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攝影專業燈光照明設計方向必知的光學原理

作者：編導培訓來源：m.2022ahvc.com 發布時間：2017-10-07

攝影專業燈光照明設計方向必知的光學原理

光的藝術作用

光藝術的起源陽光、月光、星光和火光伴隨著原始人的生活，旭日與夕陽交替，白晝和黑夜循環，原始人在光的沐浴下生成發育繁衍。火的發明使用，使人類進入了新的文明階段，火不僅用來照明、取暖、燒烤食物，到了晚間，原始人圍著火堆，舉起火把狂歡舞蹈，一堆堆火光映紅了一張張歡樂而喜悅的臉，一串串舞動的火把構成火蛇巨龍，這就是人類早期的用光構成的原始光藝術雛型。

太陽的星芒.jpg

陽光

隨著火、蠟燭、油燈、汽燈、電燈等人工光源的發明創造，人類跨越了一個又一個文明階段進入了當今燈光照明高科技時代，由于人工照明技術的迅速發展和人造光源的普及，人們的夜生活變得越來越豐富多采，燈光藝術作為一種新的視覺藝術形式，把人們的生活空間裝點得更加美麗。在現代環境藝術設計、舞臺藝術設計、室內裝飾等方面，燈光藝術已被廣泛地應用。

光的藝術魅力

光照的作用對人的視覺功能的發揮極為重要，因為沒有光就沒有明暗和色彩感覺，也看不到一切。光照不僅是人視覺物體形狀、空間、色彩的生理的需要，而且是美化環境必不可缺少的物質條件。光照可以構成空間，又能改變空間;既能美化空間，又能破壞空間。不同的光照不僅照亮了各種空間，而且能營造不同的空間意境情調和氣氛。同樣的空間，如果采用不同的照明方式，不同的位置、角度方向，不同的燈具造型，不同的光照強度和色彩，可以獲得多種多樣的視覺空間效應：如有時明亮寬敞，有時晦暗壓抑;有時溫馨舒適，有時煩躁不安;有時喜慶歡快，有時陰森恐怖;有時溫暖熱情，有時寒冷冷淡;有時富有浪漫情調，有時產生神秘感覺等等，光照的魅力可謂變幻莫測。

在光照下，人和物就會產生明暗界面和陰影層次的變化，并在視覺上賦予立體感。如果改變源的光譜成分、光通量、光線強弱、投射位置和方向就會產生色調、明暗、濃淡、虛實、輪廓界面的各種變化，這是運用光照藝術渲染環境藝術氣氛和烘托人物性格的重要手段。如同一頭像攝影，如果取頂光直射照明，那么，人臉給人以冷漠、嚴肅、陰森的感覺;如果取斜上方半側光照明，那么人臉輪廓分明給人以性格外向、精明能干的感覺;如果取多光源散光照明，那么，給人以性格隨和，心情愉快的感覺;如果取向上直射照明，那么會給人以恐怖、兇殘、憤怒的感覺。光雕是現代造型藝術的新形式，有藝術家利用玻璃、冰塊、透明塑料等透光材料制成各種造形和燈具，光線從內部或外部照射，通過投射光的透射、折射、反射等物理特性的充分發揮，構成光輝燦爛的立體藝術，也有利用小型彩色燈泡、燈珠、霓虹燈、光導纖維等燈具材料，直接構成五彩繽紛的燈光圖案畫面。

霓虹燈

由燈光和音樂互相配合而創造的綜合藝術在現代表演藝術和環境藝術中十分流行，如現代搖滾歌星表演時，利用燈光照明的明暗、色彩、強度，使整個舞臺顏色瞬息萬變，從而使歌迷們陶醉于一種快節奏夢幻般的超現實世界。又如，燈光和音樂配合還用于音樂噴泉、露天廣場、歌舞廳、溜冰場以及商業建筑等環境藝術氣氛的渲染，設計師運用計算機控制燈光和音樂編制的程序，使音樂的節奏同步配合燈光的強弱和搖曳，從而獲得聲、光、色的綜合藝術效果。

光構成原理

色光混合三定律

人眼睛不僅對單色光產生一種色覺，而且對混合光也可以產生同樣的色覺。例如520毫微米的單色光刺激人眼產生綠色覺，將510毫微米與530毫微米的單色光混合刺激人眼也可以產生綠色覺;又如580毫微米的單色光刺激人眼產生黃色覺，將700毫微米的紅光與510毫微米的綠光混合刺激人眼也可以產生黃色覺，而且人眼感覺不出這兩者之間有什么差別。光譜中色光混合是一種加色混合，用3種原色光：紅(R)、綠(G)、藍(B)、按一定比例混合可以得到白色光或光譜上任意一種光。格拉斯曼將色光混合現象歸納為三條定律：補光律、中間色津、代替律。

補色律--每一種色光都有另一種同它相混合而產生白色的色光，這兩種色光稱為互補色光。例如藍光和黃光，綠光與紫光，紅光與青光混合都能產生白光。

中間律--兩種非補色光混合則不能產生白光，其混合的結果是介乎兩者之間的中間色光。例如紅光與綠光，按混合的比例不同，可以和到介乎兩者之間的橙、黃、黃橙等色光。

代替律--看起來相同的顏色卻可以由不同的光譜組成。只要感覺上是相似的顏色，都可以相互代替。例如顏色光A=色光B，色光C=色光D，則A+C=B+D;又如A+B=C，而X+Y=B，則A+(X+Y)=C，如：A(黃光)=B(紅光+綠光)，C(青光)=D(藍光+綠光)，A(黃光)+C(青光)=B(紅光+綠光)+D(藍光+綠光)，其結果是A(黃光)+C(青光)=淡綠光，B(紅光+綠光)+D(藍光+綠光)=紅光+綠光+藍光+綠光=白光+綠光=淡綠光。這就是代替律。它在色彩光學上是一條非常重要的定律，現代色度學就是以此為理論基礎而建立的。色光混合定律屬于加色混合，它與染料、顏料的混合相反，后者為減色混合，其混合的規律也完全相反。

三原色光混合

色彩物理理論中的加色法混合理論證明，紅、綠、藍三原色光等量混合時產生白光;紅光與綠光等量混合產生黃光;紅光與藍光等量混合產生品紅;綠光與藍光等量混合產生青光。如果用字母R、G、B、Y、M、C、W分別代表紅、綠、藍、黃、品、青、白，則可以由下式得出混合結果：

綠光(2G)+紅光(2R)→黃光(Y) 紅光(2R)+藍光(2B)→品紅光(M) 藍光(2B)+綠光(2G)→青光(C)

紅光(2R)+綠光(2G)+藍光(2B)→白光(W) 如果三原色光以二比一的比例混合，其結果如下：

紅光(2R)+綠光(1G)→橙色紅光(1R)+綠光(2G)→黃綠紅光(2R)+藍光(1B)→曙紅

紅光(1R)+藍光(2B)→紫紅綠光(2G)+藍光(1B)→翠綠綠光(1G)+藍光(2B)→天藍

因為黃、品、青分別為紅、綠、藍色光的間色，因此也可表示為： 2R+Y=2R+(2R+2G)=4R+2G→2R+G(橙)

2G+Y=2G+(2R+2G)=4G+2R→2G+R(黃綠) 2R+M=2R+(2B+2R)=4R+2B→2R+B(曙紅)

2B+M=2B+(2B+2R)=4B+2R→2B+R(紫紅) 2G+C=2G+(2B+2G)=4G+2B→2G+B(翠綠)

2B+C=2B+(2B+2G)=4B+2G→2B+G(天藍) 如圖45所示，凡通過等邊三角形中心點相對的兩色互為補色關系，其混合的結果如下：

藍光(2B)+黃光(2G+2R)=2B+2G+2R→白光天藍(2B+G)+橙光(R+G)=2B+2G+2R→白光

青光(2B+2G)+紅光(2R)=2B+2G+2R→白光翠綠(2G+B)+曙紅(2R+B)=2B+2G+2R→白光