光照与体积

在纸上涂一个灰色的圆，它可能是圆片，也可能是球。轮廓没有告诉我们全部信息。只要把圆内部的明暗组织起来，我们就可能读出一个朝向不同方向的表面。

明暗变化可以成为体积的线索；落到别处的影子，还能帮助我们判断物体与环境的关系。 从这两个联系出发，再用杯子的逐步图解区分接触、边缘与反光。不要求你会排线，先学会根据图中证据判断。

先区分：轮廓、受光与投影

看下面三个小图。A 只有轮廓和平涂；B 增加表面明暗；C 又增加地面的影子。它们分别增加了什么信息？

圆的轮廓是平面的形状。B 内部由亮到暗的变化，让我们更容易把它理解成球面。C 的投影则提示球与地面的接触和光的大致方向。⁠轮廓、表面明暗、投影是三种线索，不是同一个东西。 静态图是关系示意，下面再用同一几何模型核对变化。

为什么同一表面也有亮有暗？

想象把一张白纸正对台灯，再缓缓倾斜。纸没有换颜色，但表面的朝向变了。对于简单的哑光表面，迎着光的部分能接到较多照明；转向侧面的部分接到较少。

球面可以想成许多朝向略有不同的小面。它们连在一起，受光也连续变化，于是出现圆润的明暗过渡。方盒子的面朝向突然改变，面与面之间就可能出现比较明显的明暗分界。

这里说的是材质相同、照明条件明确时的比较⁠。深色物体即使受光，也未必比浅色物体的暗部亮；不能只凭整张图里哪个像素最亮，就断定光源在哪里。

动手核对：移动光源

先预测光从左边移到右边时，会发生两件什么事。再切换“加入受光”和“加入投影”，分别观察球面与地面。

这个实验用理想哑光球和一个远处的方向光。它按球面朝向计算直接受光，再检查球是否遮住通往光源的路径。少量固定环境填充让背光面仍可辨认；这不是一次完整的室内光照模拟。

注意：⁠球自身没有直接受光的部分，是物体表面的暗部；投影是它挡住光后，让另一个表面变暗的区域。 投影不是贴在球旁边的一块固定黑椭圆，换了光向，它的位置也应改变。

从一个球到一幅画：不要把所有“亮”和“暗”画成同一种东西

下面用同一个简化球体区分几种任务。它们都是结构示意，便于把位置和边缘分开看；严格随光向变化的关系仍在上面的交互中核对。

A 与 B：先看影子边缘。 较小、较远、相对角尺寸很小的光源常产生较硬的投影；具有可观角尺寸的窗户、柔光面等会形成半影。B 只柔化投影边缘，让你看清“影子在什么地方”和“它的边缘有多硬”是两项判断。真实软影还常随遮挡物与承影面距离变化，不能把整张画统一模糊就当作柔光。

C：最亮的一小点可能是高光。 高光与观看方向、光源和表面的反射方式有关；它不只是“普通亮部再加一点白”。亮部可以是一整片有方向的面，高光往往更局部。哑光陶器、高光瓷器和金属即使轮廓相同，也不能照搬同一块高光。

D：轮廓边缘与内部过渡要分开处理。 球的轮廓遮住后方背景，可以形成明确边界；球面内部朝向连续变化，明暗通常渐变。盒子跨过棱线时，面朝向突然改变，可以出现更明确的明暗分界。“圆物体的每一条边都要糊掉”“硬物体内部只能平涂”都把不同问题混在了一起。

完整示范：给一个浅色杯子建立可信的明暗

假设杯子靠近一扇左侧窗户，表面基本哑光，目标是表现“立在桌上”的体积。可以按下面的顺序判断，画图也按这个顺序推进。

四幅图的杯子、视角和左上主光方向相同。A 先定轮廓与材料底色；B 用两组明暗标出朝向的转折；C 加上向右延伸且与杯底相接的投影和接触暗部；D 才把硬分组过渡为圆柱面的渐变，并区分杯口内侧、口沿与暗侧的少量反光。

这四幅是作画顺序的示意，不是让真实光逐帧改变。B 的硬分组是暂时的概括：如果一直保留那条直界，杯身会显得折面化。D 的过渡服务杯身转面，轮廓仍然清楚；暗侧的反光没有超过主亮面。先用 B、C 检查结构，避免一开始就靠柔化掩盖接触或方向错误。

1. 先确定照明与材料。 杯子本身是浅色，主光来自左侧。这两句话要同时成立；不能把右侧暗部理解成杯子突然换成了深色材料。
2. 先分亮面与暗面。 在杯子的圆柱部分，沿表面从左向右寻找朝向逐渐离开光源的位置。先用少量明暗组建立转折，不急着抹出几十级过渡。
3. 把接触和投影接起来。 投影应从杯子接触桌面的附近开始，方向与照明一致；若它与杯底明显脱开，读者可能把杯子看作悬浮。杯柄也会遮光，不能只给杯身贴一块无关的椭圆。
4. 再处理反光与边缘。 桌面可能把光反射到杯子暗侧，因此暗部不一定一片死黑。但在这个简单场景中，反光仍应服从整体暗面，不应随意画成一个与主光亮面争抢的亮斑。
5. 最后才加小变化。 杯口厚度、柄的内侧、局部高光和纹理帮助说明材料；它们不能弥补大方向错误。

这是一套检查顺序，不是一份固定灰色配方。换成黑杯子、背光或多盏灯之后，各部分的明暗范围会变，先前的机械口诀就不够了。

接下来回到观察图，分别找“表面转过去了”“别的物体挡住了光”“材料本身更暗”的证据。三者可能同时出现，但解释不同。

回到一幅静物图

先看白球：左上方较亮，右侧逐渐变暗；再看桌面向右延伸的影子。两者一起支持“主要照明来自左上方”的判断。接着看盒子：顶面、正面与侧面的朝向不同，明暗也不同。

花瓶则没有只靠一条外轮廓来说明圆润。瓶身内部的过渡也参与塑造体积。叶片上的深色既可能与材料颜色有关，也会受照明影响；不能把不同物体的所有明暗差别都解释成光照。

这是生成的观察素材，可用于练习指出线索；它不用于验证光照数值。上面的几何实验负责展示受光与遮挡的确定关系。

换个物体：哪一步让罐子落到桌上？

左上箭头表示主光方向，三个罐子的材料相同。A 有悬浮感；B 和 C 都移动了投影。选一个既改善接触、又保留受光方向的版本。指出另外一个版本新增的问题。

用另一种情况检查理解

情境一： 光从右上方照向一个哑光盒子。有人把最亮的大面画在朝左的一侧，却没有补充第二个光源或反射条件。你会先检查什么？

情境二： 两张图的球面明暗相同，一张有地面投影，另一张没有。没有投影的球一定是错的吗？

带走一个观察方法

看一个物体时，依次问：轮廓是什么形状？表面明暗怎样随朝向变化？影子落在谁的表面上？这三个问题比寻找某一块“标准灰”更能帮助你读出体积。

可选实践：拿一个无光泽的杯子和一盏台灯，固定观看位置，只移动台灯。分别追踪杯子上的暗部和桌面的投影，不必画完整素描。

延伸阅读：Getty：用明暗表现体积、PBRT：漫反射模型。高光、反光和软硬影的机制可以在掌握主线后继续学习。