Фактори, що визначають яскравість поверхні, що відбиває - студопедія
ОСНОВИ фотометрії та ЕСПОНОМЕТРІІ
Види джерел світла (в тому числі імпульсні лампи).
1) Випромінюючі світло в результаті нагрівання тіла розжарення - температурне випромінювання:
2) Випромінюючі світло не в результаті нагрівання (до 50-х рр, але після появи лазера) → в результаті зміни внутрішнього енергетичного стану - люмінесценція:
- газорозрядні лампи (випромінювання виникає в результаті електричного розряду в інертних газах, парах металів або їх сумішей): - металогалогенні лампи; - ксенонові лампи; - люмінісцентні лампи; - ртутні лампи - тліючий розряд
- світлодіоди - світиться напівпровідник
Характеристики джерел світла:
- рід струму (постійні або змінний);
- номінальна сила струму,
- номінальний світловий потік;
- характеристика светораспределения (у лампи може бути світлооптичних система - кут розсіювання);
- максимальна сила світла;
- колометріческая характеристика - Тцв;
- спектральні характеристики - спектральний склад;
- стабільність світлового потоку або рівень мерехтіння (частка флуктуації), наприклад, 100 р / сек
- становище лампи (цоколем вгору / вниз);
- тривалість безперервної роботи;
- система охолодження (потрібно чи будь-яке примусове охолодження - вентилятор; в ксенонових лампах - вбудований вентилятор);
10. Яким чином можна отримати направлене світло? Конструкції кінопрожекторов.
11. Що таке «розсіяне світло»? Яким чином можна отримати розсіяне і безтіньовий світло?
1. Чому для кількісної оцінки світла незручно застосовувати вати? Яка світлова величина оцінює світлову потужність?
Одиниця виміру - люмен (лм). 1 лм - світловий потік, що випромінюється з поверхні абсолютно чорного тіла площею 0,5305 мм² при температурі затвердіння платини (2046 К).
Актинічного світловий потік - це світловий потік, до спектру випромінювання якого чутливий світлочутливий матеріал.
Сила світла (I) - пpостpанственно щільність світлового потоку, що визначається відношенням світлового потоку до тілесного кута, в межах якого він поширюється і рівномірно розподіляється. Обчислюється за формулою в одиницях СІ:
Ця величина оцінює світлову потужність, що поширюється в певному напрямку, тому сила світла - основна світлотехнічна величина, яку застосовують для оцінки освітлювальних приладів.
Одиниця виміру - кандела (кд). 1 кд - сила світла точкового джерела в тих напрямках, в яких він випускає світловий потік 1 лм, однаково pаспpостраненний всередині тілесного кута # 969; = 1 пор.
За визначенням IX Генеральної конференції з мір та ваг: «Кандела - це така сила світла, при якій яскравість абсолютно чорного тіла при температурі затвердіння платини дорівнює 60 Кандела з квадратного сантиметра».
Обидва визначення не суперечать одне одному і є різними лише формально, в залежності від того, що прийнято вихідною величиною - світловий потік або сила світла.
Вершина тілесного кута збігається зі світловим центром джерела світла. Найпростішим тілесним кутом є кут, утворений конічною поверхнею. Величина тілесного кута # 969; в стерадіанах визначається відношенням площі сферичної поверхні S, на яку спирається центральний тілесний кут # 969 ;. до квадрату радіуса сфери r. Обчислюється за формулою в одиницях СІ:
Одиниця тілесного кута - такий центральний тілесний кут, який вирізає на поверхні сфери ділянку площею, яка дорівнює квадрату радіуса сфери. Ця одиниця тілесного кута називається стерадіаном (ср).
2. Що оцінює світлова віддача? Наведіть приблизні значення світлової віддачі для різних джерел світла.
Світлова віддача (# 951;) - світловий потік створюваний одним ват споживаної джерелом світла потужності. Обчислюється за формулою в одиницях СІ:
Одиниця виміру - люмен на ват (лм / Вт). Ця величина характеризує ефективність джерела світла. Очевидно, що чим вище величина світловіддачі, тим економічніше джерело.
Тип джерела світла
Метало - галогенні лампи
Максимально можлива світлова віддача (теоретично) світловіддача - 680лм \ Вт. Таку світловіддачу міг би мати джерело світла, що випромінює всю енергію на довжині хвилі 554 нм.
Іноді в споживану потужність крім потужності, споживаної самим джерелом світла, включають також і потужність, споживану необхідними для нього додатковими пристроями, такими, наприклад, як баласт у газорозрядних джерел світла. Це дозволяє більш правильно порівнювати між собою різні джерела світла з позицій економічності.
3. Освітленість. Визначення, одиниці виміру. Ключова освітленість. Визначення ключової освітленості за допомогою експонометра з півсферою; з плоскою насадкою.
Закон аддитивности (або додавання) освітленостей → загальна освітленість поверхні дорівнює сумі освітленостей, створюваних усіма джерелами світла.
· Розрахунковим способом - через силу світла, яка нам заздалегідь відома (за паспортом) за формулою E = I · cos # 945; / L²
· За допомогою люксметра
Люксметр -переносний прилад для вимірювання освітленості, один з видів фотометров.
Найпростіший Люксметр складається з селенового фотоелемента, який перетворює світлову енергію в енергію електричного струму, і вимірює його за допомогою стрілочного мікроамперметра зі шкалами, проградуірованнимі в люксах.
У люксметром використовуються насадки з молочного светорассеивающего скла - для вимірювання загального падаючого світла (сумарною освітленості).
· Плоска насадка (або півсфера, опущена в шахту), яка моделює площину: розташовується а) паралельно поверхні б) у напрямку до джерела світла (для особи).
· Півсфера, яка моделює обличчя → використовується для вимірювання правильної експозиції для тривимірних об'єктів, таких як особа → розташовується в ключовій точці і направляється на камеру + необхідно прикривати півсферу так щоб на неї падав тільки малює і світло, що заповнює (інакше виникає вірогідність помилки, т. к. вона підсумовує світло, що падає з усіх боків і може дати завищення показників).
* Інверкон (Інверсія - перевернутий всередину, кін - конус) - ця насадка набагато менше схильна до завищення показників у порівнянні з півсферою (захист від бокового світла) → це вдосконалена півсфера.
Флешметр «Sekonic 758-L». Цей прилад крім освітленості вимірює відбите світло (яскравість), імпульсний світло. Також під флешметра передбачені різні режими і функції, що спрощують роботу з освітленням (наприклад, функції вимірювання контрасту, експокоррекциі).
Для вимірювання освітленості в якості приймального елемента використовується чутливий фотоелемент з насадкою у вигляді матовою півсфери. Півсфера може перебувати в двох положеннях:
1. опукла півсфера
2. півсфера, опущена в шахту (иммитирует плоску насадку)
Ключова освітленість - освітленість сюжетно важливої частини кадру, по якій визначається експозиція → як правило це малює світло, найяскравіше місце в кадрі.
Ключова точка - в неї поміщається вимірювальний прилад.
Таблиця ключових освітленостей для S = 100, t = 1 / 50c.
4. Закони формування освітленості: закон зворотних квадратів, закон косинуса. Як проявляються дії цих законів в фотовисвітлення? Як подолати негативну дію закону зворотних квадратів?
Закон косинуса кута падіння світла → при перпендикулярному падінні світла на освітлювану поверхню кут падіння # 945; дорівнює 0, а cos # 945; дорівнює одиниці, освітленість Е максимальна. А чим більше змінюється кут, тим сильніше падає освітленість: якщо кут # 945; змінюється менше ніж на 30 °, то освітленість Е змінюється не суттєво, проте після 45 ° освітленість Е починає різко падати і дорівнює нулю при # 945; = 90 °.
Закон зворотних квадратів → освітленість уздовж променя світла змінюється назад пpопоpціонально квадрату відстані від місця виникнення променя, в разі перпендикулярного падіння світла на освітлювану поверхню.
Цей закон дійсний для точкових джерел світла. Однак точкове джерело світла є фізична модель, абстракція, а всі реальні джерела мають геометричні розміри. Відповідно при значних розмірах світиться поверхні закон зворотних квадратів виконуватися не буде.
Фотометричне відстань - відстань, починаючи з якого можна з достатнім ступенем точності констатувати виконання закону квадратів. Зазвичай воно дорівнює 7 - 10 лінійними розмірами світиться поверхні.
5. Контраст висвітлення. На що впливає контраст освітлення? Як можна змінити контраст освітлення при зйомці в студії? На натурі?
Контраст висвітлення - відносини максимальної освітленості і мінімальної.
визначає характер світла.
Вимірювання контрасту освітлення:
1) вимір з ключовим джерелом світла
2) вимір без ключового джерела світла
6. Яскравість поверхні. Визначення, одиниці виміру. Прилади й засоби для вимірювання яскравості. Спотметри. Шкала EV. У чому її зручність?
Яскравість - єдина з світових величин, яку безпосередньо сприймає око, вона не залежить від відстані (при практичній відсутності поглинання світла в середовищі).
Яскравість (В) поверхні в даному напрямку - відношення сили світла, випромінюваного в даному напрямку, до площі проекції све-тящейся поверхні на площину, перпендикулярну до даного напрямку. Для рівномірно яскравою поверхні яскравість в одиницях СІ вимірюється за формулою:
де В - яскравість поверхні (в сучасній світлотехнічної літературі прийнято нове позначення для яскравості L. але оскільки в більшості кіно- і фотосправочніков яскравість позначається буквою В. то ми будемо використовувати це старе позначення), I # 945; - сила світла в даному напрямку, а # 945; кут між перпендикуляром до поверхні і даним напрямком, S - площа світиться поверхні.
Яскравість можна також визначити через освітленість. Так, яркостьВ будь-якого об'єкта дорівнює відношенню освітлений-ності Езр. створюваної цим об'єктом на зіниці ока, до тілесного кута # 969 ;. в межах якого око бачить даний об'єкт і обчислюється за формулою в одиницях СІ:
Одиниця виміру яскравості - кандела з квадратного метра (кд / м²).
1 кд / м² - яскравість такої плоскої поверхні, яка в перпендикулярному напрямку випромінює силу світла в 1 кд з 1 м² поверхні.
У практичній роботі можна зустріти і інші одиниці вимірювання яскравості, наприклад, стильб (сб), апостільб (АСБ). 1 АСБ - яскравість абсолютно білою дифузно відбивною поверхні, що має освітленість дорівнює 1 лк.
1 АСБ = 1 / π кд / м² = 0,318 кд / м²
У спеціальній літературі можна зустріти одиницю виміру яскравості ніт (нт). Це просто інше найменування основної одиниці виміру кд / м².
Для дифузійної поверхні яскравість буде розраховуватися за формулою в одиницях СІ:
Це основна формула, що зв'язує яскравість дифузійної поверхні з її освітленістю, де яскравість вимірюється в кд / м². Однак користуватися цією формулою не цілком зручно через присутність в ній числа π, і тому часто можна зустріти інший варіант цієї формулою:
а одиницею виміру яскравості є апостільб, про який ми говорили вище.
Для дифузійної поверхні яскравість в будь-якому напрямку однакова і незалежний від того під яким кутом ми дивимося на неї, але сила світла все одно змінюється відповідно до закону Ламберта I # 945; = I0 * cos # 945;
Інтервал яркостей - це відношення максимальної яскравості об'єкта до мінімальної
# 916; EV = EVmax- EVmin
Інтервал яркостей залежить від:
1) освітленості (кол-ва світла, що падає на поверхню)
2) відбивної здатності поверхні.
Рухаючись інтервал - діапазон яскравості, який система може перекласти.
Способи визначення яскравості:
- через освітленість люксметром за формулою B = E / # 969 ;, або B = # 961; * E / π - для дифузно відображають поверхонь
Яскравоміри розрізняються по куту виміру:
1) Інтегрального виміру - а) по всій площі кадру, видається середнє значення
б) по великій частині кадру - кут виміру як у більшості фотокамер - 30- 40 °
2) Спотметри - кут виміру зазвичай близько 1 °
Спотметр Мінолта - реакція приладу точно відповідає кухоль в візира починаючи з відстані 135 м.
Значення експозиції виражаються в: 1) EV; 2) витримка / діафрагма
Яскравомірами дасть правильне зняття результат, якщо среднесерий об'єкт помістити в ключову точку
Якщо ми проміряти НЕ среднесерий об'єкт необхідно вносити поправку:
1) При промере більш світлих об'єктів ніж середньо-сіре експозиція додається
Особа + ½; 1 ступені
Папір + 2 ступені
2) При промере темніших ніж середньо-сірі об'єкти експозиція зменшується:
Зазвичай проміряти саме чорне в тіні
Чорне - 2; 2,5 ступені
1. вимірюємо яскравомірами (спотметром) яскравості в одиницях EV об'єктів і з Bmax віднімаємо Bmin отримуємо # 916; В, по якій визначаємо інтервал.
Наприклад: Білий папір -14EV
Особа в світлі -12,5EV
Особа в тінях -9,5EV
Сіра карта -11EV
Чорний фон -6 EV
# 8710; EV = EVмакс - EVмін = 8 EV - 256 разів.
По таблиці переводимо EV в кд / м² і обчислюємо # 8710; B = bмакс / вминаючи
2. Вимірюємо люксметром освітленість: в ключі - 8000лк, в тіні - 500лк. Визначаємо коефіцієнт яскравості відображають фактур. Обчислюємо мінімальну і максимальну яскравості за формулами: Вмакс = # 961; макс # 8729; Емакс / π і вминаючи = # 961; хв # 8729; Емін / π. Потім визначаємо інтервал яркостей за формулою # 8710; B = bмакс / вминаючи.
Інтервал яркостей можна визначити через твір контрасту освітленості і контрасту світлин: # 8710; B = # 8710; E # 8729; # 8710; # 961; = Емакс / Емін # 8729; # 961; макс / # 961; хв
2. в EV → при цьому для перекладу з кд / м² в EV використовується формула B = 0,14 * 2 певною мірою EV, або можливо використовувати спеціальну таблицю.
3EV = 1,1 кд \ м²
3. в логарифмах # 8710; lgB = # 8710; EV # 8729; 0,3