三、光与用光

光作为物理领域中一个非常重要的元素，拥有很多特有的自然属性，我们在此需要了解的是其中跟摄影直接相关的知识。摄影技术的现状和发展都离不开光的这些基本概念和规律。了解这些基本的光学知识，对于我们理解器材、摄影的曝光原理和摄影技巧都非常有帮助。如果有些知识暂时理解不了、利用不上，那也没有关系，因为随着实际摄影操作的频繁，我们对光的认识会慢慢加强，与此同时，随着摄影技术的提升，我们对摄影曝光技巧、用光技巧的要求也会逐渐提高，到时候自然就会用到和理解更多的光学概念。

光的波长

我们所说的可见光是波长在380nm—780nm之间的电磁波。其中，紫色光的波长在380—450nm之间，蓝色光的波长在450—475nm之间，青色光的波长在476—495nm之间，绿色光的波长在495—570nm之间，黄色光的波长在570—590mm之间，橙色光的波长在590—620nm之间，红色光的波长在620—750nm之间。波长短于紫色光（380—450nm）的电磁波称为紫外线，波长长于红色光（620—750nm）的电磁波称为红外线。

光的基本特性

就摄影而言，对光的认识可以说是摄影基本功中最重要的组成部分。光本身是以多种不同的形式表现的，拍摄者可以从中选择最合适的形式来达到特殊的目的。光的形式是可以控制的，它们可以用来表现特定被摄物的特性、概念和情绪。在能够充分利用光的巨大潜力之前，必须对光加以分析，了解光的特性，使自己熟悉光的各种作用和用途。美国摄影家A·法宁格指出：对于摄影师来说，光具有强度、方向和颜色三个主要性质。只要有光的存在，这些特性都会在画面中体现出来，其区别只是哪一个特性更明显一些。在本节中，让我们来详细了解一下光的这些特性，以便以后能够更好地利用光线，得到我们想要拍摄的效果。

光度

光度即光的强度，不同能量的光源发射出来的光的强度不一样，而光源与被摄物之间的距离又决定着到达被摄物的光的明暗度。从恒定光源发出的光的强度会随着光源与被摄物之间的距离的增加而逐渐递减，其递减程度与距离的平方分之一成正比，这就是光的平方反比定律。举例来说，距离恒定光源2米处的光线强度是距离光源1米处光线强度的1/4，距离恒定光源4米处的光线强度是距离光源1米处光线强度的1/16，以此类推。这个定律广泛适用于各类人造光源。对太阳光而言，由于太阳与地球之间的距离过于遥远，所以我们无论在地球上移动多大的距离，这个距离对太阳来说都是微不足道的，因此平方反比定律在日光源摄影中基本是无效的。

光的方向

光的方向是由光源、被摄物、照相机三者的位置共同决定的。右图中假设相机置于被拍摄人物的正前方，如果被摄物保持不变，而光源的位置发生了变化，那么光的方向就完全不一样了。

在大自然中，人们往往处于各个方向的光的照射之下。一般情况下，可以通过光线投射出的阴影来判断光的方向，但有时候被摄物处于漫反射的光源环境之下，光源方向很难辨别。在摄影曝光和用光中，不同方向的光能够塑造不同的形态并得到不一样的光比，不同方向的光线适合用来表现不同质感的物体。这在影棚布光的操作中会显得尤为重要。

在户外日光环境的拍摄过程中，可以通过调整摄影师的视角以及被摄物（如模特）本身的朝向来间接地改变光源的方向；在影棚拍摄中，经常通过改变光源的位置来调整光的方向，以达到不同的拍摄要求。

只有一个光源的时候，光的方向很容易辨别。但有时存在多个光源，或者光源处在漫反射的情况下，光的方向就比较难以确认。大多数时候，物体都是处在各种各样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样的，比如电子闪光灯和自然光的色彩，烛光和日光灯的色彩都是不一样的。而相同的光源，随着其穿越的介质不同，光线的色彩也会不一样。同一盏电子闪光灯穿过颜色不一样的硫酸纸，透射出来的光的颜色会发生变化。

日常所见的白光是由不同颜色的光叠加而成的。白光通过三棱镜的时候会把这些颜色分解出来，形成一条彩虹色带。其中，红（R）、绿（G）、蓝（B）为三原色，这三种颜色相互之间按照一定比例进行混合就能够得到其他所有的颜色。

红、绿、蓝三色等量叠加，可以得到白色。所以，红、绿、蓝被称为加色法的三原色。用电脑软件处理图片时经常会遇到RGB的概念，这就是指三原色。

如果将白光分别减去红、绿、蓝其中的一个原色，会分别得到青色（C）、品红（M）和黄色（Y）三种颜色，所以这三种颜色被称为减色法的三原色。当青色、品红、黄色、黑色（K）这四种颜色都达到100%总量的时候，将会得到最真实的黑色。我们输出图片时经常遇到的CMYK概念就来源于此。同样，如果在输出时想要得到真实的黑色，只需要将C、M、Y、K值全部调至100%就可以了。

光的传播过程

光的传播形式有很多种，在风光摄影中我们接触最多的是直线传播。除了直线传播以外，光的传播形式还有反射光传播和折射光传播。

光以直线传播

在均匀介质中传播，光是以光源为中心向四周发出射线一样的直射光。直射光经过光学系统的变换能相交于空间中的另外一个点，从而成像。这就是我们眼睛能看见物体的原理，也是相机能够成像的最基本原理。需要注意的是，光的直线传播使得被光照射的物体在背光面产生了阴影，控制物体的受光面与背光面在画面中的呈现形态和构成比例是摄影中非常重要的环节。光在均匀物质中沿直线传播的特性，使得人们可以很好地利用光的方向，尤其是在控制影棚的人造灯光时，可以目的非常明确地对需要增加光照的区域进行补光。在不均匀介质中，光线的传播方向会产生变化，从而形成与实体不符的虚像。如海市蜃楼现象或者透过大气层观看星星时，光的传播方向都发生了改变。

入射光与反射光

我们知道，在均匀介质中，光是沿直线传播的，任何光线都是以光源为中心点向四周发出的射线。光以直线方向照射到任何物体上，将会被物体吸收一部分，并发生同样沿直线传播的反射。照射在物体上的光叫入射光，物体反射出来的光叫反射光，垂直于介质表面的虚拟直线叫作法线。

光的反射定律如下：

（1）入射光与反射光在法线的两侧。

（2）反射光与法线的夹角等于入射光与法线的夹角。

（3）入射光、反射光和法线在同一平面内。

入射光与反射光分别对应摄影中照度和亮度两个概念，在后面的内容中，它们是非常重要的概念。

光的折射

当光穿过两种透明的不同密度的介质时，光的传播方向会发生相应的改变，这种现象称为光的折射。

光的折射率以在空气中为基准，不同介质的折射率是不一样的。空气的折射率是1，水的折射率是1.33左右，玻璃的折射率为1.5—1.9。光的折射遵循以下规律：

（1）入射光、法线、折射光在同一平面内，折射光和入射光分别位于法线两侧，当光线垂直入射时，折射光、法线和入射光在同一直线上。

（2）当光线从空气中射入介质（假设该介质的折射率大于1，下同）中时，入射角增大，折射角也增大，入射角大于折射角；当光线从介质中射入空气中时，入射角小于折射角。

（3）不同介质对光的折射能力不同。

（4）光在同一种物质（或均匀介质）中沿直线传播。