理論
第壹部分：基礎部分
上圖是壹個晴天午後的環境模擬。
1、主要光源為太陽 （下午的陽光有點淡黃色，暖意，正午為白色）最亮、投射清晰的陰影。高光的形狀和顏色，由其決定，光源越小，陰影越清晰。
2、次光源為天空光。這是壹個極大的光源，太陽中的藍色光由於在大氣中的灰塵發生了散射，而在天空中形成壹個巨大的藍色的環境光，它所生成的陰影是非常柔和的，但在太陽的直射下是看不見的。受它的影響，太陽光照不到的地方都會呈現藍色調，（它能照射到）比如陰影部分等等。
3、白色地面和球體之間還有第三種光源為反射光。在底板和球體之間由於反射著天空光，所以陰影不會非常暗，雖然地面和球體是白色，天空環境光能照到，所以呈現藍色。
高光、陰影、明暗交界線：最亮的地方是高光，它的形狀基本受太陽的形狀和顏色決定（當然還有表面的反射屬性如各項異性情況），最暗的地方是球體的底下，太陽光和天空光都照不到的地方；其次是明暗交界線，這個地方是陽光直射區（太陽能照到）和背光面（天空環境光和反射能照到）的邊界線。
下圖是逆光的大樓，背光面玻璃墻反射著天空環境光，下面大理石的墻面也呈現藍色色調。
陰影被天空環境光照亮，呈現藍色色調。
三維軟件中模擬
1、建立壹個地面，賦予白色材質；建立天空（在C4D中天空是壹個巨大的封閉的球體）賦予發光通道，藍色，亮度值暗壹點；建立壹盞遠光燈，設為白色，調整角度，模擬太陽光。
2、早先的三維渲染軟件，沒有全局光渲染引擎，都是線掃面渲染壹類居多。所以要模擬這類的效果，必須要用不少燈光：復制壹堆點光源（那時沒有面光源），模擬天空藍色環境光；用壹盞平行光模擬太陽光；用壹盞點光源放在球體的後面，模擬反射，弱化陰影作用；如果地面為其他顏色，如紅色，那麽，還要打壹盞亮度非常小的紅色點光源照射球體的背面，模擬地面對球體的輻射影響。
可是，現在利用全局光照引擎，進行簡單設置，就可以達到以上效果。
3、全局光照引擎，利用大量的光子在封閉的空間中，模擬真實光線在物體之間反彈進行計算，渲染的效果基本能滿足我們的要求。渲染如下：
第二部分:不同時間的自然光
自然光源當然是指太陽，但在不同時間不同的天氣下，陽光表現不同的特性，或硬或軟，或冷或暖。
1、大氣的散射和雲層的遮蔽作用。
散射： 地球的大氣層，把陽光中的波長短的光波散射到四面八方，而波長長的光波則能穿過較長的距離（紅橙黃綠藍靛紫 波長依次變短）。當太陽沒有出地平線或沈到地平線以下，天空光中散射光為僅有的光源。
下兩幅圖是晚霞的圖片。陽光的傾斜角增大，陽光的調子變暖，陽光帶有金黃色的色調，由於光線強度減弱，天空也就變成了較暗的藍色。 日落前的壹小時，被成為“黃金壹小時”，此時陽光飽和度非常高，主光為暖色調，陰影為互補色冷色調，非常漂亮。
雲層的遮蔽作用： 雲層是半透明的，陽光雖然可以穿透雲層，但要經過漫射，光線向四面八方傳遞（比如平行光穿過毛玻璃壹樣）雲層把太陽的小而硬的光源變成柔和的大光源。
下圖是陰天的圖片，太陽光被厚厚雲層遮蔽，天空是壹個柔和的發光體，陰影柔和，物體的飽和度很高。
下圖是陰影下的植物，沒有高光，陰影柔和，飽和度很高。
下圖是有雲下的植物，植物上有高光。
2、正午的陽光。 當太陽上升的最高點，光線是白色，最強烈的，陰影最小。強光使物體的顏色變淡（飽和度低）亮度和陰影對比強烈，陰影裏的細節很少。
樓體顏色發白，陰影很深很銳利，對比強烈。
3、傍晚和日落前。 隨著太陽的角度變大，陽光的調子越來越暖，陽光明顯帶有金黃色的色調，光線的減弱，天空變成壹種深藍色。
4、日落。 當太陽快要落下去的時候，太陽變成深橘偏紅的顏色，天空變得更深更濃的藍色，陰影特別長，質感明顯。有雲的時候，天空的顏色特別鮮艷。
5、黃昏。 天空主光源就是天空光。光線柔和、陰影很少、反差很低。
6、夜色。 雖然沒有太陽光，有些亮光來自太陽的微弱散射、月亮的光、星光和人工光居多。
夜晚的光是軟調子的漫射光。天空永遠比地面的景致亮壹些。
7、雲隙和光斑： 在自然界中，也常有明暗交織的情況出現。雲隙：光照缺少天空的藍色輔助光，但是從雲縫中投下的陽光卻很強烈，地面出現光斑。
感悟
1、喜愛自然、觀察生活，了解光學原理對CG人太重要了，我們用計算機模擬現實，那在妳心中，妳應該知道現實是什麽樣子，不能完全交給計算機，否則妳做出的圖就感覺不舒服，不真實。制作效果圖的朋友給我講：有些作者的效果圖純粹是杜撰出來的，比如，壹個非常幹凈的裝修好的室內，窗外射進來的陽光，出現了非常明顯的光線（丁達爾現象），作者以為這樣好看，其實，如果真的出現這種情況，說明室內空氣中有大量的浮灰，否則，幹凈的空間，不可能產生這樣的光線。再有，不少人為了表現室內燈光，制作的效果圖，白天陽光充足的時候，室內燈光全開，渲染出的燈光效果卻非常明顯，很顯然，這不和常理。如果表現燈光效果，就制作壹張夜景的效果圖好了。（作者也可能為了節約成本，把白天和黑夜都做到壹張圖中了，呵呵）
2、在這裏學習，只是壹知半解，真正還得多看書多學習，然後，再去觀察生活和照片。
強烈推薦這本書（不是廣告，是真正的好書）。
3、補充：在C4D中可以使用“物理天空”來模擬“自然”，也可以用專業軟件VUE制作環境，有機會我會編寫介紹。
聲明：以上演示的圖片都來自網上，僅學習研究之用，沒有商業用途。