Тени кажутся черными, потому что они являются областями, где свет заблокирован. Свет распространяется по прямой, и любой объект, который блокирует этот путь, будет отбрасывать тень. Тень — это область позади объекта, куда свет не может попасть. Поскольку в этой области нет света, наши глаза воспринимают ее как черную. Есть несколько основных причин, по которым тени кажутся черными:
Видимый свет, как и все электромагнитное излучение, распространяется по прямой. Это известно как прямолинейное распространение. Свет освещает объекты, попадая на них и отражаясь. Свет продолжает распространяться по прямой, пока не попадет на следующий объект. Когда непрозрачный объект блокирует путь световых лучей, он не дает этим лучам достичь области позади себя. Без света, попадающего на эту область и отражающегося обратно, она кажется темной.
Человеческий глаз воспринимает цвет на основе длин волн видимого света. Области, освещенные светом, содержащим все видимые длины волн, кажутся белыми. Поскольку определенные длины волн вычитаются, мы воспринимаем разные цвета. В затененных областях, где полностью отсутствует видимый свет, наши глаза воспринимают это как черное. Без света нет длин волн, которые наша зрительная система могла бы обнаружить, поэтому область кажется черной.
Непосредственно освещенные области имеют источник света, такой как солнце или лампа, который излучает им свет. Затененные области лишены этих источников света, потому что объект препятствует световым лучам, прежде чем они достигают тени. При отсутствии входящего света у теней нет длин волн света, которые могли бы быть поглощены или отражены в наши глаза. Это создает черный вид теней. Это просто области, где отсутствует источник света.
Чтобы область была полностью затенена, непрозрачный объект должен блокировать все длины волн видимого света. Прозрачные и полупрозрачные объекты пропускают определенные длины волн, поэтому их тени частично освещены. Но непрозрачные объекты непроницаемы для света. Когда непрозрачный объект отбрасывает тень, он блокирует все длины волн света, идущие от источника. Это создает тень, лишенную какого-либо света и кажущуюся черной.
| Источник света | Непрозрачный объект | Затененная область |
|---|---|---|
| Испускает световые лучи, содержащие все видимые длины волн | Блокирует прохождение всех длин волн | Не получает света, кажется черным |
Большинство теней кажутся черными, но есть некоторые исключения. Вот более подробный взгляд на науку, лежащую в основе цвета тени:
Цвет источника света влияет на цвет отбрасываемых им теней. Например:
– Дневной свет имеет полный спектр, но кажется белым. Он отбрасывает черные тени.
– Лампы накаливания излучают больше красного/желтого света. Их тени могут казаться голубоватыми.
– Флуоресцентные лампы излучают пики на определенных длинах волн. Их тени могут выглядеть зеленоватыми или пурпурными.
Тени редко бывают полностью темными. Окружающий рассеянный свет в некоторой степени заполняет их. Это может размыть цвет тени. Яркий синий свет неба может придать теням синий оттенок. Закатный свет может окрашивать тени в красный или оранжевый цвет.
Часть света рассеивается и отражается в затененную область. Более короткие синие волны рассеиваются легче, чем длинные красные. Это может придать теням голубоватый оттенок. Пыль или влага в воздухе увеличивают рассеивание.
Цвет объекта, отбрасывающего тень, влияет на его внешний вид. Например, красный объект отбрасывает более красную тень. Это вызвано тем, что тени не полностью черные, поэтому часть цвета объекта просачивается в тень.
Близлежащие поверхности, освещенные источником света, отражают часть света в тени. Это может добавить свой цвет теням. Зеленый газон может окрашивать тени на нем в зеленый цвет.
Итак, подводя итог, можно сказать, что хотя тени напрямую лишены света и кажутся черными, они могут получить некоторый цвет от окружающего света, цветов объектов и цветов поверхности. Но именно полная блокировка основного источника света создает преимущественно черный вид большинства теней.
Тени могут показаться просто отсутствием света, но они выполняют множество важных функций:
Тени обеспечивают затенение и очертания, которые раскрывают форму и контуры объекта. Узоры света и тени придают объектам глубину, форму и перспективу. Наш мозг использует эти визуальные подсказки для определения и понимания форм.
Положение и длина теней показывают пространственные отношения и расстояние между объектами. Тени показывают, находится ли объект впереди, позади или рядом с другим.
Направление и длина теней указывают время дня на основе положения солнца. Высокие полуденные тени становятся длиннее к вечеру. Это помогает людям интуитивно определять время.
Тени делают сцены визуально более интересными, добавляя контраст, текстуру и глубину. Изменения в светлых и темных областях делают вещи менее плоскими и одномерными.
Тени обеспечивают тень как защиту от интенсивного или горячего солнечного света. Эта тень приносит облегчение и позволяет людям, животным и растениям укрыться от солнечных лучей.
Таким образом, хотя темнота может затруднять зрение, тени имеют решающее значение для восприятия форм, глубины и отношений в нашем визуальном мире. Они добавляют визуальную сложность и даже обеспечивают полезную тень. Тени раскрывают почти столько же, сколько и сам свет.
Если вы хотите управлять темнотой теней, есть несколько переменных, которые вы можете настроить:
Чем меньше угол источника света, тем глубже и темнее тени. Верхнее освещение минимизирует тени. Боковое освещение создает драматические контрасты между светом и темнотой.
Более яркий источник света создает более темные тени, увеличивая контраст между освещенными и затененными областями. Тусклое освещение оставляет мягкие, слабые тени.
Приближение источника света усиливает свет и тень. Отдаление его дальше смягчает контрасты.
Более крупные или плотные непрозрачные объекты блокируют больше света и создают более темные тени. Более мелкие или более рассеянные объекты создают более мягкие тени.
Гладкие, блестящие поверхности отражают больше окружающего света в тень, осветляя ее. Грубые, матовые поверхности рассеивают меньше света и имеют более темные тени.
Таким образом, управляя освещением и объектами, вы можете управлять глубиной, резкостью и темнотой теней. Более яркое боковое освещение больших непрозрачных объектов создает самые темные, самые резкие тени.
Тени кажутся черными, потому что они представляют собой области, лишенные света. Когда непрозрачный объект блокирует входящие световые лучи, он не позволяет этим длинам волн света достигать области позади него. Наши глаза воспринимают это отсутствие света как темноту или черноту. Тени полезны для определения форм, установления пространственных отношений и времени, создания визуального интереса с помощью контраста и предоставления тени. Хотя тени могут казаться простыми, цвет и темнота теней зависят от многих переменных, включая источники света, цвета объектов, рассеивание и текстуры поверхности. Понимая взаимодействие света и материи, создающее тени, мы начинаем лучше понимать, как тени раскрывают почти столько же информации о визуальном мире, сколько и сам свет.