自然光解读

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首先，我们来了解一下什么是光。光其实是电磁波中的很小一部分，一般意义上就是我们肉眼能看到的电磁波的波段（也称可见光），科学上定义在390nm - 780nm，但是人眼能看到的范围在312nm - 1050nm甚至更广。在这个范围内，人们依次能看到紫、蓝、青、绿、黄、红等颜色。这些颜色的分布是不均匀的，红、绿、蓝所占有的波段范围比较大；相反，黄、青、紫所占有的波段范围就比较小，但是黄色的所占有的波段范围又比青、紫略大。
不仅如此，人眼对各个颜色的敏感程度也不一样，其中以对绿色的光最为敏感，这也是绿色被做为信号灯标准色的原因，当人在千米之外已经看不到红灯和蓝灯时依然能辨别出绿灯。图declare.image1比较直观地概括了这些现象。

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从波的理论来理解光，并非是想把它从艺术性中抽离出来，而是要靠以上的光波理论来解释许多现象，好比蓝天为什么是蓝色，而朝霞为什么是红色，这对于CG的运用与实践是相当有帮助的，稍后会有详细的说明。不仅如此，它还能帮助我们解决其他问题。在Maya默认渲染器中，有三个参数叫Contract Threshold R/Contract Threshold G/Contract Threshold B (declare.image2)，这三个值的优化比例应该为2:1.5:4，因为人眼对红/绿/蓝的敏感程度大致为3:4:1.5(1/2:1/1.5:1/4)，所以我们渲染出的图象的蓝色通道质量不必像绿色通道质量那么高，人眼很难发觉其中的差别。由于此文着重探讨自然光，所以光波理论在渲染中的理论在此只是一笔带过。这里只是让读者有一个印象，光波理论能帮助我们解决CG灯光及其他方面的一系列问题。

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接下来，我们得聊聊主角——自然光。为读者理解本文内容方便，笔者把它定义为太阳光及其衍生光，太阳光的衍生光包括天空对太阳光的散射、漫反射，月亮光以及三者的在环境中的反射和折射，可能这样的定义有一点绕口，总而言之本文中所指的自然光都的最终来源都是太阳。(declare.image3)

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