減衰曲線（Attenuation Curve）‐光は直線で進むが、心の中では曲線を描く
「光学的な根拠 減衰曲線（Attenuation Curve）」とは、光が物体表面を照らすときに入射角とともに光の強度がどのように減少していくかを表した曲線のことです。
☀️ 1. 減衰曲線とは
光の照度（明るさ）は、 入射角（θ）に対して「cosθ」に比例して減衰します。 これはランベルトの余弦則（Lambert’s Cosine Law）と呼ばれます。
| 角度（θ） | 相対光強度（I/I₀） | 見え方 |
|---|---|---|
| 0°（垂直入射） | 1.0 | 最も明るい（ハイライト） |
| 30° | 0.87 | 明るく、まだ影は浅い |
| 60° | 0.5 | 明暗が半分に分かれ、最も自然なグラデーション |
| 80° | 0.17 | 影が濃く、コントラストが強い |
つまり、入射角が60°のとき照度は最大の半分になります。 ここが、光と影が均衡する“フェルメールライン”の物理的根拠です。
🔬 2. 減衰曲線の視覚的特徴
光は角度がつくほど、表面を“なめるように”進むため、 エネルギーが広く拡散し、光量が面積あたりで減少します。 結果、次のような視覚現象が生まれます。
| 入射角 | 光の分布 | 視覚印象 |
|---|---|---|
| 0〜30° | 均一に強い | フラットで立体感が弱い |
| 30〜60° | 減衰が緩やか | 柔らかく自然なトーン |
| 60〜70° | 急激に減衰 | 空気の厚みが生まれる |
| 80°以上 | ほぼ反射光のみ | ドラマチック・硬質 |
つまり、フェルメールが描いた「光が溶けていく境界線」は、 光の減衰曲線の中間領域（50〜30％の照度）にあたります。
🧩 3. 空間内での減衰（距離の法則）
照度は距離によっても減衰します。 点光源からの光の強度は、距離の2乗に反比例します。逆二乗の法則）
| 距離（r） | 照度比（1/r²） | 効果 |
|---|---|---|
| 1m | 1.0 | 基準 |
| 2m | 0.25 | 影が急速に柔らかくなる |
| 3m | 0.11 | 背景が淡く沈む |
フェルメールの絵では、光源（窓）と被写体の距離を2〜3mに保ち、 この距離減衰と角度減衰が重なる位置に人物を配置していました。 → これが、顔の片側が光を受け、もう片側が空気に溶ける構図の秘密です。
📸 4. 写真撮影での応用
| 設定 | 物理的意味 | 効果 |
|---|---|---|
| ISO400・1/60秒・F5.6 | EV値10前後＝光強度が半減した領域 | 減衰カーブの中間域を捉える露出 |
| 北向き窓から斜め60°入射 | cosθ減衰の「0.5強度」ゾーン | ハーフトーンが最も美しく出る |
| 窓から2m離して被写体を配置 | 距離減衰との干渉で影がやわらぐ | 光が包むような立体感 |
このセッティングで、カメラは人の目で見る“空気の厚み”をそのまま記録できます。
🎨 5. 芸術的意義 ― 光が描く「時間の勾配」
減衰曲線とは単なる物理現象ではなく、 光の寿命が視覚化されたものとも言えます。
✨ まとめ
・60°前後で照度が約半分→光と影の中間＝フェルメールライン。
・距離減衰との組み合わせで「空気の厚み」が生まれる。
・写真では、北向き窓＋ISO400・F5.6・1/60が最適条件。
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