Dieses Thema befasst sich mit den Lichtverhältnissen in der realen Welt. Beim Einstellen der Beleuchtung für eine Szene ist es hilfreich, das Verhalten natürlicher Lichtquellen zu kennen.
Wenn Lichtstrahlen auf eine Oberfläche treffen, werden alle oder einige Lichtstrahlen reflektiert. Auf diese Weise werden Objekte sichtbar. Das Aussehen der Oberfläche hängt sowohl vom auftreffenden Licht als auch von den Eigenschaften des Oberflächenmaterials ab, d. h. zum Beispiel von Farbe, Glätte, Opazität usw.
Mit der Option Materialien können Sie die visuellen Eigenschaften von Oberflächen festlegen.
Intensität
Die Intensität des Lichts an seinem Ursprung beeinflusst die Helligkeit, mit der ein Objekt beleuchtet wird. Wenn schwaches Licht auf ein Objekt mit grellen Farben geworfen wird, werden gedämpfte Farben angezeigt.
Links: Ein Zimmer im Kerzenlicht; Kerzen sind eine Lichtquelle mit geringer Intensität.
Rechts: Das gleiche Zimmer mit einer Glühlampe mit höherer Intensität.
Einfallwinkel
Je mehr eine Oberfläche von einer Lichtquelle weg geneigt ist, desto weniger Licht empfängt sie und desto dunkler erscheint sie. Der Winkel der Oberfläche zur Lichtquelle wird als Einfallwinkel bezeichnet.
Wenn der Einfallwinkel 0 Grad beträgt (das Licht also senkrecht auf die Oberfläche trifft), wird die Oberfläche mit voller Intensität beleuchtet. Je größer der Einfallwinkel, desto geringer ist die Intensität der Beleuchtung.
Der Einfallswinkel beeinflusst die Intensität.
Lichtabnahme
In der Realität nimmt Licht mit zunehmendem Abstand ab. Weit von der Lichtquelle entfernte Objekte erscheinen dunkler, Objekte in der Nähe der Lichtquelle erscheinen heller. Dieser Effekt wird als Lichtabnahme bezeichnet.
In der Natur wird die Lichtabnahme durch eine quadratische Funktion bestimmt. Das bedeutet, dass die Lichtintensität proportional zum Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle abnimmt. Die Lichtabnahme ist gewöhnlich größer, wenn das Licht durch die Atmosphäre gebrochen wird, vor allem wenn Staubpartikel, Nebel oder Wolken in der Atmosphäre vorhanden sind.
A. Inverser Verfall
B. Verfall im inversen Quadrat
Die Diagramme zeigen die Verfallskurven.
Reflektiertes Licht und Umgebungslicht
Das von einem Objekt reflektierte Licht kann weitere Objekte beleuchten. Je mehr Licht eine Oberfläche reflektiert, desto mehr Licht wird zur Beleuchtung anderer Objekte beigetragen.
Reflektiertes Licht erzeugt Umgebungslicht. Umgebungslicht verfügt über eine gleichmäßige Intensität und ist gleichmäßig diffus. Es hat keine erkennbare Quelle und keine erkennbare Richtung.
A. Richtungslicht
B. Reflektiertes Licht
C. Resultierendes Umgebungslicht
Farbe und Licht
Die Lichtfarbe hängt teilweise von dem Vorgang ab, durch den das Licht erzeugt wird. Eine Glühbirne strahlt zum Beispiel ein orange-gelbes Licht aus; eine Neonröhre strahlt kaltes blau-weißes Licht aus; und Sonnenlicht ist gelb-weiß. Die Lichtfarbe hängt außerdem von dem Medium ab, durch das das Licht hindurchscheint. Wolken in der Atmosphäre tönen zum Beispiel das Tageslicht blau, und ein Kirchenfenster tönt Licht in einer hochgesättigten Farbe.
Lichtfarben sind additive Farben; die primären Lichtfarben sind Rot, Grün und Blau (RGB). Durch das Mischen mehrerer farbiger Lichtquellen wird das gesamte Licht in der Szene heller und letztlich weiß.
Additives Mischen von farbigem Licht
Farbtemperatur
Die Farbtemperatur beschreibt eine Farbe durch Werte in Grad Kelvin. Dies ist beim Beschreiben der Farbe von Lichtquellen und anderen, fast weißen Farbwerten sinnvoll. Die folgende Tabelle enthält Farbtemperaturen für häufig auftretende Lichttypen sowie den entsprechenden Farbtonwert (aus der HSV-Farbbeschreibung).
Wenn Sie die Farbtonwerte für die Beleuchtung in einer Szene verwenden, müssen Sie den Wert (V-Komponente) so hoch wie möglich einstellen (255) und die für die Szene benötigte Sättigung (S-Komponente) anpassen. Das menschliche Gehirn neigt dazu, Licht so zu korrigieren, dass Objekte anscheinend von weißem Licht beleuchtet werden; der Effekt der Farbtemperatur in einer Szene sollte deshalb normalerweise nicht zu stark sein.
| Lichtquelle | Farbtemperatur | Farbton |
|---|---|---|
| Tageslicht bei bedecktem Himmel | 6000 K | 130 |
| Sonnenlicht mittags | 5000 K | 58 |
| Weiße Leuchtstoffröhre | 4000 K | 27 |
| Wolfram/Halogen-Lampe | 3300 K | 20 |
| Glühbirne (100 bis 200 W) | 2900 K | 16 |
| Glühlampe (25 W) | 2500 K | 12 |
| Sonnenlicht bei Sonnenuntergang oder Sonnenaufgang | 2000 K | 7 |
| Kerzenflamme | 1750 K | 5 |