材质规律(二)~美术培训班教学资料

材质规律一当中我们说了表面光滑程度和反光程度的规律。
高光形状越清晰,说明表面越光滑。反射影像越亮,说明表面反光能力越强。也就是说光滑与反光强不是一个意思。同样光滑,也可以不怎么反光。比如地面
第十二课01
可以想象一下,如果光滑的地面反光也强了,那就没法穿裙子了。
如何让我们感觉到地面光滑呢?要借用菲涅尔现象,远方的大理石反射会更强。
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不论是布料,大理石,石膏,陶瓷,我们能看到它们的固有色。我们通常说的固有色是漫反射造成的。漫反射在百度上的解释是这样的。(其实不光是百度的解释,之前上学的时候,书上也是这样说的。为了方便,接下来把这种说法都标记成百度的漫反射解释。)
第十一课18
用这个解释画出的模型大概是这样
漫反射示意图
但这不能解释我们能从任何角度看到光滑物体的固有色。
 第十一课19
如果我们创造一个这样的模型,场景里只有一个光源,在杯子下面放一块长方形的平面,并且把杯子和平面都用光滑的陶瓷。我们站在光源同侧去看杯子。按照漫反射的解释,我们应该看不到杯子和平面的大部分区域。因为没有光能反射到我们眼睛。实际情况如下图。
第十一课20
这里就推翻了对漫反射的解释。物体不是因为表面粗糙,让光线反射到各个方向,从而让我们看到物体。就算表面及其光滑,也能在任何角度看到物体。
漫反射的理想模型(为了区分之前百度的漫反射解释,称这个模型为漫反射理想模型)是这样
第十一课21
光线射到物体表面后,会向四周均匀的反射。而且与表面是否光滑没有关系。
如果我们把杯子和平面的材质换成光滑的纯金试试呢。
第十一课22
居然和之前猜想的一样,我们看不到大部分区域。是我们漫反射的理想模型错了,还是百度上的漫反射解释错了呢?
答案是漫反射的理想模型没有错,可以用来解释非金属的固有色。而金属是没有固有色的说法的,也就是说金属没有漫反射。我们看到金属上的颜色都是反射,杯子上的高光和平面倒影里的高光都是光照射到物体表面反射到我们眼睛的。之所以看到金子有颜色,铜有颜色,是因为金属表面对不同波长光波的反射能力不一样,有的反射红光多一点就呈红色,有的反射红光和绿光都多就呈黄色。科学家已经测出了它们的反射能力如下图
第十二课02
总结一下,我们在任何位置都能看到非金属的颜色,是因为漫反射现象,漫反射与表面光滑程度无关,金属没有漫反射,只有反色,我们看到金属颜色的不同是因为金属反色不同波长光的能力不同。
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