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“日出江花紅勝火”是白居易描寫日出江面的一句詞，這句詞中的“江花”的解釋一直都有爭議。大部分人支持“江邊的花”這一解釋，但是我認(rèn)為“江花”應(yīng)該解釋為“浪花”，且看下圖(dawn.image1)。日出時(shí)，太陽“染紅”了整個(gè)東方，太陽光斜射到海面，由于菲涅爾(Fresnel)效應(yīng)造成強(qiáng)烈的反射，致使海面也呈現(xiàn)出熱烈的紅色。從某種意義上說，整個(gè)環(huán)境呈現(xiàn)出壯麗的紅色比江邊的小花泛紅更能體現(xiàn)出日出的意境，所以我支持后一種觀點(diǎn)。
dawn.image1
注
菲涅爾效應(yīng)：根據(jù)菲涅爾公式，光的反射率可以用以下兩個(gè)公式計(jì)算
(1)
(2)
當(dāng)一束自然光照射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，可分解為光矢量在入射面內(nèi)的偏振光（P光）和光矢量與入射面垂直的偏振光（S光）。Rp 、Rs分別表示兩種偏振光的反射率；
如圖dawn.image2所示，n1表示外介質(zhì)的折射率，n2表示內(nèi)介質(zhì)的折射率；
i1表示入射角，i2表示折射角，i2折射角可以通過以下折射定律得到；
(3)
最終反射率是Rp 、Rs的平均值，通過以上公式的代換可知Rp 、Rs只和入射角i1有關(guān)。（如果讀者朋友對偏振光感興趣，可以查閱相關(guān)資料。）
乍看之下，很難找出Rp 、Rs和i1的變化規(guī)律，筆者是maya用戶，為描述這個(gè)規(guī)律完成了一個(gè)mel腳本( fresnelTest.mel )，
在maya中輸入fresnelTest [index]就能得到入射角i1從1變化到90所產(chǎn)生的結(jié)果。([index]是n2與n1的比值，水/空氣的[index]大約是1.33，玻璃/空氣的[index]大約是1.55，eg. 輸入fresnelTest 1.55)
結(jié)果，隨著i1的增加，Rp先變小再變大，i1 = arctg(n2/n1)時(shí)，Rp=0，達(dá)到最小值。
i1 = arctg(n2/n1)這個(gè)角被稱做布儒斯特角，它在物理上有重要的意義，當(dāng)光以布儒斯特角入射時(shí)反射光為線偏振光，折射光為部分偏振光，這里不再贅述。
另一方面，隨著i1的增加，Rs單調(diào)增加，而Rp 、Rs的平均值也是單調(diào)增加的。
所以我們得出了最后的結(jié)論，隨著入射光的入射角的增加，入射光的反射率也增加！
dawn.image2
那么，為何日出時(shí)東方會呈現(xiàn)出紅色呢？包括筆者在內(nèi)的許多人都會脫口而出：“色溫低！”但是從更理性一些的角度思考，色溫并不能從根本上解釋這個(gè)問題。(色溫概念并非本文重點(diǎn)，不做詳細(xì)描述。)其實(shí)，光的散色能力因光的波長不同而不同，波長越短，散射能力越強(qiáng)，越容易被散開。通過上一節(jié)的介紹，我們已經(jīng)知道，藍(lán)光的波長比紅光短，所以藍(lán)光在特定環(huán)境下的散射能力比紅光強(qiáng)。如圖dawn.image3，日出的時(shí)候，陽光斜射地面，陽光需要穿過很厚的大氣層，藍(lán)光由于散射能力很強(qiáng)，所以在到達(dá)地面之前就已經(jīng)被散射光了，我們只能看到藍(lán)光在天頂和西方的散射。
注:
光在傳播過程中，會不斷遇到障礙物，當(dāng)障礙物比可見光的波長大很多時(shí)并且不均勻時(shí)，光就被彈向四方，就像雨滴打在地面上一樣，這個(gè)現(xiàn)象叫光的漫射；但當(dāng)障礙物的大小和波長差不多的時(shí)候，障礙物會有選擇性得透光光線，而使得另一些光的傳播方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就好像三棱鏡能讓光散開一樣，這個(gè)現(xiàn)象叫光的散射。
dawn.image3
CG中，破曉場景燈光，主光一般設(shè)置為紅色，補(bǔ)光選擇深藍(lán)色，光比大約8:2，燈光與地面夾角5-25度。其實(shí)此時(shí)陽光與地夾角并沒有這么大，但是CG畫面中如果角色或物體投影過長會讓畫面很堵，所以此時(shí)燈光與地面夾角的寬容度比較大。圖dawn.image4是筆者對這個(gè)時(shí)段光線的演示。
dawn.image4
由于，“日出”積極的寓意十分明顯，我們一般在這個(gè)時(shí)候表現(xiàn)一些積極和有朝氣的氣氛，也可表現(xiàn)一些浩大的場面，但總體來說都是很輕快的。同時(shí)，日出前的昏暗也可以用來表現(xiàn)一些陰暗的東西，利用日出這一時(shí)刻來表現(xiàn)從陰暗到光面的過渡會有戲劇性的效果。(dawn.image5)
dawn.image5
出處：tgjay.com
責(zé)任編輯：moby
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