Schatten

Wenn ein Körper im Licht steht, entsteht hinter ihm ein Schatten. Die Lichtstrahlen treffen auf den Körper, wo sie absorbiert oder reflektiert werden. Andere Lichtstrahlen verlaufen am Körper vorbei und treffen auf die Wand. Es entstehen dadurch zwei Gebiete auf der Wand:

• ein helles Gebiet, wo Lichtstrahlen auf der Wand auftreffen
• ein dunkles Gebiet (Schatten), wo keine Lichtstrahlen auftreffen

Bei einer Punktquelle ist das Schattengebiet frei von Licht und damit total schwarz. Es können höchstens ein paar gestreute Strahlen in den Schatten einfallen.

Das Schattengebiet lässt sich sehr leicht konstruieren. Dazu brauchen wir die letzten Strahlen zu finden, die gerade noch am Körper vorbeikommen und auf die Wand auftreffen. Diese Strahlen (oben rot eingezeichnet) grenzen den Schatten ein. Im obigen Beispiel sehen wir, dass beim Heranführen der Punktquelle an den Körper heran, sich der Schatten vergrössern wird.

Der Schatten, der in kompletter Dunkelheit ist, in welchem höchstens ein paar gestreute Strahlen eintreffen können, heisst Kernschatten. Bei einer Punktquelle gibt es nur einen Schatten und das ist der Kernschatten.

Sobald wir mehrere Punktquellen haben, entstehen zwei verschiedene Schattengebiete: Den Kernschatten, in welchen keinerlei Licht eindringt und den Halbschatten, der teilweise Licht erhält. Bei zwei Punktquellen ist die Sache noch einfach: Der Kernschatten ist die Schnittmenge beider Schatten, d.h. dort wo Licht weder von der einen, noch von der anderen Punktquelle ankommen kann. Die Halbschatten sind die Gebiete für welche nur eine der beiden Punktquellen verdeckt ist. Der Begriff “Halb”-Schatten ist im Fall von zwei Punktquelen absolut treffend, denn im Halbschatten wird die Wand von 50% der Punktquellen bestrahlt. Allerdings wird dieser Begriff ganz allgemein verwendet, wobei mit “halb” einfach ungenau weder 0%, noch 100% gemeint ist.

Bei grossflächigen Lichtquellen entstehen immer Kern- und Halbschatten. Eine grosse Lichtquelle kann als eine grosse Menge von vielen Punktquellen betrachtet werden. Der Halbschatten ist wieder das Gebiet, das teilweise verdeckt ist. Der Halbschatten, der am Rand des ganzen Schattengebiets liegt, ist ein sehr heller Schatten, wo nur ein sehr kleiner Teil der Lichtquelle verdeckt ist. Je näher wir uns an den Kernschatten bewegen, desto grösser wird der verdeckte Teil. Im Kernschatten beträgt der verdeckte Teil dann 100%. Der Halbschatten ist deshalb mehr ein verschwommener Schatten von 0% bis 100% Schatten. Grosse Lichtquellen erzeugen deshalb unscharfe Schattenkonturen (Halbschatten). In Fernsehstudios, wo harten Schatten im Gesicht unerwünscht sind, werden extra-grossflächige, meist regenschirmgrosse Scheinwerfer eingesetzt.