et pijnigt geniale breinen al door de eeuwen heen: licht, de meest ongrijpbare, pure vorm van energie. De snelheid ervan is meteen de hoogst mogelijke snelheid en het leven zoals wij dat kennen kan niet bestaan zonder licht. Maar wat is licht nu eigenlijk precies? Licht is een vorm van energie die bestaat uit electromagnetische straling. De verzameling van de vele vormen van die straling wordt het stralingsspectrum genoemd en dit wordt gemeten in golflengten. Slechts een klein deel van dit spectrum is met het blote oog waarneembaar: het visuele spectrum. Dit bereik van golflengten vormt het licht zoals wij dat kennen: het deel van het stralingsspectrum dat de zaken in het dagelijks leven zichtbaar maakt voor mens en dier. Maar licht behelst veel meer. Neem bijvoorbeeld het begrip kleur. Alle kleuren die ons oog waarneemt worden bepaald door de absorptie en weerkaatsing van lichtstraling op een oppervlak. Hierbij kunnen we van de kleur blauw (kortere golflengte) de minste verschillende gradaties onderscheiden en van de kleur rood (langere golflengte) de meeste gradaties. Als je kijkt naar een rode brandweerwagen, dan zou je zeggen dat het oppervlak van de wagen rood is, maar niets is minder waar. Het licht dat van de wagen weerkaatst is rood. De rest van het lichtspectrum wordt door de verflaag van de wagen geabsorbeerd.

Ook interessant is de psychologie van het kleurenspectrum, oftewel de uitwerking van verschillende kleuren op onze gemoedstoestand. De kleur rood wordt over het algemeen geassocieerd met agressie en gevaar, maar ook met liefde en hartstocht. De tegenhanger blauw staat voor rust, kalmte en andere tegenovergestelden van de kenmerken van rood. Er bestaat een duidelijk evenredig verband tussen de golflengten van het kleurenspectrum en de psychologische werking van de daarbij horende kleuren. Groen ligt bijvoorbeeld relatief dichtbij blauw en wordt als belangrijkste kleur van de natuur ook als rustgevend ervaren, terwijl geel dichter bij rood ligt en al minder rustgevend overkomt. In het verlengde van de psychologische kleurenassociaties ligt het warm-koud contrast. Rood en geel zijn de kleuren van vuur en hitte, oftewel van agressief bewegende moleculen die pijn doen bij contact. Daarin weerspiegelt de link naar intensiteit, gevaar en pijn weer. Het tegenovergestelde is weer het geval voor koud. Dat wordt geassocieerd met de blauwe kleur van kalm, verkoelend water, ook al is water neutraal getint en transparant. Alleen door de in het buitenwateroppervlak waarneembare reflectie van de blauwe atmosfeer lijkt water blauw te zijn gekleurd. Als er werkelijk blauw water uit de kraan zou stromen, dan zou je er waarschijnlijk niet zo vlug een glaasje van drinken.

RGB EN HDRI
Kleur op de computer wordt in tegenstelling tot de primaire kleurcomponenten uit de traditionele schilderkunst (rood, geel en blauw) bepaald door de RGB kleurcomponenten (Rood, Groen en Blauw). Met een mix tussen deze kleurcomponenten is elke waarneembare kleur te recreëren (ruim zestien miljoen kleuren). Natuurlijk zijn er buiten dit (24-bits) bereik nog een hele reeks uiterst subtiele tinten die de aanblik van de werkelijkheid een stuk dynamischer maken dan een afbeelding op een computerscherm, maar dat zal de vorderende digitale techniek ongetwijfeld nog opvangen. Een mooi praktijkvoorbeeld van een recente digitale techniek die een hoger dynamisch lichtbereik in een afbeelding mogelijk maakt is HDRI, oftewel High Dynamic Range Imaging. HDRI is geïntroduceerd door Paul Devebec en omvat een nieuw type bestandsformaat voor digitale afbeeldingen die zijn samengesteld uit meerdere foto’s, genomen met een gevarieerde blootstelling aan de lichtenergie in een tafereel. De foto’s vormen samengevoegd een afbeelding die een veel groter dynamisch lichtbereik heeft dan een enkele foto. Dit kan indien gebruikt voor de belichting in bijvoorbeeld een 3D-programma het verschil vormen tussen een realistische belichting met een gewone foto als omgevingslichtbron en een hyperrealistische belichting met behulp van HDRI.

ZONDER LICHT GEEN SCHADUW
Bij licht hoort schaduw, zoals yin hoort bij yang. Maar wat is schaduw precies? Schaduw is simpel gezegd het ontbreken van licht. Dit wordt veroorzaakt doordat lichtenergie wordt geblokkeerd door een obstakel. Als je een 3D-afbeelding van tien jaar geleden bekijkt, dan is de schaduw vaak een donkere vlek achter een object. Maar de digitale techniek en daarmee het realisme vordert. Een aantal jaren geleden speelde 3D-animatie in films zich vaak nog af in het donker. Heel verklaarbaar, want in het donker onderscheiden mensen minder lichtgradaties en dus minder kleuren. In een dergelijke omstandigheid is het makkelijker om iets geloofwaardig te laten overkomen, net zoals special effects voor een zwart-wit film sneller geloofwaardig overkomen dan special effects voor een kleurenfilm. Het vanaf de geboorte op realisme geoefend menselijk oog laat zich niet snel beetnemen. Maar tegenwoordig kunnen de dinosaurussen en andere computergegenereerde beelden zich rustig in het daglicht vertonen, want met behulp van de ontwikkelingen op het gebied van Global Illumination zijn de gecompliceerde diffuse schaduwen die daglicht veroorzaakt inmiddels al aardig overtuigend na te bootsen. Global Illumination (kortweg GI) is een techniek die de lichtweerkaatsingen van oppervlakken op andere oppervlakken berekent en daarmee een ongekend realisme in lichtwerking kan bereiken. Naast GI is er nog een andere techniek die ongeveer hetzelfde resultaat biedt en dat is radiosity. De twee technieken zijn behoorlijk vergelijkbaar, maar verschillen voornamelijk in aanpak. Over welke van de twee technieken de meest correcte, wetenschappelijk accurate aanpak biedt bestaan momenteel nog discussies, maar het ontloopt elkaar niet veel. Het lijkt er momenteel op dat de aanpak van GI sneller is qua berekening maar iets minder natuurgetrouw en radiosity trager is maar iets dichter bij de werkelijkheid komt. Hoe dan ook, beide technieken bieden een zeer indrukwekkend resultaat.

Metin Seven

www.metinseven.com
www.sevensheaven.nl
www.figurefarm.com