。其他各个时段的光线更多的是在这两种光线基础上的过渡和变化。

在黄昏阶段，太阳呈现出橙红色，而且越接近地平线时越红。这个现象和日出时如初一格，在接近天顶方向，阳光穿过低层大气较少，呈现出蓝散射光与低层大气散射的红光“重叠”后进入人的眼睛，就会看到紫色的天空。此刻地表和大气经过了一整天阳光的照射，温度都相对较高，由于布朗运动的缘故，大气中小分子漂浮物比较多，所以天空的散射和漫反射都比较强，处在这样光线下的物体的暗部十分透亮，这也是昏黄光线和破晓光线的最大区别。

CG中，黄昏场景灯光，主光一般设置为橙色，补光选择篮紫色，光比大约为6:4，灯光与地面夹角为10°～30°之间。此时的灯光应该着力刻画画面暗部，一方面暗部比较透；另一方面，阴影比较长。如图1-129所示。

夜晚——太阳光在月球上经过漫反射后到达地球，期间经过大气形成散射光。但是和白天不同的是，晚上的光线十分微弱，一些暖色光和散色光混合以后，显现出银白色甚至于宝石篮的颜色。值得注意的是，尽管晚上的光线十分昏暗，但是在这昏暗中仍然充满了变化。这些变化与月亮的位置、月相、云层厚度都存在各自的关系。这样的原理在前文也已经提到，这里是同样的道理。变化归变化，但有一点是始终不变的：在夜晚，除了被人工光源照亮的地方，地面的光线间接来自于天空，所以地面总是比天空要暗。有时，我们不经意就把地面的颜色调得比天空更亮，可能一时间反应不过来哪里出了问题，但总是会觉得画面很奇怪。如图1-130所示。