Sáng tối và đổ bóng làm một hình phẳng trên giấy trông như khối nổi vì bộ não đọc sự chuyển sắc trên bề mặt thành thông tin về hình dạng: chỗ sáng là mặt quay về nguồn sáng, chỗ tối là mặt quay đi, bóng đổ dưới vật cho biết vật đang nằm trên mặt đất hay lơ lửng. Hoạ sĩ chia một khối được chiếu sáng thành năm vùng: vùng sáng nhất, vùng trung gian, ranh giới tối, phản quang và bóng đổ. Nắm năm vùng này, bạn vẽ được một quả cầu "lăn ra khỏi giấy".
Bài này giải thích vì sao sáng tối mạnh đến vậy với thị giác, cách hoạ sĩ dùng nó qua các thời kỳ, và vài ảo giác cho thấy não ta có những giả định ngầm về ánh sáng.
Năm vùng sáng tối trên một khối
Lấy một quả cầu trắng, chiếu đèn từ trên bên trái. Ta thấy:
| Vùng | Ở đâu | Vì sao |
|---|---|---|
| Điểm sáng chói (highlight) | Một đốm nhỏ ở phía gần đèn | Ánh đèn phản xạ thẳng vào mắt; vật bóng thì rõ, vật mờ thì nhoè |
| Vùng sáng | Mặt quay về phía đèn | Nhận nhiều ánh sáng trực tiếp |
| Vùng trung gian | Chuyển dần từ sáng sang tối | Mặt cong dần đi, ánh sáng chiếu xiên hơn |
| Ranh giới tối (bóng bản thân) | Dải tối nhất trên vật, chỗ mặt bắt đầu quay lưng với đèn | Không nhận ánh sáng trực tiếp, cũng ít phản quang |
| Phản quang | Viền hơi sáng lại ở mép khuất | Ánh sáng dội lên từ mặt bàn, tường xung quanh |
| Bóng đổ | Trên mặt bàn, phía ngược đèn | Vật chắn ánh sáng; đậm nhất sát chân vật, nhạt và nhoè dần ra xa |
Lỗi phổ biến nhất của người mới: tô mép khuất tối nhất, bỏ quên phản quang. Kết quả là quả cầu trông như cái đĩa dán lên giấy. Một chút sáng lại ở mép khuất làm khối "cuộn" ra sau.
Bóng đổ: neo vật vào mặt đất
Bóng đổ cho biết vật nằm ở đâu. Một thí nghiệm nổi tiếng do Daniel Kersten và cộng sự công bố thập niên 1990: trên màn hình, một quả bóng đứng yên, chỉ có bóng của nó di chuyển. Người xem thấy quả bóng như đang bay lên, lùi xa, hoặc nảy, tuỳ đường đi của bóng. Não tin bóng đổ hơn tin vị trí của chính quả bóng.
- Bóng dính sát chân vật: vật nằm trên mặt đất.
- Bóng tách khỏi vật một khoảng: vật lơ lửng phía trên.
- Bóng sắc nét: nguồn sáng nhỏ, gần (đèn pin, nắng trưa).
- Bóng nhoè rộng: nguồn sáng lớn hoặc khuếch tán (trời âm u, đèn hộp).
Não giả định ánh sáng đến từ trên cao
Năm 1988, nhà thần kinh học V. S. Ramachandran công bố các thí nghiệm với những hình tròn tô chuyển sắc: hình sáng ở trên tối ở dưới trông như cục lồi, hình tối ở trên sáng ở dưới trông như hố lõm. Lật ngược tờ giấy, lồi thành lõm, lõm thành lồi. Não mặc định ánh sáng chiếu từ trên xuống, đúng như ánh mặt trời suốt quá trình tiến hoá của con người.
Giả định này giải thích vì sao ảnh chụp mặt trăng hay ảnh vệ tinh hố va chạm đôi khi trông như những gò nổi: khi ảnh được xoay sao cho bóng nằm phía trên, não "đảo" chiều sâu. Nó cũng giải thích vì sao đèn rọi từ dưới cằm làm khuôn mặt trông lạ lùng, đáng sợ.
Sáng tối qua các thời kỳ hội hoạ
Chiaroscuro thời Phục Hưng
Thuật ngữ tiếng Ý chiaroscuro (sáng – tối) chỉ việc dùng sự tương phản sáng tối để dựng khối. Leonardo da Vinci nghiên cứu kỹ cách ánh sáng chuyển trên mặt cong, và kỹ thuật sfumato của ông làm các chuyển sắc mờ như khói.
Tenebrism của Caravaggio
Cuối thế kỷ 16 đầu thế kỷ 17, Caravaggio đẩy tương phản lên cực độ: nền gần như đen, nhân vật bị một luồng sáng mạnh chiếu xiên như ánh đèn sân khấu. Lối vẽ này gọi là tenebrism (từ tiếng Ý tenebroso, u tối), ảnh hưởng tới Rembrandt, Georges de La Tour và nhiều hoạ sĩ khác.
Ánh nến của La Tour
Georges de La Tour vẽ nhiều cảnh chỉ có một ngọn nến làm nguồn sáng, bóng đổ dài, mặt người ửng vàng. Đây là bài học tuyệt vời về nguồn sáng nhỏ và gần: bóng to dần, sắc nét, ánh sáng giảm nhanh theo khoảng cách.
Ấn tượng: bóng có màu
Thế kỷ 19, các hoạ sĩ Ấn tượng như Monet vẽ ngoài trời và nhận ra bóng không phải màu đen hay xám mà mang màu: bóng trên tuyết trong ngày nắng ngả xanh tím vì nhận ánh sáng từ bầu trời. Sáng tối từ đây gắn với màu sắc chứ không chỉ đậm nhạt.
Sáng tối trong đời sống và kỹ thuật
- Đồ hoạ máy tính: phần mềm dựng hình ba chiều tính sáng tối trên từng điểm theo hướng mặt và hướng đèn. Các kỹ thuật như "ambient occlusion" làm tối các khe, góc ít nhận sáng, đúng như hoạ sĩ vẫn làm bằng tay.
- Trang điểm: kỹ thuật tạo khối (contour) dùng phấn tối ở chỗ muốn "lùi" và phấn sáng ở chỗ muốn "nổi", tận dụng đúng cách não đọc sáng tối.
- Nhiếp ảnh chân dung: đèn chính chiếu chéo từ trên cao, đèn phụ làm dịu bóng, đèn nền tách người khỏi phông. Kiểu chiếu sáng "Rembrandt" tạo một tam giác sáng nhỏ trên má phía tối.
- Bản đồ địa hình: bản đồ tô bóng núi (hillshade) giả định nguồn sáng từ phía tây bắc, tức góc trên bên trái tờ bản đồ, để núi trông nổi đúng chiều với não người.
Góc nhìn hôm nay: bài tập năm vùng
- Đặt một quả trứng hoặc quả bóng trắng trên tờ giấy trắng, chiếu đèn bàn từ trên bên trái. Tắt các đèn khác.
- Nheo mắt nhìn: nheo mắt làm mờ chi tiết, giúp thấy rõ các mảng sáng tối lớn.
- Vẽ đường tròn, xác định vị trí điểm sáng chói, ranh giới tối, phản quang, bóng đổ.
- Tô bằng bút chì từ nhạt đến đậm, chừa trắng điểm sáng chói. Kiểm phản quang ở mép dưới bên phải.
- Thử lại với đèn từ dưới lên. Cảm giác quả trứng thay đổi thế nào?
- Bài ảo giác: vẽ sáu hình tròn tô chuyển sắc, ba hình sáng trên tối dưới, ba hình ngược lại. Nhìn rồi lật ngược tờ giấy.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao tô sáng tối làm hình vẽ trông nổi khối?
Vì não đọc sự chuyển sắc trên bề mặt thành thông tin về hướng của từng phần mặt so với nguồn sáng. Chỗ sáng là mặt quay về đèn, chỗ tối là mặt quay đi, nên một hình phẳng tô sáng tối đúng sẽ trông như khối ba chiều.
Phản quang trong vẽ khối là gì?
Là vùng hơi sáng lại ở mép khuất của vật, do ánh sáng dội lên từ mặt bàn và các bề mặt xung quanh. Thiếu phản quang, khối trông phẳng như cái đĩa dán lên giấy.
Chiaroscuro là gì?
Là thuật ngữ tiếng Ý nghĩa là sáng tối, chỉ việc dùng tương phản ánh sáng và bóng tối để dựng khối trong hội hoạ. Leonardo da Vinci và Caravaggio là hai bậc thầy tiêu biểu của kỹ thuật này.
Vì sao hình tròn tối ở trên trông như hố lõm?
Vì não mặc định ánh sáng chiếu từ trên xuống. Hình sáng trên tối dưới được hiểu là cục lồi, hình tối trên sáng dưới là hố lõm. Lật ngược hình thì cảm nhận lồi lõm đảo theo.
Bóng đổ cho ta biết điều gì?
Bóng đổ cho biết vật nằm sát mặt đất hay lơ lửng, nguồn sáng ở đâu, lớn hay nhỏ. Thí nghiệm cho thấy chỉ cần di chuyển bóng của một quả bóng đứng yên, người xem đã thấy quả bóng bay lên hoặc lùi xa.