Свет и освещение - Дэвид Килпатрик

Почти все факторы, влияющие на уровень освещенности, могут быть выявлены, определены и даже предсказаны. Хотя погодные условия меняются, можно рассчитать уровень освещенности, если известны широта местности, время года, время суток и состояние неба (ясно, облачно, тяжелые тучи и т. д.). Вышедшие из употребления калькуляторы экспозиции, основанные на этом принципе, обеспечивали достаточно высокую точность.

Белый, или дневной, свет - это совокупность электромагнитных излучений с различными длинами волн, которую глаз воспринимает как белый цвет. Распределение по длинам волн не всегда равномерно, но глаз способен компенсировать эти отличия. Все указанные «типы» света могут восприниматься глазом как«белый».

Труднее оценить спектральный состав света, т.е. совокупность электромагнитных излучений с различными длинами волн, составляющих видимый свет. Белый цвет - это смесь излучений со всеми длинами волн видимого спектра, от фиолетового до красного, в равных пропорциях; при фотографировании и видеозаписи полная гамма цветов воспроизводится с использованием сравнительно ограниченной чувствительности к полосам частот, соответствующих синему, зеленому и красному цветам. Аналогично действует человеческий глаз, который не обладает одинаковой чувствительностью ко всем длинам волн, а имеет пики и провалы чувствительности. Разные люди отличаются друг от друга чувствительностью к цветам или восприятием цветовых сигналов головным мозгом, подтверждением чему является, например, существование дальтонизма.

Некоторые источники света, которые воспринимаются глазом как «белые», на самом деле не являются таковыми. Головной мозг не различает бледные оттенки голубого, желтого, розового или другие слабо окрашенные цвета, если в какой-либо из этих цветов окрашено излучение единственного имеющегося в данный момент светильника, и воспринимает их как белые. Другие источники света выглядят как истинно белые даже в сравнении с дневным светом, однако это не так - в их цветовом спектре имеются «провалы», которые глаз не замечает, а фотопленка и аппаратура видеозаписи улавливают. Наиболее распространенными источниками света с таким дискретным спектром являются люминесцентные лампы. Существуют приборы для анализа цветового состава излучения, с помощью которых можно осуществить необходимую корректировку, а современные фотоэмульсии передающие телевизионные трубки специально делаются с определенным диапазоном работоспособности, что позволяет выполнить окончательную визуальную настройку изображения, исходя из очевидного согласования цветов. Даже ограниченные знания по рассматриваемому вопросу могут быть весьма полезны для получения оптимальных по качеству изображений.

Остальные свойства света легче поддаются пониманию, но и они бесконечно разнообразны. В зависимости от размера или площади источника света по отношению к предмету можно получить самые различные изображения последнего. Двумя предельными вариантами освещения можно считать: освещение, создаваемое, с одной стороны, совершенно белым светлым облачным небом над заснеженным пространством и, с другой стороны, - единственным прожектором с узким направленным пучком света ночью. Между этими предельными вариантами освещения существует множество других.

Характер освещения зависит от размера источника света и расстояния до него. Источник света площадью 1м2, расположенный над небольшим предметом на высоте 10см, создает освещение, эквивалентное освещению под открытым небом, а тот же источник, расположенный на расстоянии 10м, по характеру создаваемого освещения подобен маленькому узкому окну. Важное значение имеет угол падения света на предмет (который непосредственно связан сточкой наблюдения). Максимальное количество света, отраженного от обычного предмета, воспринимается в том случае, когда источник света расположен в непосредственной близости к точке наблюдения. Если свет падает на предмет с одной стороны, то половина предмета находится в тени; если к наблюдателю обращена теневая сторона, можно убедиться, что освещены лишь незначительная часть поверхности контуры предмета. Но источников света может быть несколько, и они создадут целый узор света и тени на наблюдаемом сюжете. Некоторые источники света могут показаться простыми, но на самом деле это не так. Одним из таких источников является солнце на ясном голубом небе - точечный источник белого света и гигантский источник рассеянного бледно-голубого света.

В том, что мы видим как «свет», могут быть скрыты разрывы непрерывности - моменты темноты. Люминесцентная лампа мерцает с частотой электросети (50-60 Гц). Высокочастотная стробоскопическая лампа также кажется источником непрерывного света, но на самом деле она производит сотни отдельных вспышек в секунду Световой импульс от лампы-вспышки кажется мгновенным, однако он продолжается в течение сравнительно длительного времени, около 50 мс; световой импульс от автоматической электронной импульсной лампы, производящей примерно такой же визуальный эффект, длится 1/50 мс.

Информация, которую мы получаем с помощью света

Можно многое сказать о физических свойствах окружающего мира на основе информации, полученной с помощью света. Свет выявляет цвет, форму, фактуру, объемность, относительный размер, состав и физическое состояние объектов. Поскольку свет распространяется с огромной скоростью и доходит до нас от любого земного источника практически мгновенно, визуальное восприятие дает исчерпывающую информацию об изменениях предметов, их движении и действиях. Зрительная информация значительно более надежна, чем слуховая: мы видим, как палец нажимает на пусковой крючок, задолго до того, как слышим звук выстрела. Поскольку атмосфера Земли достаточно прозрачна и обычно слабо поглощает свет, наше зрительное восприятие действует на значительном удалении; звук и тепло также распространяются в пространстве, но очень быстро поглощаются и не воспринимаются на больших расстояниях. Эти свойства света определяют наше доверие к визуальной информации, что помогает объяснить, почему зрительные образы имеют в наше время столь важное значение. Зрительные картины находят наибольший отклик в нашем чувственном восприятии.

Любой объект может в разной степени поглощать, отражать или пропускать излучение в различных участках спектра. Предмет глубокого черного цвета поглощает большую часть видимого излучения. Совершенно белый лист бумаги отражает около 95% падающих на него лучей. Самое чистое оконное стекло пропускает примерно столько же. Цвет предметов определяется интервалами длин волн отраженного или поглощенного излучения. Красный галстук отражает излучение с длинными волнами, которое мы воспринимаем как красный цвет, и поглощает излучение с короткими длинами волн, которое мы воспринимаем как синий цвет. Бутылка из зеленого стекла пропускает и отражает излучение в диапазоне спектра, охватывающем синий, зеленый и желтый цвета, и поглощает фиолетовый и оранжево-красный свет, т. е. излучение на границах видимого спектра.

Фактура выявляется в основном непрозрачностью или отражательной способностью предмета, создавая тени или образуя светлые участки в виде замысловатого рисунка, обнаруживая неровности поверхностей. Аналогичным образом, но в большем масштабе, выявляется форма предмета Расстояния, объемность и размеры определяются характером образующихся теней. На видах открытых ландшафтов некоторое представление о расстоянии может также дать легкая дымка. Физические свойства объектов оцениваются совокупностью непрозрачности, прозрачности, отражательной способности, фактуры, формы, размеров ит. п.; мы никогда нес путаем тихую гладь озера с поверхностью стекла или кожу человека с восковой моделью. Человек обладает острым восприятием и способностью оценивать физические свойства предметов и явлений и проявляет эту способность в суждениях о зрительных образах фотографии или видеозаписи.

На этом снимке сочетание отражения, поглощения и пропускания света создает сложную гамму тонов.

Роль света в формировании изображения

Ясно, что свет является не только физической основой нашего зрительного восприятия окружающего мира, но и источником той богатейшей информации, которая передается от изображений к наблюдателю. Прежде чем нажать на спусковую кнопку фотоаппарата или навести камеру видеозаписи, необходимо в полной мере осознать характер влияния света и освещения на сюжет съемки. Часто можно столкнуться с такими условиями освещения, которые, будучи удовлетворительными в натурных условиях, не обеспечивают высокого качества получаемых изображений. Неопытный фотограф снимает не задумываясь и расценивает результаты своей работы как неизбежные. Некоторого улучшения результатов можно добиться рядом мероприятий после съемки.