Nền tảng của ánh sáng trong mô phỏng

Lời giới thiệu

Dường như các hoạ sĩ nắm rất ít thông tin chi tiết về chiêu bài dùng ánh sáng, thứ ánh sáng mà mỗi người chúng ta vẫn thường gặp hàng ngày. Chúng ta từng đọc vô số những cuốn sách về hội hoạ truyền thống hay kĩ thuật số nhưng các chủ đề về ánh sáng có vẻ ít người động tới. Tuy nhiên, nếu bạn muốn tạo 1 bức tranh đảm bảo tính trung thực, bạn nên có kiến thức nền đầy đủ về ánh sáng, tìm hiểu xem trong thế giới thực tế, ánh sáng được thể hiện như thế nào.

Chính những cuốn sách tham khảo về 3D lại là kẻ thù tệ hại nhất của chúng ta. Các cuốn sách này lúc nào cũng chỉ lặp lại 1 điệp khúc buồn tẻ, cũ rích và giống hệt nhau về ánh sáng. Việc dạy này khiến những hoạ sĩ mới vào nghề có cái nhìn không được sắc nét, thấu đáo về cách sử dụng ánh sáng trong phông cảnh của họ sau này. Sau cùng dẫn đến kết cục nhiều hoạ sĩ kỹ thuật số có hiểu biết nông cạn về ánh sáng và sử dụng nghèo nàn trong mọi tác phẩm của họ. Những kiến thức về ánh sáng không chỉ cần cho giới nhiếp ảnh, hoạ sĩ mà còn là yếu tố chính trong bất kì một ngành nghệ thuật nào. Thiếu kiến thức nền về ánh sáng sẽ rất khó đạt được độ chân thực trong tác phẩm, chưa nói đến bầu không khí phông cảnh nói chung.

Vì trên mạng chưa từng tìm thấy 1 bài viết nào trình bày rõ ràng, chi tiết về vấn đề ánh sáng nên tôi quyết định viết bài viết này. Tất cả những gì tôi viết đều dựa trên những quan sát cá nhân. Nhiều người chúng ta hay có suy nghĩ “vấn đề đã quá rõ đến nỗi chúng không cần giải thích gì thêm” nhưng khi tôi quan sát tỉ mỉ cách chiếu sáng trong thế giới thực, tôi thấy câu nói này dường như không còn đúng với bản thân và thật cần thiết khi nắm chắc kiến thức về chiếu sáng trong từng ngữ cảnh.

NỀN TẢNG CỦA ÁNH SÁNG

Trong suốt bài viết này, tôi sẽ dùng 1 ảnh với quả bóng trắng trên một bảng trắng để minh hoạ cho các tình huống chiếu sáng khác nhau trong ngày.

Đây là tranh minh hoạ ánh sáng mặt trời chiếu vào buổi chiều. Nguồn sáng chính ở đây từ mặt trời, trong khi đó bầu trời xanh lại cung cấp nguồn sáng thứ 2 với những đặc tính rất khác. Ánh sáng bật nẩy trong vùng giữa quả bóng với nền trắng. Ánh sáng mạnh nhất là ánh sáng mặt trời. Nguồn sáng không lớn, màu trắng, nó gây nên bóng đổ sắc nét. Kế đến, 1 nguồn sáng rất rộng, bao trùm hầu hết phông cảnh đó là nguồn ánh sáng đến từ bầu trời xanh, nó cho bóng đổ rất mờ (hầu như trong bất kì trường hợp nào cũng bị ánh sáng mặt trời che khuất). Tôi sẽ đi sâu vào chi tiết hơn trong phần sau (về nguồn sáng, cỡ bóng đổ) và có 1 điều cần nhấn mạnh rằng nguồn sáng càng nhỏ thì độ sắc của bóng đổ càng lớn

Ánh sáng phản chiếu từ bầu trời xanh có bóng màu đổ khá rộng, ảnh hưởng tới hầu như mọi thứ trong phông cảnh. Bóng đổ xuống quả bóng màu xanh vì nó được chiếu sáng bởi ánh sáng xanh của bầu trời và lấn át đi 1 phần ánh sáng trắng của mặt trời. Các phần của quả bóng không trực tiếp nhận ánh sáng mặt trời thường có một chút sắc xanh vì chúng ảnh hưởng bởi bầu trời xanh.

Cuối cùng ánh sáng phản xạ bật nẩy giữa quả bóng và nền trắng phần lớn có màu xanh (trong khi bản thân bóng và nền có màu trắng). Hiện tượng này do ánh sáng bầu trời màu xanh phản xạ bởi vật thể trắng. Các bề mặt có chiều hướng càng gần nhau thì càng nhận nhiều ánh sáng phản xạ hơn so với những bề mặt ởxa khác. Do vậy, phần dưới cùng của quả bóng ánh sáng nhẹ hơn so với vùng giữa (phần gần nền lót dưới có màu trắng hơn).

Khu vực tối nhất trong ảnh là phần bóng đổ xuống nền của quả bóng và phần biên ngăn cách khu vực nhận ánh sáng mặt trời và bóng của quả bóng (chúng ta gọi vùng này là terminator). Chúng ta có thể nhận thấy phần bóng đổ nơi tiếp xúc giữa bóng và nền rất tối vì tại đây nó không hề nhận được ánh sáng mặt trời cũng như bị quả bóng che mất gần hết ánh sáng bầu trời và vùng sáng nẩy. Vành ngoài của bóng đổ có phần sáng hơn nhờ nhận được nhiều ánh sáng bầu trời và ảnh hưởng nguồn sáng nẩy.

Tại sao terminator lại là vùng tối nhất trên quả bóng?

Một phần do sự ảnh hưởng tương phản, vì quá sát với1 vùng quá sáng của quả bóng (vùng sáng do ánh sáng mặt trời tạo nên) mà nó bị tối hơn. Đồng thời nó cũng nhận được ít lượng ánh sáng nẩy hơn (ánh sáng tạo ra do phản xạ của nền trắng và ball). Chính vì thế, khu vực này không như các phần còn lại của quả bóng (các phần nhận được cả ánh sáng mặt trời lẫn ánh sáng phản xạ từ nền trắng

Tại sao ánh sáng từ bầu trời lại có mầu xanh?

Ánh sáng chúng ta nhìn thấy là gồm nhiều hạt sáng photon rất nhỏ, những hạt này có bước sóng phụ thuộc vào màu sắc: Ánh sáng xanh gồm các hạt có bước sóng ngắn trong khi đó ánh sáng đỏ là bước sóng dài hơn. Ánh sáng trắng đến từ mặt trời tạo nên các dỉa phổ màu liên tục, thường phổ mày này được phân thành nhiều màu giống như trong 7 sắc cầu vồng (với các bước sóng ngắn dần hơn: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Sự hoà trộn của nhiều màu này tạo ra màu trắng.

Tuy nhiên, khi ánh sáng chu du, xuyên qua bầu khí quyển của trái đất thì các bước sóng ngắn hơn bị tán xạ. Bầu khí quyển chứa nhiều khí, phân tử và nguyên tử. Các hạt Photon này đi qua khí quyển và xảy ra va chạm vật lý giữa các hạt nguyên tử, làm cho chúng bị chuyển hướng. Các bước sóng ngắn hơn dễ bị lệch hướng hơn so với bước sóng dài vì vậy các hạt photon bị tán xạ đi mọi hướng. Chính những va chạm này làm cho màu xanh da trời trội hơn so với các màu khác

Vào ngày không mây, mọi thứ quanh ta bị ảnh hưởng bới ánh sáng màu xanh (ánh sáng tán xạ do bầu khí quyển)

Bước sóng dài (đỏ) có thể xuyên qua bầu khí quyển mà không hề bị tán xạ. Đó là lí do tại sao lúc mặt trời lặn lại có sắc đỏ: ánh sáng mặt trời đi qua lớp không khí dầy bị tán xạ 1 phần ánh sáng xanh và ánh sáng chủ đạo còn lại là màu đỏ.

Ánh sáng mặt trời đỏ vì bước sóng màu xanh ngắn hơn đã bị thất lạc trong quá trình tán sắc.

Tác động bật nẩy của các hạt photon xanh lên mọi hướng thực chất là do bầu khí quyển cũng đang chiều ánh sáng xanh, chúng ta có thể dễ dàng nhận ra bằng mắt thường. Ánh sáng xanh này đủ mạnh để chiếu xuống các vùng không trực tiếp nhận ánh sáng mặt trời (điều này lí giải tại sao bạn vẫn có thể nhìn được khi đứng trong bóng râm).

Bóng cây trong bức ảnh chụp có màu xanh khá mạnh vì nó được chiếu bởi ánh sáng bầu trời xanh.

Ánh sáng bật nẩy

Khi ánh sáng tiếp cận 1 bề mặt, nó sẽ bật nẩy trở lại hoặc bị hấp thụ 1 phần, việc này phụ thuộc vào màu sắc của bề mặt bật nẩy. Vật thể màu trắng phản xạ lại tất cả các bước sóng trong khi đó vật thể đen lại hấp thụ tất cả. Khi ánh sáng trắng đập vào bề mặt đỏ, bước sóng xanh da trời và xanh lá cây bị hấp thụ và ánh sáng đỏ sẽ bị phản xạ. (tôi chỉ dùng mấy màu cơ bản chứ không dùng hết tất cả các màu trong quang phổ nói trên). Vì vậy, nếu ánh sáng trắng đập vàp 1 bề mặt màu đỏ thì ánh sáng mà bề mặt naỳ phản xạ lại sẽ là màu đỏ. Khi các hạt photon đập vào bề mặt tiếp theo, nó sẽ bị ảnh hưởng lại chính ánh sáng đỏ phản xạ nói trên và cũng vì chính lý do này mà các màu sắc của những vật gần kề sẽ bị ảnh hưởng lẫn nhau

Ánh sáng phản chiếu trên cửa chớp lật đã hắt mầu của nan gỗ lên tường

Vành bụng của con ong này có sắc đỏ do màu phản xạ từ mầu hoa anh túc

Ánhh sáng rực rỡ thường mang lại hiệu ứng huyền ảo. Mắt thường có thể không nhìn thấy loại ánh sáng nhẹ và mờ này, tuy nhiên, trong ánh sáng chói như vậy, những vậy thể xung quanh có thể bị ảnh hưởng và thêm màu bổ sung 1 cách vô ý thức. Nếu ánh sáng đang phản xạ giữa các vật thể cùng màu sắc, ánh sáng này có thể tạo ra hiệu ứng bão hoà (như ánh sáng nẩy tăng cường thêm cho màu đang tồn tại trên bề mặt dưới, làm màu sắc sáng loá). Đôi khi bạn có thể nhìn thấy hiệu ứng này xảy ra với ánh sáng ban ngày.

Do ánh sáng nẩy xuất hiện giữa các tấm gỗ với nhau mà màu sắc của gỗ cũng bị ảnh hưởng, có phần đậm hơn. Hiện tượng này do ánh sáng cùng màu đang phản chiếu ngược lại chúng. Kết quả: hai thứ ánh sáng này hoà làm 1, tạo ra thứ ánh sáng rực rỡ và màu sắc hiện tại của các tấm gỗ bị bão hoà theo loại ánh sáng này.

High key và low key

Cách chúng ta thể hiện màu trong phông cảnh thường mang tính chủ quan và tuỳ theo kiến thức, tầm hiểu biết của mỗi người. Hầu hết các trường hợp đều đòi hỏi sự cân bằng giữa ánh sáng và vùng bóng râm. Nó sẽ giúp tạo ra tỉ lệ sắc xám trung tính. Tuy nhiên trong một vài tình huống, mọi thứ dường như có sự sắp đặt ngẫu nhiên, có xu hướng thiên về sắc tối: Như sương mù, tuyết hay ánh sáng vào đêm. Cuối cùng, 1 hoạ sĩ có thể gây ấn tượng cho tác phẩm của mình bằng cách đánh vào thị giác của người xem hay cố tình gây 1 cảm giác đặc biệt nào đó.

High key

Ảnh High key có màu chủ đạo trắng hoặc rất dịu. Ánh sáng dạng này thường (chứ không phải lúc nào cũng vậy) nhẹ nhàng, thanh thoát và độ sắc không cao. Ánh sáng High key tự nhiên có thể thấy trong sương mù, tuyết hay thậm chí trong các vùng bóng đổ (do ánh sáng phản xạ bật nẩy xung quanh) và thường độ chi tiết không cao.

Sự mộc mạc, giản dị của toàn bộ bức ảnh chụp này được tạo bằng cách hạn chế trong việc dùng bảng màu: Chỉ có trắng và chút sắc sám tối và đen.

Low key

Các ảnh dạng Low key thường mang màu tự nhiên và ít mang yếu tố ánh sáng trong đó. Đối lập hoàn toàn với High Key, nó thường mang ánh sáng mạnh, sắc. Ánh sáng Low key có thể tạo bầu không khí ảm đạm, thường dùng để tạo hiệu ứng. Loại ánh sáng này có thể thấy rõ nhất vào ban đêm, nhưng ta vẫn có thể thấy nó trong trường hợp khác như khi trời bão hay trong nội thất phòng.

Kịch tính của bức ảnh này nhấn mạnh trong cách sử dụng ánh sáng dạng low key

Sự cân xứng trong sắc trắng.

Hầu hết các nguồn sáng chúng ta bắt gặp hàng ngày đều có lẫn bóng đổ màu nhưng bộ não của chúng ta lại hoạt động khá tốt để có thể lọc ra đâu là ánh sáng chính và đâu là ánh sáng phụ. Thậm chí khi sự chiếu sáng rất mạnh, chúng ta vẫn có khả năng lọc thông tin bằng mắt và nhờ đó ta có cảm nhận cơ bản về màu sắc ánh sáng.

Cách rõ nhất diễn tả điều này là dùng 1 máy ảnh kĩ thuật số, cài đặt thông số cân bằng trắng là Daylight: đây là cách cài đặt khá trung lập, nó sẽ phản ảnh màu chân thực nhất. Ví dụ như ảnh dưới đây: Tôi mở cửa sổ và coi đây như 1 nguồn sáng. Ánh sáng này không trực tiếp đến từ bầu trời ở phía ngoài và tương đối trung tính.

Trong hình tiếp theo, tôi đã đóng của sổ lại và dùng chuẩn ánh sáng đèn tròn 60 watt và nó cho tôi 1 nguồn sáng mới dưới đây:

Trong bức ảnh này, màu bóng đổ khá mạnh có thể gây ngạc nhiên cho bạn. Trong thực tế, có thể bạn cũng không cố tình tạo ra thứ ánh sáng có sắc vàng/ da cam như thế này. Nhưng máy ảnh đã ghi lại đúng những gì xảy ra trong trong thực tế. Bộ não của chúng ta ghi nhận hình ảnh đầu tiên, nhưng mầu thực tế của đồ vật lại được ghi nhận như trong bức ảnh thứ hai

Một thí nghiệm đơn giản để bạn chắc chắn lại hiện tượng là nhìn mọi thứ trong nhà qua cửa sổ từ phía ngoài vào: bạn hãy đứng bên ngoài nhà vào buổi tối và quan sát mọi thứ trong nhà qua khung cửa sổ, bạn sẽ thấy nội thất trong nhà có màu da cam  Khi chúng ta không trực tiếp bị ảnh hưởng bởi nguồn sáng, chúng ta có khả năng nhìn thấy màu thực của ánh sáng đó.

Nhìn ánh sáng bóng điện từ ngoài cửa sổ vào, bạn có thể thấy màu sắc thực của nó: màu da cam.

Đôi khi cũng xảy ra trường hợp tương tự: khi chúng ta đứng dưới 1 bóng râm, ta chỉ cảm nhận 1 màu trung lập nhưng ngay khi chúng ta lùi lại và tách mình khỏi vùng bóng râm đó (lúc này ta chịu tác động ánh sáng mặt trời) thì màu xanh càng dễ nhận ra hơn. Có rất nhiều tình huống mà ánh sáng có bóng đổ khá mạnh: ánh sáng đèn huỳnh quang thường xanh lá cây, ánh sáng đường phố thường có màu vàng đậm, ánh sáng lúc tối từ vàng nhạt sang đỏ,...

Từ vùng bóng đổ, chúng ta chỉ cảm nhận 1 màu trung tính nhưng chỉ cần tách mình khỏi vùng bóng râm đó, ta sẽ cảm nhận rõ nét hơn về màu xanh của bóng râm.

Ánh sáng 3 điểm và những điều cần bàn lại

Trong các sách viết về 3D thường miêu tả cách cài đặt chiếu sáng 3 chiều theo lối cổ điển và khuyến khích mọi người mới bắt đầu học áp dụng nó như 1 phương pháp hiệu quả để chiếu sáng cho phông cảnh của họ. Lúc đầu, cách chiếu sáng này được phát triển như cách chiếu sáng trong nhiếp ảnh và nó có 1 ưu điểm là dễ hiểu và dễ học. Nó gồm 1 ánh sáng chính, loá, mạnh chiếu thẳng từ 1 góc nào đó. 1 ánh sáng trái ngược hoàn toàn, mờ, nhẹ đến từ hướng đối diện với góc tới trên và ánh sáng thứ 3 là ánh sáng được chiếu từ sau vật thể . (Key light-Back light-Fill light)

Vấn đề lớn nhất gặp phải ở đây nằm trong khâu cài đặt. Loại ánh sáng này tạo cảm giác giả tạo và phản xạ không thật. Cách sử dụng ánh sáng hậu chỉ nên sử dụng khi bạn đang cần tìm 1 hiệu ứng đặc biệt, 1 hiệu ứng cần mang kịch tính. Ánh sáng chiếu hậu có thể khá hiệu quả chỉ khi chúng ta biết sử dụng nó 1 cách tinh tế. Ta không nên áp dụng bữa bãi trong mọi tinh huống. Loại ánh sáng 3 điểm này không hề tồn tại trong thiên nhiên nên trông nó giả tạo. Trên thực tế có quá nhiều sách dạy cách tạo ánh sáng loại nhưng lại dựa trên mô hình rập khuôn, giống nhau. Điều này khiến cho nó trở nên buồn tẻ và chán ngắt khi học.

Nếu bạn đang tìm kiếm thứ ánh sáng nào đó để chiếu sáng cho tác phẩm của mình thì tốt hơn hết hãy cố gắng mò mẫm làm theo sáng tạo riêng của bản thân bạn. Hãy nghiên cứu thực sự nghiêm túc xem ngoài đời thực nó thế nào và rồi hãy nghĩ ra giải pháp giải quyết tiếp theo.

Mọi người thường bị phụ thuộc nhiều vào cách chiếu sáng mang tính công thức. Hầu như nhiếp ảnh gia nào cũng khai thác những góc chụp giống hệt nhau. Kết quả là tấm ảnh nào cũng buồn tẻ và thiếu đi cái hồn, không thể hiện được cái nhìn về cuộc sống muôn màu muôn vẻ.

Nguồn từ : w2g.com.vn