A shadow is a dark area where light from a light source is blocked by an object. It occupies all of the three-dimensional volume behind an object with light in front of it. The cross section of a shadow is a two-dimensional silhouette, or a reverse projection of the object blocking the light.

Point and non-point light sources 

A point source of light casts only a simple shadow, called an "umbra". For a non-point or "extended" source of light, the shadow is divided into the umbra, penumbra, and antumbra. The wider the light source, the more blurred the shadow becomes. If two penumbras overlap, the shadows appear to attract and merge. This is known as the shadow blister effect.

The outlines of the shadow zones can be found by tracing the rays of light emitted by the outermost regions of the extended light source. The umbra region does not receive any direct light from any part of the light source and is the darkest. A viewer located in the umbra region cannot directly see any part of the light source.

By contrast, the penumbra is illuminated by some parts of the light source, giving it an intermediate level of light intensity. A viewer located in the penumbra region will see the light source, but it is partially blocked by the object casting the shadow.

If there is more than one light source, there will be several shadows, with the overlapping parts darker, and various combinations of brightnesses or even colors. The more diffuse the lighting is, the softer and more indistinct the shadow outlines become until they disappear. The lighting of an overcast sky produces few visible shadows.

The absence of diffusing atmospheric effects in the vacuum of outer space produces shadows that are stark and sharply delineated by high-contrast boundaries between light and dark.

For a person or object touching the surface where the shadow is projected (e.g. a person standing on the ground, or a pole in the ground) the shadows converge at the point of contact.

A shadow shows, apart from distortion, the same image as the silhouette when looking at the object from the sun-side, hence the mirror image of the silhouette seen from the other side.

Astronomy 

The names umbra, penumbra and antumbra are often used for the shadows cast by astronomical objects, though they are sometimes used to describe levels of darkness, such as in sunspots. An astronomical object casts human-visible shadows when its apparent magnitude is equal or lower than -4. The only astronomical objects able to project visible shadows onto Earth are the Sun, the Moon, and in the right conditions, Venus or Jupiter. Night is caused by the hemisphere of a planet facing its orbital star blocking its sunlight.

A shadow cast by the Earth onto the Moon is a lunar eclipse. Conversely, a shadow cast by the Moon onto the Earth is a solar eclipse.

Daytime variation 
The sun casts shadows that change dramatically through the day. The length of a shadow cast on the ground is proportional to the cotangent of the sun's elevation angle—its angle θ relative to the horizon. Near sunrise and sunset, when θ = 0° and cot(θ) = ∞, shadows can be extremely long. If the sun passes directly overhead (only possible in locations between the Tropics of Cancer and Capricorn), then θ = 90°, cot(θ) = 0, and shadows are cast directly underneath objects.

Such variations have long aided travellers during their travels, especially in barren regions such as the Arabian Desert.

Propagation speed 

The farther the distance from the object blocking the light to the surface of projection, the larger the silhouette (they are considered proportional). Also, if the object is moving, the shadow cast by the object will project an image with dimensions (length) expanding proportionally faster than the object's own rate of movement. The increase of size and movement is also true if the distance between the object of interference and the light source are closer. This, however, does not mean the shadow may move faster than light, even when projected at vast distances, such as light years. The loss of light, which projects the shadow, will move towards the surface of projection at light speed.

Although the edge of a shadow appears to "move" along a wall, in actuality the increase of a shadow's length is part of a new projection that propagates at the speed of light from the object of interference. Since there is no actual communication between points in a shadow (except for reflection or interference of light, at the speed of light), a shadow that projects over a surface of large distances (light years) cannot convey information between those distances with the shadow's edge.

Lotus clour 
Visual artists are usually very aware of colored light emitted or reflected from several sources, which can generate complex multicolored shadows. Chiaroscuro, sfumato, and silhouette are examples of artistic techniques which make deliberate use of shadow effects.

During the daytime, a shadow cast by an opaque object illuminated by sunlight has a bluish tinge. This happens because of Rayleigh scattering, the same property that causes the sky to appear blue. The opaque object is able to block the light of the sun, but not the ambient light of the sky which is blue as the atmosphere molecules scatter blue light more effectively. As a result, the shadow appears bluish.

Dimension 

A shadow occupies a three-dimensional volume of space, but this is usually not visible until it projects onto a reflective surface. A light fog, mist, or dust cloud can reveal the 3D presence of volumetric patterns in light and shadow.

Fog shadows may look odd to viewers who are not used to seeing shadows in three dimensions. A thin fog is just dense enough to be illuminated by the light that passes through the gaps in a structure or in a tree. As a result, the path of an object's shadow through the fog becomes visible as a darkened volume. In a sense, these shadow lanes are the inverse of crepuscular rays caused by beams of light, they're caused by the shadows of solid objects.

Theatrical fog and strong beams of light are sometimes used by lighting designers and visual artists who seek to highlight three-dimensional aspects of their work.

Inversion 
Oftentimes shadows of chain-linked fences and other such objects become inverted (light and dark areas are swapped) as they get farther from the object. A chain-link fence shadow will start with light diamonds and shadow outlines when it is touching the fence, but it will gradually blur. Eventually, if the fence is tall enough, the light pattern will go to shadow diamonds and light outlines.

Photography 

In photography, which is essentially recording patterns of light, shade, and color, "highlights" and "shadows" are the brightest and darkest parts, respectively, of a scene or image. Photographic exposure must be adjusted (unless special effects are wanted) to allow the film or sensor, which has limited dynamic range, to record detail in the highlights without them being washed out, and in the shadows without their becoming undifferentiated black areas.

On satellite imagery and aerial photographs, taken vertically, tall buildings can be recognized as such by their long shadows (if the photographs are not taken in the tropics around noon), while these also show more of the shape of these buildings.

Analogous concepts 
Shadow as a term is often used for any occlusion or blockage, not just those with respect to light. For example, a rain shadow is a dry area, which with respect to the prevailing wind direction, is beyond a mountain range; the elevated terrain impedes rainclouds from entering the dry zone. An acoustic shadow occurs when a direct sound has been blocked or diverted around a given area.

Cultural aspects 
Shadows often appear in mythical or cultural contexts. Sometimes in a malevolent light, other times not.
An unattended shade was thought by some cultures to be similar to that of a ghost. The name for the fear of shadows is "sciophobia" or "sciaphobia".

Chhaya is the Hindu goddess of shadows.

In heraldry, when a charge is supposedly shown "in the shadow" (the appearance is of the charge merely being outlined in a neutral tint rather than being of one or more tinctures different from the field on which it is placed), it is technically described as "umbrated". Supposedly, only a limited number of specific charges can be so depicted. 

Shadows are often linked with darkness and evil; in common folklore, like shadows who come to life, are often evil beings trying to control the people they reflect. The film Upside-Down Magic features an antagonistic shadow spirit who possesses people.

Ancient Egyptians surmised that a shadow, which they called šwt (shut), contains something of the person it represents because it is always present. Through this association, statues of people and deities were sometimes referred to as shadows.

In a commentary to The Egyptian Book of the Dead (BD), Egyptologist Ogden Goelet, Jr. discusses the forms of the shadow: "In many BD papyri and tombs the deceased is depicted emerging from the tomb by day in shadow form, a thin, black, featureless silhouette of a person. The person in this form is, as we would put it, a mere shadow of his former existence, yet nonetheless still existing. Another form the shadow assumes in the BD, especially in connection with gods, is an ostrich-feather sun-shade, an object which would create a shadow."

Energy generating 
Scientists from the National University of Singapore presented a shadow-effect energy generator (SEG), which consists of cells of gold deposited on a silicon wafer attached on a plastic film. The generator has a power density of 0.14 μW cm−2 under indoor conditions (0.001 sun).

Gallery

See also 

 Raking light
 Black drop effect
 Convolution applications, for more physical and mathematical discussion about shadows
 Earth's shadow
 Gnomon
 Shade
 Shadow Cabinet
 Shadow mapping, in computer 3D graphics
 Shadow people
 Shadow play
 Shadowgraphy or ombromanie, the art of hand shadows
 Sciography, the art of architectural shadows
 Shadows in camouflage

References

External links 

How sun casts shadows over day hours

Optical phenomena
그림자는 빛의 경로 상에 불투명한 물체가 있을 때 빛의 직진성 때문에 물체에 빛이 통과하지 못하여 생기는 어두운 부분을 말한다. 유의어로 음영(陰影)이라고도 한다. 다만, 물체 가장자리의 빛은 회절하는 성질이 있어 약간 밝은 부분이 생기는데, 이때 빛이 회절해 들어와 비교적 밝은 그림자는 반그림자, 빛이 닿지 않는 어두운 그림자는 본그림자라고 부른다.

물리 현상의 그림자 
그림자는 물리 현상으로서는 빛이 직진성을 가지는 것부터 태어난다. 또 빛의 파장에 비해 그림자의 원인이 되는 물체가 매우 거대하기 때문에 윤곽의 명료한 그림자가 성립한다. 전파는 물리학적으로는 본질적으로 빛과 변함없는 전자파이지만, 파장이 매우 길고 인체나 건조물 등에 비해 훨씬 더 크기 때문에, 전파도 직진성을 가졌지만 전파에 의한 그림자는 일상적인 사이즈의 물체에게선 태어나지 않는다.

(빌딩의 그림자 등에선 TV전파의 수신에 전파장해가 일어나지만, 이것은 광학적인 반영에 상당하는 현상이다. 그림자의 경우는 통상 특정 광원·전자파원으로부터의 빛·전자파에 대한 진영을 가리키므로, 전파 등의 경우는 일상적인 물체 사이즈에서는 그림자가 생기지 않는 것이다. 다른 말로 말하면, 직진하는 전파가 빌딩에 닿았을 경우 파장이 매우 길기 때문에, 전파는 산란해 빌딩의 뒤까지 돌아 버려, 순수한 그림자는 없다.)

문화적 현상의 그림자의 의미 
인간의 심리의 그림자의 개념의 다양함과 중요함이, 그림자의 신화나 그림자의 은유, 또 여러 가지 사상적인 의미를 지녀 문화적으로 현상했다고 말할 수 있다. 사람의 삶과 죽음을 둘러싼 그림자의 현상학이 있고, 또 그림자의 의미를 묻는 문학이 존재한다.

종교의 그림자 
그림자는 꿈이나 상상에 나타나는 사망자 등의 이미지이며, 영혼에 부수하는 제 2의 영혼이기도 하다. 자기 자신의 모습을 보는 것을 자기시라고 하지만, 자기시는 영혼의 신체로부터의 이탈을 의미해 이중신(도플갱어)의 현상과 관련한다.

그림자는 무상한 영혼이며 그 이미지이지만, 자기 자신이 자신의 그림자를 보는 것은 어느 문화의 해석으로는 죽음을 앞에 두고 있는 것을 의미했다. 자신의 모습을 외부에서 보는 것을 '그림자의 병'이라고도 칭했지만, 그것은 죽음의 자각이었다.

마술의 그림자 
마술·주술에선 빛에 대응하는 어둠으로 다양한 상징성을 가진다. 또 그림자에도 본체의 영혼 일부가 있다는 생각이 있어, 그것은 타인, 특히 손윗사람의 그림자를 밟지 않는다는 예의범절 등으로 표현된다.

판타지의 마술에서는 둔갑술로 이용되는 「그림자 꿰매기」가 유명하다. 닌자가 적의 그림자가 있는 지면에 장도칼을 던지면, 본래 물리적 관계가 없는 본체가 다치거나 행동 불능이 되거나 한다. 이것은 인형같이 본체와의 주술적인 관계성을 이미지했다고 생각할 수 있다. 그 밖에도 그림자가 본체로부터 멀어져 활동하는 둔갑술도 볼 수 있다. 또 마귀의 본체가 경상이나 그림 같이 그림자인 케이스도 있다.

심리학의 그림자 
그림자의 현상은 종교적으로 중요한 의미를 가져, 사람의 생사와 관계하고 있었다. 사람의 생사는 육체적인 의미의 생사와 심리적인 의미의 생사가 있어, 사람의 발달과 성장은 심리적으로 미숙한 자기의 죽음을 경험하며 통과해, 새로운 자기로서 태어나는 것이라고도 말할 수 있다.

이러한 구상에 대해 카를 융은 그의 분석심리학에서 자아를 보완하는 원형으로서 그림자(Schatten)의 원형을 제창했다. 그림자의 원형은 분석의 초기의 단계에서 나타나는 경우가 많고, 이성으로서 나타나는 아니마·아니무스와 달리, 피분석자와 동성의 인물로서 나타나는 경우가 많다. 그림자는 그 사람의 의식이 억압하거나 충분히 발달하지 않은 영역을 대표하지만, 또 미래의 발전 가능성도 시사한다. 그 사람이 살 수 없었던 반면을 이미지화하는 힘이라고 할 수 있다.

그림자는 부정적인 의미를 가지는(자주 악이나 공포의 대상으로 이미지화 된다) 경우가 많지만, 이 부정성을 넘어 자기를 발달시키지 않으면 안 된다. 그것은 그림자를 무의식의 세계에 쫓아 버리는 것이 아니라, 오히려 그림자와의 대결, 그림자를 자기 자신의 부정적 측면, 결여된 측면으로 의식화해 그림자를 자아로 통합하는 것이 자아 발달의 길이며, 자기 실현의 길(개성화의 과정)이라고 융은 주창했다.

문학의 그림자 
종교적·심리학적으로 그림자가 개인에게 있어서 중요한 무엇이라고 하는 것은 문학 중에서도 다루어지고 있다. 일본에 있었던 센고쿠 시대의 무장 등에 사용된 「막후인물」이라는 개념은 본체를 지키기 위해서 이차적인 모조자를 대리적으로 세우는 것이지만 쿠로자와 아키라의 「막후인물(1980년)」이 나타내 보이듯이 그림자가 본체와 교체할 가능성을 가진다.

류우케이 이치로의 '막후 인물 도쿠가와 이에야스'에서는 세키가하라 서전에서 암살된 이에야스 본인을 대신해, 막후인물 세라다 지로 사부로가 활약하지만 그림자가 실상의 이에야스보다 생생하고 재주로 가득 차 있다. 전국시대의 천하를 호령하는 사람인 오다 노부나가, 토요토미 히데요시, 그리고 여기서 말한 도쿠가와 이에야스의 성격이나, 삶의 방법을 생각할 때, 서로의 사이의 그림자의 투사나 수영의 현상이 교착하고 있었다. 얼마나 깊게 무의식과 자아의 사이의 조정을 잡혔는지가, 무장이나 정치가들의 운명을 결정했다고도 융 심리학적으로 말할 수 있다.

그림자가 인간에게 중요한 존재라고 말하는 것은 독일의 작가 아데르베르트 폰 샤밋소의 「그림자를 없앤 남자」의 이야기에 나타나고 있다. 페터 슈레미르는 무진장 금화가 손에 들어 온다는 마법의 유혹에 져서, 악마에 자신의 그림자를 판다. 그러나 부를 손에 넣은 슈레미르는, 반대로 「그림자」가 얼마나 중요한 것인가, 그것이 그 자신의 존재의 의미와도 관련 있다는 것을 깨닫는다. 그림자는 인간의 자아에게 음영을 주어 입체적인 존재로서 지지하는 것이다.

같이 보기 

 그늘
 실루엣

광학 현상