影

影は、光源からの光が物体によって遮られた暗い領域です。影は、前方に光がある物体の後ろの 3 次元の体積全体を占めます。影の断面は 2次元の シルエット、つまり光を遮る物体の 逆投影です。

点光源は、「本影」と呼ばれる単純な影だけを投影します。点光源ではない、つまり「拡張」光源の場合、影は本影、半影、前影に分けられます。光源が広いほど、影はぼやけます。2 つの半影が重なると、影が引き合い、融合するように見えます。これは、シャドウ ブリスター効果として知られています。

影の領域の輪郭は、拡張光源の最も外側の領域から放射される光線をトレースすることで見つけることができます。本影領域は光源のどの部分からも直接光を受けないため、最も暗い領域です。本影領域にいる観察者は、光源のどの部分も直接見ることができません。

対照的に、半影は光源の一部によって照らされ、中間レベルの光強度を与えます。半影領域にいる観察者は光源を見ることができますが、影を落とす物体によって光源は部分的に遮られます。

光源が複数ある場合は、影も複数あり、重なり合う部分は暗くなり、明るさや色の組み合わせもさまざまになります。照明が拡散するほど、影の輪郭は柔らかく不明瞭になり、やがて消えていきます。曇り空の照明では、目に見える影はほとんど見えません。

真空の宇宙空間では拡散する大気の影響がないため、明暗のコントラストの強い境界によってはっきりと区別された影が生成されます。

影が投影される表面に触れている人または物体（地面に立っている人、地面の柱など）の場合、影は接触点に集中します。

影は、歪みを除けば、太陽側から物体を見たときのシルエットと同じイメージを示します。つまり、反対側から見たシルエットは 鏡像になります。

本影、半影、前影という名称は、天体によって落とされる影を指すのによく使われるが、太陽黒点などの暗さの度合いを表すのにも使われる。天体が人の目に見える影を落とすのは、見かけの等級が-4以下のときである。^[2]地球に目に見える影を投影できる天体は、太陽、月、そして条件が整えば金星や木星のみである。^{[3] [4]} 夜は、惑星の半球が軌道上の恒星に面して太陽光を遮ることで生じる。

地球が月に影を落とす現象は月食である。逆に、月が地球に影を落とす現象は日食である。^[5]

太陽は、一日を通して劇的に変化する影を落とします。地面に落ちる影の長さは、太陽の仰角のコタンジェント(地平線に対する角度θ)に比例します。日の出と日の入りの近く、 θ = 0° およびcot(θ) = ∞ のとき、影は非常に長くなります。太陽が真上を通過する場合 (北回帰線と山羊座の間の場所でのみ可能)、θ = 90°、cot(θ) = 0 となり、影は物体の真下に落ちます。

このような変化は、特にアラビア砂漠のような不毛の地を旅する旅行者に長い間役立ってきました。^[6]

光を遮る物体から投影面までの距離が遠いほど、シルエットは大きくなります（比例すると見なされます）。また、物体が動いている場合、物体によって投げかけられた影は、物体自体の移動速度よりも比例して速く拡大する寸法（長さ）で画像を投影します。干渉物体と光源の距離が近い場合も、サイズと動きが大きくなります。最終的には、この速度は光速を超える可能性があります。^[7]ただし、影は情報や運動量を運ばないため、特殊相対性理論に違反することはありません。

影の端は壁に沿って「動いている」ように見えるが、実際には影の長さの増加は、干渉対象から光速で伝播する新しい投影の一部である。影の中の点の間では実際の通信は行われないため（光速での光の反射または干渉を除く）、大きな距離（光年）の表面に投影される影は、影の端でそれらの距離間で情報を伝達することはできない。^[8]

視覚芸術家は通常、複数の光源から放射または反射される色の光が複雑で多色の影を生み出すことをよく知っています。キアロスクーロ、スフマート、シルエットは、影の効果を意図的に利用する芸術技法の例です。^[9]

日中、太陽光に照らされた不透明な物体の影は青みがかっています。これはレイリー散乱によって起こり、空が青く見えるのと同じ性質です。不透明な物体は太陽の光を遮ることができますが、大気の分子が青い光をより効果的に散乱するため、青い空の周囲光は遮ることができません。その結果、影は青みがかって見えます。^[10]

影は 3 次元の空間を占めますが、通常は反射面に投影されるまで見えません。薄い霧、もや、ほこりの雲によって、光と影の立体的なパターンが 3D で存在することがわかります。

霧の影は、3 次元で影を見ることに慣れていない視聴者には奇妙に見えるかもしれません。薄い霧は、建物や木の隙間を通過する光によって照らされるのにちょうどよい濃さです。その結果、霧を通った物体の影の経路は、暗いボリュームとして見えるようになります。ある意味で、これらの影の帯は、光線によって引き起こされる薄明光線の逆であり、固体の影によって引き起こされます。

照明デザイナーやビジュアルアーティストは、作品の三次元的な側面を強調するために、 劇場用の霧や強い光線を使用することがあります。

多くの場合、金網フェンスなどの物体の影は、物体から遠ざかるにつれて反転します (明るい部分と暗い部分が入れ替わります)。金網フェンスの影は、フェンスに触れているときは明るいひし形と影の輪郭で始まりますが、徐々にぼやけていきます。フェンスが十分に高ければ、最終的には、光のパターンは影のひし形と明るい輪郭に変わります。

写真撮影は、本質的には光、影、色のパターンを記録するものですが、その場合、「ハイライト」と「シャドウ」は、それぞれシーンまたは画像の最も明るい部分と最も暗い部分です。写真の露出は、ダイナミック レンジが限られているフィルムまたはセンサーが、ハイライトを白飛びさせずに詳細を記録し、シャドウを区別のない黒い領域にせずに詳細を記録するように (特殊効果が必要な場合を除き) 調整する必要があります。

垂直に撮影された衛星画像や航空写真では、高層ビルは長い影によって高層ビルとして認識できます (写真が熱帯地方で正午頃に撮影されていない場合)。また、これらの写真では、高層ビルの形状もより鮮明に写っています。

影という用語は、光に関するものだけでなく、あらゆる閉塞や妨害に対してよく使用されます。たとえば、雨陰は、卓越風向に関して山脈の向こうにある乾燥した地域です。高地の地形により、雨雲が乾燥地帯に入るのが妨げられます。音響の影は、直接音が特定の地域の周囲で遮断または迂回されたときに発生します。

影は神話や文化の文脈でよく現れます。時には悪意のある光として現れ、また時にはそうではありません。無視された影は、一部の文化では幽霊に似ていると考えられていました。影に対する恐怖は「sciophobia」または「sciaphobia」と呼ばれます。

チャヤはヒンズー教の影の女神です。

紋章学では、紋章が「影の中に」描かれている（紋章が、それが配置されている領域とは異なる 1 つ以上の色合いではなく、単に中間色で輪郭が描かれているように見える）場合、それは技術的に「陰影付き」と表現されます。おそらく、限られた数の特定の紋章のみがこのように表現できます。^{[引用が必要]}

影はしばしば暗闇や悪と結び付けられ、民間伝承では、生き返った影は、映し出された人々を支配しようとする邪悪な存在であることが多い。映画「アップサイド・ダウン・マジック」では、人々に取り憑く敵対的な影の精霊が登場する。

古代エジプト人は、常に存在する「シュト（閉じた）」と呼ばれる影には、それが表す人物の何かが含まれていると推測しました。この関連性から、人物や神々の像は、時々影と呼ばれることがありました。

エジプト学者オグデン・ゴエレット・ジュニアは『エジプト死者の書』の解説で、影の形について次のように論じている。「多くの死者の書のパピルスや墓には、死者が日中に墓から影の形で現れる様子が描かれている。影の形で現れるのは、細くて黒く、特徴のない人物のシルエットである。この形の人物は、我々の言うように、以前の存在の単なる影であるが、それでもまだ存在している。死者の書の中で影がとる別の形、特に神々との関連では、ダチョウの羽の日よけ、つまり影を作り出す物体である。」^[11]

シンガポール国立大学の科学者らは、プラスチックフィルムに貼り付けられたシリコンウェハー上に堆積した金のセルからなる影効果エネルギー発生器（SEG）を発表しました。この発生器は、屋内条件（0.001太陽）で0.14μW cm ^−2の電力密度を持っています。 ^[12]

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