Источники освещения

Источниками естественного освещения являются прямой солнечный свет, прошедший через атмосферу, и солнечный свет, отраженный от неба и окружающих предметов. Солнечное освещение состоит из видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Освещенность на поверхности земли меняется количественно и качественно и зависит от времени года, времени суток, атмосферных условий. Плоскости предметов, по-разному ориентированные относительно естественных источников света, получают различную освещенность и спектральный состав падающего света.

Солнечный свет представляет собой совокупность излучений различных длин электромагнитных волн в диапазоне от 170 до 4000 нм. Доля видимого излучения (от 380 до 760 нм) составляет около 40 % всей солнечной энергии, более половины приходится на тепловое излучение в инфракрасной области спектра (более 760 нм), а остальное приходится на долю ультрафиолетовых и рентгеновских лучей.

Различают следующие характерные состояния солнечного света:

– свет прямого солнца;

– свет солнца и отраженный свет от небосвода;

– свет солнца при частичной облачности;

– свет пасмурного дня;

– свет сумерек (утренних и вечерних).

Свет прямого солнца

И злучающая поверхность солнца называется фотосферой и имеет температуру около 6000 К (рис. 91). При наблюдении с земли в видимом диапазоне волн (от 380 до 760 нм) усредненная цветность излучения составляет 6075 К. При прохождении через атмосферу земли солнечный свет претерпевает изменения – происходит его поглощение и рассеяние в слое атмосферы.

На прохождение солнечного света большую роль оказывают угловое положение солнца по отношению к освещаемой поверхности и толщина земной атмосферы (рис. 92). Минимальное расстояние, которое проходят солнечные лучи через земную атмосферу, наблюдается при зенитном освещении, т. е. когда солнце находится прямо над головой наблюдателя.

Период зенитного освещения. Зенитное освещение (высота солнца более 60°) не рекомендуется для фотографической съемки из-за того, что солнечный свет, отвесно падая на освещаемые горизонтальные поверхности, практически не освещает объекты, расположенные в вертикальной плоскости. Кроме того, такое освещение дает короткие тени от объектов, падающие сверху вниз, не создавая привычного для нашего глаза пластичного рисунка на объекте съемки. Цвет солнца при таком освещении воспринимается как белый и имеет цветовую температуру близкую к стандартной – 5500 К (рис. 93).

Высокий контраст освещенности вертикальных и горизонтальных поверхностей приводит к тому, что необходимо применять дополнительную подсветку вертикальных плоскостей мощными осветительными приборами или отражателями.

Период нормального освещения. Положение солнца по отношению к освещаемым поверхностям под углом 15–60° более привычно и длится достаточно долго, практически весь световой день. Этот период наиболее благоприятен для фотосъемки. Освещенность вертикальных и горизонтальных поверхностей практически уравнивается при положении солнца под углом 45°, цветовая температура приближена к температуре среднего белого света (5300–5500 К). Характер светотени – верхнебоковой – наиболее выразителен и привычен (рис. 94).

Период эффектного освещения характерен малой освещенностью и большим содержанием оранжево-крас­ных лучей в естественном освещении. Освещение утром и вечером при высоте солнца до 15° над горизонтом отличается высокой освещенностью вертикальных поверхностей и незначительной освещенностью горизонталей (рис. 95). Цвет освещения зависит от высоты стояния солнца над горизонтом и может меняться от 5000 К до 2000 К. Изм енение окраски света происходит вследствие поглощения части солнечного спектра при прохождении его через атмосферу земли – в момент восхода и захода солнца световой луч проходит расстояние в 27 раз больше, чем в тот момент, когда оно находится в зените. Длина пути солнечных лучей через атмосферу меняется в течение дня, что приводит не только к количественному, но и к качественному изменению освещенности. Ослабление света воздухом зависит от длины волны: чем она короче, тем сильнее ослабляется свет. Этим и объясняется сначала пожелтение, а затем и покраснение света солнца при его опускании к горизонту. Чем ниже стоит солнце на небе, тем меньше в его свете фиолетовых и синих лучей.

От высоты расположения солнца над горизонтом зависит и максимальная освещенность, которая в разные периоды дня и времени года для одной и той же местности будет значительно колебаться. Изменение освещенности в течение дня обусловлено двумя причинами:

1) чем ниже стоит солнце над горизонтом, тем под меньшим углом падают его лучи на землю и тем на большую поверхность распределяется одно и то же количество света;

2) при приближении солнца к горизонту длина пути, который проходит луч света через атмосферу, увеличивается, что приводит к более сильному поглощению лучей атмосферой, и освещенность значительно уменьшается.

Освещенность от прямого солнца зависит также от времени суток и географических координат.

Свет солнца и отраженный свет от небосвода

Свет дневного безоблачного неба представляет собой часть солнечного света, рассеянного молекулами воздуха, водяным паром и частицами пыли и сажи различной крупности, находящихся в атмосфере на разной высоте. Соотношение размеров частичек с длиной волны проходящего солнечного света определяет характер и цвет свечения небосвода. Свет, воздействующий на молекулу воздуха, возбуждает ее с частотой световой волны, заставляя колебаться и излучать свой собственный свет. В наибольшей степени рассеиваются короткие волны (синие лучи), красные лучи в четыре раза меньше рассеиваются, поэтому цвет неба виден нам голубым, а не красным.

Свет прямого солнца дает направленное излучение, вызывающее появление резко очерченных теней от предметов. Свет небосвода дает равномерное рассеянное излучение, смягчающее тени от направленного света солнца. Освещенные участки на поверхности сочетают в себе свет неба и солнца, а теневые участки – только свет неба. Соотношение этих двух источников определяет контраст освещения.

Очень важно отчетливо представлять возможности фотоматериала, то, что пленка сможет увидеть больше цветовых нюансов, чем нетренированный человеческий глаз. Какие-то виды цветных оттенков, получаемые от естественных источников света, могут не совпасть со стандартным балансом дневных фотопленок (5500 К), что потребует дополнительной корректировки с помощью специальных светофильтров.

Свет солнца при частичной облачности зависит от высоты находящихся облаков, их количества, качества (кучевые, перистые, дождевые и пр.), а также условий освещения – закрывают ли они собой солнце или просто рассеивают его свет.

Облака верхнего яруса (выше 6 км) создают высокую освещенность при цветовой температуре близкой к нормальной. Основная роль этих облаков – снижение контраста в теневых участках горизонтальных и вертикальных поверхностей и изменение цветности теней в сторону исчезновения синей окраски (рис. 96). Контраст света и тени при таком освещении будет меньше, так как облака подсвечивают теневые участки, при этом не образовывая собственных теней.

О блака среднего яруса (2–6 км), типичными представителями которых являются облака в виде мощных образований, хорошо развитых по вертикали с куполообразными вершинами, непрозрачны, очень фактурны (рис. 97). Дело в том, что лучи солнца, освещая такие облака, создают массу светотеневых и тональных переходов – от ослепительно белых до темно-серых.

При достаточном количестве облаков тени освещаются сильнее, чем при безоблачном небе, – появление облаков всегда снижает контраст освещения, потому что при незначительном суммарном увеличении общей освещенности (максимум до 20 %) освещенность теней возрастает иногда в несколько раз (рис. 98).

Свет пасмурного дня обладает двумя достаточно характерными особенностями (рис. 99):

а) верхний характер освещения, идущего сквозь облака, полностью перекрывающих весь небосвод;

б

Рис. 98. Скопление облаков среднего яруса

Закатное освещение. В последние час-полтора перед заходом солнца и первый час после его восхода освещение быстро изменяется (рис. 100). Если в течение дня попадающий на горизонтальные поверхности свет остается более или менее стабильным, то в период закатного или рассветного освещения спектральный состав света начинает очень сильно меняться. Меняется одна из составляющих суммарного освещения, а именно свет прямого солнца (доля прямого солнечного освещения постепенно уменьшается, соответственно возрастает доля света, идущего от небосвода).

Сумеречное освещение соответствует погружению солнца за линию горизонта при безоблачном небосводе на 0–6°. Освещенность вертикальных и горизонтальных поверхностей низкая, и все предметы проецируются на освещенный небосвод силуэтом. Свет сумерек образован светом прямого солнца, зашедшего за горизонт, но еще освещающего верхние слои атмосферы. Заря образуется рассеянием лучей света, которым приходится преодолевать в атмосфере расстояние в десятки раз большее, чем при зенитном положении солнца. Лучи света многократно рассеиваются (наибольшему рассеянию подвержены лучи коротковолновой части спектра – сине-фиолетовые, синие, голубые). В спектре такого освещения начинают преобладать лучи желтых и красных цветов.

Источники искусственного освещения можно разделить на три группы: лампы накаливания, импульсные и люминесцентные лампы. Все они различаются по электрическим и световым параметрам.

Лампы накаливания можно разделить на две большие группы: лампы накаливания обычного типа в стеклянных колбах и галогенные лампы накаливания в малогабаритных кварцевых колбах.

Лампа накаливания – источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате нагрева электрическим током тугоплавкого проводника (обычно вольфрамовой нити, свитой в спираль). Коэффициент полезного действия этих тепловых источников света очень мал – не выше 3–5  %.

Лампы накаливания представляют собой стеклянный баллон из силикатного или кварцевого стекла, внутри которого помещена раскаленная вольфрамовая нить. Силикатное стекло баллона поглощает излучение в ультрафиолетовой области до 350 нм, кварцевое – до 180 нм. Баллоны могут быть вакуумными (пустотными) или наполненными инертными газами с различными добавками. По режиму работы, определяющему цветность излучения, лампы накаливания делятся на нормальные осветительные со средним нормальным режимом накала, перекальные (фотолампы) и галогенные в кварцевых баллонах.

В вакуумных лампах накаливания (рис. 101) мощностью до 100 Вт цветофотографическая температура излучения около 2500 К. У газонаполненных ламп она несколько выше. Температурой накала нити определяются цветовая температура, спектральный состав излучения лампы и ее светоотдача. С повышением мощности цветовая температура возрастает и достигает 2950 К у ламп мощностью 1000 Вт при относительно большой долговечности.

Внутрь колбы большинства ламп накаливания вводится под давлением инертный газ (азот, аргон, криптон или их смесь) (рис. 102). Наличие газа уменьшает испарение вольфрама, что позволяет увеличить степень накаливания нити, а следовательно, повысить световой поток, световую отдачу, яркость и цветовую температуру лампы накаливания без заметного снижения срока ее службы. Питание ламп накаливания осуществляется как переменным, так и постоянным током.

Спектральные характеристики таких ламп имеют значительное отступление от источника белого света: незначительное излучение в синей и фиолетовой частях спектра и избыток в желтой и красной. Средняя продолжительность работы – 1000 ч. За период службы в результате сгорания вольфрамовой нити и потемнения стенок колбы световой поток снижается до 20 %.

Увеличение напряжения питания ламп накаливания на 10 % приводит к увеличению светового потока приблизительно на 30–35 %, при этом срок службы уменьшается примерно в 3 раза. Цветовая температура ламп накаливания изменяется приблизительно на 120–140 К при изменении напряжения источника питания на 10 % (при увеличении напряжения цветовая температура повышается, а при уменьшении напряжения – понижается).

Перекальные лампы имеют такую же конструкцию, как и обычные осветительные лампы накаливания, но заключены в матированную колбу и работают с большим перекалом, вследствие чего отличаются повышенной светоотдачей, цветовой температурой и пониженным сроком службы.

З еркальные лампы служат одновременно источником света и осветительным прибором, перераспределяющим излучение источника света (рис. 103). Такие лампы представляют собой готовый осветительный прибор, дающий довольно концентрированный и достаточно равномерный пучок световых лучей. Лампы имеют повышенную цветовую температуру 3200 К за счет снижения срока службы.

Г алогенная лампа – лампа накаливания, наполненная небольшим количеством галогена (йода или брома). Колба галогенных ламп, как правило, имеет меньшие по сравнению с обычными лампами размеры и изготавливается из кварцевого стекла. Вольфрамовая нить лампы – биспиральная (короткая), моноспиральная (длинная) или в форме плоской спирали.

Вольфрамовая нить помещена в колбу из кварцевого стекла, наполненную инертным газом с добавлением небольшого количества йода (0,1 мг на 1 см³ газа). Вольфрамовая нить накаляется до температуры 2700–3000°С. Температура содержащегося в колбе газа постепенно падает в направлении к стенкам колбы, которые нагреваются от 250 до 600–700°С. Верхний предел температуры внутренних стенок колбы ограничен температурой, при которой еще происходит реакция соединения атомарного йода с парами вольфрама (1200°С), и определяется температурой размягчения материала колбы (для кварца около 1600°С). В процессе горения лампы испаряющийся с поверхности нити вольфрам (рис. 104) осаждается на стенках колбы, где вступает в химическую реакцию с парами йода, образуя при температуре стенок стекла более 250°С йодид вольфрама (рис. 105). Это соединение в интервале температур 1250–1450°С газообразно и, находясь вблизи раскаленной вольфрамовой нити, разлагается на вольфрам и йод. Первый осаждается на нить, второй снова вступает в реакцию с газообразным вольфрамом (рис. 106). Таким образом происходит постоянная регенерация вольфрамовой нити, но, учитывая, что температура отдельных ее участков неодинакова, размеры нити полностью не восстанавливаются. Срок сужбы такой лампы по сравнению с перекальной значительно увеличивается, а колба почти не темнеет. Следовательно, световой поток лампы сохраняется почти постоянным в течение всего срока службы лампы (до 20 000–26 000 лм), цветовая температура достигает 3000–3400 К, снижаясь к концу службы только на 2–5 %. Световая отдача (до 24–30 лм/Вт), КПД около 10 %.

Галогенные лампы выпускаются в трубчатых и шарообразных колбах с моноспиральной (рис. 107) или биспиральной (рис. 108) нитью. Первые (мощностью до 10 кВт) применяются в осветительных приборах направленно-рассеянного и бестеневого света, вторые (мощностью до 1000 Вт) используются преимущественно в небольших осветительных приборах. Срок службы галогенных ламп накаливания в 3–5 раз больше, чем у аналогичных по мощности ламп накаливания обычного типа.

К недостаткам ламп накаливания можно отнести их большую чувствительность к механическим повреждениям, значительную теплоотдачу и сравнительно короткий срок службы.

Импульсные источники света

Современные импульсные газоразрядные лампы появились в результате более чем столетнего экспериментирования фотографов, пытавшихся найти источники света по своей интенсивности и цветовой температуре близкие к свету солнца, чтобы иметь возможность снимать в закрытых помещениях или не зависеть от световых условий при натурной съемке.

Импульсные газоразрядные лампы – это мощные источники света, спектральная характеристика которых близка к дневному свету. Лампы, применяемые в фотографии (рис. 109, 110), представляют собой стеклянную или кварцевую трубку, заполненную инертным газом (ксеноном) под давлением 0,1–1,0 атм, в торцы которой вварены электроды из молибдена или вольфрама. Газ, находящийся внутри лампы, не проводит электричество. Для ее включения (поджига) существует третий электрод (поджигающий) в виде мастики, прозрачного слоя двуокиси олова или созданный намоткой никелевой проволоки на внешнюю поверхность баллона. При подаче на электроды напряжения не ниже напряжения зажигания и высоковольтного (>10000 В) поджигающего импульса между катодом и поджигающим электродом (или путем приложения к электродам напряжения, достаточного для пробоя газа в лампе) лампа зажигается. Импульс высокого напряжения ионизирует газ в колбе лампы вдоль этого внешнего электрода, создавая ионизированное облако, соединяющее положительный и отрицательный электроды лампы, давая возможность ионизации газа теперь уже между этими двумя потенциалами лампы. В силу того, что сопротивление ионизированного газа очень мало (от 0,2 Ом до 2–5 Ом), электрическая энергия, накопленная на конденсаторе за очень короткий промежуток времени (1/10000–1/500 с), превращается в световую энергию. Регулируя расстояние между электродами и давление газа в колбе, можно получать лампы разной световой мощности. Мощность импульсных ламп измеряется в джоулях (ваттсекунда) по формуле:

где С – емкость конденсатора (фарада), U_заж – напряжение зажигания (вольт), U_пог – напряжение погасания (вольт), Е_макс – максимальная энергия (втс).

Знание параметров лампы необходимо, чтобы обеспечить ее длительную эксплуатацию и высокую надежность в работе. Напряжение на накопительном конденсаторе должно превышать напряжение зажигания лампы на 50–100 В, а подводимая энергия не должна быть выше паспортного значения для данного типа лампы. При среднем сроке службы импульсных ламп, достигающем десятки тысяч импульсов, превышение максимальной подводимой энергии в 2 раза сокращает срок службы лампы всего лишь до 10 импульсов, а превышение в 4–5 раз может вызвать взрыв лампы.

Т иповая схема зажигания лампы в фотовспышках представлена на рисунке 111. Переменное напряжение, поступающее из сети, через токоограничивающий резистор R₁ выпрямляется диодами D₁ и D₂ до постоянного напряжения. Электролитический конденсатор С₁ начинает заряжаться и через какое-то время накопит энергию, которая сможет разрядиться на импульсной лампе L. Но напряжения на выводах этого конденсатора недостаточно, чтобы лампа смогла дать импульс. Для зажигания лампы существует следующая цепь, составляющая колебательный контур и состоящая из небольшой емкости С₂ и повышающего трансформатора Т. При замыкании синхроконтакта X заряженный конденсатор начинает разряжаться через первичную обмотку трансформатора, генерируя колебательный процесс. Возникшая в первичной обмотке трансформатора ЭДС создает на вторичной обмотке трансформатора напряжение, в десятки раз превосходящее начальное. Импульса этого высокого напряжения достаточно для ионизации газа в трубке импульсной лампы. Лампа зажигается.

Кварцевые баллоны импульсных ламп пропускают свет с длиной волны от 155 до 4500 нм, стеклянные – от 290 до 3000 нм. Излучение импульсных ламп начинается в ультрафиолетовой части спектра и вынуждает производителей наносить на них специальное покрытие, которое должно «отрезать» эту часть спектра. Такие импульсные лампы имеют золотистое напыление на поверхности колбы (примерно 10–12 % желтого), которое не только отрезает ультрафиолетовую область спектра, выступая в качестве ультрафиолетового (UV) фильтра, но и корректирует цветовую температуру импульсного источника под фотографический стандарт 5500 К.

Три принципа управления энергией. Мощность импульсных ламп измеряется в джоулях и зависит от двух параметров – емкости конденсатора и напряжения питания.

Можно параллельно соединить несколько конденсаторов (С = С₁ + С₂ + С_З + ... + С_n) и, включая-выключая какие-то их группы, регулировать таким образом мощность. Цветовая температура будет стабильна, но это не очень удобно, так как мощность прирастает дискретными значениями.

От этих недостатков свободен способ регулирования энергии вспышки, заключающийся в изменении начального напряжения на накопительном конденсаторе. Однако прямая регулировка напряжения на накопительной емкости позволяет регулировать энергию в пределах 100–30 %. При более низких значениях напряжения лампа не зажигается. Приходится вводить в схему запуска лампы еще один накопительный конденсатор малой емкости, на котором достигается напряжение, достаточное для ее запуска, а остальные конденсаторы заряжены до гораздо меньшего значения. Способ позволяет получать любые промежуточные значения мощности в пределах от 1:1 до 1:32 (от 100 % до 3 %), но разряд в таком режиме включения лампы по своим характеристикам приближается к тлеющему, что немного удлиняет время свечения лампы, а суммарная цветовая температура излучения приближается к стандарту 5500 К даже без специального покрытия на поверхности колбы лампы.

Третий способ регулирования заключается в прерывании длительности импульса при достижении определенного порога мощности. В цепь лампы включается мощный управляющий элемент, как правило тиристор, который способен выдержать большие разрядные токи лампы (до 200 А) и выполняет роль «запирающего» элемента. Если в момент ионизации газа в колбе лампы разорвать электрическую цепь, ведущую от конденсатора к лампе, ионизация прекратится и лампа погаснет. Способ, который требует применения в управлении импульсной лампой электронных схем, либо отслеживающих заранее заданное падение напряжения на конденсаторе, либо учитывающих световой поток самой лампы, вернувшийся от объекта съемки. Только быстродействующая электроника может справиться с этой задачей.

Ведущее число

Применяя импульсные источники света, мы практически лишены возможности управлять количеством света при помощи изменения параметров выдержки, так как длительность импульса источника в несколько раз меньше длительности срабатывания затвора. При этом время освещения фотоматериала превращается в почти постоянную величину.

Регулирование экспозиции возможно лишь изменением количества светового потока при помощи диафрагмы (на простейших моделях импульсных вспышек конденсатор заряжается всегда полностью и независимо от дистанции до объекта съемки выдает постоянное количество световой энергии) или регулированием количества света самой вспышки.

Существует простейший способ взаимосвязи энергии фотовспышки, расстояния до объекта и результирующей диафрагмы: если выразить энергию фотовспышки не в единицах мощности, а в условных единицах, то можно, зная расстояние до объекта, определить диафрагму по формуле:

Например, при ведущем числе 32 мы получим следующие параметры: диафрагма 8 = 32 : 4 (м), диафрагма 5,6 = 32 : 5,7 (м) или диафрагма 4 = 32 : 8 (м).

Как видим, количество света обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света до объекта (первый закон освещенности). Этот способ справедлив, только если источник света освещает объект прямым светом, в случаях когда требуется рассеять световой импульс (отразить от диффузной поверхности или получить рассеянный свет, прошедший сквозь полупрозрачную среду), приходится учитывать: расстояние до рассеивающей поверхности, коэффициент ее отражения (приблизительно), площадь освещения этой поверхности, дистанцию от поверхности до объекта и т. д. Получаемые результаты, как правило, не точны.

Современные фотовспышки с системами автоматики позволяют правильно экспонировать фотоматериал: они умеют дозировать количество света, меняя длительность импульса или накопленную на конденсаторе энергию; менять ширину луча света в зависимости от фокусного расстояния объектива; учитывать только отраженный от объекта съемки свет, при этом почти неважно, куда направлен сам источник света, позволяя смоделировать и измерить количество света по предварительной вспышке, намного меньше основной по энергии; измерять дистанцию в полной темноте и т. д.

Режимы автоматики фотовспышек

Ведущее число (условная единица, позволяющая связать количество света, падающего на объект съемки, и расстояние до объекта) сейчас практически повсеместно вытеснено системами автоматического замера экспозиции как в выносных фотовспышках, так и в импульсных источниках, встроенных в фотоаппарат. Современная фотовспышка, согласуясь с данными чувствительности пленки и диафрагмы, установленными на фотоаппарате, может дозировать количество света, обрывая разряд лампы по команде автоматики. Естественно, количество света может регулироваться только в сторону уменьшения, т. е. либо полный разряд, либо меньшая его часть, если объект съемки находится достаточно близко и максимальная энергия не нужна. Автоматика таких приборов улавливает отраженный от объекта свет, предполагая, что перед ней среднесерый объект, коэффициент отражения которого равен 18 %. Такое случается часто, но далеко не всегда. Поэтому в современных системах управления энергией разряда лампы есть возможность «объяснить» автоматической системе экспозамера, что объект отличается от среднесерого. Для этого в фотовспышках предусмотрен режим экспокоррекции, как в сторону увеличения (+), так и в сторону уменьшения (–) энергии от уровня, рассчитанного автоматикой. Так, снимая человека в черной одежде, необходимо ввести поправку (–), так как автоматика определит количество света для объекта и постарается его осветить так, чтобы черный цвет проэкспонировался как среднесерый объект. В результате мы получим недоэкспонированное лицо человека. В другом случае, при съемке человека в белой одежде, автоматика опять все определит, исходя из того же среднесерого 18 %-го коэффициента отражения объектов съемки. Результат – переэкспонированный белый цвет на снимке приобретает грязно-серый оттенок. Для правильного освещения требуется ввести поправку (+), объясняя автоматике, что объект светлее, чем эталонный среднесерый, и света на него нужно больше. Эти примеры демонстрируют принципы автоматического регулирования. Для успешной работы с такими объектами у фотовспышки обязательно должен быть режим экспокоррекции (+/–) при работе в автоматическом режиме, который позволит регулировать энергию вспышки, исходя из светлоты объекта.

В современных фотовспышках существует система индикации произведенного импульса, отображающая достаточность света для освещения объекта.

В наиболее совершенных моделях фотовспышек есть режим деления энергии на равные части и возможность выдавать ее чередующимися частями в течение определенного интервала времени и с определенной частотой. Такой режим называется стробоскопическим, частота указывается в герцах (Гц). Если объект съемки движется относительно кадрового пространства, стробоскопический режим позволит зафиксировать отдельные фазы движения, «замораживая» их светом. В одном кадре можно будет увидеть все фазы движения объекта.

Еще два режима современных фотовспышек связаны с моментом синхронизации импульса и работой затвора фотоаппарата. При использовании импульсных источников скорость затвора должна быть выбрана такой, чтобы кадровое окно было полностью открытым в момент импульса. Такая скорость называется выдержкой синхронизации. Она колеблется у разных камер от 1/30 до 1/250 с. Но если мы выберем выдержку заведомо длиннее, то у нас появятся две возможности назначить время срабатывания вспышки.

Первая – синхронизация по первой (открывающей) шторке – позволяет сразу после полного открытия кадрового окна произвести импульс света, а далее движущийся объект будет освещен постоянным источником, оставляя смазанные следы изображения в кадре – шлейф. При этом шлейф будет находиться перед движущимся объектом.

Вторая – синхронизация по второй (закрывающей) шторке – синхронизирует срабатывание импульса перед началом закрывания кадрового окна затвором фотоаппарата. Результат – шлейф от движущегося объекта экспонируется позади объекта, подчеркивая его динамичное передвижение.

Длительность импульса и время синхронизации

Фирмы-производители определяют длительности импульса по уровню интенсивности 1/2 от пикового значения, т. е. период, в течение которого интенсивность импульса понижается до 50 % от максимального значения. Если теоретически предположить, что при t = 0,5 длительность импульса 1/1000 с будет соответствовать скорости срабатывания затвора с выдержкой 1/1000 с, то, принимая в расчет остаточное излучение вспышки, еще эффективное в течение времени выдержки, реальная длительность времени горения импульса составит 1/350–1/250 с. В результате снимки, сделанные со вспышкой длительностью 1/1000 с (определенной по критерию t = 0,5), будут обладать такими же свойствами, как при постоянном освещении при выдержке 1/350–1/250 с, а не 1/1000 с. Реальное время импульса, еще влияющее на условия экспонирования, оказывается значительно длиннее, чем указано в паспортных данных.

Люминесцентные лампы – трубчатые ртутные лампы низкого давления с нанесенным на внутренние стенки светосоставом из смеси различных кристаллических люминофоров. С двух торцов в трубку вварены стеклянные ножки с вмонтированными в них электродами. В процессе вакуумной обработки лампы в нее вводятся ртуть и инертный газ. Электрический разряд между нагретыми электродами в парах ртути и аргона вызывает интенсивное коротковолновое ультрафиолетовое излучение, которое, падая на светосостав, поглощается и преобразуется в видимое свечение. Люминесцентные лампы обладают высокой экономичностью. Более высокая световая отдача люминесцентной лампы объясняется более высоким энергетическим КПД (до 25  %) и значительно лучшим, чем у ламп накаливания, распределением излучений в видимой зоне спектра. Современные формы люминесцентных ламп (рис. 112) настолько разнообразны, что с трудом распознаются в интерьерах фото- и видеосъемок. Такая ошибка приводит к изменениям в цветопередаче снимка. Фотосъемка при свете люминесцентных ламп требует применения корректирующих фильтров.

Особенностью применения люминесцентных ламп является сложность включения их в сеть, связанная с особенностями газового разряда, что ведет к применению специальных пускорегулирующих устройств. Устойчивая работа большинства ламп возможна только при наличии дросселя, ограничивающего величину тока. Лампы чувствительны к изменениям окружающей температуры. Ярче всего они горят при комнатной температуре 20–25°С, понижение и повышение температуры резко снижает светоотдачу, а при понижении температуры до 0°С в обычном конструктивном исполнении работать практически не могут.

По цветности излучения лампы подразделяются на лампы дневные (ЛД), лампы дневные с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодно-белые (ЛХБ), белые (ЛБ), тепло-белые (ЛТБ).

Точно оценить излучение люминесцентных ламп цветовой температурой нельзя, однако с некоторым приближением это делается. Цветность излучения люминесцентных ламп общего применения отличается от фотографических стандартов, при их использовании необходимо применять корректирующие светофильтры (табл. 8).

Таблица 8