Учимся видеть свет и тень

В этом уроке я расскажу и покажу вам, как правильно использовать свет так, чтобы ваши работы выглядели максимально реалистично, ведь свет – это то, что создаёт атмосферу. Мы можем представить объект как более простую форму, а дальше – дело техники. Правда в том, что если бы света не было, мы бы попросту ничего не видели.

В первом уроке из этой серии, я расскажу вам, как правильно видеть свет, тени, отражения. Мы должны научиться понимать, как это работает.

Как я вижу?

Р’С‹ РєРѕРіРґР°-РЅРёР±СѓРґСЊ задавали себе этот РІРѕРїСЂРѕСЃ, как художник? Если нет, то это ваша большая ошибка. Ведь РІСЃРµ, что РІС‹ рисуете, это только представление того, что Рё как РІС‹ видите, также как Рё законы физики – это только представление того, как это РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РЅР° самом деле. РЇ даже больше скажу – то, что РјС‹ рисуем это РЅРµ реальное изображение, это всего лишь интерпретация картинки, которая конструируется РёР· информации, полученной РѕС‚ глаз. РўРѕ есть, РјРёСЂ, который РјС‹ РІРёРґРёРј есть лишь интерпретация реальности, РѕРґРЅР° РёР· РјРЅРѕРіРёС…, Рё РЅРµ обязательно самая правдивая или идеальная РёР· РЅРёС…, — лишь оптимальная для выживания нашего РІРёРґР°.

Почему я говорю об этом в уроке рисования? Само по себе рисование есть искусство затемнения, высветления и окрашивания определённых частей бумаги (или экрана) для создания реалистичного изображения. Другими словами, художник пытается передать изображение созданное в нашем воображении (что, собственно делает это лёгким для нашего восприятия, так как воспринимаем мы все в текстурах – ищем знакомые формы в абстрактных рисунках).

Если СЂРёСЃСѓРЅРѕРє РїРѕС…РѕР¶ РЅР° то, что РјС‹ себе представляем, РјС‹ считаем его реалистичным. РћРЅ может выглядеть реалистично несмотря РЅР° отсутствие знакомых форм Рё линий, — РІСЃРµ, что нам нужно, это несколько мазков краски, свет Рё тень, чтобы сделать его реалистичным РІ нашем восприятии. Здесь представлен хороший пример РїРѕРґРѕР±РЅРѕРіРѕ эффекта:

Чтобы создать убедительный СЂРёСЃСѓРЅРѕРє — то есть, схожий СЃ тем, что сотворило наше воображение, нам нужно понять, как это делает РјРѕР·Рі. Р’ процессе чтения этой статьи, большинство материала покажется вам вполне очевидным, РЅРѕ РІС‹ будете удивлены, насколько наука может быть близка Рє рисованию. РњС‹ воспринимаем оптику, как часть физики, Р° рисование – как часть метафизического искусства, РЅРѕ это грубая ошибка – искусство есть РЅРё что РёРЅРѕРµ, как отражение реальности, увиденной нашими глазами. Р?так, чтобы имитировать реальность, РІ первую очередь нам нужно разобраться, что же наше воображение считает реалистичным.

Так что же такое видение?

Давайте вернёмся к основам оптики. Луч света попадает на предмет и отражается на сетчатку глаза. Затем сигнал обрабатывается мозгом и, собственно, формируется изображение. Общеизвестный факт, верно? Но понимаете ли вы все последствия, вытекающие из данного процесса?

Р?так, здесь РјС‹ вспоминаем Рѕ самом главном правиле рисования: свет – это единственное, что РјС‹ можем видеть. РќРµ объект, РЅРµ цвет, РЅРµ проекцию, РЅРµ форму. РњС‹ РІРёРґРёРј исключительно световые лучи, отражённые РѕС‚ поверхности, преломлённые РІ зависимости РѕС‚ ее особенностей Рё особенностей наших глаз. Финальная картинка РІ нашей голове есть совокупность лучей, попадающих РЅР° сетчатку глаза. Р?зображение может меняться РІ зависимости РѕС‚ особенностей каждого луча – каждый РёР· РЅРёС… падает РёР· разных точек, РїРѕРґ разным углом, Рё каждый РёР· РЅРёС… РјРѕРі преломиться РїРѕ несколько раз, прежде чем коснуться нашего глаза.

Это именно то, что мы делаем во время рисования, мы имитируем лучи, попадающие на различные поверхности (цвет, консистенция, блеск), расстояние между ними (количество диффузного цвета, контрастность, края, перспективы), и, безусловно, не рисуем мы те вещи, которые для наших глаз ничего не отражают и не излучают. Если вы «добавляете свет» после завершения рисунка, вы поступаете совершенно неправильно, так как главное в вашем рисунке – свет.

Что такое тень?

Простыми словами, тень является областью, на которую не попадают прямые световые лучи. Когда вы находитесь в тени, источник света вы видеть не можете. Вполне очевидно, верно?

Длину тени можно легко вычислить, рисуя лучи.

Тем РЅРµ менее, рисование теней может быть достаточно непростым. Давайте взглянем РЅР° эту ситуацию: Сѓ нас есть предмет Рё источник света. Р?нтуитивно РјС‹ рисуем тень следующим образом:

Но постойте, ведь эта тень создана лишь одной точкой на источнике света! А что, если мы возьмём другую точку?

Как вы могли заметить, лишь точечный свет создаёт чёткую, легко различимую тень. Когда же источник света больше, или, иными словами, свет более рассеян, тень приобретает нечёткие, градиентные края.

Феномен, который я только что объяснил, является также причиной появления якобы нескольких теней из одного источника света. Такой вид тени более естественен, поэтому фотографии, снятые со вспышкой выглядят столь резкими и ненатуральными.

Хорошо, но это был лишь гипотетический пример, стоит разобрать сей процесс на практике. Это фото моей карандашницы, снятое в солнечный день. Видите странную двойную тень? Давайте взглянем поближе.

Грубо РіРѕРІРѕСЂСЏ, свет РёСЃС…РѕРґРёС‚ РёР· левого нижнего угла. Проблема РІ том, что это РЅРµ точечный источник света, Рё РјС‹ РЅРµ получаем хорошую чёткую тень, которую легче всего нарисовать. Р? тут даже рисование таких лучей совсем РЅРµ помогает!

Давайте попробуем кое-что другое. Согласно тому, о чем я говорил выше, рассеянный свет создаётся из множества точечных источников, и будет намного понятнее, если мы нарисуем их подобным образом:

Чтобы объяснить более понятно, давайте закроем некоторые лучи. Видите? Если бы не эти рассеянные лучи, мы бы получили вполне себе чёткую, нормальную тень:

Без света нет и зрения

Но, постойте, если тень есть участок нетронутый светом, то как же мы видим предметы, находящиеся в тени? Как мы видим все вокруг в пасмурный день, когда все вокруг в тени от облаков? Это результат рассеянного света. Мы ещё поговорим о рассеянном свете в этом уроке.

Уроки рисования обычно описывают прямой свет и свет отражённый как вещи абсолютно разные. В них может говориться о существовании прямого света, освещающего предметы, и о возможности появления света отражённого, добавляющего немного освещения в теневую область. Вы можете увидеть диаграммы, подобные приведённой ниже:

На самом деле, все не совсем так. В основном все, что мы видим, есть отражённый свет. Если мы что-то видим, по большому счёту это потому, что свет отразился от этого чего-то. Прямой свет мы можем увидеть только если мы смотрим, собственно, прямо на источник света. Так что, диаграмма должна выглядеть следующим образом:

Но, чтобы сделать это ещё более точным, стоит внести несколько определений. Световой луч, падающий на поверхность, может вести себя по-разному в зависимости от самой поверхности.

1. Когда луч отражён поверхностью полностью под тем же углом, это называется зеркальным отражением.
2. Если часть света проникает в поверхность, эта часть может быть отражена ее микроструктурами, создавая нарушенный угол и  результирующий в нечёткое изображение. Это называетсядиффузным отражением.
3. Некоторая часть света может быть поглощена предметом.
4. Если поглощённый луч может пройти насквозь, это называется проходящим светом.

Р?так, давайте сосредоточимся только на диффузном и зеркальном видах отражения, так как для рисования РѕРЅРё очень важны.

Если поверхность отполирована, и имеет правильную, светоблокирующую микроструктуру, то луч отражается от неё под тем же углом, под каким падает. Таким образом создаётся зеркальный эффект – так происходит не только с прямыми лучами света непосредственно из источника, но и с лучами, отражёнными от какой-либо поверхности. Почти идеальная поверхность для такого отражения – конечно, зеркало, однако некоторые другие материалы тоже в достаточной степени подходят для этого, например, металлы или вода.

Зеркальное отражение создаёт идеальную картину из лучей, отражённых от объекта под правильным углом, с диффузным же отражением все намного интереснее. Оно освещает объект более мягким образом. Другими словами, оно позволяет нам видеть объект, не причиняя вреда вашим глазам – попробуйте разглядеть солнце в зеркале (я шучу, не делайте так никогда).

У материалов могут быть разные факторы, влияющие на отражение. Большинство из них поглощают большую часть света, отражая только небольшую его часть. Как вы знаете, глянцевые поверхности больше склонны к зеркальному отражению, чем матовые. Если мы ещё раз взглянем на предыдущую иллюстрацию, мы сможем нарисовать более правильную диаграмму.

Глядя на эту диаграмму, вы можете подумать, что тут лишь одна точка на поверхности, отражающая лучи зеркально. Это не совсем так. Свет отражается зеркально на всей поверхности, просто только в одной точке он отражается точно в ваши глаза.

Вы можете провести несложный эксперимент. Создайте источник света (например, телефон или лампа) и расположите его так, чтобы он зеркально отражался от какой-либо поверхности. Необязательно, чтобы отражение было идеальным, достаточно того, что вы его можете видеть. Теперь сделайте шаг назад, продолжая смотреть на отражение. Вы можете видеть, как оно двигается? Чем ближе вы к источнику света, тем острее угол отражения. Видеть отражения непосредственно под источником света невозможно, только если вы не есть этот источник.

Как это относится Рє рисованию? Это Рё есть второе правило – позиция наблюдателя влияет РЅР° тень. Р?сточник света может быть статичным, объект может быть статичным, РЅРѕ каждый наблюдатель РІРёРґРёС‚ его РїРѕ-своему. Это очевидно, если РјС‹ думаем Рѕ перспективе, РЅРѕ РјС‹ редко думаем таким образом Рѕ свете. Ответьте предельно честно – думали ли РІС‹ РєРѕРіРґР°-либо Рѕ наблюдателе, РєРѕРіРґР° работали над освещением вашего СЂРёСЃСѓРЅРєР°?

Вы задумывались, почему мы рисуем белую сетку на глянцевых объектах? Теперь вы можете ответить себе на этот вопрос, теперь вы знаете, как это работает.

Чем больше яркость, тем лучше мы видим

Мы пока не говорим о цвете – пока для нас лучи могут быть светлее или темнее. 0% яркости = 0% видим мы. Это не значит, что объект чёрный – мы не знаем, какой он. 100% яркости – и мы получаем 100% информации об объекте. Некоторые объекты отражают большинство лучей и мы получаем много информации о них, а некоторые поглощают часть лучей и отражают меньше, мы получаем меньше информации – такие объекты кажутся нам темными. А как объекты выглядят без света? Ответ: никак.

Эта интерпретация поможет нам понять, что такое контраст. Контраст определяется разностью между точками – чем больше расстояние между ними в шкале яркости или цвета, тем больше контраст.

Контраст серого

Посмотрите на иллюстрацию ниже. Наблюдатель на расстоянии х от объекта А и на расстоянии у от объекта В. Как вы видите, х = 3у. Чем больше расстояние до объекта, тем больше информации об объекте теряется, поэтому чем объект ближе, тем он для нас больше.

Далее другая ситуация. Разница между х и у здесь меньше – х = 1,3 у. Поэтому потеря информации примерно одинаковая и контраст меньше.

Так будет видеть эти объекты наблюдатель.

РќРѕ подождите, почему ближние объекты темнее, Р° дальние светлее? Больше яркости, больше информации, ведь так? Р? РјС‹ только что выяснили, что СЃ ростом дистанции теряется информация.

РњС‹ должны объяснить эту потерю. Почему свет далёких звёзд РґРѕС…РѕРґРёС‚ РґРѕ нас почти неизменным, Р° многоэтажку РІ нескольких милях РѕС‚ нас РјС‹ уже РІРёРґРёРј хуже? Р’СЃРµ дело РІ атмосфере. Р’С‹ видите также тонкий слой РІРѕР·РґСѓС…Р°, РєРѕРіРґР° смотрите РЅР° что-либо, Р° РІРѕР·РґСѓС… этот полон частиц. РџРѕРєР° лучи РґРѕС…РѕРґСЏС‚ РґРѕ ваших глаз, РѕРЅРё РїСЂРѕС…РѕРґСЏС‚ СЃРєРІРѕР·СЊ множество частиц Рё теряют часть информации. Р’ то же время эти самые частицы Рё сами РјРѕРіСѓС‚ отражать лучи РІ ваши глаза – поэтому РјС‹ РІРёРґРёРј небо СЃРёРЅРёРј. Р’ конце концов, РІС‹ получаете лишь остатки изначальной информации, РґР° ещё Рё смешанные СЃ отражениями частиц — очень некачественная информация.

Вернёмся к иллюстрации. Если мы нарисуем потерю информации градиентом, мы наглядно продемонстрируем себе, почему ближние объекты выглядят темнее. Также это объяснит нам, почему контраст между ближними объектами больше, чем контраст между дальними. Теперь для нас очевидно, почему с ростом расстояния теряется контрастность.

Наш мозг воспринимает глубину и объем путём сравнения информации, полученной от каждого глаза. Поэтому дальние объекты выглядят плоскими, а ближние объёмными.

Видимость краёв на картинке зависит от дальности объекта. Если ваш рисунок выглядит плоским и вы обводите края объектов, чтобы их выделить – это неправильно. Линии должны появляться сами по себе как границы между контрастирующими цветами, так что они основаны на контрасте.

Если вы используете одни параметры для разных объектов, они будут выглядеть как один.

Р?скусство затенения

После прочтения теоретической части, я думаю, вы достаточно хорошо усвоили, что же происходит, когда мы рисуем. Сейчас же давайте поговорим о практике.

Р?ллюзия объёма

Наибольшая сложность РІРѕ время рисования заключается РІ создании трёхмерного эффекта РЅР° простом листе бумаги. Тем РЅРµ менее, это мало чем отличается РѕС‚ рисования РІ 3Р”. Можно долго избегать эту проблему, фокусируясь лишь РЅР° так называемом мультяшном стиле, РЅРѕ чтобы прогрессировать, художнику нужно встретиться лицом Рє лицу СЃ главным врагом — перспективой.
Так что же общего имеет перспектива СЃ тонированием? Наверняка больше, чем РІС‹ думаете. Перспектива помогает изображать трёхмерные предметы РІ 2Р” измерении так, чтобы РїСЂРё этом РѕРЅРё РЅРµ утрачивали СЃРІРѕР№ объем. Р?, так как предметы трёхмерные, свет падает РЅР° РЅРёС… РїРѕРґ разными углами, создавая блики Рё тени.
Давайте проведём небольшой эксперимент: попробуйте затенить
объект, приведённый ниже, используя данный источник света.

Получится примерно так:

Выглядит плоско, да?

А теперь попробуем так:

Получится что-то такое:

Совсем РґСЂСѓРіРѕРµ дело! Наш объект выглядит трёхмерным благодаря тем простым теням, что РјС‹ добавили. Р? как же это РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚? Первый объект имеет РѕРґРЅСѓ РІРёРґРёРјСѓСЋ стену, то есть для наблюдателя это лишь плоская стена, ничего более. РЈ РґСЂСѓРіРѕРіРѕ объекта стенки три, Р° Сѓ двумерного объекта РёС… три быть РЅРµ может быть РІ принципе. Для нас зарисовка выглядит трёхмерной, Рё представить части, которых свет касается или РЅРµ касается, достаточно легко.

В следующий раз, подготавливая зарисовку, не используйте одни только линии. Нам не нужны линии, нам нужны трёхмерные формы! А если вы даёте формам верную дефиницию, то не только ваш объект будет выглядеть трёхмерным, но и затенение покажется вам удивительно лёгким.

Когда основное плоское затенение будет готово, вы можете закончить рисунок, но не добавляйте никаких деталей прежде. Основное затенение определяет освещение и позволяет держать все в соответствии.

Терминология

Давайте взглянем на корректную терминологию, которую мы будем использовать, говоря о свете и тени.

Полный свет — место РїСЂСЏРјРѕ РїРѕРґ источником света

Блик — место, РіРґРµ зеркальное отражение попадает РЅР° сетчатку наших глаз. Это ярчайшая часть формы.

Полусвет — затемнение полного света РІ направлении терминатора

Предел — виртуальная линия между светом Рё тенью. РћРЅ может быть чётким или РјСЏРіРєРёРј Рё размытым.

Теневая зона — место, расположенное против источника света, Рё, следовательно, РёРј РЅРµ освещённое.

Отражённый свет — рассеянное отражение, падающее РЅР° мёртвую Р·РѕРЅСѓ. РќРёРєРѕРіРґР° РЅРµ бывает ярче полного света.

Тень — место, РІ котором объект преграждает путь световым лучам

Р? хотя это Рё выглядит вполне очевидным, главный СѓСЂРѕРє, который РёР· этого вам нужно извлечь — чем сильнее свет, тем более СЏСЂРєРѕ выражен предел. Следовательно, чёткий предел является РІ некотором СЂРѕРґРµ индикатором искусственного источника света.

Трёхточечное освещение

Если понять, что же такое видение, то фотография уже РЅРµ выглядит столь отличной РѕС‚ рисования. Фотографы знают, что именно свет создаёт изображение, Рё используют его, чтобы показать что-то определённое. Часто РІ наше время РіРѕРІРѕСЂСЏС‚, что фотографии чересчур «РѕС‚фотошеплены», РЅР° самом же деле, фотографы редко снимают что-то таким, какое РѕРЅРѕ есть. РћРЅРё знают, как работает свет, Рё используют это знание для создания более привлекательного изображения, — именно поэтому РІСЂСЏРґ ли РІС‹ станете профессиональным фотографом просто РєСѓРїРёРІ РґРѕСЂРѕРіСѓСЋ камеру.

Р’С‹ можете использовать РґРІР° разных РїРѕРґС…РѕРґР°, подбирая свет для вашего СЂРёСЃСѓРЅРєР° — имитировать натуральный, изображая свет таким, какой РѕРЅ есть, или же «РёРіСЂР°С‚СЊ» СЃ РЅРёРј, создавая свет, показывающий объект наиболее привлекательным.

Первый подход поможет вам создать реалистичное изображение, в то время, как второй подход поможет реальность улучшить. Это как воин в поношенных доспехах с булавой в руках против красивой девочки-эльфийки в сияющих одеждах и с волшебной палочкой.

Легко сказать, что более реально, но что действительно более завораживающее и красивое? Решение ваше, но всегда помните, что принимать его нужно до рисования, и никак не во время, или менять потому, что что-то пошло не так.

Чтобы уточнить — РјС‹ РіРѕРІРѕСЂРёРј именно Рѕ свете, Р° РЅРµ Рѕ предмете СЂРёСЃСѓРЅРєР°. Можно нарисовать единорога или дракона РІ свете натуральном, Р° можно РїСЂРё помощи света облагородить истомлённого РІРѕРёРЅР°. Р?грать СЃРѕ светом значит располагать его источники так, чтобы наилучшим образом показать рельеф мышц или блеск оружия. Р’ РїСЂРёСЂРѕРґРµ так РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ редко, Рё РІСЃРµ объекты сцены РјС‹ воспринимаем РІ целом.
Поэтому, метод натурального света СЏ советую для пейзажей, Р° улучшающий метод — для персонажей, РЅРѕ путём смешения РґРІСѓС… РїРѕРґС…РѕРґРѕРІ можно создать даже лучший эффект.

Рћ реалистичном затенении РјС‹ можем узнать лишь непосредственно РѕС‚ РїСЂРёСЂРѕРґС‹. Поэтому, РЅРµ берите Р·Р° РѕСЃРЅРѕРІСѓ СЂРёСЃСѓРЅРєРё РґСЂСѓРіРёС… или даже фотографии, — РѕРЅРё РјРѕРіСѓС‚ обманывать так, что РІС‹ Рё РЅРµ заметите. Просто посмотрите РІРѕРєСЂСѓРі, РЅРµ забывая Рѕ том, что РІСЃРµ, что РјС‹ РІРёРґРёРј есть свет. Расположите зеркальное Рё рассеянное отражения, проследите Р·Р° тенями, Рё создайте СЃРІРѕРё собственные правила. Тем РЅРµ менее, РЅРµ забывайте, что РЅР° фото или СЂРёСЃСѓРЅРєРµ людям свойственно обращать больше внимания РЅР° детали, чем РЅР° обстановку РІРѕРєСЂСѓРі РЅРёС…. Р РёСЃСѓРЅРєРё Рё фотографии легче «РІРїРёС‚ать», так РѕРЅРё передают только ощущения автора, РЅР° чем можно сфокусироваться. Последствие же РІ том, что работу Р±СѓРґСѓС‚ сравнивать СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё изображениями, Р° РЅРµ СЃ реальностью.

Если вы все-таки решили использовать иной подход, я покажу вам небольшой трюк. Фотографы называют это трёхточечным освещением. Вы так же можете использовать двухточечный метод для наиболее натурального эффекта.

Давайте поместим источник света напротив мишки. Р?спользуйте его, чтобы добавить свет Рё тень, Рё растушуйте РёС…. Этот источник света есть ключевой.

Чтобы вытащить мишку из темноты, положим его на некоторую поверхность. На поверхность будет падать свет и на неё мишка будет отбрасывать тень. Поскольку лучи, падающие на поверхность, будут диффузными, они будут отражаться и на мишку. Поэтому и появляется чёрная линия между поверхностью и мишкой – и она будет появляться под объектом всегда, только если объект не объединён с поверхностью.

Положим мишку в угол. Так как лучи света падают и на стену, появляется много диффузных отражений повсюду. Таким образом, даже самые тёмные участки немного освещены и контраст получается сбалансированным.

Что если мы уберём стены и заполним пространство плотной атмосферой, которую будет видно? Свет будет рассеиваться и мы снова получим много диффузных отражений. Мягкий свет и диффузные отражения слева и справа  ключевого источника света называется заполняющим светом – он и будет освещать тёмные участки и тем самым сглаживать их. Если вы остановитесь здесь, вы получите освещение, которое обычно получается в природе, где солнце выступает ключевым источником света, а диффузные отражения от атмосферы создают заполняющий свет.

Но мы можем добавить и третий вид света – обрамляющий свет. Это задний свет, расположенный так, что сам объект загораживает большую его часть. Мы видим только ту часть, которая освещает края объекта сзади – так что этот свет отделяет объект от фона.

Обрамляющий свет не обязательно должен создавать эту обводку.

Ещё один совет: даже если фон вы не рисуете, рисуйте объект так, как будто фон есть. Так как вы рисуете в цифровом режиме, вы всегда можете подставить фон временно, чтобы рассчитать все нюансы освещения, а потом убрать его.

Заключение

Свет формирует РІСЃРµ, что РјС‹ РІРёРґРёРј. Лучи света падают РЅР° сетчатку глаза, неся СЃ СЃРѕР±РѕР№ информацию РѕР± окружающей среде, РѕР± объектах. Если РІС‹ хотите рисовать реалистично, забудьте Рѕ линиях Рё формах – РІСЃРµ это должно формировать освещение. РќРµ разделяйте науку Рё искусство – без оптики РјС‹ РЅРµ могли Р±С‹ видеть, Рё СѓР¶ тем более рисовать. Сейчас для вас это может выглядеть как куча теории – РЅРѕ посмотрите РІРѕРєСЂСѓРі, эта теория везде! Р?спользуйте это!

Этот урок – только начало серии. Ждите второй урок, где мы поговорим обо всем, что связано с цветом.

Наслаждайтесь!

​