книги из ГПНТБ / Ашкенази, Г. И. Цвет в природе и технике

управления

освещением

сцены

План

Карман

сцены

Карман

сцены

Рис. 26. Размещение сценической осветительной аппаратуры.

/—осветительная аппаратура верхнего внутреннего освещения (на софитах): 3 —*освети тельная аппаратура внутреннего бокового освещения; 3 —переносная осветительная аппа­ ратура; 4— осветительная аппаратура контражурного освещения; 5 —светопроекционная

освещения; 11— светопроекционная аппаратура для фронтпроекции.

70

того количества разнообразной осветительной аппаратуры. Осно­ вой сценического театрального освещения является смешение цветов. Цветные световые потоки создаются на сцене ука­ занной выше осветительной аппаратурой (в совокупности с цвет­ ными светофильтрами, устанавливаемыми перед выходными отвер­ стиями осветительных приборов). Осветительные приборы верхне­

го внутреннего освещения, а также нижнего и верхнего выносного освещения делятся, как правило, на четыре цвета: красный, синий, желтый и белый. Следует указать на то, что специальная часть верхней осветительной аппаратуры на сцене, служащая для осве­ щения перспективы неба (горизонта), делится на иные, чем ука­ занные выше, цвета, преимущественно холодные.

Для выносной и другой осветительной аппаратуры, являющей­ ся эксплуатационно труднодоступной, широко применяются специ­ альные устройства, дающие возможность дистанционно менять светофильтры, имеющиеся в комплекте этой аппаратуры.

Для того чтобы иметь возможность создавать различные усло­ вия освещения, а также создавать на сцене плавные переходы от светлого времени к сумеркам и наоборот, используются специаль­ ные регуляторы сценического освещения1. Многие из осветитель­

ных приборов различных частей осветительной установки включа­ ются в цепь этих регуляторов. Это дает возможность плавно изме­ нять световой поток источников света от нуля до номинального значения и наоборот. Изменяя световые потоки групп зеркальных ламп, прожекторов и других осветительных приборов разных цве­ тов, можно изменять соотношения смешиваемых цветов, а следова­ тельно, и цвет смеси и цветность освещаемых объектов на сцене. Таким образом, сценическая осветительная установка дает возмож­ ность изменять b^ широких пределах как величины освещенности объектов на сцене, так и их цветность.

Преимущественное применение в настоящее время для стаци­ онарного освещения сцены ламп накаливания объясняется ста­ бильностью их световых характеристик, возможностью значитель­ но концентрировать их световой поток, возможностью надежно и качественно осуществлять плавное и глубокое регулирование их светового потока, а также простотой их эксплуатации.

Однако лампы накаливания имеют и ряд недостатков в отноше­ нии их применения для общего сценического освещения. Световая отдача зеркальных осветительных ламп, применяемых для верхне­ го освещения сцены, составляет примерно 15 лм/Вт. Коэффициен­ ты пропускания применяемых стеклянных светофильтров красного,

синего, желтого и зеленого цветов при толщине 2 мм составляют

соответственно примерно 16, 22, 87 и 18%. Световая отдача комби­ нации зеркальная лампа—светофильтр для светофильтров раз­ личных цветов составит примерно 2,4 для красного цвета, 3,3 для

1 Регуляторы сценического освещения могут быть основаны на различных принципах, имеются электрические регуляторы с применением автотрансформато­ ров, а также электронные регуляторы с использованием тиристоров.

71

синего, 13 для желтого и 2,7 лм/Вт для зеленого цвета. Таким об­

разом, большая часть светового потока источников света поглоща­ ется светофильтрами и не используется для целей освещения.

Некоторые трудности в процессе эксплуатации сценической осветительной установки с лампами накаливания создает и то обстоятельство, что при изменении напряжения на лампах нака­ ливания изменяется не только световой поток, излучаемый ими, но и цветность их излучения, поскольку спектральный состав излуче­

ния нити накала изменяется в значительной степени.

Укаванные недостатки ламп накаливания в их применении для общего сценического освещения явились причиной поисков других источников света, которым бы не были присущи эти недостатки.

Такими источниками света явились люминесцентные лампы сетевого напряжения. Люминесцентные лампы имеют то преиму­ щество перед лампами накаливания в части создания цветного освещения, что не обязательно требуют применения цветных све­ тофильтров для получения цветных световых потоков, так как мо­

гут быть цветными (всех необходимых цветов). Световая отдача белой люминесцентной лампы быстрого зажигания типа ЛБ40БП

мощностью 40 Вт составляет 59 лм/Вт.

Световая отдача красных и синих люминесцентных ламп хоть и ниже, чем у ламп ЛБ4ОБЛ, но, безусловно, значительно выше,

чем у комбинации зеркальной осветительной лампы с красным или

синим светофильтром.

Применение люминесцентных ламп в сценическом постановоч­ ном освещении целесообразно лишь при наличии качественного регулирования их светового потока в широких пределах, а также наличия быстрого зажигания (бесстартерное зажигание) и полу­ чения нужной концентрации их светового потока.

Зажигание и работа больших групп люминесцентных ламп при питании от тиристорных регуляторов осуществляются устойчиво при любом режиме их работы, от минимального до номинального.

нальном режиме горения.

. Люминесцентные лампы применяются в настоящее время на сцене для освещения горизонта. Практика показала, что освеще­ ние горизонта с помощью цветных люминесцентных ламп или бе­

лых люминесцентных ламп в совокупности^: цветными пленочными светофильтрами получается очень качественным и эффектив­ ным. Немаловажную роль играет и то обстоятельство, что исполь­ зование этих ламп для освещения горизонта приводит к значитель­ ному уменьшению мощности и соответственно дает экономию элек­ троэнергии.

Следует указать на то, что срок службы люминесцентных ламп типа ЛБ40БП мощностью 40 Вт составляет номинально 7 500 ч, что значительно превосходит срок службы зеркальных осветитель­ ных ламп, составляющий 1 000 ч. Следует сказать и о большом.

72

эксплуатационном преимуществе люминесцентных ламп для сце­

нического освещения, заключающемся в том, что при изменении светового потока цветность их излучения остается практически не­ изменной. Важным является и то обстоятельство, что температура поверхности колбы люминесцентной лампы составляет 40—50°С, что является важным с точки зрения пожарной безопасности.

Весьма эффективно применяются в сценическом освещении шаровые газоразрядные ксеноновые лампы сверхвысокого давле­ ния и трубчатые газоразрядные ксеноновые лампы высокого дав­ ления. Они представляют собой газоразрядные лампы, разряд

в которых происходит в газе ксеноне. Эти лампы характерны тем, что спектр их излучения является непрерывным и по цветности

очень близок к цветности прямых солнечных лучей, следователь­ но, они обладают очень хорошей цветопередачей. Таким образом,

цвет поверхностей и объектов, освещаемых светом ксеноновых ламп, воспринимается нами так, как будто они освещены солнеч­ ным светом. Ксеноновые лампы обладают достаточно высокой световой отдачей, составляющей 25—35 лм/Вт. Они могут быть

выполнены как с воздушным, так и с водяным охлаждением. Ша­ ровые ксеноновые лампы выпускаются мощностью 0,2; 0,5; 1; 2 и 3 кВт и более, а трубчатые 2, 3, 5, 8 кВт и более. Ксеноновые лам­ пы обладают рядом свойств, весьма важных для применения их на сцене. Световой поток ксеноновых ламп возможно изменять в широких пределах, при этом цветность их светового потока, так же как и люминесцентных ламп, остается практически неизменной. Повторное включение ксеноновых ламп возможно сразу же после их отключения, и это выгодно отличает эти лампы от ртутных ламіТ высокого давления, которые требуют некоторого времени па ох­ лаждение для возможности повторного зажигания. Наличие у ша­ ровых ксеноновых ламп светящего тела небольших габаритов да­

ность располагать их в любом нужном положении. Эти лампы ра­ ботают в вертикальном положении и допускают отклонение от вертикали всего па угол 15°. Это связано с тепловым режимом их работы.

Уже начали находить применение для эффектного освещения на сцене импульсные ксеноновые лампы.

Немаловажную роль в сценических осветительных установках

играет световая проекция. Статическая цветная световая проекция в ряде случаев с успехом заменяет дорогостоящие написанные красками декорации, динамическая же цветная и черно-белая про­ екции дают постановщикам большие художественные возможно­

сти. В театральных проекционных аппаратах в качестве источни­ ков света используются как лампы накаливания, так и ксеноно­ вые газоразрядные лампы.

Следует также указать на весьма эффективное применение све­

тящихся веществ на театральной сцене. В ряде наших театров,

в цирках и на эстраде светящиеся вещества уже используются до­ вольно широко.

Светящиеся вещества могут применяться в виде органических красителей или в виде так называемых кристаллофосфоров. Раст­ воренными органическими красителями возможно пропитывать ткани и получать при облучении различные цвета их свечения. Кристаллофосфоры нерастворимы, но из них можно приготовлять светящиеся краски и пользоваться ими как обычными красками.

Светящиеся краски можно смешивать между собой, а также с обычными красителями. Светящиеся краски могут быть практи­

чески всех возможных цветов (учитывая возможность смесей) при облучении их ближним ультрафиолетовым излучением.

Источниками ближнего ультрафиолета чаще всего служат ртутные лампы высокого или сверхвысокого давления. . Видимое излучение ртутных ламп поглощается специальными светофильт­ рами (черное увиолевое стекло), пропускающими ближнее ультра­ фиолетовое излучение, возбуждающее светящиеся вещества.

Трубчатые ртутные лампы высокого давления (типа ДРТ),

установленные в корытообразных светильниках, перекрытых плос­ ким черным стеклом, служат для общего облучения светящихся веществ, нанесенных на декорации или костюмы. Для локального облучения светящихся веществ на больших расстояниях использу­ ют шаровые ртутные лампы сверхвысокого давления. Помещая такую лампу в прожектор, в выходном отверстии которого уста­ новлено черное увиолевое стекло, получают концентрированный поток ближнего ультрафиолетового излучения.

В область сценического освещения проник уже и луч лазера. Первые опыты по использованию красного, зеленого и синего лучей лазера, действующих совокупно и раздельно, обнаружили целый

ряд интересных явлений, связанных с получением эффектов объ­

емности, динамичности, многоцветное™ и меняющейся интенсив­ ности.

ЦВЕТ В ПОЛИГРАФИИ

Получение многоцветных изображений в виде цветных иллюст­ раций к книгам, репродукций с картин, плакатов, географических карт и т. д. основано на явлениях оптического смешения трех основных цветов — красного, зеленого и синего, а также на воз­ можности изготовления многоцветных изображений путем смеше­ ния трех красок или наложения один на другой трех прозрачных цветных слоев.

Здесь, так же как и в цветной фотографии, с многоцветного изображения получают три цветоделенных негатива путем фото­ графирования этого изображения через красный, зеленый и синий светофильтры.

Из предыдущего изложения мы уже знаем, как под действием

различных цветных лучей происходит формирование красного,

зеленого и синего цветоделенных негативов.

74

C каждого из цветоделенных негативов изготавливают метал­

лическую копию, нужную для печати и называемую клише. Таким образом изготавливают три клише.

Красный цветоделенный негатив прозрачен в местах, соответ­ ствующих синему, голубому и зеленому цветам на оригинале. Зеленый цветоделенный негатив прозрачен в местах, соответствую­ щих красному и пурпурному цветам оригинала, а синий цвето­ деленный негатив прозрачен в местах, соответствующих зеленому,

желтому и красному цветам оригинала.

Цветная печать с помощью трех красок называется трехцвет­ ной печатью. В трехцветной полиграфии используются голубая, пурпурная и желтая краски.

Поскольку красный цветоделенный негатив прозрачен в местах, соответствующих синему, голубому и зеленому цветам, то, следо­

вательно, клише, изготовленное с этого негатива, должно быть предназначено для голубой краски. Рассуждая таким образом, найдем, что клише, изготовленное с зеленого цветоделенного не­ гатива, должно быть предназначено для пурпурной краски, а с си­ него цветоделенного негатива —для желтой краски. Окрашенными

в один из указанных цветов на клише являются поверхности,

которые на негативе в большей или меньшей степени прозрачны. Обязательным условием получения правильного цветного изо­ бражения является пропорциональность интенсивности оттиска с клише прозрачности негатива. Там, где негатив более прозрачен, цветной оттиск должен быть более интенсивен, а там, где менее

прозрачен, — менее интенсивен.

Для получения многоцветного изображения, соответствующего оригиналу, надо с трех клише сделать оттиск на белой бумаге, наложив их один на другой.

Каждый цвет оригинала будет образован тремя прозрачными

цветными слоями: голубым, пурпурным и желтым, интенсивность

которых различна. Нетрудно заметить, что голубой, пурпурный и желтый цвета являются дополнительными к красному, зеленому и синему.

Таким образом, цветная печать с помощью трех красок осно­ вывается на субтрактивном образовании цветов.

Посмотрим для примера, как воспроизводится какой-либо цвет оригинала, например зеленый.

Красный цветоделенный негатив в месте, соответствующем

зеленому цвету на оригинале, прозрачен. Зеленый цветоделен­ ный негатив в месте, соответствующем зеленому цвету, непрозра­

чен. Синий цветоделенный негатив в месте, соответствующем зеленому цвету на оригинале, прозрачен.

Оттиски, полученные с трех клише в том месте, где на ориги­ нале был зеленый цвет, дадут наложение одной на другую голубой и желтой красок. Пусть внизу находится желтая, а сверху голу­ бая краска.

Полученное цветное изображение освещается белым светом. После прохождения верхнего голубого слоя в составе светового

потока будут синие и зеленые лучи (синий+ зеленый = голубой). При прохождении через нижний слой желтой краски будут погло­ щены синие лучи и от белой подложки будут отражены зеленые

лучи, которые пройдут оба слоя желтой и голубой краски. Таким образом, это место на цветном изображении будет зеленым.

Подобные явления будут происходить и, на других участках цветного изображения, и мы получим цветную копию оригинала. В качестве хроматических красок могут быть использованы раз­ личные красители. Примером применяемых красителей являются пигмент голубой фталоциановый, лак основной розовый и пигмент желтый светопрочный.

Эти краски при наложении одной на другую дают чистые зеле­ ные, фиолетовые и оранжевые цвета. Вследствие малого поглоще­ ния они не дают черного цвета. Поэтому при трехцветной печати

в некоторых случаях добавляют серую или черную краску.

Для того чтобы иметь представление о том, какие цвета могут

быть получены с помощью основных красок, пользуются шкалами цветового охвата. Для применяемых в цветной печати красок

имеются заранее изготовленные шкалы цветового охвата. По ним судят, может ли быть воспроизведен имеющимися красками цвет оригинала.

Шкалы цветового охвата изготавливаются печатным путем и получаются наложением выбранных исходных красок с постепен­ ным. изменением их чистоты цвета. Они состоят из ряда больших

квадратов, каждый из которых состоит из маленьких квадратов по

числу градаций по чистоте исходных цветов. На рис. IX показан один из больших квадратов шкалы цветового охвата, состоящий из 36 малых квадратов. В качестве исходных для этого большого квадрата взяты пурпурный и голубой’ цвета, имеющие шесть градаций по чистоте цвета каждый. На смесь этих двух цветов (пурпурного) и (голубого) наложен желтый цвет, показанный сверху.

Для построения шкалы цветового охвата существует опреде­ ленная система.

ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

Телевидение, т. е. видение изображений, передаваемых с по­ мощью электрических средств на большие расстояния, является одним из величайших достижений современной техники.

Однако черно-белое телевидение, которое нашло себе всеобщее признание, не является пределом развития телевизионной техники. Сейчас все более широкое развитие получает цветное телевидение, в котором изображение передается и принимается цветным.

Цветное телевидение имеет большое познавательное значение и приобретает большую выразительность, поскольку изображение передается и принимается в натуральных цветах. Целый ряд пере­ дач, связанных с показом различных торжеств, спортивных празд­ неств, путешествий и др., являются значительно более интерес­ ными и увлекательными при показе их в цвете.

76

Важным преимуществом цветного телевидения является зна­

яркость, но разные цвета, будут восприняты одинаковыми, а на цветном экране — разными. Кроме того, наличие в изображении различного цвета деталей и предметов, соответствующих натуре, создает в определенной степени впечатление объемности.

В цветном телевидении используется аддитивное сложение цветов.

Многоцветный. преВмст

Глаз наблюдателя

Рис. 27. Упрощенная структурная схема цветной телевизионной системы с по­ следовательной передачей цветов.

Цветное телевидение в своем развитии проходило через ряд различных систем, имеющих принципиальные различия. Первой и наиболее простой системой цветного телевидения является систе­ ма с последовательной передачей цветов. ,Эта система, как и дру­ гие, основывается на явлении сложения цветов и возможности получения любого цвета путем сложения трех цветов: красного,

зеленого и синего. Значительно более сложной с точки зрения технического осуществления является трехцветная система с одно­

временной передачей цветов.

Система с последовательной передачей цветов имеет целый ряд недостатков и поэтому нигде к широкому внедрению не при­

нята, но может быть использована в системах промышленного телевидения, т. е. для телевизионных передач внутри промышлен­ ного предприятия. Однако, являясь наиболее простой в осущест-

77

вленпи, эта система многое дала в части накопления опыта цвет­ ных телевизионных передач.

Познакомимся вкратце с этой системой передачи цветов. В си­ стеме с последовательной передачей цветов изображение пере­ даваемого объекта разлагается на цветовые составляющие с по­ мощью трех вращающихся светофильтров — красного, зеленого и синего. В системе же с одновременной передачей цветов цветное изображение также разлагается на цветовые составляющие, од­ нако это осуществляется по совершенно иному принципу.

На рис. 27 представлена упрощенная структурная схема цвет­ ной телевизионной системы с последовательной передачей цветов.

Многоцветный предмет через линзу 1 проектируется на пере­

дающую трубку. Между цветным предметом и передающей труб­ кой установлен диск 2, на котором укреплены три цветных, свето­

приемную трубку передатчика сначала в красном, затем в зеленом и синем цвете. Возникающие при этом в передатчике электриче­ ские сигналы принимаются и усиливаются приемником, и изобра­ жения, полученные на приемной трубке приемника, рассматрива­

ются наблюдателем через линзу.

Так же как и в передающем устройстве, между приемной труб­

кой и линзой установлен диск с тремя светофильтрами — красным, зеленым и синим, подобными установленным в передающем уст­ ройстве. Диск приемника вращается синхронно с диском передат­ чика, и последовательность прохождения цветов у них одинаковая.

Если диски вращаются с небольшой скоростью, то наблюдатель видит изображение цветного предмета последовательно в красном,

зеленом и синем цветах.

При скорости диска, при которой полный оборот будет совер­ шаться меньше, чем в 0,1 с, наблюдатель увидит передаваемый предмет в натуральных цветах. Это происходит потому, что наш глаз обладает свойством сохранять на некоторое небольшое время образ видимого, и при такой частоте вращения дисков изобра­ жения предмета в красном, зеленом и синем цветах накладыва­ ются в сетчатке глаза одно на другое и, таким образом, создают изображение передаваемого предмета в натуральных цветах.

Необходимым условием при передаче цветных изображений

являются синхронизация вращения цветных дисков между собой

На рис. 28 представлена упрощенная структурная схема цвет­ ной телевизионной системы с одновременной передачей цветов.

Многоцветный предмет ∏i через объектйв Oi проектируется на систему двух цветоизбирательных зеркал H1 и H2 интерференцион­ ного типа. Интерференционные зеркала обладают тем свойством, что пропускают световой поток одного цвета и отражают световой

78

поток другого цвета. Эти зеркала предназначены для разделения светового потока, падающего от многоцветного предмета на объектив, на основные цвета: красный, зеленый и синий. Каждое

из трех разделенных одноцветных изображений попадает на соот­ ветствующий фотокатод одной из трех имеющихся в передатчике

телевизионных трубок. Таким образом, на фотокатоде трубки мы имеем изображение цветного предмета в красном цвете, а на двух других в зеленом и синем цветах.

Микрофон

Рис. 28. Упрощенная структурная схема цветной телевизионной си- -Стемы с одновременной передачей цветов.

На фотокатодах происходит преобразование одноцветных опти­

ческих изображений передаваемого предмета в видеосигналы1. Электромагнитные колебания, промодулированные этими видео­

сигналами, посылаются одновременно передатчиком в простран­ ство.

Принятые приемником электромагнитные колебания разделят ются в нем на три видеосигнала 7?, G и В, усиливаются и посту­ пают на три приемные телевизионные трубки, на экранах которых воспроизводится изображение передаваемого предмета в основных цветах RlGnB.

C помощью системы интерференционных зеркал, подобных тем, что мы имеем в передающей установке, и объектива O2 три изо­ бражения в основных цветах ^R, G и В совмещаются в одно сум­ марное изображение, которое соответствует по цвету многоцвет­

ному изображению передаваемого объекта.

1 Видеосигналом называется электрический сигнал, пропорциональный ярко­ сти данной точки передаваемого изображения.

79