高级摄影教程 | 拍照前,先学一节物理课——认知光线

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编辑 :史彦

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摄影是用光的艺术,但是,往往缺乏用光的技术。

王宝国

摄影是一门杂学。

拍人的要懂心理、拍景观的要背出地理、拍野生动物的要追踪足迹。

但形形色色的摄影师都需要认知光线、记录光线。

毕竟,摄影的本质就是对光线的再现。

一、视觉的产生(光线、视觉细胞、大脑)

当我们登上孤峰,晚霞与白雪交相辉映。当我们漫步田间,红色的收割机迷失在绿色的迷宫。当我们探入碧蓝,瑰丽的珊瑚生态步入眼帘。面对万千世界的精彩,我们感谢两件事物。他们是视觉产生的关键——光线、视觉细胞、大脑

现在我们做一个试验:在一个漆黑无光的房间,我们放置《蒙娜丽莎的微笑》画作。请你仔细观察并回答人物帽子的颜色。红色、褐色、还是橙色?

没有光线照亮景物,我们对这个世界一无所知。

我们的视觉依赖光线。其本质就是人眼中的视觉细胞接收来自物体的反射光,并将信息反馈给大脑生成影像。

例图,暗室内光线变化

人眼中存在两种视觉细胞:视杆细胞与视锥细胞

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视杆细胞与视锥细胞

视杆细胞对光线的强弱敏感,对颜色不敏感,视网膜中约有12000万个。

视锥细胞对颜色敏感,具有高度的分辨能力,视网膜中约有800万个。

正是两种视觉细胞的分布不均,导致我们的视觉依赖光线明暗,却又被艳丽的色彩吸引。

根据生活经验回想:弱光环境下,人眼失去色彩辨识能力(视锥细胞数量较少),但可以分辨物体轮廓(视杆细胞数量充足)。同时,在光线充足的环境中,人眼总被鲜艳的物体吸引。


视觉细胞负责采集光线信息(亮度与色彩),并将信息交付大脑生成影像。因此,视觉产生依赖大脑的加工合成。大脑会帮助我们还原偏色、矫正变形、聚焦重点,同时也会误导我们(视觉欺骗)。因此所见“不一定为真”,我们认为看到的,其实是大脑想让我们看到的。

二、认知光线的三要素

光线有三个物理特性——方向、强度、色彩

这三个特性所承载的信息正是产生视觉的关键。

(1)方向

光既是能量(电磁波),又是粒子。光线沿直线传播,其能量随传播距离的平方衰减

既假设一米处光线强度为1,两米处光线强度为1/4。

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光线的强度沿传传播距离衰减



(2)强度

不同的光源有不同的强度,赢弱的烛火、耀眼的聚光灯、柔和白炽灯。甚至,太阳在不同时刻光线强度也不尽相同。


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烛光1流明

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室内荧光灯约300流明


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正午日光6w-10w流明


(3)色彩

光线具有色彩,一束白光是由等量红、绿、蓝组成(R=G=B)。大千世界的各种色彩便是由红、绿、蓝混合而成。例如,黄色是由红与绿混合、青是由绿与蓝混合。

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白光由等比例、绿、蓝组成

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由RGB演变的色环


光源也不全发出是白光,不同的光源存在不同的偏色。为了准确的描述光源的色彩,我们引入色温(K开尔文)。

对黑色的铁棒加热,不同的温度下铁棒发出不同色温的光。

2500k暖白光<5500k>

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例图,光源色温变化

不同色温的光线中,红、绿、蓝依然存在,只是比例严重失调。例如,日出的温暖阳光中依然存在蓝光、晚霞的瑰丽天光中依然存在红光。


三、反射光的秘密

接下来我们还原一下产生视觉的过程。

首先,我们为漆黑无光的房间添置一盏白光灯。光源射出白光,白光中包含等比例的红、绿、蓝光。白光射向物体(海绵宝宝),物体表面有不同材质组成(颜料色块),每一种材质有着不同的反射率。

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例图,海绵宝宝全景


以海绵宝宝的主体黄色为例。我们在之所以识别到黄色,是因为其材质吸收白光中蓝光,并反射出红光与绿光,我们的视觉细胞接受红与绿,并由大脑形成“黄色”概念。

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例图,黄色区域特写


再以海绵宝宝的红色领带为例。等量红、绿、蓝所组成的白光照射到领带区域。由于“红色”领带的特殊反射率,蓝色与绿色全部被吸收,反射部分红光。这部分反射光被大脑识别为红色。

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例图,红色区域特写


重要是事情说三遍:

色彩本质是我们对其反射光的描述,能反射红光的材质,我们称之为红色

色彩本质是我们对其反射光的描述,能反射绿光的材质,我们称之为绿色

色彩本质是我们对其反射光的描述,能反射蓝光的材质,我们称之为蓝色

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例图,分色反射


世间丰富的色彩,源自万物独一无二的反射率。你的显示器可以描绘出10.7亿中颜色,而这仅仅是大自然中的一部分。

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显示器色域范围

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涂料的色彩范围


换句话说,丰富的色彩再现依赖高品质的光源,即为包含充足红、绿、蓝的光源。无论多么鲜艳的色彩(独特的反射率)都可以通过高品质的光源反射、再现。

日光、闪光灯、影视照明、钨丝灯灯均是高品质光源。只有利用上述光线才能再现出丰富多彩的真实影像。而常见的荧光灯(偏绿缺品)、LED(偏蓝缺黄)均是不理想的光源。

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不同显色指数光源对成像的影响

当光源严重缺色时,物体便会丢失“颜色”。

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单色光照射下,海绵宝宝丢失“色彩”

四、相机记录光线

相机如何记录的光线?

每一台相机应该具备三大基本结构:镜头、快门结构、底片(传感器)

镜头负责汇聚光线(取景),底片负责感知并记录光线,而快门挡在底片前控制光线与底片接触时间(化学反应时间)。合理的控制快门速度,可以避免底片反应过度(图像过白)、反应不足(图像过黑)。

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光线进入相机的过程:镜头——快门——底片

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三大基本结构:镜头

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三大基本结构:底片(传感器)

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三大基本结构:快门结构

我们把光线通过镜头、快门并与底片反应的过程称为曝光。

曝光原理与操作是摄影必学课程,请各位移步往期文章《70%摄影爱好者不知道,“白加黑减”解决复杂场景曝光》

曝光正是摄影的独门绝技。通过光线的直接记录与再现,摄影比绘画更真实。互联网社交时代,我们渴望快速的获得真实的信息。数码影像无疑是最理想的表达方式。


附赠独家总结的思维导图《认知光线》

重要的事情说三遍:

思维导图必看

思维导图必看

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哪位大神教我上传“长图”,尝试N次总是被头条吞像素,无奈将“藏宝图”分成左右两册。

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思维导图(左半边)

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思维导图(右半边)


往期文章回顾:

高级摄影实践教程 | 5分钟掌握高效精准的对焦技巧——分离对焦法

70%摄影爱好者不知道,“白加黑减”解决复杂场景曝光

室内人像教程:用好会“跳”的闪光灯

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