الإضاءة الطبيعية واهم مصادرها 
Natural lighting and its most important sources

الإضاءة الطبيعية .. ومن اهمها واكثرها تأثيرا علي الإطلاق هو الضوء الطبيعي 

الإضاءة الطبيعية واهم مصادرها ولكي نتمكن من عمل اضاءة واقعية داخل مشهد ما فاننا يجب علينا اولا فهم طبيعة الضوء واشكاله ومصادره.

ذلك لكي نستطيع فهم كيفية التعامل مع معطيات الاضاءة الفيزيائية  لمحاكاة الاضاءة الطبيعية 

نحن نرى هنا في هذه الصور مدى الاختلاف والتباين في الاضاءة والتي تحول المشهد بشكل كامل لنتعرف الان الى كيفية الوصول الي هذه النتائج ومحاكتها .

ومن هنا يجب علينا ان نقوم بالتركيز في الإضاءة واهم مصادرها

مصادر الضوء للوصول للإضاءة الطبيعية

سوف نتعرف في الاجزاء التالية على مصادر الضوء وكيفية الوصول الي الإضاءة الطبيعية ومميزات وخصائص كل وقت من اوقات اليوم من حيث الظل والنور ولون السماء سواء للشمس او السماء  مع استخدامنا للهيدرا واعدادات الريندر في محاولة الوصول الى نتائج واقعية مطابقة لما نراه في هذه الصور.

سوف نأخد المنطقة الاستوائية كمثال في حديثنا وذلك لتساوي الليل والنهار فيها طيلة العام تقريبا اي ان انتصاف النهار الساعة 12:00 ظهرا وانتصاف اليل الساعة 12:00 مساءا. 

مصادر الضوء في الطبيعية ( الإضاءة الطبيعية )

الشمس : وهي المصدر الرئيسي والاقوى للاضاءة داخل المشهد فهي ما تعطينا قوة الظل والنور.

اضاءة السماء: وهي المصدر الثاني للاضاءة هذه الاضاءة تطون بغير ظلال فهي كاضاءة عامة وغير مباشرة ليس لها اتجاه معين .

الاجسام العاكسة للضوء:

وهذا نوع اخر من انتشار الاضاءة والاضاءة غير المباشرة والتي تتاثر بلون وطبيعة المادة العاكسة للضوء..

ومثال علي الاجسام العاكسة للضوء

كالارضيات والحوائط وحتى الغبار والاتربه .

المصدر الاول : الشمس

يؤثر بعد واتجاه الشمس في طبيعة الاضاءة حيث ان هذين العنصرين هو ما يحددان اوقات اليوم المختلفة من فجر وشروق وظهيرة وعصر ومغرب وغسق.

يتميز كل توقيت بمظهره وخصائصه الناتجة عن زواية ميل الشمس عن خط الافق حيث انه لو قمنا بتقسم 360 درجة على 24 ساعة في اليوم فسنجد ان الشمس تميل بمقدار 15 درجة عن خط الافق في كل ساعة وتختلف زوايا الشروق باختلاف فصول السنة واختلاف المناطق بين مناطق قطبية او مدارية او استوائية والتي يستاوي فيها الليل والنهار تقريبا .

بالاضافة الى زاوية ميل الشمس فسوف نجد ايضا لون السماء الذي نراه بين درجات النيلي الغامق والازرق الفاتح الى الاحمر والبرتقالي.

هذه الالوان الناتجة عن اشعة الشمس هذا الضوء الابيض القادم لنا من الشمس  هو في الاصل مكون من الوان الطيف السبعة.

هذه الاشعة ذات الاطوال الموجية المختلفة ومايقبلها من اجسام عاكسة ومن الاتربة والسخام وجزيئات الهواء هذه العناصر هي التي تسمح لنا برؤية الالوان المختلفة للسماء اثناء اليوم الواحد.

الشروق وهو احد اهم مصادر الإضاءة الطبيعية

الشروق وهو يكون عادة في حدود  الساعة السادسة  صباحا ويستمرحتى  الساعة الحادية عشر  صباحا .

تكون الشمس ناحية الشرق من سهم الشمال وتكون الشمس قريبة تميل بزاوية 23.5 من الافق و تتلون السماء في هذه المرحلة باللونين الاحمر والبرتقالي .

وهذا اللون ينجم أساسا عن تشتت  وانعاكس للاشعة الحمراء والبرتقالية لضوء الشمس بواسطة جزيئات الغبار وجزيئات السخام في الغلاف الجوي . 

وهنا يجب ان نلاحظ ان كثافة اللونين الاحمر والبرتقالي في الشروق تكون اقل منها في الغروب وذلك نتيجة وجود اقل لجزيئات الغبار والسخام في الصباح عنه في المساء . 

تتميز الاضاءة في هذا الوقت باضاءة خافتة وبظلال باهتة وطويلة.

العصر

وهي الفترة التي تبدء بعد الساعة الواحدة ظهرا وتمتد الى وقت الغروب عند الساعة السادسة تقريبا تبدء الشمس بالميل عن الزاوية العمودية باتجاه الغرب وتبدء ايضا السماء بالتحول من الازرق الفاتح الى النيلي الغامق متدرجة الا ان تصل الى الاحمر والبرتقالي عند الغروب .

تبدأ شدة الاضاءة بالانخفاض تدريجا وكذلك يبدء الظل في الزيادة معتمدا على زاية ميل الشمس عن الافق .

الغروب

تبدء فترة الغروب في حدود الساعة السادسة  وتستمر حتى اختفاء الشفق الاحمر من السماء في هذا الوقت تكون الشمس تحت خط الافق من جهة الغرب تصبح السماء حمراء وبرتقالية اللون ولكن بكثافة اعلى واروع من مرحلة الشروق وذلك لكثرة الغبار والضباب في هذا الوقت .

طبعا نحن نرى قرص الشمس بحجم اكبر في هذا التوقيت وكذلك في الشروق لكن هذا ليس الا خداع بصري .

تخفت شدة الاضاءة بخفوت ويميل لونها الى الحمرة نتيجة وصول الاشعة الحمراء والبرتقالي وانعكاسها على الاجسام وكذلك تصبح الظلال طويلة الى حد كبير ما تلبث ان تختفي مع زوال الشمس واختفاء الشفق من السماء . 

الأن يمكنك دراسة دورات ودبلومات احترافية مميزة

[one_half first=] [course id=”2332″] [/one_half] [one_half first=] [course id=”1724″] [/one_half]

الغسق

هي مرحلة قصيرة جدا بين الغروب ودحول الليل والتي تنتهي باختفاء هذا الخط الاحمر من السماء.

طبعا في هذه المرحلة يختفي قرص الشمس تمام فقد اصبحت الشمس الان متوارية تحت خط الافق السماء يبدء لونها في التحول الى الازرق الغامق او البنفسجي الغامق في الاعلى منتهية بالخط الاحمر الذي بزواله يدخل الليل ايضا لا وجود للظلال . 

الفجر

وهو المرحلة الممتدة مابين الظلام وظهور الشفق في السماء والذي يسبق مرحلة الشروق مباشرة وهو يمتد لفترة قصير قد لا تتجاوز 24 دقيقة عند انتصاف الصيف عند خط الاستواء  .

تكون الشمس تحت خط الافق بي 12 درجة تقريبا السماء ما زالت مظلمة تبدء في التفتح مع الاقتراب من ظهور خط الشفق الااضءة تكون غير كافية لتميز الاشياء وكذلك لا وجود بعد لظلال لعدم وجود اشعة الشمس .

المصدر الثاني : السماء

السماء هي المصدر الثاني للاضاءة في الطبيعية وبالتالي في المشاهد التي نقوم بتصمميها ولكن السماء ليست عنصر مضئ بحد ذاته انما هو عنصر عاكس للضوء ونحن نرى السماء بالوانها لجميلة والمتنوعة .

و تحيط السماء بالارض وهي جزء من الفضاء الخارجي للكون  ونتيجة  وجود الغلاف الجوي المحيط بالارض و المكون من  جزئات الهواء وذرات الغبار وبخار الماء الموجود بالسحب والذي يقوم  بعكس وتشتيت الضوء القادم من الشمس لتعطي السماء اضاءة غير مباشرة مضافة الى ضوء اشعة الشمس المباشرة و الساقط على الاجسام ولولا وجود هذه الاضاءة لكانت الظلال سوداء اللون تماما وكانت الاماكن المضيئة هي التي يسقط عليها اشعة الشمس فقط اما التي لم تسقط عليها اشعة الشمس كنا سنجدها باللون الاسود لدرجة عدم القدرة على تحديد تفاصيل اذن فاضاءة السماء مهمة جدا لعملية التوازن اللوني بين الظل والنور. 

نلاحظ هنا في الصورة ان منطقة الممرات رغم وقوعها في منطقة الظل و بالرغم من عدم وجود مصدر اضاءة مباشر فاننا لا نراها سوداء وذلك لوجود الاضاءة غير المباشرة الخاصة بالسماء وبالتالي فاننا نرى الظل لكنه متدرج وليس باللون الاسود.

اما الالوان التي نراها في سمائنا فان السماء في الاصل ليست ملونة انما هي شفافة و كما ذكرنا اسباب هذه الالوان سابقا الا اننا نضيف سببا اخر لاعضاء كثافة للون الازرق وهو مكون مهم جدا للسماء يسمى طبقى الاوزون هذه الطبقة الرقيقة والتي تحمي ارضنا من الاشعة فوق البنفسجية الضارة ذات لون ازرق وكلما ذادت كثافة طبقة الاوزون ذادت كثافة اللون الازرق في السماء والعكس صحيح وتتواجد اعلى كثافة لطبقة الاوزون في المناطق القطبية و في فصل الربيع وفي ساعات الصباح الباكر بينما توجد اقل كثافة لطبقة الاوزون في المناطق الاستوائية والصيف وفي فترات الغروب.

ومن المهم معرفة ان السماء ليلا ليست سوداء كما يعتقد البعض انها مظلمة وليست سوداء.

الاسود

ليس لون بحد ذاته ولكنه دليل على عدم وجود الوان لتعكس لكننا في الواقع يوجد لدينا ليلا اضاءات اخرى مثل اضاءة القمر واضاءة النجوم الاخرى.

الاضاءات الصناعية

كل هذه الاضاءات تنعكس ايضا في غلافنا الجوي جاعلة السماء مضيئة لكن بقدر خافت جدا مقارنة بضوء الشمس لذا فان السماء ليلا مظلمة وليست سوداء قاتمة .

مثلما نرى هنا في الصورة السماء تبدو مظلمة لكن ليست سوداء فهي تكون عادة بدرجة الازرق القاتم او البنفسجي , ولنتذكرمعا انه لولا الغلاف الجوي الذي يحيط بارضنا لكانت السماء تبدو سوداء في الليل والنهار.

الأن يمكنك دراسة دورات ودبلومات احترافية مميزة

[one_half first=] [course id=”1614″] [/one_half] [one_half first=] [course id=”844″] [/one_half]

المصدر الثالث : الاجسام العاكسة

تضيف الاسطح والاجسام الموجودة على سطح الارض مصدرا اضافيا للاضاءة  وتعكس الأجسام المختلفة الضوء بنسب متفاوتة ولابد أنك لاحظت مرات عديدة انعكاس الضوء أو ارتداده عن سطح معين

وفي واقع الحال يحدث دائماً انعكاس لجزء معين من الضوء عند سقوطه على سطح .

وهناك عدة عوامل تؤثر في كمية وطبيعة الضوء المنعكس من سطح او جسم ما :

لون السطح العاكس فنجد انه كلما كان لون السطح فاتحا لكما كانت الاضاءة المنعكسة اكبر واقوى .

انظروا في هذه الصور كيف يبدوا المسجد كانه مضئ ومشع باللون الابيض.

وفي الحقيقة …

هذا ما هو الا انعكاس للضوء من على اسطح وارضيات المسجد البيضاء..

والتي بسبب تلونها تبدوا كانها اكثر اضاءة مما حولها من المسطحات بالالوان الاغمق.

ملمس السطح فكلما كان السطح املس كان الانعكاس اكثر حدة وشدة واقل انتشارا  نتيجة انعكاسه بصورة منتظمة لانه ينعكس بنفس الزاوية التي سقط بها.

إنعكاس الضوء علي سطح خشن ..

بينما لو كان السطح خشن فان الانعكاسات تتشتت وتنعكس بزوابا مختلفة مما يقلل شدة الاضاءة الناتجة عن هذا الانعكاس.

ولناخذ مثالا لذلك …

نفس السطح وهو سطح البحرنلاحظ كيف تكون انعكاسات الضوء عليه في حالة كون البحر هادئ فانه يكون كسطح املس

ونلاحظ شكل انعكاس الضوء على سطح البحر في حالة كونه هائج وبه امواج هذا يشرح اكثر المقصود.

شفافية السطح:

فكلما كان السطح مصمت كلما ذادت الاشعة المنعكسة وبالتالي ذادت الاضاءة المنعكسة عنه .

اما اذا كان السطح شفافا اكثر كلما ذادت الاشعة المنكسرة وقلت الاشعة المنعكسة وبالتالي قلت الاضاءة المنعكسة عنه .

ومثال علي ذالك 

كما نرى في الصورة فان الانعكاس للضوء من على سطح المياة اقل منه من على الاسطح المصمتة الاخرى .

ولكن مثلا اذا نظرنا الى الاسطح الشفافه

فهناك عنصر يؤثر ايضا في مقدار كونها عاكسة للاشعة او كاسرة لها… وهو كثافة المادة.

مثال علي ذالك المياه

سوف نجد ان مياه البحار تعكس الاضاءة  بشكل اكبر من مياه حمام سباحة مثلا وذلك لان عمق وكثافة المياه في البحر هي اكبر منها في حمام سباحة لذا سنجد ان الضوء ينعكس بصورة اكبر من على سطح البحر عنه عن سطح حمام سباحة. 

بذلك نجد ان طبيعة الاسطح عامل مؤثر ومهم جدا في حسابات انتشار الضوء وشدته وتوزيعه .

الان وقد تعرفنا على طبيعة الاضاءة الخارجية ومصادرها وتاثر وتاثير هذه المصادر على طبيعة الضوء اللذي يصل الى اعيننا .

سوف نقوم في المرحلة القادمة بدارسة كيفية تطبيق هذه العناصر في الفيراي .وكيفية الخروج بنتائج واقعية لحد كبير .

 حقوق الموضوع والمادة العلمية محفوظة للمهندسة ام اياد – مراجعة فريق عمل اكاديمية طريق الجرافيك  — آخر مراجعة : اكتوبر 2017