3.7-5 以理論派的作法畫光滑表面 Theoretical Method To Draw Smooth Surface

通常在畫表面粗糙物體時，由於有一套固定的原則可以遵循(Value Change = Form Change)。

所以相對來說比較容易。

但是當我們畫表面平滑物體時，主要的方式就是以「鏡像的顏色」與「物體自身的顏色」的混合，來表達出表面「光滑」的特性。

由於鏡像的現象往往很複雜，所以我把一些現存的實際作法簡單分為～「理論派」與「寫實派」，兩種分別討論。

首先，讓我們先來看看「理論派」的作法是怎麼一回事。

理論派的作法的主要原則就是～盡可能的「簡化」。

通常在真實世界中，物體的周遭總是會有眾多的其他雜物。

而且這些雜物的大小、形狀、顏色，當然也不同，但是它們都會出現在我們所畫的主角的表面上，而且形成相當複雜的鏡像。

另外別忘了，光源本身的情況也是一樣，不同的光源形狀、顏色、位置等等。

這些眾多的因素讓我們畫圖時無法順利的思考，因為複雜的程度已經超過人腦所能負荷的界線了。

所以理論派的作法就是～把物體所在的「場景」簡化，只留下少數必要的東西。

這樣一來我們就能夠順利思考到底該怎麼畫了。

如果你知道在3D Rendering時，實際的作法大約是怎麼回事的話，下面的東西應該很容易理解。

首先，我們假想所畫的物體位於一個「虛無」的空間，然後像下圖中一樣給它加上少數必要的東西。

1.是我們所畫的東西，這當然是一定要有的。（廢話）

2.是照亮物體的光源，這也是一定有的。（還是廢話）

3.是充當成地面或是背景的東西。

請注意！這些只是舉例說明罷了，並不是絕對的。

或者是像下一張圖這樣～

這一個場景還多了幾個用來反光或是產生「其他的」鏡像的平面，這就是我所說的「雜物」。

然後我們在這樣的假設條件之下，依照光線的反射角度（入射角=反射角）來估算物體的哪些部位會出現哪些鏡像。

請看下圖～

圖中也是一個簡化的場景，但是條件與上面的有些不同。

這一個場景有藍白色天空（同時也是光源），土色的地面，除此之外就沒有了。

然後根據光線的反射角度，我們可以得知方塊的頂部會有藍色天空（光源）的鏡像，側面會有土色地面的鏡像，大約會是像下面一樣的～

請注意，本身沒有顏色的鏡面材質（左上方塊）後面文章才會討論到。

而如果之前文章中的內容你都有確實理解的話。

你也會明白為什麼方塊側面幾乎沒有看到土色地面的鏡像（因為帶來鏡像的光線很微弱）。

你也會明白為什麼黒色方塊頂部沒有兩條「反光」（因為擴散模糊到幾乎看不到）。

所以說，這些結果都是相當「合理」的。

下一個則是圓柱體的相同範例，注意鏡像在曲面上的扭曲變形～

理論派的作法就是基於以上的假設條件在畫的，由於這些場景在真實世界中是不存在的，所以我把它叫做「理論派」。

下面就來看看一些實例，但是要先提一個題外話。

由於下述範例有許多都是汽車的烤漆表面，所以要先說明一下汽車烤漆的特殊性。

汽車烤漆（很多產品的塗裝其實也是）實際上是由兩種材質重疊產生的。

底層是有顏色的「色漆」，這個「色漆」之中實際上含有大量的金屬粉末，所以它其實是一個粗糙的金屬（表面）。

而上層是無色透明的「金油」（透明漆），所以這一層等同於透明玻璃、壓克力。

在視覺上我們可以同時看到這兩種材質，因為表層是透明的。

所以在這些烤漆的材質上，我們可以同時看到模糊擴散的鏡像，這是由底層所產生的現象。

也可以看到清晰集中的鏡像，這是由表層所產生的。

所以實際上烤漆是一個特殊的例外。

圖中綠色圈起的區域就是白色光源形成的模糊擴散鏡像，而紅色圈起處卻是清晰集中的「中間調」（這裡其實是白色地面的鏡像，但是相當微弱幾乎看不到）。

然後讓我們來看看一些實例～

上圖中綠色區域是光源的鏡像（白色混合藍色，別忘了「顏色混合」的概念），紫色區域是沒有鏡像的區域，這裡就是「物體真正的顏色」。

一般來說，當我們畫表面平滑的材質時，最好能夠像上圖一樣做出一個「邊界」清晰的鏡像。

因為在視覺上，當我們看到這些「邊界」時，馬上就能明白這是一個光滑的材質。

所以才會有「清晰」的鏡像。

下面也是一個很標準的「理論派」的範例～

同時不要忘了這些鏡像在曲面及R角處，要往正確的方向扭曲變形。

再來看看～

注意這些鏡像強弱如何影響顏色的混合比例。

再來～

注意下面這個範例，還加上了地面上黑色投影的鏡像～

再來換你了！

請說說下面這些範例中～

根據視線方向，什麼東西的鏡像出現在什麼部位？

這些鏡像的強弱對物體真正顏色的影響比例？

在曲面及R角處鏡像如何扭曲變形？

如果上述的問題都能回答的出來，那表示你確實理解了這幾篇文章的內容。

理論上來說也可以畫出差不多相同水準的圖才對。

最後要提出一點注意事項～

當我們畫這些光滑表面的材質時，最好不要讓那些被鏡像（通常是光源的鏡像）嚴重改變顏色的區域，在比例上超過整體區域的一半以上。

否則在視覺上容易讓人搞不清楚到底哪個才是物體真正的顏色。

下面就是不當的案例～

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