Источники света и осветительные приборы, используемые в фотографии

Специалисту нередко приходится проводить съемку в разное время суток и в различных погодных условиях при недостатке освещения. В сумерки, например, объекты освещены слабым рассеянным светом. Длительность этого периода зависит от времени года и координат земной поверхности. Очень долго сумерки длятся в северных регионах России. Очень и очень слабо освещена земная поверхность и в ночное время. Нередко приходится производить съемку в помещениях, где недостаточно света. В этих случаях съемка, как правило, невозможна без дополнительных источников света.

В фотографии применяют различные источники искусственного света от небольших до мощных осветительных приборов. Все они отличаются друг от друга по структуре светового потока (осветители рассеянного и направленного света); постоянству их действия (температурные, газоразрядные и импульсные); спектральному составу излучения.

Любой источник света характеризуют такие световые показатели, как величина светового потока, светоотдача, характер распределения света в пространстве, срок службы и др. Величину светового потока характеризует мощность световой энергии (лм), испускаемой лампой; светоотдачу - отношение светового потока лампы к ее мощности (лм/вт); распределение световой энергии в пространстве - кривая светораспределения, а спектральный состав - распределение света по спектру излучения.

Лампы накаливания наиболее распространенные температурные источники света. Это бытовые осветительные лампы различной мощности, фотолампы (Ф), зеркальные (ЗК), прожекторные (ПЖ), кинопрожекторные (КПЖ), галогенные и др. Светящимся телом у них является вольфрамовая нить накала.

Бытовые лампы выпускаться мощностью до 1000 вт в виде баллонов из силиконового стекла. Лампы до 300 вт могут иметь светорассеивающие молочные или матированные баллоны. Максимум спектра излучения у ламп низкой мощности приходится на инфракрасную область спектра, а излучение в красной области превосходит излучение в сине-фиолетовой его части в 5-6 раз. С увеличением мощности возрастает и создаваемая ими освещенность, а цветовая температура возрастает от 2600-2800˚ К до 3000˚ К и более (для ламп мощностью 500-1000 вт).

Фотолампы (перекальные) работают при повышенном напряжении, с большим перекалом. Благодаря этому увеличена не только мощность светового потока, но и повышена их цветовая температура до 3400˚ К. Однако срок службы таких ламп существенно укорачивается. Выпускаются в баллонах сферической и параболоидной формы с диффузно отражающим свет покрытием мощностью от 300 до 500 вт.

Зеркальные (киноосветительные) лампы имеют стеклянные колбы параболоидной формы. Внутренняя поверхность колб покрыта алюминиевым или иным зеркальным слоем, который, отражая, перераспределяет световой поток, излучаемый нитью накала. За счет покрытия увеличена и интенсивность светового потока. Передняя часть колб с матовой поверхностью смягчает блики в световом пятне. Лампы выпускаются мощностью от 500 до 2400 вт. Цветовая температура составляет 3200˚ К. Высокая температура нити накала обуславливает более короткий срок службы ламп и цикличность работы: 5-ти минутное горение чередуется с 5-ти минутным охлаждением.

Галогенные лампы (йодно-кварцевые) имеют высокую интенсивность светового потока при размерах в 8-10 раз меньших, чем у предыдущих ламп той же мощности. Их изготавливают в виде трубок из кварцевого стекла, способных выдерживать высокие температуры от расположенной вблизи нити накала. Баллоны ламп заполняют инертным газом, а за счет введения в колбу небольшого количества галогена (йода, брома или фтора) увеличена их светоотдача и срок эксплуатации. Галогенные лампы выпускают мощностью от 100 до 10000 вт. При повышенном накале цветовая температура достигает 3200-3400˚ К.

Люминесцентные лампы (дневного света) – это газоразрядные лампы, у которых свечение возникает при электрическом разряде в среде паров ртути. Видоизменяя состав люминофора, получают в видимой области спектра излучение разной цветности. Люминесцентные лампы дают рассеянное освещение различной интенсивности и обладают большим сроком службы. Однако как источники основного света используются редко. Применяются в основном для освещения помещений, общественных зданий, улиц, площадей и т.п.

Импульсные лампы – это источники, излучающие кратковременный, но большой интенсивности световой импульс, длительностью 1/400-1/1000 сек. При небольшой мощности ламп за тысячные доли секунды излучается до нескольких киловатт световой энергии. Импульсные лампы делятся на электрические (лампы - вспышки) и электронные (ФЭЛ). Электронные лампы-вспышки излучают мощный поток света, близкий по спектральному составу дневному. Цветовая температура ламп разной конструкции достигает 6000-7000˚ К.

Лампы изготавливают из увиолевого, кварцевого или обычного стекла в виде трубок небольшого диаметра различной формы и длины с ксеноновым наполнением. Наиболее распространены в осветительных приборах U-образные лампы ИФК-120. Принцип работы ФЭЛ основан на ионизации газа при электрическом разряде под воздействием высокого напряжения. От конденсаторов большой емкости, накапливающих электрическую энергию, напряжение поступает на электроды лампы. При включении лампы конденсаторы, мгновенно разряжаясь, ионизируют газ и вызывают интенсивное его свечение. В период между вспышками происходит охлаждение лампы и зарядка конденсатора.

При съемке применяют различные осветительные приборы. Они различаются по конструкции, интенсивности светового потока и другим параметрам; оснащены светотехнической арматурой в виде оптических элементов – отражателей, рассеивателей, линз, световодов и т.п., перераспределяющих световой поток от одной или нескольких ламп в окружающее пространство. По характеру распределения света осветительные приборы подразделяются на светильники и прожекторы. Первые перераспределяют свет в пределах больших телесных улов (сферы, полусферы) и предназначены для освещения близко расположенных объектов. К их числу, например, относятся светильники с люминесцентными лампами. Другие перераспределяют свет в малом телесном угле, создавая узкий световой луч для освещения удаленных предметов малой площади. Прожекторы, как правило, осветители направленного действия.

В практике фотографии применяют осветительные приборы с отражающими осветительными системами. Они представляют вогнутые (параболические, эллиптические, сферические, гиперболические) или плоские зеркальные отражатели.

Наиболее распространены осветители с отражателями сферической или параболоидной формы. В них световые лучи от ламп (шаровых или трубчатых), расположенных в фокусе, отражаются в направлении оптической оси осветителя, позволяя в максимальной степени концентрировать световой поток в требуемом направлении. К ним относятся осветители фотографические типа ФО, ОФ. ОФ-1 имеет пружинный зажим и карболитовый патрон для установки бытовых, зеркальных, фотоламп мощностью не более 100 вт. ФО-1 имеет струбцину с поворотным устройством и фарфоровый патрон, допускающий установку аналогичных ламп мощностью до 500 вт. У осветительных приборов с трубчатыми лампами параболо-цилиндрические отражатели. Это осветители Свет-500, Свет-1000 (рис. 63), создающие направленно-рассеянное освещение, они используются для получения рисующего и заполняющего света. Алюминиевый отражатель параболоидной формы у них укреплен в пластмассовом корпусе с рукояткой и позволяет освещать объекты со штатива или с рук. Аналогичную конструкцию имеют малогабаритные киноосветители KV-1000 с галогеновыми лампами.

Рис. 63. Осветитель «Свет-500 (1000)»

Выбор осветительного прибора при съемке определяет его функциональное назначение, т.е. мощность и структура создаваемого им светового потока, величина светочувствительности пленки; светосила оптики; спектральная чувствительность применяемого фотоматериала; расстояние до фотографируемого объекта или площадь освещаемого участка.

Электронные лампы-вспышки – мощные осветительные приборы, позволяющие вести съемку объектов, удаленных от источника на расстояние до 20-25 метров. Они нашли широкое применение в фотографии и используются для решения самых различных задач. Типичными их представителями являются осветительные приборы «Луч», «ФИЛ» различных модификаций и др.

Угол излучения светового потока в пространстве для лам-вспышек составляет порядка 60-70°, что позволяет использовать их и при съемке с широкоугольными объективами. При съемке с длиннофокусными – источник света устанавливают в непосредственной близости с фотографируемым объектом. Для фотоаппаратов со шторно-щелевыми затворами выдержка при съемке составляет не менее 1/30 с, поскольку лишь в этих случаях кадровое окно во время светового импульса открыто полностью.

Создаваемую лампой-вспышкой освещенность в плоскости изображения определяет ведущее число (G). Оно является основной характеристикой данного источника и выражает произведение величины действующего отверстия объектива на расстояние до объекта съемки:

G = d R,

где.. d – относительное отверстие объектива,

R – расстояние до объекта съемки.

Ведущее число зависит от типа лампы и рассчитано для фотоматериала определенной чувствительности. При известном значении ведущего числа для определенной чувствительности фотоматериала и расстояния до фотографируемого объекта необходимое для съемки значение диафрагмы определяют из соотношения:

d = G/R.

При съемке на фотопленку иной чувствительности новое ведущее число вычисляют согласно следующему соотношению:

G(S₁) = G(S₂) Ö S₁/S₂ (S₁ >S₂),

где S₁, S₂ общая светочувствительность двух фотоматериалов.

Для наиболее распространенной светочувствительности (32, 64, 125, 250 ед. ГОСТа) ведущее число для фотопленок большей чувствительности составляет значение: G(S₁) = G(S₂) Ö 2 = G(S₂) 1,41.

Для удобства пользования фотовспышкой на корпусе ее лампы наносят таблицу со значениями диафрагм в зависимости от расстояний до фотографируемого объекта для фотопленок различной чувствительности или устанавливается калькулятор.

Калькулятор устанавливают на корпусе основного осветителя. При известных расстоянии до объекта, энергии светового импульса и чувствительности фотоматериала определяют значения диафрагмы. Калькулятор состоит из неподвижного внутреннего и вращающего внешнего дисков. В верхнем секторе первого указана энергия светового импульса «50» и «100» Дж, а в нижнем - шкала диафрагм. На внешнем диске нанесены шкала расстояний и шкала светочувствительности применяемого фотоматериала. Для определения величины диафрагмы, вращая внешний диск, совмещают значение светочувствительности фотоматериала с показателем энергии вспышки. Установив расстояние до объекта, против его значения на шкале диафрагм считывают величину диафрагмы.

Лампу вспышку включают в сеть за 1,5-2 часа до работы. Если осветитель длительное время не эксплуатируют, то не реже 2-х раз в месяц его подключают к сети на то же время. По окончании работы нецелесообразно производить разрядку ламы нажатием на кнопу разряда. Эти меры позволяют сохранять максимальную емкость электролитических конденсаторов и получать при съемке импульсы света заданной мощности.