Осветительные приборы

Осветительные приборы 

     Осветительные приборы – это разновидность  световых приборов, предназначенных  для освещения различных объектов, например светильники, прожекторы, проекторы  и др. Давайте подробнее рассмотрим наиболее распространенные осветительные  приборы и характер создаваемого ими освещения. Современная светотехника и электроника предоставили в  распоряжение фотографа множество  разнообразных по конструкции и  световым параметрам источников света, начиная от обычных электрических и кончая импульсными газоразрядными лампами. 

     Электрические лампы, которые используют для освещения  помещений, различаются между собой  по мощности, а значит, и по силе создаваемого ими светового потока и имеют  прозрачный, матированный или молочный стеклянный баллон. Такая окраска  стекла баллона позволяет получать более мягкое, рассеянное освещение.

     Промышленность  выпускает также специальные  фотолампы, яркость которых ощутимо  больше яркости обычных электроламп, что достигается горением лампы  в режиме перекала. Срок их службы колеблется впределах 2 - 8 ч, в связи с чем их следует включать только на короткое время самой съемки. Как обычные, так и перекальные электролампы могут иметь внутренний зеркальный отражатель, позволяющий концентрировать в одном направлении идущие от раскаленной нити лучи света. Чрезвычайно малыми размерами и высокой яркостью характеризуются кварцевые галогенные лампы. Внутренний объем баллона в них заполнен парами йода, значительно улучшающими светотехнические параметры ламп.

     Совершенно  самостоятельную группу представляют собой импульсные газоразрядные  лампы, излучающие свет в виде очень  короткого ( 1\500 – 1\10000с) и мощного светового импульса. Внутренний объем баллона таких ламп заполнен инертным газом-ксеноном, через который в обычных условиях электрический ток не проходит. Когда же с помощью высоковольтного импульса напряжения газ в баллоне лампы ионизируется и становится проводником электрического тока, через него происходит разряд специального конденсатора, накопившего большой электрический заряд, и газ, превратившись на тысячную долю секунды в плазму, излучает мощный световой импульс. Преимущества таких ламп - малые размеры, большая яркость, высокая экономичность и постоянство светового потока; недостаток - невозможность визуально контролировать светотеневой рисунок, создаваемый таким источником на объекте съемки.

     Осветительные лампы без специальных рефлекторов  используют крайне редко, поскольку они освещают в равной степени не только объект съемки, но и все окружающие предметы. При этом образуется большое количество случайного рассеянного света, появляются паразитные блики и рефлексы, мешающие съемке. Поэтому для более полного использования света лампы и возможности направлять ее световой поток в нужную сторону применяют специальные рефлекторы, от формы и размеров которых в значительной степени зависит характер идущего от лампы светового потока. В большинстве случаев рефлекторы снабжены арматурой (зажимы, струбцины), позволяющей закреплять их в нужном положении и в определенном месте. Рефлектор с лампой можно крепить к спинкам стульев и к другой мебели или к специальным штативам.

     Естественно, что для освещения можно использовать и обычные бытовые осветительные  приборы - настольные лампы, бра, люстры, торшеры и т. д., однако они менее  удобны и в большинстве случаев  не позволяют создать необходимое  освещение объекта съемки.

     Импульсные  электронные приборы, именуемые  лампами-вспышками, весьма разнообразны. Это и миниатюрные лампы небольшой  мощности, предназначенные для фотолюбителей, и более мощные осветители, рассчитанные в основном на профессиональных фотографов. Во всех случаях питание таких  ламп-вспышек осуществляется от сети переменного тока, батарей или  встроенных аккумуляторов. Синхронизация  световой вспышки лампы с работой затвора фотоаппарата происходит с помощью специального провода синхронизации, либо путем непосредственного электрического соединения цепей синхронизации лампы со встроенными в фотоаппарат контактами, либо световым лучом.

     Поскольку длительность светового импульса чрезвычайно  мала, необходимо, чтобы в момент вспышки кадровое окно фотоаппарата было полностью открыто. В противном  случае проэкспонируется только часть  кадра и снимок будет испорчен. Это условие выполняется для  всех выдержек в фотоаппаратах с  центральными затворами и лишь для  сравнительно длительных выдержек в  фотоаппаратах со шторными затворами. 

     В описании фотоаппарата всегда указана  наиболее короткая выдержка для съемки с лампой-вспышкой. Безусловно, можно  воспользоваться и более длительными  выдержками, однако необходимости в  этом нет.

     Съемке  в условиях искусственного освещения  присущи свои особенности. Большое  значение имеет расстояние между  объектом съемки и источником света, которое чаще всего ограничено несколькими  метрами. Изменение этого расстояния неизбежно приводит к изменениям в освещенности. Изменение освещенности пропорционально квадрату изменения  расстояния: так, если расстояние между  осветителем и фотографируемым  объектом увеличить вдвое, то освещенность объекта уменьшится вчетверо. Это  обстоятельство всегда необходимо учитывать  при съемке.

     Особенное свойство света - направленность светового  потока, непосредственно связано  как с линейными размерами  источника света, так и с расстоянием  от него до объекта съемки. Ориентировочно эту зависимость можно представить  следующим образом: если линейные размеры  излучающего свет тела близки или  равны расстоянию от источника до объекта съемки, то освещение объекта  носит мягкий, светотональный характер; если же линейные размеры источника  света в десятки раз меньше расстояния от него до объекта съемки, такое освещение можно считать направленным.

     Важный  вопрос, который возникает у каждого  фотографа: «Каково же практическое значение такой зависимости?» Прежде всего, исходя из приведенных данных, легко определить размеры рефлекторов  осветительных ламп, необходимые  для создания того или иного по характеру освещения. Так, если необходимо осветить лицо человека мягким рассеянным светом без четких, резких теней, размеры  рефлектора осветительного прибора  должны быть близки к величине расстояния между прибором и объектом съемки. Именно по этой причине в специальных студиях и съемочных павильонах для создания мягкого рассеянного освещения устанавливают осветители с размерами излучающей поверхности, превышающими 1 -  2 м. Обычные софиты обеспечивают рассеянное освещение лишь на расстояниях 30 - 70 см; при большем удалении их от объекта съемки свет становится все более направленным, все более жестким. Особенно хорошо заметна направленность светового потока ламп-вспышек, размеры рефлекторов у которых не превышают 5 - 10 см.

     В большой степени направленность светового потока зависит от структуры  отражающей поверхности рефлектора. Чем она ближе к зеркальной, тем меньше рассеивает свет, тем более направленным становится световой поток. Тесно связана направленность светового потока с формой рефлектора: чем рефлектор глубже, тем более узкий пучок света он позволяет получить. Эта взаимосвязь при использовании обычных осветителей и ламп накаливания большей частью малозаметна. Однако при съемке аппаратами с короткофокусными объективами и освещении объекта лампой-вспышкой непосредственно от фотоаппарата узкий световой пучок может стать причиной неравномерного экспонирования фотопленки по поверхности кадра: центральная часть будет иметь нормальную экспозицию, а края кадра - недоэкспонированы.

     Часто для смягчения светового потока от какого-либо осветительного прибора  на его пути непосредственно около  осветителя устанавливают светорассеиватель, представляющий собой металлическое кольцо, на которое натянута марля или тюль.

     Этот  способ к сожалению малоэффективен, и потому для получения мягкого рассеянного освещения следует использовать в качестве вторичного излучателя с большими линейными размерами белые экраны, применяемые при просмотре диапозитивов или любительских кинофильмов. В этом случае мощный источник света (галогенную лампу большой мощности или лампу-вспышку) устанавливают на расстоянии 60 - 90 см от подвешенного на штативе или на стене экрана, напротив его центра, и направляют световой поток лампы на экран. Отразившийся от поверхности экрана свет создает мягкое рассеянное освещение, особенно необходимое при портретной съемке.

     Вместо  экрана можно использовать достаточно большой по размерам (не меньше 60 Х 60 см) кусок белой ткани или даже светлую стену. Иногда для получения  мягкого рассеянного освещения  в комнате или ином помещении  свет мощной лампы направляют в потолок, который при этом также является вторичным излучателем с большой  поверхностью излучения.

     Приведенные способы создания мягкого рассеянного  освещения обладают одним недостатком: освещенность объекта съемки по сравнению  с освещенностью прямым светом падает в несколько раз, что объясняется  как потерями света в процессе отражения (до 50 %), так и увеличением  расстояния от источника света до объекта съемки. Именно поэтому эти  способы требуют применения мощных источников света.

     Если  производится фотосъемка в интерьере (помещении), вместо экрана, стены или  потолка в качестве отражателя можно  использовать зонт, обтянутый белой  тканью. Для этого наиболее пригоден плотный атласный шелк или какая-либо иная достаточно плотная ткань. Такой  зонт в раскрытом состоянии укрепляют  с помощью струбцины на штативе. В непосредственной близости от ручки располагают и источник света. В сложенном состоянии они занимают мало места, а в процессе съемки их легко устанавливают в нужном месте помещения.

     Получить  пучок направленного света значительно  легче. Для этого достаточно на обычный  фото осветитель надеть склеенный из плотной бумаги или тонкого картона  длинный цилиндрический тубус, диаметр  которого равен диаметру рефлектора осветителя. Длина тубуса определяется желаемой степенью направленности световых лучей. Для большинства встречающихся  в практике случаев бывает достаточно длины 50 - 60 см. Внутренняя поверхность  тубуса для предотвращения светорассеяния должна быть обклеена черной бумагой. Можно использовать в качестве источника  направленного света и осветительную  часть фотоувеличителя.

     При фотографировании с осветительными приборами характер каждого из возможных  вариантов освещения выражен  более явно, чем при съемке в  условиях естественного освещения, поскольку под открытым небом  его свет ощутимо смягчает контрасты  светотени.

     В большинстве случаев для рельефного воспроизведения форм предметов  применяют боковое или передне-боковое, несколько верхнее освещение направленным светом, который не только подчеркивает трехмерность объекта, но и сохраняет при этом привычным нашему взгляду характер светораспределения, свойственный естественным световым условиям. В противоположность этому освещение объекта направленным светом снизу практически не встречается в природных условиях и потому воспринимается нами как необычное, неестественное. Тени от объекта наименее заметны при фронтальном освещении, а наиболее - при задне-боковом и контровом освещении.

     Светотехника – область науки и техники, предметом которой является исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения и измерения характеристик оптического излучения, а также преобразование его в различных целях.

В нашей  стране светотехника активно развивалась, когда были созданы собственная  промышленность, научная и проектная  базы. Советская светотехническая школа  внесла значительный вклад в прогресс мировой светотехники.

     Главной же задачей современного светового  оборудования является создание комфортной световой среды для труда и  отдыха человека, а также эффективное  применение оптического излучения  в технологических процессах  при рациональном использовании  электрической энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Фотовспышка

     Фотовспы́шка (импульсный фотоосветитель, ИФО) — лампа, с помощью которой осуществляется мгновенное освещение объекта съемки при фотографировании.

     Основным  элементом современной фотовспышки  является импульсная газоразрядная  лампа. Импульсная газоразрядная лампа  представляет собой запаянную стеклянную трубку, прямую, спиральную, дугообразную или кольцевую, наполненную ксеноном. В концы трубки впаяны электроды, а снаружи находится электрод зажигания, представляющий собой полоску  токопроводящей мастики или кусок  проволоки. Искровой разряд в лампе  возникает при присоединении  её электродов к относительно мощному  источнику высокого напряжения (сотни  вольт), обычно представляющему собой  электрический конденсатор, накапливающий  электрический заряд в промежутке между вспышками, и подаче на электрод зажигания высоковольтного (порядка  тысяч вольт) импульса от импульсного  трансформатора, что ионизирует газ  в трубке, позволяя накопленному в  рабочем конденсаторе заряду разрядиться. За время разряда, сопровождаемого  интенсивной световой вспышкой с  силой света в несколько сот  тысяч свечей, напряжение на конденсаторе падает, и разряд прекращается. После  этого конденсатор в обычных  схемах питания импульсных ламп снова  заряжается и при повторной подаче импульса на электрод зажигания лампа  может дать следующую вспышку.

     Существуют (и широко применялись ранее) химические фотовспышки. Наиболее распространённым типом были магниевые.

     По  признакам автоматизации фотовспышки  делятся на:

     неавтоматические, дающие заранее установленное количество света

     автоматические, измеряющие освещенность собственным датчиком, либо датчиком, расположенным в фотоаппарате (англ. TTL, Through The Lens, — через объектив)

     автоматические, измеряющие освещённость во время основного импульса или по предварительному, оценочному импульсу (E-TTL, англ. evaluative — оценочный).

     По  возможности работы с камерами различных  производителей вспышки подразделяются следующим образом:

     Системные, то есть подходящие только к фотоаппаратам  одной определённой фирмы (системы). Такие вспышки как правило позволяют пользоваться TTL и/или E-TTL (P-TTL, S-TTL, i-TTL, D-TTL и т. д. в зависимости от системы.) замером освещённости, а также и другими расширенными функциями.

     Универсальные вспышки с одним центральным  контактом относительно системных  недороги и широко распространены, однако необходимо крайне внимательно  прочитать инструкцию к такой  вспышке перед установкой её на камеру — многие из них построены по схемам с коммутацией высокого напряжения и такие вспышки нельзя ставить  на современные камеры во избежание  повреждения электроники аппарата высоким напряжением, а только на камеры с механическим затвором. Как правило мощность таких вспышек регулируется светочувствительным элементом в самой вспышке.

     Существуют  также универсальные вспышки  со специальным разъёмом, подключить которые к камере определённого  производителя можно через специальный  системный переходник.

     По  расположению по отношению к фотоаппарату вспышки бывают:

     Встроенные в фотоаппарат. Они обычно не очень мощные, за счёт близости к оси объектива дают «плоское» изображение, почти без теней, плохо выделяют структуру. Их основное преимущество — они всегда с фотоаппаратом и практически не увеличивают габариты и вес фотоаппарата. Их также очень хорошо использовать при съёмке в яркий солнечный день, для подсветки резких теней от солнечного света. Чем ближе к оптической оси, тем больше выражен эффект красных глаз. В данном случае он максимален.

     Закреплённые на фотоаппарате. Они обычно мощнее встроенных. Дают тоже плоское изображение с резкими небольшими тенями. Многие, однако, имеют возможность поворота головки вверх (некоторые — и в сторону), благодаря чему можно направлять вспышку не непосредственно на снимаемый объект, а на белый потолок, или отражающий экран, и получить освещение, более напоминающее натуральное. Это также уменьшает эффект красных глаз.

     Вспышки, не прикреплённые к фотоаппарату. Они дают возможность гибко менять условия освещения в зависимости  от замыслов фотографа. Например, для  получения мягкого освещения, можно  направлять вспышку не непосредственно  на снимаемый объект, а на белый  потолок, или отражающий экран, и  получить освещение, более напоминающее натуральное. Управляются такие  вспышки либо посредством кабельного соединения с камерой, либо беспроводным способом (ИК, управляющей вспышкой, радио). Таким способом можно управлять  одновременно несколькими вспышками, появляется возможность освещать объект с разных углов и создаются лучшие условия освещения по сравнению с другими вспышками.

     Макровспышки. Для макросъёмки применяются фотовспышки в виде кольца либо парной системы вспышек на кронштейнах, которые устанавливаются на объективе. Закреплённые на фотоаппарате вспышки для макросъёмки малоэффективны: объектив загораживает вспышку.

     По  возможности беспроводного управления:

     Способные работать в режиме как ведущей, так и ведомой. Встречаются как среди системных, так и среди универсальных. Первые позволяют управлять (и могут быть управляемы) различными расширенными возможностями — мощностью импульса, создавать группы вспышек с разными каналами управления, замерять освещённость объекта съёмки; вторые просто срабатывают по импульсу ведущей вспышки.

     Способные работать только в режиме ведомой  — как правило это системные вспышки среднего уровня. Тем не менее, в ручном режиме работы (без использования предвспышки) они могут использоваться в качестве ведущей для универсальных вспышек.

     Способные работать только ведущей. Это либо специализированные системные управляющие вспышки, дающие управляющий ИК-импульс, но не дающие основной вспышки, либо самые простые вспышки, которые своим основным имульсом могут запускать ведомые (универсальные).

     В некоторых случаях в качестве вспышки используется стробоскоп (некоторые  вспышки могут работать в таком  режиме с понижением мощности импульса) при длительно открытом затворе  и низкой общей освещённости. Такой  вид съёмки используют тогда, когда  надо зафиксировать на снимке фазы движения объекта съёмки (например, как кошка падает на лапы).

     Параметры

     Основная  характеристика — ведущее число, расстояние, на котором достигается  нормальное освещение при чувствительности пленки 130 ед. ГОСТ (140 ISO; 22-23 DIN; 110 Вестон; 180 Дженерал Электрик) и числе диафрагмы 1. 

     При изменении чувствительности плёнки вдвое ведущее число меняется в 1,4 раза (корень квадратный из 2).

     Пример  расчёта

     Исходные  данные

     Ведущее число: 24

     Плёнка: 800 ед. ISO

     Расстояние: 15 м

     Пересчёт  ведущего числа:

     Ближайшее стандартное значение числа диафрагмы: 4

     Обычно  неавтоматические фотовспышки имеют  на задней стенке либо таблицу для  упрощения расчётов, либо простейший механический калькулятор диафрагмы, устроенный по принципу арифмометра. Более  сложные вспышки могут иметь  и автоматический калькулятор диафрагмы, результаты которого выводятся на встроенный ЖК экран.

     Применение

     Недостаточная освещённость — наиболее частое (хотя и наиболее неудачное) применение фотовспышки. В этом случае вспышка обычно освещает объект съёмки со стороны фотоаппарата, и поэтому изображение получается «плоское», структура и рельеф выделяются слабо. Перемещение вспышки на расстояние от фотоаппарата проблему не решает, потому что хоть и появляются рельеф и  тени, но тени, как правило, очень  резкие и глубокие, с плохой проработкой  деталей. Такие снимки выглядят очень  непрофессионально. Иногда спасает  положение, если недалеко от предмета съемки находится светлая отражающая поверхность (иногда можно использовать потолок), и тогда свет от вспышки, отразившись от этой поверхности, может  создать более мягкий рисующий свет.

     Подсветка теней — если съёмка ведётся в  яркий солнечный день, то получаются очень контрастные глубокие тени. Использование вспышки для подсветки  теней позволяет смягчить их, и  сделать изображение более мягким. В этом случает надо быть осторожным, если в фотоаппарате фокальный затвор, и при ярком солнечном свете  длительность выдержки может оказаться  такой, что затвор полностью не открывается (например, в шторно-щелевом затворе  при коротких выдержках движется щель) — тогда снимать со вспышкой невозможно, так как свет вспышки  попадёт только на часть снимка. Некоторые современные вспышки  компенсируют это, производя большое  число слабых импульсов.

     При съёмке против яркого заднего освещения (например, человек в комнате против яркого окна) вспышка позволяет подсветить передний план.

     Спортивная  и репортажная съёмка. При съёмке быстро движущихся предметов, вспышка  позволяет снимать с очень  короткими выдержками (если тип затвора  позволяет снимать такими выдержками со вспышкой). Это помогает бороться со «смазыванием» быстро движущихся предметов.

     При съёмке в студии применяются комбинированные  осветители, состоящие из мощной вспышки  и источника постоянного «моделирующего»  света, который позволяет фотографу  оценить будущую картину освещения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Экспонометры

     Экспоно́метр (лат. expono) — прибор, приспособление или таблица для вычисления параметров экспозиции (времени выдержки и числа диафрагмы) в фотографии и кинематографе.

     Экспонометры  делятся по типу устройства на:

     Табличные

     Представляют  из себя таблицу, в которой описаны условия съёмки и соответствующие им параметры. Практический смысл имеют только при условии достаточно большой фотографической широты применяемого фотоматериала. Применяются также в форме установки экспозиции по символам погоды на шкальных фотоаппаратах («Смена-Символ», «Агат-18»).

     Оптические

     Приборы, в которых основным сравнивающим элементом является глаз человека.

     В свою очередь, их можно разделить  на:

     Считывание  времени выдержки или числа диафрагмы  производится визуальным сравнением яркости  соответствующих цифр с яркостью оптического клина переменной плотности. Основной недостаток — зависимость  чувствительности глаза от общей  окружающей освещённости, что может  приводить к большим погрешностям. Сейчас практически не используются («Оптэк»).

     Уравнивание яркости двух полей сравнения, одно от измеряемой сцены или источника  света, второе — от эталонной лампы. Находит применение в системах копирования  изображений.

     Фотоэлектронные

     Поток света воспринимается электронным  фотоэлементом, и необходимое значение считывается со шкалы по отклонению стрелки или с цифрового индикатора.

     В свою очередь, их можно разделить  на:

     Селеновые

     Приборы, использующие фотодиоды на основе селенового фотоэлемента, — не требуют батарей (необходимая ЭДС вырабатывается фотоэлементом), имеют наиболее простую  электрическую схему, но обладают невысокой  чувствительностью и необратимо деградируют при воздействии  слишком яркого светового потока (увеличивается погрешность); (Экспонометры «Ленинград-1,2,4,7,8,10», экспонометры на фотоаппаратах  «Киев-3,4», на некоторых Зенитах и  ФЭДах).

     Фоторезисторные

     Приборы, использующие фоторезисторы в качестве датчика, а в некоторых случаях  фотодиоды в режиме обратного  тока. Простейшая схема такого экспонометра строится по мостовому принципу, и  сопротивление датчика сравнивается с эталонными, переключаемыми калькулятором выдержки и диафрагмы. Индикатором служит гальванометр, показывающий направление вращения калькулятора выдержек. Большее распространение получили более сложные схемы с активными элементами (транзисторами), в качестве индикатора для повышения механической надёжности стали применяться светодиоды, а калькулятор связан обычно с переменным резистором. («Свердловск-2» и «Свердловск-4»[2]). Имеют наилучшую чувствительность и линейность характеристики, низкое потребление.

     Цифровые

     Содержат  обычно такой же датчик, как и  фоторезисторные, однако сигнал с него оцифровывается и обрабатывается в дальнейшем микропроцессорным устройством. Отличаются большей гибкостью и диапазоном возможностей измерения, но существенно большим потреблением энергии от батарей.

     Приборы, измеряющие освещённость (количество света, падающего на объект) или яркость (количество отражённого от объекта  света), причём яркомеры делятся по углу замера на приборы, имеющие большой угол замера (около 45 градусов), и узконаправленные — спотметры (англ. spot — пятно) с углом около 1 градуса, и считаются наиболее профессиональными.

     Схожие  приборы.

     Сходный с экспонометром прибор — флешметр используется для измерения освещённости при съёмке с использованием вспышки. Флэшметры могут измерять как падающий, так и отражённый свет. Так как выдержка при съёмке со вспышкой оказывает мало влияния на количество света, попадающего к светочувствительному материалу, по флешметру определяют только значение диафрагмы. Выдержка обычно устанавливается на значение выдержки синхронизации, которая определяется конструктивными особенностями затвора.