Специальные приемы освещения Есть ряд работ, для которых из-за специальных требований стандартные осветительные установки непригодны. Обычно это общие стандартизированные работы, поэтому, освоив однажды базовую технику и приемы, уже не нужно прибегать к каким-то новым

Усложненная техника освещения Окрашенное освещение Когда окрашенный свет используется в роли основного источника света, а не для создания эффекта, возникают трудности с определением экспозиции. При прямом отсчете показаний экспонометра как по яркости, так и по

Лабораторная работа № 5.

ЦВЕТ ОБЪЕКТА

В зависимости от того, попадает в глаз излучение от источников света или от несамосветящихся объектов, даже при одинаковом относительном спектральном составе потоков излучения, восприятия цвета различаются. Однако обычно для обозначения цвета этих двух разных типов объектов используют одни и те же термины. К самосветящимся объектам относят солнце и различные источники света.

В излучении нагретых тел (например, нить лампы накаливания) длины волн непрерывно заполняют весь диапазон видимого света. Такое излучение называется белым светом. Свет, испускаемый газоразрядными лампами и многими другими источниками, содержит в своем составе отдельные монохроматические составляющие с некоторыми выделенными значениями длин волн. Совокупность монохроматических компонент в излучении называется спектром . Белый свет имеет непрерывный спектр , излучение источников, в которых свет испускается атомами вещества, имеет дискретный спектр.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ 1.

Основные составляющие, приводящие к цветовому ощущению.

Основную часть объектов, вызывающих цветовые ощущения, составляют несамосветящиеся объекты , которые лишь отражают или пропускают свет, излучаемый источниками. И для получения цветового ощущения в этом случае необходимы: источник света, цветной объект и наблюдатель (ИЛЛ.1).

Цвет объекта определяется спектральным распределением энергии отраженного им света. Свет источника попадает на объект, который влияет на него – отражает, пропускает, поглощает. Причин, вызывающих различные цветовые явления, много, например, по К. Нассау, их – 15. В своей работе он рассматривает фундаментальные вопросы взаимодействия света с веществом и цветовые явления (биологических систем, атмосферы, жидких кристаллов, эмалей, стекла, глазури, драгоценных камней), обусловленные преломлением, поляризацией, интерференцией, дифракцией, рассеянием света объектами, нелинейными эффектами колорантов различных типов.

Одной из самых важных характеристик объекта является коэффициент отражения (ρ) для непрозрачных и пропускания (τ)для прозрачных веществ. Определяются как отношение интенсивности отраженного (пропущенного) объектом света к интенсивности падающего на него света.

Спектр окрашенных поверхностей определяется как зависимость коэффициента отражения ρ от длины волны λ; для прозрачных материалов – коэффициента пропускания τ от длины волны; а для источников света – интенсивности излучения от длины волны. Спектр отражения – основная характеристика объекта, от которой зависят его цветовые характеристики. Представляется в табличном виде или в виде графика, где по оси абсцисс откладывается длина волны, а по оси ординат – интенсивность отраженного света. У большинства объектов довольно сложный спектральный состав, т.е. в нем присутствуют излучения самых различных длин волн. По форме спектральной кривой можно судить о цвете излучения, отраженного от поверхности предмета или испускаемого самосветящимся источником света. Чем более эта кривая будет стремиться к прямой линии, тем более цвет излучения будет казаться ахроматическим. Чем больше будет амплитуда спектра, тем цвет излучения или предмета будет более ярким. Если спектр излучения равен нулю во всем диапазоне за исключением определенной узкой его части, мы будем наблюдать чистый спектральный цвет, соответствующий излучению, испускаемому в очень узком диапазоне длин волн. Такое излучение называется монохроматическим. Примеры спектров отражения некоторых красок приведены на (ИЛЛ.2).

ИЛЛЮСТРАЦИЯ 2.

Спектры отражения различных цветных красок: изумрудной зелени, красной киновари, ультрамарина

ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Влияние освещения на восприятие окружающего мира чрезвычайно важно и дизайнерам необходимо знание основ светотехники. Существует два вида источников света – это Солнце (естественное освещение) и искусственные источники, созданные человеком.

Примеры спектрального распределе­ния интенсив­ности излучения различных источников света приведены на ИЛЛ.3

ИЛЛЮСТРАЦИЯ 3.

Примеры спектрального распределе­ния интенсив­ности излучения различных источников света: свет от ясного голу­бого неба, среднеднев­ной усредненный солнечный свет, свет лампы накаливания

ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ОСВЕЩЕНИЯ

Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов – лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ГЛ).

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити.

В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют люминесцентными, так как изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения, излучаемого электрическим разрядом, светится, преобразуя тем самым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет.

Лампы накаливания наиболее широко распространены в быту из-за своей простоты, надежности и удобства эксплуатации. Находят они применение и на производстве, в организациях и учреждениях, но в значительно меньшей степени. Это связано с их низкой светоотдачей 20 лм/Вт (светоотдача или световая эффективность лампы – это отношение светового потока лампы к ее электрической мощности), небольшим сроком службы – до 2500 ч, преобладанием в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает спектральный состав света от солнечного света. В маркировке ламп накаливания буква В обозначает вакуумные лампы, Г – газонаполненные, К – лампы с криптоновым наполнением, Б – биспиральные лампы. Газоразрядные лампы получили наибольшее распространение на производстве, в организациях и учреждениях прежде всего из-за значительно большей светоотдачи (40...110 лм/Вт) и срока службы (8000...12000 ч). Газоразрядные лампы в основном применяются для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы. Подбирая сочетание инертных газов, паров металла, заполняющих колбы ламп, и люминофора, можно получить свет практически любого спектрального диапазона – красный, зеленый, желтый и т. д. Для освещения в помещениях наибольшее распространение получили люминесцентные лампы дневного света, колба которых заполнена парами ртути. Свет, излучаемый такими лампами, близок по своему спектру к солнечному свету.

Газоразрядные люминесцентные лампы бывают низкого давления, с разным распределением светового потока по спектру: лампы белого света (ЛБ); лампы холодно-белого света (ЛХБ); лампы с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ); лампы теплого-белого света (ЛТБ); лампы, близкие по спектру к солнечному свету (ЛЕ); лампы холодно-белого света улучшенной цветопередачи (ЛХБЦ). Лампы ЛЕ, ЛДЦ применяются в случаях, когда предъявляются высокие требования к определению цвета, в остальных случаях – лампы ЛБ, как наиболее экономичные.

К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуговые ртутные лампы с исправленной цветностью (ДРЛ); ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах; натриевые высокого давления (ДНаТ); металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов. Лампы ДРЛ рекомендуются для производственных помещений, если работа не связана с различением цветов (в высоких цехах машиностроительных предприятий и т. п.), и наружного освещения. Лампы ДРИ имеют высокую световую отдачу и улучшенную цветность, применяются для освещения помещений большой высоты и площади.

Однако газоразрядные лампы наряду с преимуществами перед лампами накаливания обладают и существенными недостатками, которые пока ограничивают их распространение в быту. Основной недостаток – пульсация светового потока, которая искажает зрительное восприятие и отрицательно воздействует на зрение. При освещении газоразрядными лампами может возникнуть стробоскопический эффект, заключающийся в неправильном восприятии скорости движения предметов.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСКУССТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ОСВЕЩЕНИЯ

Психологическое и физиологическое воздействие на человека цветности излучения источников света в значительной степени связано с теми световыми условиями, к которым человечество приспособилось за время своего существования. Световой режим, к которому приспособились люди – это голубое небо, создающее в течение большей части светового дня высокие освещенности, вечерами и ночами – желто-красный костер, а затем, пришедшие ему на смену, создающие низкие освещенности лампы, аналогичные по цветности. У человека наблюдается более работоспособное состояние днем при свете преимущественно холодных оттенков, а вечером, при теплом красноватом свете низкой освещенности, ему лучше отдыхать. Лампы накаливания дают теплый красновато-желтый цвет и способствуют успокоению и отдыху, люминесцентные лампы, наоборот, создают холодный белый свет, который возбуждает и настраивает на работу.

Таким образом, цветность является важной характеристикой светового излучения. Цветность света того или другого источника зависит от спектрального состава излучаемого им светового потока. Излучение большинства самосветя­щихся источников подчиняется одним и тем же законам, однако для разных тел, в зависимости от их химического состава и физических свойств, нагревание до заданной температуры дает несколько раз­личающиеся спектры излучения. В связи с этим, в качестве эта­лона цветовой температуры использу­ется гипотетическое абсолютно черное тело или излучатель Планка. Это источник, излучение которого зависит только от его температуры, а не от каких–либо других его свойств. Несмотря на существующие различия, все другие тела ведут себя при на­грева­нии подобно идеальному черному телу.

Именно поэтому использование цветовой температуры в качестве характеристики цветности излучения само­светящихся источников, как природных, так и искусственных, оправдано для боль­шого числа источников.

Искусственный вечерний свет (электрических и особенно керосиновых ламп и свечей) по сравнению с дневным - желто-оранжевый, в нем преобладает желто-красная часть спектра. Естественно, что все поверхности при таком освещении отражают желто-оранжевое излучение в относительно большей мере (по сравнению с остальными частями спектра), чем при дневном освещении

Следовательно, все цвета должны приобретать желтоватый оттенок - красные становятся более оранжевыми и более насыщенными, голубые же, синие и другие холодные - сильно темнеют, теряют насыщенность, а некоторые из них чернеют (предметы такой окраски сильно поглощают желто-оранжевый свет).

Так это и наблюдается в действительности при вечернем искусственном освещении: красные, оранжевые и желтые цвета свет­леют; голубо-зеленые, голубые, синие и фиолетовые темнеют; светлота желто-зеленых не изменяется; красные цвета становятся насыщеннее; оранжевые краснеют; голубые зеленеют и иногда бывают неотличимы от голубо-зеленых; синие теряют насыщенность; темно-синие становятся неотличимыми от черных; некоторые синие слегка краснеют (например, цветок василька); фиолетовые краснеют и иногда бывают неотличимы от пурпурных.

Желтые цвета вечером при искусственном освещении кажутся более бледными. Живописные этюды, написанные при искусственном вечернем свете малоопытными людьми, днем оказываются слишком желтыми (вечером желтизна не замечается). Это своеобразное явление объясняется особой причиной.

Дело в том, что, когда мы видим и осознаем условия освещения, в которых находятся наблюдаемые нами объекты, когда это освещение является общим, мы, так сказать, восстанавливаем присущие объектам цвета, как бы отбрасываем оттенок, вызванный освещением. Находясь в фотолаборатории, при свете красногофотографического фонаря невозможно найти красную бумажку, так как все бумажки кажутся белыми.

Аналогичное явление имеет место в тех случаях, когда мы одновременно наблюдаем объекты, находящиеся на свету и в тени. Два совершенно одинаковых по яркости объекта, находясь один в тени, а другой на свету, кажутся различными по светлоте; затененный объект несколько высветляется. Поэтому, когда художник пишет с натуры, он должен охватывать глазом одновременно весь изображаемый объект и всю окружающую его обстановку, а не всматриваясь в него по частям; в противном случае малоопытный живописец запутается в цветовых отношениях.

При красном свете восходящего или заходящего солнца все цвета краснеют, красные становятся более насыщенными, а зеленые сильно темнеют, теряя насыщенность (ахроматизируются). Иные зеленые при красном освещении становятся неотличимыми от черных. Листья же деревьев краснеют (красящее вещество листьев - хлорофил - отражает в некотором количестве красный свет).

Общее правило, касающееся изменения цветов при цветном освещении, можно сформулировать так: цвета одного цветового тона с освещением усиливаются по насыщенности, цвета противоположного тона ахроматизируются (теряют насыщенность или даже чернеют) , все остальные цвета приобретают оттенок освещения, при этом цвета, по тону родственные освещению, светлеют, а приближающиеся к противоположному тону - темнеют.

Противоположные по тону цвета в цветовом круге из восьми и из кратного восьми количества цветов лежат друг против друга (на противоположных концах диаметров): красным противоположны зеленые, оранжевым - голубые, желтым - синие, желто-зеленым - фиолетовые.

Здесь же затронем вопрос изменения цветов, зависящего от интенсивности освещения. Эти изменения объясняются другими причинами, связанными с деятельностью глаза.
При ярком освещении все цвета выбеливаются, становятся белесо­ватыми, а при слепящих яркостях света - желтоватыми. При ярком освещении уменьшается количество различимых цветовых оттенков на светлых поверхностях; при слабом освещении - на темных поверхностях, а также в тенях.

К сказанному надо еще добавить, что цвет на освещенных поверхностях выглядит «плотным», а в полутенях и тенях - «легким», «прозрачным». Рубенсу приписывают следующее высказывание: «Начинайте писать ваши тени легко, избегая вводить в них даже ничтожное количество белил: белила - яд живописи и могут быть вводимы, лишь в светах. Раз белила нарушат прозрачность, золотистость тона и теплоту ваших теней - ваша живопись не будет больше легка, но сделается тяжелой и серой: Совершенно иначе дело обстоит по отношению к светам. Здесь краски могут наноситься корпусно, насколько это нужно, но необходимо, однако, сохранять тона чистыми.

Действительно, в любой картине, где хорошо передан свет, можно видеть прозрачность теней при корпусной плотной кладке в свету. В картинах, хорошо передающих солнечный свет, можно также заметить белесость цвета освещенных объектов.

Начинающие живописцы, стремясь передать в пейзаже солнечный свет, усиливают контрастность теней и желтизну освещенных поверхностей. Это приводит к резкости и жесткости колорита, но не дает эффекта освещения. Добиться такого эффекта можно только на основе полного учета тех изменений, которые претерпевают цвета при том или ином освещении.

Сетчатка состоит из двух видов светочувствительных клеток - палочек и колбочек. Днем, при ярком освещении, мы воспринимаем зрительную картину и различаем цвета с помощью колбочек. При слабом же освещении в действие вступают палочки, которые более чувствительны к свету, но не воспринимают цвета. Поэтому-то в сумерках мы видим все в сером цвете, и даже существует пословица "Ночью все кошки серые

Потому что в глазу есть два типа светочувствительных элементов: колбочки и палочки. Колбочки различают цвета, а палочки различают только интенсивность света, то есть видят всё в черно-белом изображении. Колбочки менее светочувствительны, чем палочки, так что при слабой освещенности они вообще ничего не видят. Палочки же очень чувствительны и реагируют даже на очень слабый свет. Вот поэтому в полутьме мы не различаем цветов, хотя и видим контуры. Кстати, колбочки в основном сконцентрированы в центре поля зрения, а палочки по краям. Этим объясняется то, что наше боковое зрение тоже не очень-то цветное, даже при дневном свете. Кроме того, по этой же самой причине астрономы прошлых веков старались при наблюдениях использовать боковое зрение: в темноте оно острее прямого.

35. Бывает ли 100% белизна и 100% чернота? В каких единицах измеряется белизна ?

В научном цветоведении для оценки светлотных качеств поверхности пользуются также термином «белизна», который имеет особо значение для практики и теории живописи. Термин «белизна» по своему содержанию близок к понятиям «яркость» и «светлота», однако, в отличие от последних, она содержит оттенок качественной характеристики и даже в какой-то мере эстетической.

Что же такое белизна? Белизна характеризует восприятие отражательной способности. Чем больше поверхность отражает падающего на неё света, тем она будет белее, и теоретически идеально белой поверхностью следует считать поверхность, отражающую все падающие на неё лучи, однако практически таких поверхностей не существует, так же как не существует поверхностей, которые полностью поглощали бы падающий на них свет.

Начнём с вопроса, какого цвета бумага в школьных тетрадях, альбомах, книгах?

Вы, наверно, подумали, что за пустой вопрос? Конечно белого. Правильно – белого! Ну, а рама, подоконник, покрашены какой краской? Тоже белой. Всё правильно! А теперь возьмите тетрадный лист, газету, несколько листов из разных альбомов для рисования и черчения, положите их на подоконник и внимательно рассмотрите какого они цвета. Оказывается, будучи белыми, они все разного цвета (правильнее было бы сказать – разного оттенка). Один бело-серый, другой бело-розовый, третий бело-голубой и т.д. Так какой же из них «чисто белый»?

Практически мы называем белыми поверхности, отражающие различную долю света. Например, меловой грунт мы оцениваем как белый грунт. Но стоит на нём выкрасить квадрат цинковыми белилами, как он утратит свою белизну, если же внутри затем закрасить квадрат белилами, имеющими ещё большую отражательную способность, например баритовыми, то первый квадрат также частично утратит свою белизну, хотя все три поверхности мы практически будем считать белыми.

Выходит, что понятие «белизна относительно, но в то же время имеется какой-то рубеж, с которого воспринимаемую поверхность мы начнём считать уже не белой.

Понятие белизны можно выразить математически.

Отношение светового потока, отражённого поверхностью, к потоку, падающему на неё (в процентах) носит название «АЛЬБЕДО» (от лат. albus – белый)

АЛЬБЕДО (от позднелат. albedo – белизна), величина, характеризующая способность поверхности отражать падающий на неё поток электромагнитного излучения или частиц. Альбедо равно отношению отраженного потока к падающему.

Это отношение для данной поверхности в основном сохраняется при различных условиях освещённости, и поэтому белизна является более постоянным качеством поверхности, нежели светлота.

Для белых поверхностей альбедо будет равняться 80 – 95%. Белизна различных белых веществ, таким образом, может быть выражена через отражательную способность.

В.Оствальд даёт следующую таблицу белизны различных белых материалов.

Тело, которое совершенно не отражает света, в физике называется абсолютно чёрным. Но самая чёрная видимая нами поверхность не будет с физической точки зрения абсолютно чёрной. Поскольку она видима, то отражает хоть какую-то долю света и, таким образом, содержит хотя бы ничтожный процент белизны – так же как поверхность, приближающаяся к идеально белой, можно сказать, содержит хотя бы ничтожный процент черноты.

Системы CMYK и RGB.

Система RGB

Первая цветовая система, которую мы рассмотрим, это система RGB (от "red/green/blue" - "красный/зеленый/синий"). Экран компьютера или телевизора (как и всякое другое неизлучающее свет тело) - изначально темный. Его исходным цветом является черный. Все остальные цвета на нем получаются путем использования комбинации таких трех цветов, которые в своей смеси должны образовать белый цвет. Опытным путем была выведена комбинация "красный, зеленый, синий" - RGB (red, green, blue). Черный цвет в схеме отсутствует, так как мы его и так имеем - это цвет "черного" экрана. Значит отсутствие цвета в схеме RGB соответствует черному цвету.

Эта система цветов называется аддитивной (additive), что в грубом переводе означает "складывающая/дополняющая". Иными словами мы берем черный цвет (отсутствие цвета) и добавляем к нему первичные цвета, складывая их друг с другом до белого цвета.

Система CMYK

Для цветов, которые получаются путем смешивания красок, пигментов или чернил на ткани, бумаге, полотне или другом материале, в качестве цветовой модели используется система CMY (от cyan, magenta, yellow - циан, фуксин, желтый). В связи с тем, что чистые пигменты очень дороги, для получения черного (букве K соответствует Black) цвета используется не равная смесь CMY, а просто черная краска

В некотором роде система CMYK действует полностью противоположно, по сравнению с системой RGB. Эта система цветов называется субтрактивной (subtractive), что в грубом переводе означает "вычитающая/исключающая ". Иными словами мы берем белый цвет (присутствие всех цветов) и, нанося и смешивая краски, удаляем из белого определенные цвета вплоть до полного удаления всех цветов - то есть получаем черный.

Бумага является изначально белой. Это означает, что она обладает способностью отражать весь спектр цветов света, который на нее попадает. Чем качественнее бумага, чем лучше она отражает все цвета, тем она нам кажется белее. Чем хуже бумага, чем больше в ней примесей и меньше белил, тем хуже она отражает цвета, и мы считаем ее серой. Сравните качество бумаги элитного журнала и дешевой газеты.

Красители представляют собой вещества, которые поглощают определенный цвет. Если краситель поглощает все цвета кроме красного, то при солнечном свете, мы увидим "красный" краситель и будем считать его "красной краской". Если мы посмотрим на это краситель при свете синей лампы, он станет черным и мы ошибочно примем его за "черную краску".

Путем нанесения на белую бумагу различных красителей, мы уменьшаем количество цветов, которые она отражает. Покрасив бумагу определенной краской мы можем сделать так, что все цвета падающего света будут поглощаться красителем кроме одного - синего. И тогда бумага нам будет казаться выкрашенной в синий цвет. И так далее...Соответственно, существуют комбинации цветов, смешивая которые мы можем полностью поглотить все цвета, отражаемые бумагой, и сделать ее черной. Белый цвет в схеме отсутствует, так как его мы и так имеем - это цвет бумаги. В тех местах, где нужен белый цвет, краска просто не наносится. Значит отсутствие цвета в схеме CMYK соответствует белому цвету.