Schaduwvorming

Bron: https://hoezithet.nu/lessen/fysica/lichtstralen/schaduwvorming/

Om een flatterend portret te maken, kiezen fotografen meestal voor diffuse lichtbronnen. Dat doen ze omdat deze lichtbronnen de schaduwen verzachten. In deze les bespreken we waarom een puntlichtbron zorgt voor een harde schaduw en een diffuse lichtbron zorgt voor een zachte schaduw.

Wat is een schaduw?

Wanneer een ondoorschijnend voorwerp wordt belicht, zijn er altijd plekken achter het voorwerp waar weinig of geen lichtstralen geraken. Die gebieden lijken donkerder en we noemen die gebieden de schaduw van het voorwerp.

schaduw intro

Puntlichtbron: harde schaduw

Om te weten hoe de schaduw bij een puntlichtbron eruit ziet, kijken we op welke plekken wel en geen lichtstralen geraken. Op de onderstaande figuur staat er links telkens een puntlichtbron met daarnaast een ondoorschijnende zwarte bol en een scherm met drie gebieden: A, B, en C.

puntbron straal schaduwen

Je ziet dat er in gebied A evenveel lichtstralen geraken als in gebied B. Gebieden A en B zijn dus even fel belicht. In gebied C geraken geen lichtstralen omdat de ondoorschijnende bol in de weg staat. Gebied C wordt dus minder belicht dan gebieden A en B. Gebied C zal daarom donkerder zijn dan gebieden A en B. We zien in gebied C een schaduw:

puntbron straal schaduwen resultaat

Aan de rand van de schaduw is er een abrupte overgang wel licht naar geen licht. Je ziet met andere woorden een scherpe rand aan de schaduw. Fotografen noemen dit een harde schaduw.

De schaduw tekenen van een puntlichtbron

Om de schaduw te tekenen van een ondoorzichtige bol die verlicht wordt door een puntlichtbron, moet je maar twee lijntjes tekenen. De eerste lijn verbindt de puntbron met de bovenkant van de bol , de tweede lijn verbindt de puntbron met de onderkant van de bol. Alle lichtstralen tussen die twee lijnen botsen tegen de bol en kunnen het scherm erachter onmogelijk verlichten. Het gebied tussen de twee lijnen is dus schaduw.

puntvormige lichtbron

Diffuse lichtbron: zachte schaduw

Om te weten hoe de schaduw er bij een diffuse lichtbron uit ziet, kijken we op welke plekken er wel of geen lichtstralen geraken. Omdat een diffuse lichtbron eigenlijk bestaat uit allemaal kleine puntlichtbronnen, bekijken we de schaduw van enkele van die puntlichtbronnen apart. Om de illustratie eenvoudig te houden, beperken we ons tot een bolvormige diffuse lichtbron.

diffuse bron straal schaduwen

We zien dat alle puntlichtbronnen in gebieden 1 en 5 geraken. Gebieden 1 en 5 worden dus goed belicht. Slechts één puntbron geraakt tot gebied 2 en slechts één puntbron geraakt tot gebied 4. Gebieden 2 en 4 worden dus minder belicht. Er valt daarom in gebieden 2 en 4 een bijschaduw. Er is geen enkele puntbron die tot in gebied 3 geraakt. Gebied 3 blijft dus onbelicht en bevat een donkere schaduw, de kernschaduw.

diffuse bron straal schaduwen resultaat

De bijschaduw zorgt voor een zachte overgang van licht naar schaduw. Fotografen verkiezen vaak deze zachte schaduwen omdat ze bij portretten veel meer flatterend zijn.

De schaduw tekenen van een diffuse lichtbron

Om de kernschaduw en de bijschaduw te tekenen van een ondoorzichtige bol wanneer deze belicht wordt door een bolvormige diffuse lichtbron, heb je vier lijntjes nodig. De eerste twee lijnen vertrekken vanuit de bovenkant van de lichtbron (groen op de figuur), de andere twee vanuit de onderkant van de lichtbron (blauw op de figuur). Van de twee lijnen gaat er telkens één langs de bovenkant van de ondoorschijnende bol en één langs de onderkant.

niet puntvormige lichtbron

Achter de ondoorschijnende bol krijgen we nu drie schaduwgebieden. Het middelste gebied is de kernschaduw. De twee gebieden eromheen vormen de bijschaduw.

Bij een diffuse lichtbron is er altijd een bijschaduw. Hoe groot die bijschaduw is hangt van drie dingen af:

  1. Hoe groter de lichtbron is t.o.v. het voorwerp, des te groter de bijschaduw;
  2. Hoe kleiner de afstand is tussen de lichtbron en het voorwerp, des te groter de bijschaduw;
  3. Hoe groter afstand is tussen het belichte voorwerp en zijn schaduw, des te groter de bijschaduw.

Eenzelfde diffuse lichtbron kan dus in verschillende situaties andere groottes van bijschaduwen opleveren.

De zon is een diffuse lichtbron en zou dus zachte schaduwen moeten geven. Toch vermijden fotografen direct zonlicht omdat het juist harde, onflatterende schaduwen geeft in een gezicht. Die harde schaduwen komen er omdat de bijschaduw verkleint wanneer de afstand tussen de schaduw en het voorwerp verkleint. Wanneer de schaduw van een neus valt op de wang van het gezicht, is er amper een bijschaduw omdat de afstand tussen de neus en de wang heel klein is. De afstand tussen de maan en de aarde, daarentegen, is heel groot waardoor er bij een zonsverduistering wel een grote bijschaduw is.

Hoe Zit Het? wordt met trots gesteund door

KU Leuven sponsor
VIVES sponsor

Wil jij ook steunen? Trakteer Hoe Zit Het? op een drankje! 🥤 Ga daarvoor naar de trakteer-pagina.