7.1.1. Источники освещения

Для цветной фотосъемки наиболее важны следующие свойства источников освещения: интенсивность излучения, спектральный состав света, характер освещения. Все эти факторы во многом взаимосвязаны друг с другом, но каждый из них по-разному влияет на качество цветного изображения.

7.1.1.1. Основные характеристики освещения

По характеру освещения свет подразделяют на прямой, направленный, контрастный и рассеянный, мягкий, диффузный. Солнечный свет в ясную погоду - ярко выраженный направленный свет. От неба исходит рассеянный свет. Еще более мягкий свет, без теней, бывает в пасмурную погоду. Чем меньше размер нити накала у лампы накаливания, тем более направленный свет она излучает. Мягкий свет дают матовые лампы.

При съемке с искусственной подсветкой нужно иметь в виду, что форма и размеры рефлекторов влияют на направленность света. Увеличение размера рефлектора, матирование внутренней поверхности, уменьшение глубины делают свет более мягким. Очень резко направленный свет дают лампы-вспышки. Отраженный свет всегда более рассеянный, чем исходящий непосредственно от источника, поэтому для смягчения света, особенно при портретной съемке, целесообразно пользоваться отражательными экранами.

Контрастный, направленный свет дает глубокие тени и, как правило, диапазон яркостей значительно больший, чем фотографическая широта цветных пленок. В этих условиях неизбежно искажение цветопередачи.

При освещении объекта съемки очень мягким диффузным светом снижается контрастность изображения, исчезают тени, и фотографическое изображение получается вялым, с низкой насыщенностью цветов. Наиболее типичный пример - съемка в пасмурную погоду.

Лучше всего проводить съемку при смешанном освещении. Выбор правильного соотношения направленного и рассеянного света один из важнейших факторов получения на цветном снимке желаемого художественного эффекта.

Как на первый взгляд ни странно, этому требованию отвечает прямой солнечный свет. Рассеяние света в атмосфере, голубое небо, дымка, перистые облака, почти всегда имеющиеся на небе, дают достаточно рассеянного света, обеспечивая очень хорошее соотношение прямой и диффузной составляющей. Практический вывод - проводить цветную съемку на солнечном свете предпочтительнее, чем в тени или в пасмурную погоду.

Влияние интенсивности излучения на экспозицию при цветной съемке такое же, как и при черно-белой. Однако нужно учитывать, что интенсивность освещения влияет на качество цветопередачи. При ярком свете цвета сочные, насыщенные; при слабом, как правило, цветное изображение вялое, малокрасочное.

Ниже приведена интенсивность некоторых источников света:

Спектральный состав света - одна из самых важных характеристик освещения, при котором проводится цветная съемка.

В п. 1.1.3 подробно рассматривается это свойство света и его влияние на качество цветного изображения.

Человек, за редким исключением, может отличить свет от источников с различными цветовыми температурами только непосредственно сравнивая их. При съемке очень часто провести такое сравнение невозможно, и фотограф на основании своих ощущений не может достоверно судить о спектральном составе света. Приборы для определения цветовой температуры достаточно сложны и практически недоступны для фотографов, тем более для фотолюбителей. Именно поэтому современная тенденция развития цветных фотоматериалов - создание пленок, позволяющих получить доброкачественное цветное изображение при использовании освещения с достаточно широким диапазоном спектральных составов..

7.1.1.2. Естественный (дневной) свет

Источниками естественного света можно считать такие, существование которых не связано непосредственно с деятельностью человека. В практике фотографии под естественным светом понимается солнечный свет - прямой или отраженный от неба и различных поверхностей.

Излучения, которые определяются как дневной {естественный) свет, могут очень сильно отличаться друг от друга по интенсивности, спектральному составу, соотношению направленных и рассеянных составляющих. Это происходит от того, что практически постоянный по своим свойствам солнечный свет, прежде чем попасть на поверхность Земли, проходит через атмосферу, в которой он претерпевает значительные изменения. Эти изменения зависят от состояния атмосферы и угла падения солнечных лучей, т. е. в значительной степени, хотя в каждом случае по-разному, определяются такими факторами, как облачность, время года, час суток, географическая широта местности, влажность воздуха, высота над уровнем моря и т. п.

Изменение спектрального состава солнечного света связано с тем, что лучи солнца, проходя через атмосферу, преломляются и рассеиваются в тем большей степени, чем меньше у них длина волны. Наибольшее рассеяние претерпевают синие лучи - поэтому мы и воспринимаем небо как синее (голубое). В значительно меньшей степени преломляются красные лучи. (Поэтому прямой солнечный свет днем кажется нам желтым, а ранним утром и вечером, когда слой атмосферного воздуха, через который проходят лучи света, увеличивается, он приобретает оранжево-красные оттенки. В безоблачную погоду в солнечном свете очень много синих лучей, а в пасмурную, когда небо затянуто тучами, спектральный состав света более равномерный и остается практически постоянным в течение всего дня.

Влажность воздуха и наличие в нем дыма или пыли существенно влияют на цветовую температуру естественного света. При сильном тумане или при значительной задымленности (загрязненности) воздуха даже высоко над горизонтом находящееся солнце выглядит красным. Очень интересные эффекты можно наблюдать во время сильных порывов ветра, которые поднимают много пыли и песка. В зависимости от размера частиц, цвет солнца может изменяться от сине-зеленого до красного.

Соотношение направленного и рассеянного излучения в естественном свете также зависит от явления преломления и рассеяния лучей солнца в атмосфере. Именно потому, что сильнее всего рассеиваются коротковолновые лучи, в тенях, освещенность которых Определяется только рассеянным светом, преобладают синие и голубые цвета. Особенно хорошо это заметно на больших слабоокрашенных или белых поверхностях (например, тени на снегу имеют синеватый оттенок). Естественно, что облачность увеличивает долю рассеянного света и сближает освещенность на свету и в тени, или, как принято говорить в фотографии, снижает контрастность света.

Интенсивность рассеянного света зависит от размера и свойств отражательных поверхностей. Снег, водная поверхность сильно отражают и значительно увеличивают долю рассеянного света, слабее отражают свет зелень листьев и трава, еще меньше песок, глина. Цвет поверхностей отражения изменяет спектральный состав рассеянного света и может существенно повлиять на окраску предметов в тенях.

7.1.1.3. Искусственный свет

Источник света называют искусственным, если его изготовление связано с деятельностью человека, а испускание лучей света требует подачи энергии. В практике современной фотографии в качестве искусственных источников света используются почти исключительно электрические приборы.

Промышленность выпускает широкий ассортимент ламп накаливания, различающихся по назначению, а также по используемому напряжению, потребляемой мощности, размерам и окраске стеклянной колбы, мощности светового потока, цветовой температуре и другим характеристикам.

Лампы накаливания общего назначения, которые используются в фотографии, имеют мощность от 100 до 1000 Вт и дают световой поток от 1200 до 1800 лм. Цветовая температура большинства ламп накаливания довольно низкая (2300-3000 К). Продолжительность горения в среднем 1000 ч; по мере использования световой поток лампы уменьшается.

Фотолампы - разновидность ламп накаливания с матированной колбой, которые работают в режиме сильного перекала (используемое напряжение выше оптимального). Такой режим снижает ресурс работы лампы до 5-20 ч, но зато обеспечивает увеличение светового потока и повышение цветовой температуры. Так, фотолампа в 500 Вт имеет световой поток 13 600 лм и цветовую температуру 3400 К, в то время, как у обычной лампы накаливания в 500 Вт световой поток 8500 лм и цветовая температура 2900 К.

Технические характеристики см. в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Технические характеристики ламп накаливания и люминесцентных ламп

Зеркальные лампы - разновидность фотоламп, у которых нижняя часть колбы покрыта внутри сильно отражающим алюминиевым слоем, а основная часть матирована. Выпускаются зеркальные лампы мощностью 200, 250 и 500 Вт с цветовой температурой 3000-3400 К. Отражательный слой повышает интенсивность света в требуемом направлении.

Технические характеристики см. в табл. 7.1.

Прожекторные и кинопроекционные лампы в фотографии имеют ограниченное применение, используются, в основном, при съемке и проецировании кинофильмов. Лампы этого типа отличаются повышенной мощностью и световой отдачей, высокой температурой нити накала, повышенной прочностью колбы.

Отечественная промышленность выпускает кинолампы мощностью от 300 до 10 000 Вт, которые дают световой поток от 7000 до 300 000 лм и цветовую температуру 3000-3500 К.

Технические характеристики см. в табл. 7.1.

Кварцевые галогенные лампы - особый вид ламп накаливания; по сравнению с фотолампами обычного типа они имеют при сравнительно небольших размерах большой световой поток (13 000-26 000 лм), достаточно высокую цветовую температуру (3200-3600 К), увеличенный срок службы (20-50 ч).

Такие свойства галогенных ламп обеспечиваются особенностями их конструкции. Очень прочные колбы из кварцевого стекла позволяют поддерживать внутри лампы высокое давление газов, которое уменьшает испарение вольфрама нити накала. Добавленные в инертный газ-наполнитель пары галогенов (иода, брома, фтора) вступают в реакцию с испаряющимся вольфрамом. Полученное при этом химическое соединение нестойко и при соприкосновении с раскаленной нитью накала разлагается на вольфрам и галоген. Таким образом, нить накала постоянно восстанавливается, обеспечивая постоянство режима работы и увеличивая срок службы лампы.

Технические характеристики см. в табл. 7.1.

Кварцевыми галогенными лампами снабжены осветительные приборы "Свет-500", "Свет-1000", "Луч-300", "Луч-500" и др.

Люминесцентные лампы - высокозкономичные с длительным сроком службы лампы, действие которых основано на преобразовании ультрафиолетового света в видимый специальными люминесцирующими красками, нанесенными на внутреннюю поверхность стеклянной колбы. Источник ультрафиолетового света - электрический разряд в парах ртути, наполняющих лампу.

В зависимости от состава люминесцирующих красок, лампы излучают свет с самым различным спектральным составом. Люминесцентные лампы дневного света типа ЛДЦ излучают свет с цветовой температурой 6750 ± 800 К, люминесцентные лампы белого света ЛБ - 3500 ± 300 К, люминесцентные лампы холодного белого света ЛХБ - 4300 ± 400 К, люминесцентные лампы теплого белого света ЛТБ - 2800 ± 200 К.

Технические характеристики см. в табл. 7.1.

Электронные импульсные лампы (фотовспышки) - источники света, в основу действия которых заложен эффект газового разряда, т. е. способность некоторых газов ионизироваться и давать вспышку света под действием тока высокого напряжения.

Для накопления необходимой электрической энергии используется конденсатор, который при включении мгновенно разряжается и подает на трубку, заполненную инертным газом (обычно ксеноном), высокое напряжение - около 300 В. Возникающий при этом разряд (вспышка), создает в очень короткий промежуток времени (от ¹/₂₀₀ до ¹/₁₀₀₀ с) свет очень большой интенсивности. Это позволяет использовать фотоматериалы сравнительно невысокой светочувствительности и фотографировать быстро двигающиеся предметы. Цветовая температура излучения ламп-вспышек близка к спектральному составу дневного света - 6000-6500 К.

Ресурс работы импульсных ламп различной конструкции составляет от 1000 до 10 000 вспышек. Между двумя вспышками необходимо выдержать приблизительно 10 с для охлаждения лампы и зарядки конденсатора. В качестве источников питания для различных ламп-вспышек используются специальные сухие батареи или аккумуляторы с номинальным напряжением 30 В, низковольтные малогабаритные батареи типа 373, сеть переменного тока с напряжением 127 и 220 В. Выпускаются лампы-вспышки, которые позволяют использовать различные виды электропитания.

Технические характеристики некоторых импульсных ламп представлены в табл. 7.2.

Таблица 7.2. Технические характеристики импульсных электронных ламп

Чтобы применять импульсные лампы, фотоаппарат должен быть оборудован синхроконтактом, который обеспечивает точную синхронизацию вспышки с временем срабатывания затвора. Центральный затвор позволяет пользоваться вспышкой при любых выдержках; шторный затвор - только при сравнительно длительных (¹/₂₀-¹/₄₀ с).

Лампы-вспышки дают очень резко направленный, контрастный свет, и поэтому снимки, полученные при их использовании, часто очень контрастные, "плоские", с очень светлым передним и темным задним планами. Чтобы избежать этого, можно пользоваться специальными приемами: дополнительная подсветка, использование отражательных поверхностей, работа одновременно двумя импульсными лампами.