4. Основные понятия о свете и постановке освещения на съёмочной площадке

4.1 Основные понятия о свете

С ветом принято называть электромагнитное излучение с длиной волны от 440 до 700 нм. Глаз может воспринимать электромагнитные волны только этого диапазона. Излучение с меньшим значением длины волны соответствуют синей части спектра, а с большим - красной части спектра (рис. 4.1). Волны за пределами этого диапазона называются инфракрасными (ИК) и ультрафиолетовыми (УФ).

Рис. 4.1 Оптический диапазон электромагнитных излучений и спектр видимого света

Белый свет получается при суммарном излучении всех электромагнитных волн видимого спектра. Так, например, в цветных телевизорах белый свет образуется смешением трех лучей, имеющих разный цвет, и наоборот, радуга в небе является разложением белого света на спектральные составляющие.

Свет движется по прямой линии и распространяется от своего источника во всех направлениях. Тела, излучающие свет, называются источниками света – естественными или искусственными. Примеры естественных источников света – Солнце и другие звезды, молния, светящиеся насекомые и растения. Искусственные источники света – это свечи, лампы, горелки, светодиоды, электрические дуги.

Для работы с освещением необходимо знать некоторые физические характеристики светового излучения.

Единица силы света - кандела (кд) равна силе света, испускаемого в заданном направлении участком определенной величины эталонного источника света.

Количество светового потока - люмен (лм).

Если источник света силой в одну канделу излучает свет равномерно во все стороны, то количество светового потока внутри единичного телесного угла называется люменом.

Единица освещенности – люкс (лк).

Один люкс равен количеству света, падающего на площадь в один квадратный метр на расстоянии одного метра от источника, дающего световой поток в один люмен.

Мощность (W) - электрическая мощность, потребляемая лампой. Единица измерения - ватт (Вт).

Чтобы цвета на вашем видео отображались правильно, белый был белым, а лица людей не отдавали зеленью или желтизной, необходимо понимать, что такое цветовая температура и баланс белого.

Цветовая температура предназначена для описания спектра излучения источника света.

Цветовая температура любого источника электромагнитных волн, в том числе световых, определяется путем сопоставления спектральных характеристик источника и абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело - тело, которое поглощает всё падающее на него излучение, независимо от длины волны и направления излучения.

Цветовая температура - это такая температура черного тела, при которой его энергетическая светимость равна энергетической светимости данного источника (например, лампы). Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (°К), отсчитываемых от абсолютного нуля (-273° C).

Цветовая температура – это характеристика, определяющая степень белизны света, испускаемого источником излучения, и вообще предназначена для описания спектра излучения источника света (рис. 4.2).

Рис. 4.2 Цветовая температура различных источников света

Пламя свечи имеет цветовую температуру около 1500 °К, лампы накаливания — 2500-3000 °К, восход солнца — 3800 °К, люминесцентные лампы - в районе 4000 К, лампа-вспышка — 5500 °К, дневной свет - 5600-7500 °К (изменяется в течение дня), голубое безоблачное небо в летний день — 11000 °К и выше (рис. 4.2).

Корректное определение цветовой температуры по спектру источника для флуоресцентных, многих ртутных и низкотемпературных газоразрядных ламп, люминофорных источников света и большинства светодиодов дать невозможно, так как значительная доля излучённой энергии приходится на «линейчатую» часть спектра. В природе такое освещение встречается крайне редко.

Цветовая температура соответствует различным соотношениям основных цветов. Чем больше желтых и красных тонов, тем цветовая температура - ниже, чем больше синего - тем она выше.

Если взять два одинаковых белых листа бумаги и осветить один из них светом, падающим из окна, а другой - электрической лампой, то цвета эти листов будут отличаться. А ведь мы всегда знаем и понимаем, что этот лист - белый!

Наши глаза имеют способность приспосабливаться к изменениям цветовой температуры в диапазоне 3000 °К - 10000 °К, в результате белый лист бумаги выглядит для нас всегда белым, независимо от типа освещения, потому что необходимую цветокоррекцию автоматически проводят человеческий глаз и мозг.

А для того, чтобы видеокамера обеспечивала верную цветопередачу (правильно различала цвета), она имеет функцию или механизм, который называется баланс белого (англ. White balance).

Бала́нс бе́лого цве́та (кратко называемый баланс белого) - один из параметров метода передачи цветного изображения, определяющий соответствие цветовой гаммы изображения объекта цветовой гамме объекта съёмки.

Коррекция баланса белого, или цветокоррекция - технология коррекции цветов изображения объекта до тех цветов, в которых человек видит объект в естественных условиях (объективный подход), или до тех цветов, которые представляются наиболее привлекательными (субъективный подход). Поэтому с целью обеспечения верной цветопередачи видеокамера должна уметь автоматически регулировать «баланс белого» и иметь возможность его ручной регулировки.

Если цветовая температура выбрана правильно, то белые и серые объекты на снимке не будут иметь цветных оттенков. Если «баланс белого» установлен в сторону более высокой температуры, то изображение окрашивается в желтые и оранжевые цвета. Если же температура выбрана ниже реальной, то картинка окрашивается в фиолетовые и синие оттенки.

Автоматике видеокамер при установке «баланса белого» наиболее сложно работать, если есть два и более источника освещения с различной цветовой температурой. В этом случае глаз и мозг человека всё равно «увидят» правильные цвета предметов, а видеокамера воспроизведёт часть предметов с несвойственными им цветовыми оттенками (рис. 4.3).

Рис. 4.3 Работа баланса белого. Верхние ряд: освещение лампами дневного света, нижний — лампами накаливания. Левый ряд — автоматическая регулировка «баланса белого», правый — ручная настройка по белому листу

Например, если выставлен «баланс белого» на «дневной свет», то часть сцены, освещённая лампами накаливания, будет в кадре выглядеть жёлтой, флуоресцентными лампами — зелёной, розовой или фиолетовой (для разных типов ламп), тени предметов в ясный солнечный день будут голубыми. Поэтому источники света на съёмочной площадке должны иметь одинаковую или близкую цветовую температуру.

Чем выше цветовая температура, тем менее заметна ошибка при установке «баланс белого». Но, если при съемке «баланс белого» выставлен неправильно, то полностью устранить последствия такой ошибки трудно и даже невозможно. Поэтому лучше потратить несколько минут на выставление баланса до того, как нажать на кнопку записи, чем часы на последующую цветокоррекцию готового видеоматериала.

Настройку «баланса белого» можно доверить автоматике камеры, если на ручные регулировки нет времени. Это наиболее универсальный, но не самый лучший вариант.

Можно вручную выбрать одну из предустановленных настроек «баланса белого» (солнечно, пасмурно, лампы накаливания, лампы дневного света) для распространенных типов освещения (рис. 4.4). Во многих ситуациях полагаться на такие настройки можно.

Рис. 4.4 Установка «баланса белого» вручную выбором из предустановленных настроек камеры

Более совершенные камеры имеют функцию точной установки «баланса белого». Для настройки точной передачи цветовых оттенков необходимо направить объектив камеры на белый лист, который освещен так же, как и объект съемки, и занимает всё пространство в кадре, выбрать режим установки “по белому листу” и после этого нажать на кнопку "White balance". Для корректной работы этого метода белый лист не должен быть пересвечен.

Если место съёмки освещено источниками света с разной температурой, то для выравнивания цветовой температуры необходимо использовать цветные фильтры. Чтобы свет лампы накаливания походил на дневной необходимо, поставить перед лампой полупрозрачный синий фильтр. Чтобы свет фотовспышки походил на свет лампы накаливания – на вспышку устанавливается желтый полупрозрачный фильтр.

Например, снимаемый объект находится у окна (цветовая температура света - 5600 °К) и подсвечивается накамерным светом (3000 °К), то с одной стороны он будет освещён синим светом, а с другой - желтым. Необходимо все источники света привести к одной цветовой температуре - можно закрыть накамерный свет синим фильтром и установить «баланс белого» по 5600 °К. Если по каким-либо причинам не удается высветить пространство светом одинаковой цветовой температуры, устанавливайте баланс по свету, падающему на главный объект композиции (героя фильма).