三、光與用光

光作為物理領域中一個非常重要的元素，擁有很多特有的自然屬性，我們在此需要了解的是其中跟攝影直接相關的知識。攝影技術的現狀和發展都離不開光的這些基本概念和規律。了解這些基本的光學知識，對于我們理解器材、攝影的曝光原理和攝影技巧都非常有幫助。如果有些知識暫時理解不了、利用不上，那也沒有關系，因為隨著實際攝影操作的頻繁，我們對光的認識會慢慢加強，與此同時，隨著攝影技術的提升，我們對攝影曝光技巧、用光技巧的要求也會逐漸提高，到時候自然就會用到和理解更多的光學概念。

光的波長

我們所說的可見光是波長在380nm—780nm之間的電磁波。其中，紫色光的波長在380—450nm之間，藍色光的波長在450—475nm之間，青色光的波長在476—495nm之間，綠色光的波長在495—570nm之間，黃色光的波長在570—590mm之間，橙色光的波長在590—620nm之間，紅色光的波長在620—750nm之間。波長短于紫色光（380—450nm）的電磁波稱為紫外線，波長長于紅色光（620—750nm）的電磁波稱為紅外線。

光的基本特性

就攝影而言，對光的認識可以說是攝影基本功中最重要的組成部分。光本身是以多種不同的形式表現的，拍攝者可以從中選擇最合適的形式來達到特殊的目的。光的形式是可以控制的，它們可以用來表現特定被攝物的特性、概念和情緒。在能夠充分利用光的巨大潛力之前，必須對光加以分析，了解光的特性，使自己熟悉光的各種作用和用途。美國攝影家A·法寧格指出：對于攝影師來說，光具有強度、方向和顏色三個主要性質。只要有光的存在，這些特性都會在畫面中體現出來，其區別只是哪一個特性更明顯一些。在本節中，讓我們來詳細了解一下光的這些特性，以便以后能夠更好地利用光線，得到我們想要拍攝的效果。

光度

光度即光的強度，不同能量的光源發射出來的光的強度不一樣，而光源與被攝物之間的距離又決定著到達被攝物的光的明暗度。從恒定光源發出的光的強度會隨著光源與被攝物之間的距離的增加而逐漸遞減，其遞減程度與距離的平方分之一成正比，這就是光的平方反比定律。舉例來說，距離恒定光源2米處的光線強度是距離光源1米處光線強度的1/4，距離恒定光源4米處的光線強度是距離光源1米處光線強度的1/16，以此類推。這個定律廣泛適用于各類人造光源。對太陽光而言，由于太陽與地球之間的距離過于遙遠，所以我們無論在地球上移動多大的距離，這個距離對太陽來說都是微不足道的，因此平方反比定律在日光源攝影中基本是無效的。

光的方向

光的方向是由光源、被攝物、照相機三者的位置共同決定的。右圖中假設相機置于被拍攝人物的正前方，如果被攝物保持不變，而光源的位置發生了變化，那么光的方向就完全不一樣了。

在大自然中，人們往往處于各個方向的光的照射之下。一般情況下，可以通過光線投射出的陰影來判斷光的方向，但有時候被攝物處于漫反射的光源環境之下，光源方向很難辨別。在攝影曝光和用光中，不同方向的光能夠塑造不同的形態并得到不一樣的光比，不同方向的光線適合用來表現不同質感的物體。這在影棚布光的操作中會顯得尤為重要。

在戶外日光環境的拍攝過程中，可以通過調整攝影師的視角以及被攝物（如模特）本身的朝向來間接地改變光源的方向；在影棚拍攝中，經常通過改變光源的位置來調整光的方向，以達到不同的拍攝要求。

只有一個光源的時候，光的方向很容易辨別。但有時存在多個光源，或者光源處在漫反射的情況下，光的方向就比較難以確認。大多數時候，物體都是處在各種各樣不同方向光源的照射之中。

光的色彩

不同光源本身固有的色彩是不一樣的，比如電子閃光燈和自然光的色彩，燭光和日光燈的色彩都是不一樣的。而相同的光源，隨著其穿越的介質不同，光線的色彩也會不一樣。同一盞電子閃光燈穿過顏色不一樣的硫酸紙，透射出來的光的顏色會發生變化。

日常所見的白光是由不同顏色的光疊加而成的。白光通過三棱鏡的時候會把這些顏色分解出來，形成一條彩虹色帶。其中，紅（R）、綠（G）、藍（B）為三原色，這三種顏色相互之間按照一定比例進行混合就能夠得到其他所有的顏色。

紅、綠、藍三色等量疊加，可以得到白色。所以，紅、綠、藍被稱為加色法的三原色。用電腦軟件處理圖片時經常會遇到RGB的概念，這就是指三原色。

如果將白光分別減去紅、綠、藍其中的一個原色，會分別得到青色（C）、品紅（M）和黃色（Y）三種顏色，所以這三種顏色被稱為減色法的三原色。當青色、品紅、黃色、黑色（K）這四種顏色都達到100%總量的時候，將會得到最真實的黑色。我們輸出圖片時經常遇到的CMYK概念就來源于此。同樣，如果在輸出時想要得到真實的黑色，只需要將C、M、Y、K值全部調至100%就可以了。

光的傳播過程

光的傳播形式有很多種，在風光攝影中我們接觸最多的是直線傳播。除了直線傳播以外，光的傳播形式還有反射光傳播和折射光傳播。

光以直線傳播

在均勻介質中傳播，光是以光源為中心向四周發出射線一樣的直射光。直射光經過光學系統的變換能相交于空間中的另外一個點，從而成像。這就是我們眼睛能看見物體的原理，也是相機能夠成像的最基本原理。需要注意的是，光的直線傳播使得被光照射的物體在背光面產生了陰影，控制物體的受光面與背光面在畫面中的呈現形態和構成比例是攝影中非常重要的環節。光在均勻物質中沿直線傳播的特性，使得人們可以很好地利用光的方向，尤其是在控制影棚的人造燈光時，可以目的非常明確地對需要增加光照的區域進行補光。在不均勻介質中，光線的傳播方向會產生變化，從而形成與實體不符的虛像。如海市蜃樓現象或者透過大氣層觀看星星時，光的傳播方向都發生了改變。

入射光與反射光

我們知道，在均勻介質中，光是沿直線傳播的，任何光線都是以光源為中心點向四周發出的射線。光以直線方向照射到任何物體上，將會被物體吸收一部分，并發生同樣沿直線傳播的反射。照射在物體上的光叫入射光，物體反射出來的光叫反射光，垂直于介質表面的虛擬直線叫作法線。

光的反射定律如下：

（1）入射光與反射光在法線的兩側。

（2）反射光與法線的夾角等于入射光與法線的夾角。

（3）入射光、反射光和法線在同一平面內。

入射光與反射光分別對應攝影中照度和亮度兩個概念，在后面的內容中，它們是非常重要的概念。

光的折射

當光穿過兩種透明的不同密度的介質時，光的傳播方向會發生相應的改變，這種現象稱為光的折射。

光的折射率以在空氣中為基準，不同介質的折射率是不一樣的。空氣的折射率是1，水的折射率是1.33左右，玻璃的折射率為1.5—1.9。光的折射遵循以下規律：

（1）入射光、法線、折射光在同一平面內，折射光和入射光分別位于法線兩側，當光線垂直入射時，折射光、法線和入射光在同一直線上。

（2）當光線從空氣中射入介質（假設該介質的折射率大于1，下同）中時，入射角增大，折射角也增大，入射角大于折射角；當光線從介質中射入空氣中時，入射角小于折射角。

（3）不同介質對光的折射能力不同。

（4）光在同一種物質（或均勻介質）中沿直線傳播。