Работа со светом — закон обратных квадратов

В техническом плане, закон обратных квадратов является законом, который утверждает о том, что значение физической величины в определенной точке пространства является обратно пропорциональным квадрату расстояния к источнику поля, непосредственно которое и характеризует эта самая физическая величина. У многих данное определение вызовет недоумение. Казалось бы, как это относится к фотографии, и вообще, что это значит? На самом деле, это напрямую относится к фотографии, а точнее, к работе со светом.

Концепция

Данный закон позволяет легче понимать важность расстояния от объекта съемки до источника света. По сути, закон обратных квадратов поясняет степень уменьшения яркости света в зависимости от увеличения расстояния. Допустим, что есть источник света, который работает на полную мощность. Объект стоит от него на расстоянии двух метров. А как изменится освещение объекта, если он отойдет на 2 метра от источника света. многим может показаться, что освещение уменьшится в 2 раза, но на самом деле это не так.

Опираясь на закон обратных квадратов, можно сказать, что сила света будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Получается, что если взять расстояние 2 метра, то квадрат этого числа будет равняться 4, а так как нам необходимо обратно пропорциональное значение, то мы получим 1/4. Получается, что на расстоянии 2 метра от источника света освещение уменьшится на 1/4. На расстоянии 3 метра интенсивность освещенности уменьшится до значения 1/9, так как квадрат числа 3=9, а обратная пропорциональность дает значение 1/9.

Таким образом, можно построить таблицу, которая будет описывать интенсивность света в зависимости от источника света до объекта.

Практика

В фотографии описанный выше закон влияет на экспозицию. Можно говорить о том, что первоначальное падение освещенности объекта происходит быстро, но чем дальше удаляется объект, тем падение освещенности уменьшается. Для наглядности можно взглянуть на схему, которая демонстрирует процентное отношения падения освещенности на расстоянии 10 метров:

Можно заметить, что с первого по второй метр интенсивность света уменьшается на целых 75%, но затем, с 4 по 20 падает только лишь на 5%.

Экспонирование

Мы разобрались с тем, что чем объект съемки находится ближе к источнику света, тем сильнее он освещен, а чем он находится дальше, тем, соответственно, освещен он слабее. Основываясь на имеющихся данных, можно сказать, что для создания снимка с нормальной экспозицией при близко стоящем к источнику света объекте, следует использовать значение диафрагмы F16. Закрытая диафрагма отсечет часть света, которая в данном случае может дать переэкспонирование. В том случае, если объект расположен достаточно далеко, диафрагму желательно открыть до значения F4. Это позволит большему количеству света пройди сквозь объектив и попасть на матрицу. При одинаковой выдержке обе фотографии должны смотреться примерно одинаково, так как диафрагмой мы уравняли количество света, попадающего на сенсор камеры.

Это позволяет примерно рассчитать, на каком расстоянии от источника света какое значение диафрагмы следует использовать:

Освещение одного объекта

Теперь поместим значения диафрагмы на верхнюю часть схемы и представим, что источником света освещена модель, которая постоянно двигается в кадре. Вы наверняка заметил, что чем ближе объект съемки находится к источнику света, тем чаще происходят колебания числа F. Это значит, что если наша модель, находясь близко к источнику света, сделает шаг назад или вперед, нужно перестраивать камеру, иначе снимок получится или пересвеченный или слишком темный.

Расположив модель на расстоянии от 6 до 9 метров, можно позволить ей ходить во все стороны, а вы можете сконцентрироваться на съемке и не перестраивать камеру.

Освещение нескольких объектов

При работе с несколькими объектами или моделями может оказаться, что они окажутся неравномерно освещены. Например, расположив объекты съемки близко к источнику света, они окажутся в диапазоне от F22 до F11. Это значит, что некоторые объекты могут оказаться пересвечены, а некоторые слишком темные:

Если же переместить те же объекты на расстояние 7-9 метров от источника света, все они окажутся в одной световой зоне и будут освещены одинаково:

Освещение фона

Часто в съемке необходимо, чтобы одни предметы были светлее других. Это часто используется при работе с фоном. В таком случае можно поместить модель значительно ближе к источнику света, чем фон. При таком построении кадра фон будет казаться темным, а модель светлой.

Чтобы получить одинаковое освещение модели и фона, их необходимо расположить подальше от источника света и поставить недалеко друг от друга:

Вывод

На самом деле то, что было описано в статье — это лишь основы закона обратных квадратов. Он на самом деле намного более запутанный. Дело в том, что в нем очень много переменных. К ним относится мощность источника света, несколько источников, скорость затвора камеры, дополнительные линзы и многое другое. Зная основу, всегда можно продолжить изучение. Даже описанная выше информация, при правильном её использовании может помочь делать более качественные снимки.

Закон обратных квадратов

Для грамотного использования искусственного света любого типа, непрерывного или импульсного (в виде отдельной вспышки или последовательности вспышек), необходимо знать закон обратных квадратов. Этот основной закон оптики применим и при съемке с коротких расстояний с помощью специального оборудования, и при работе в темной комнате Закон обратных квадратов достаточно точно устанавливает связь между расстоянием от теоретического точечного источника и относительной освещенностью Закон формулируется следующим образом относительная освещенность на любом радиальном расстоянии от точечного источника света обратно пропорциональна квадрату этого расстояния. Важное ключевое слово в этой формулировке. относительная, поскольку закон сам по себе имеет смысл, когда используется для сравнения уровней освещенности на двух различных расстояниях. Кроме того, используемые единицы измерения, например футы или метры, имеют смысл только в том случае, если сила света источника по размерности соответствует этим единицам. Практически, закон обратных квадратов означает следующее:

— при увеличении расстояния в два раза освещенность уменьшается в четыре раза,

— при увеличении расстояния в три раза освещенность уменьшается в девять раз,

— при уменьшении расстояния в два раза освещенность возрастает в четыре раза.

Закон обратных квадратов гласит, что с удвоением расстояния от точечного источника света освещенность снижается в четыре раза.

Очень немногие источники света по качеству испускаемого ими излучения приближаются к точечным, но если речь идет об экспозиции и уровнях освещенности, то таковыми можно считать перекальные фотолампы, кинопроекционные лампы, электронные импульсные лампы и другие источники с площадью излучающей или отражающей поверхностей менее 100 см2 при расстоянии до освещаемой поверхности более 1м. Закон обратных квадратов фактически означает, что небольшие изменения относительного расстояния между предметом и искусственным источником света могут привести к существенным изменениям освещенности. Согласно этому закону, для удвоения освещенности какой-либо части предмета при съемке нужно приблизить источник света на 30%. В соответствии с этим же законом, чем ближе источник света к «объемному» предмету, тем больше различий в освещенности отдельных участков последнего.

Исходя из упомянутых свойств, было бы правильно расположить мощный источник света вдалеке от «объемного» предмета, а слабый источник — значительно ближе. Аналогично, если вы стоите близко к группе людей и используете портативный источник света или электронную импульсную лампу, целесообразно расположить людей на одинаковом расстоянии от себя по несколько вогнутой линии.

Источники рассеянного света имеют свойства, отличные от свойств точечных источников, особенно в тех случаях, когда они значительно больше освещаемого предмета и расположены на близком расстоянии от него. Действие закона обратных квадратов ослабевает, освещенность предмета становится значительно более равномерной, а небольшие изменения расстояния от источника до предмета несущественно влияют на экспозицию. По этим причинам, а также благодаря равномерности освещения, отражательным свойствам и минимальному тенеобразованию в студиях часто используют большие отражатели, рассеиватели (диффузоры) и короба с источниками света. Поскольку в этих случаях закон обратных квадратов не действует, важную роль приобретает возможность управления светоотдачей. Даже при использовании сравнительно небольших источников света, подобных портативным электронным импульсным лампам, закон обратных квадратов теряет силу при очень малых расстояниях, таких, как при макрофотосъемке, поскольку рефлектор может быть значительно больше объекта съемки и располагаться очень близко.

Студийное освещение. Закон обратных квадратов

Многих пугает само название «закон обратных квадратов», но мы постараемся наглядно и на конкретных примерах рассказать что это и как работает. Давайте для начала ответим для себя на вопрос: зачем все-таки нужно разобраться с этим понятием? Можно ли хорошо снимать, не зная этого закона? Вполне! Большинство фотографов даже не слышали о нем и превосходно нажимают на кнопки, не заморачиваясь вообще о понимании многих законов, благо современная техника очень дружелюбна по отношению к пользователю и нет необходимости в глубоких теоретических познаниях.

Закон обратных квадратов понадобится, если вы планируете что-то снять в студии. Когда вы занимаетесь постановкой, то должны понимать, что и как увеличит освещенность вашей модели, а что наоборот уменьшит ее.

Если вы задаетесь вопросом, почему от площади фотостудии зависит мощность студийного света, который вам необходим, то частично вы получите ответ на свой вопрос в этой статье.

Сам закон в фотографии относится к освещению. Причем, к любому виду освещения. В двух словах: закон обратных квадратов учит нас, как свет работает на расстоянии и почему расстояние между источником света и объектом съемки настолько важно.

Скажем, у нас есть источник света, который работает на полной мощности и объект съемки на расстоянии 1 метр от источника. Если фотограф отодвинет объект, скажем, на расстояние в два метра и более, – как будет освещена наша модель, какое количество света будет в таком случае попадать на нее? Естественной реакцией большинства подумать, что света будет половина мощности, раз расстояние увеличилось в два раза. Но, к сожалению, свет так не работает. Он следует закону обратных квадратов.

Итак! В соответствии с законом, сила света будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Если мы возьмем расстояние 2 м, квадрат его будет равен 4. Обратная величина которого соответственно – 1/4, т.е. до объекта съемки дойдет лишь четверть мощности освещения от источника света, а совсем не половина, как кажется изначально.

Перемещение модели на 3 метра от источника света вычисляется по следующей формуле: 3х3=9, обратная величина составляет 1/9, а это значит, что сила источника света будет составлять 1/9 от того, какой она была изначально.

С помощью закона обратных квадратов легко объясняется то резкое снижение мощности света при увеличении расстояния. Фотограф должен использовать эту информацию, чтобы лучше понять, как источники света освещают предмет на том или ином расстоянии и как лучше ими управлять.

Как работает данная теория

Итак, зная теперь о том, что света, попадающего на объект, становится все меньше и меньше по мере отодвигания этого самого объекта от источника, как нужно пользоваться данной информацией на практике? Ведь к тому же следует учитывать, что если изначально идет быстрый и резкий спад света, но чем дальше отодвинут объект, тем свет начинает меньше распыляться и постепенно его интенсивность сходит на нет.

Если посмотреть распределение интенсивности света на нашем примере от 1 метра до 10 метров в процентах до ближайшего целого числа, это будет выглядеть так:

Визуально видно, что происходит до 75% падения света на площади от 1 метра до 2 метров и будет лишь 5% падения – от 4 метров до 10 м.

Таким образом нужно понимать, что только находясь в непосредственной близости от источника света, можно получить максимально возможное количество энергии. Исходя из этого, чтобы экспозиция была правильной (при условии, что используется постоянная скорость затвора), при размещении предмета очень близко к свету, необходимо устанавливать диафрагму около F16, чтобы блокировать все излишки света.

С другой стороны, если объект съемки находится на более значительном расстоянии от света, то диафрагму следует открывать порядка F4, чтобы позволить большему количеству света попасть на чувствительный элемент. При этом оба варианта фотографии должны выглядеть одинаково по экспозиции, так как она была скорректирована относительного того количества света, которое требовалось для правильной передачи изображения.

На основе этих знаний можно построить приблизительную оценку, какие использовать значения диафрагмы, чтобы получить правильный уровень экспозиции.

Запомните: потеря света происходит интенсивнее при первоначальном удалении объекта от источника света. С увеличением расстояния до вспышки, потери света замедляются. Изменяйте значение диафрагмы интенсивнее, если ваш объект съемки находится в непосредственной близости от светового источника и медленней по мере его удаления.

Освещение одного объекта

Когда предмет не двигается, с ним проще работать, потому что это означает, что как только фотограф поместит его на определенное расстояние от источника света и выставит в соответствии с этим правильную экспозицию, считайте, дело останется ха малым.

Но если приходится снимать живого человека, особенно стоящего или непоседливого ребенка, это означает, что он может сдвинуться с нужной точки. Буквально полшага в любом направлении станут критичными для вашей экспозиции.

Выход можно найти, не обязательно привязывая модель к стулу. Достаточно отодвинуть источник света чуть дальше, чтобы перемещение человека было не столь критично для выбранной рабочей экспозиции.

Освещение группы

Предыдущее правило работает очень похожим образом и с группой объектов. Если ваши портретируемые находятся очень близко к свету, то изображение каждого, кто располагается чуть дальше от источника света, будет «недодержанным» по сравнению с тем, кто стоит ближе к нему.

Ведь мы помним про диапазон покрытия и рабочие диафрагмы в F22 и F11, которые находятся достаточно близко друг от друга, если модели стоят на расстоянии 1-2 метра от вспышки.

Но если группу расположить подальше от источника света, то все объекты будут освещены достаточно равномерно и можно использовать диафрагму порядка F4.

Если перед фотографом стоит задача, чтобы один элемент снимка был освещен намного интенсивнее, чем другой, следует вовсю использовать закон обратных квадратов. Например, отодвиньте студийный фон на достаточное расстояние от источника света и выставляйте экспозицию по модели, которая располагается, например, порядка 1 метра от вспышки. В результате вы получите хорошо освещенный объект съемки с темным фоном позади нее.

Естественно, работает и обратное правило – для хорошего и равнозначного освещения фона и модели, нужно располагать их рядом друг с другом на одинаковом расстоянии от источника света.

Делаем выводы

Мы рассказали вкратце о том, как можно и нужно использовать закон обратных квадратов в фотографии. Безусловно, еще нужно принимать во внимание такие немаловажные переменные, как скорость затвора, яркость источника света или наличие несколько вспышек. И все-таки очень надеемся, что данная информация поможет сделать новый и значительный шаг в развитии собственных навыков и умений и выведет ваши фотоснимки на более высокий уровень.

Видеоканал Фотогора

Вы можете оставить свой комментарий к данной статье

Понятно о Законе обратных квадратов для фотографов

Перевод статьи был опубликован на Фотогоре. Материал показался достойным и важным, поэтому размещаю у себя.

В этой статье я собираюсь поделиться информацией о взаимосвязи диафрагмы и Закона обратных квадратов и их влиянии на снижение интенсивности освещения. Чтобы было понятнее, начнем с диафрагмы.

Ступени диафрагмы (f-stops)

Прикрывая диафрагму, вы уменьшаете количество света, проходящего через объектив. Каждая следующая ступень диафрагмы уменьшает диаметр диафрагмы на 1/?2, что в свою очередь уменьшает относительное отверстие и количество света ровно наполовину.

Такая разбивка позволяет нам подстраивать значения диафрагмы и выдержки под условия освещения: каждое следующее значение диафрагмы (оно же – ступень диафрагмы) получается умножением предыдущего на корень квадратный из 2 (или 1.414). Значение округляется до 1.4 и получается, к примеру, что следующим значением за диафрагмой f/4 будет 4 умноженное на 1.4 = f/5.6.

Соответственно, широко известная шкала диафрагменных чисел выглядит следующим образом:

f/1 f/1.4 f/2 f/2.8 f/4 f/5.6 f/8 f/11 f/16 f/22 f/32

В редких случаях, как, например, у макро-объективов, шкала продолжается до f/45. Это необходимо для того, чтобы добиться приемлемой глубины резко изображаемого пространства, ведь на макро-объективы снимают с очень близкого расстояния до объекта.

Закон обратных квадратов в освещении

Закон обратных квадратов помогает добиться идеального освещения в каждой конкретной ситуации. Работает он просто: если увеличить расстояние от объекта до источника света в два раза, то источник осветит в четыре раза большую площадь.

Другими словами, для того, чтобы вычислить увеличение площади освещения, нужно возвести расстояние в квадрат. В то же время, увеличение площади ведет к обратно пропорциональному квадрату расстояния снижению интенсивности освещения, ведь одинаковое количество света будет распространяться на большую поверхность.

Технически закон обратных квадратов звучит так: Энергия (в нашем случае – сила света) в точке А (расположение объекта съемки) снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от точки А до источника энергии (в нашем случае, к примеру – до студийной вспышки).

Площадь и интенсивность: подробно о Законе обратных квадратов

Записать формулу закона обратных квадратов несложно, требуются только базовые математические знания. Но физика процесса, лежащего за ним, намного сложнее. Поэтому мы будем рассматривать закон только на примерах и с точки зрения фотографии. Говорить будем о свете, попадающем на пленку или датчик изображения цифрового фотоаппарата, и освещении объекта съемки. Закон обратных квадратов исключительно полезен и применим при съемке со вспышкой.

К примеру, интенсивность освещения увеличивается в 4 раза при уменьшении расстояния от источника света до объекта съемки наполовину. В свою очередь, если увеличить расстояние в два раза, то интенсивность снизится до четверти от исходной. По такому же алгоритму можно вычислить точные пары значений при дальнейшем увеличении расстояния (расстояние в 3 раза, интенсивность – 1/9; расстояние – в 4 раза, интенсивность – 1/16).

В общем, закон обратных квадратов говорит о диспропорциональном снижении интенсивности освещения при увеличении расстояния между источником света и объектом. Он помогает понять взаимосвязь света и освещения и расстояния до объекта и его яркости.

Применение на практике

Согласно закону обратных квадратов интенсивность освещения резко падает при первоначальном увеличении расстояния от объекта до источника света. Дальнейшее увеличение расстояния приводит к падению интенсивности в меньшей степени. К примеру, если увеличить расстояние от вспышки до объекта с 1 метра до двух, то мы потеряем 75% интенсивности света на объекте съемки. Но увеличив расстояние с 4 до 10 метров, мы потеряем всего 5 процентов.

Отсюда следует, что интенсивность света вблизи источника имеет наивысшие значения, а на расстоянии – остаются только крохи. Поэтому, при неизменной выдержке, корректное освещение достигается так: чем ближе объект к источнику, тем нужно большее значение диафрагмы – меньше света попадет в фотоаппарат.

И наоборот: при увеличении расстояния до источника, нужно соответственно уменьшить значение диафрагмы («приоткрыть диафрагму»). Снимки, сделанные с такой корреляцией, будут выглядеть практически идентично: просто потому, что объектив пропустит одинаковое количество света.

Так теоретически вычисляется правильное значение диафрагмы для каждой комбинации расстояния, интенсивности света и выдержки.

Освещение одного объекта

Статичный объект можно снимать на одном значении диафрагмы. Движущиеся объекты, в противовес, требуют гибкости в диафрагмировании, особенно если они располагаются близко к источнику освещения. Ведь по закону обратных квадратов в таком случае даже незначительное изменение расстояния приводит к серьезному изменению освещенности. В тоже время, при съемке движущегося объекта, находящегося на значительном расстоянии от источника, будет достаточно фиксированной диафрагмы, пусть даже амплитуда движений объекта будет больше.

Освещение нескольких объектов

Бывают ситуации, когда несколько объектов располагаются вблизи источника освещения. В этом случае, может получиться так, что передний объект будет переэкспонирован, в то время как находящийся позади будет недоэкспонирован. Простой пример: три объекта расположены один за другим с требуемыми значениями диафрагмы в диапазоне от f/22 до f/11. Решение простое: для того, чтобы равномерно осветить все объекты нужно отодвинуть источник освещения. Расстояние между объектами сохраниться, но для правильного экспонирования потребуется только одна фиксированная диафрагма.

Это отлично видно на приведенном примере. При расстоянии от источника до первой модели в 8 метров, падение освещения к четвертой модели составляет всего 2/3 ступени. Но на расстоянии до источника в 2 метра, падение составит уже 2 1/3 ступени (то есть f/8 для первой модели и f/3.5 – для четвертой)!

Особая задача: Корректное освещение фона

Часто равномерное освещение не является целью и на снимках нам нужен контраст – области с разной освещенностью. Например, нужно добиться темного фона, чтобы выделить и подчеркнуть ярко и правильно освещенную модель, расположенную близко к источнику. Поможет обратно пропорциональное ослабление интенсивности: отодвиньте фон дальше от источника освещения, сделайте его недоэкспонированным и, соответственно, темным. Так закон обратных квадратов помогает добиться желаемого эффекта.

«Обратные квадраты» помогут и в противном случае, когда нужно добиться равномерного и одинакового освещения объекта и фона: расположите источник света на значительном расстоянии до объекта и фона – освещение станет равномерным.

На примере ниже видно, что для равномерного освещения модели и фона достаточно установить источник на расстоянии в 4 метра – разница между объектом и фоном составит всего одну ступень. Снизить разницу можно уменьшив расстояние между моделью и фоном.

Кстати, обратите внимание, что если расположить модель слишком близко к источнику (на приведенном примере это 1 метр), то падение освещенности будет настолько резким, что в случае с ростовым портретом, вы получите недоэкспонированные ноги модели. Поэтому, такое расстояние больше подойдет для лицевого портрета.

Взаимосвязь мощности импульса, значения диафрагмы и чувствительности ISO

Для наглядного показа взаимосвязей в приведенную ниже таблицу мы свели возможно большее количество число значений.

Пояснения к таблице

Предположим, что у нас вспышка мощностью 1000 Ws с диапазоном регулировки мощности импульса от 1 до 10. Значения ISO и диафрагмы выбраны специально, чтобы проиллюстрировать взаимозависимость между настройками. Для того, чтобы сохранить одинаковую освещенность (яркость) объекта при изменении мощности импульса вспышки, нужно в соответствии с таблицей менять значение или диафрагмы, или чувствительности ISO (только одного из этих значений).

Сразу бросается в глаза, что мощность импульса вспышки (Вт/сек) должна быть удвоена на каждую ступень диафрагмы. Таким образом, изменение настроек на одно значение в верхнем диапазоне регулировок (от 9 до 10) приводит к увеличению мощности на 500 Вт, тогда как в нижнем диапазоне, между 1 и 2, мощность изменится всего на 0,2 Вт. Такая разница заставляет задуматься о том, сколько труда и усилий потратили производители вспышек, чтобы добиться необходимой точности и согласованности.

Заключение

По итогам, о чем нужно помнить?

Про диафрагму

Изменение диафрагмы на одно значение всегда приводит либо к удвоению интенсивности освещения, либо к ее уменьшению наполовину. Для вспышки это значит удвоение или сокращение наполовину мощности импульса. Например, изменение настройки мощности импульса вспышки с 5 до 6 будет эквивалентно изменению на 1 ступень диафрагмы.

Про расстояние

Чем ближе объект к источнику освещения, тем резче при изменении расстояния изменяется интенсивность освещения. Интенсивность обратно пропорциональна квадрату расстояния. При увеличении расстояния в 2 раза для сохранения одинаковой освещенности объекта понадобится источник в 4 раза более мощный.

Относительно разницы в яркости, двукратное изменение расстояния всегда равно 2 ступеням диафрагмы. Увеличение расстояния до источника ведет к равномерному освещению объекта и фона, потому что с ростом расстояния снижается резкость падения интенсивности. Таким образом, этот эффект оказывает огромное влияние на схемы освещения.

Правила идеального освещения: Закон обратных квадратов

С технической точки зрения закон обратных квадратов утверждает, что «некоторая физическая величина в данной точке пространства обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника поля, которое характеризует эта физическая величина. Вам, наверное, это кажется странным, как его можно применить в фотографии (и никто вас в этом не винит). Закон обратных квадратов применим во многих, многих сферах жизни. Но мы рассмотрим только одну тему: свет.

Объяснение концепции

Для тех, кто не владеет глубокими знаниями высшей математики (или даже основ математики в этой области), что-то на подобие закона обратных квадратов может показаться невероятно сложным. Есть уравнения с числами и переменными, ссылки на физику и много другое, что кажется откровенно скучным. По этой причине мы попробуем раскрыть эту тему с практической стороны, а не технической.

Сам закон в фотографии применим к свету. Это действительно относится к любому виду освещения, но наиболее применимо к выносным вспышкам. В двух словах, закон обратных квадратов учит нас, как работает свет на расстоянии и почему расстояние между вашим источником света и объектом съемки так важно.

Скажем, у нас есть источник света, который включен на полную мощность и наш объект удален от него на один метр. Если мы переместим объект на удвоенное расстояние от источника света (два метра), то какое количество света достигнет его? Естественно мы подумаем «половина мощности», но, к сожалению, свет работает, следуя закону обратных квадратов.

В соответствии с ним, мощность света будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Если мы берем расстояние 2 метра и возводим в квадрат, то получаем 4, обратная пропорция будет ¼, а точнее четверть от изначальной мощности – не половина.

Перемещаем наш объект на 3 метра от источника света (3 * 3 = 9, итого 1/9). Мощность нашего света теперь становится 1/9 от изначальной.

Вот как происходит падение интенсивности света от 1 до 10 метров. Помните, что каждый из них просто квадрат расстояния, выше 1.

Закон обратных квадратов объясняет резкое падение интенсивности света на расстоянии. Мы можем использовать эту информацию, чтобы лучше понимать, как свет влияет на предмет, и с помощью этих измерений эффективно его контролировать.

Применение на практике

Итак, это знание очень забавное и все такое…но как мы можем применить его в фотографии? Речь пойдет об экспозиции и относительном позиционировании. Когда свет падает в определенном направлении, сначала потеря мощности очень большая, но потом замедляется.

Помните, что при возведении в квадрат числа становятся больше и больше очень быстро, но в законе обратных квадратов число становиться меньше более медленно.

Если мы обратимся к нашей схеме падения мощности от 1 до 10 метров, то увидим следующее:

75% падения мощности света приходится на участок от 1 до 2 метров, и только 5% на расстояние от 4 до 10 метров.

Экспозиция

Итак, мы разобрались, что на близком расстоянии источник света очень мощный, а на большом расстоянии он становится очень слабым. Исходя из этого, чтобы получить правильную экспозицию (при условии, что мы используем одинаковую выдержку), если объект находится близко к свету, то мы должны были установить диафрагму где-то на F/16, чтобы избежать избытка света.

С другой стороны, если объект находится далеко от источника света, то следует установить диафрагму на значение приблизительно F/4, чтобы получить больше света. Обе фотографии должны выглядеть идентично, потому что мы настроили камеру так, чтобы в нее попало одинаковое количество света для каждого снимка.

На основе этого мы можем сделать грубое предположение, что правильная настройка диафрагмы в результате даст правильную экспозицию. Помните, что сначала потеря мощности света очень большая, потом она становится меньше. Таким же образом мы открываем диафрагму сначала очень сильно, а затем постепенно при последующем удалении от источника света.

Освещение одного объекта

Давайте переместим эти F-шаги вверх диаграммы в качестве удобной точки отсчета. Теперь предметы не двигаются, это означает, что, разместив объект на определенном расстоянии от источника света, вы можете настроить экспозицию и все.

Однако, если вы фотографируете другого человека (особенно человека, который стоит), то он имеет тенденцию двигаться. Если ваша модель стоит очень близко к источнику света и она (он) передвинется на пол шага в любом направлении, то тут же будет пере- или недоэкспонирована.

Однако, если модель стоит достаточно далеко от источника света, то она может передвигаться на несколько шагов в любом направлении без необходимости вносить изменения в настройки камеры.

Освещение группы

Предыдущее правило работает в тот же способ и с группой объектов. Если все они находятся близко к источнику света, то тот, что находится дальше всех будет недоэкспонирован по сравнению с тем, кто находится ближе к нему – охватывая диапазон от F/22 до F/11.

Но если вы переместите все объекты от источника света, тогда они будут освещены довольно равномерно на диафрагме примерно F/4.

Освещение заднего плана

Конечно иногда вам хочется сделать один элемент фотографии ярким, а другой темным, как, например, фон. Если вы разместите вашу модель очень близко к источнику света с фоном на некотором расстоянии от нее, тогда (при условии, что ваша модель правильно экспонирована) задний план будет сильно недоэкспонирован.

Если, наоборот, вы хотите получить яркий объект с ярким задним планом, то поставьте их подальше от источника света, но близко друг к другу.

Выводы

Это было лишь краткое знакомство с законом обратных квадратов и его применением в фотографии. Есть много, много переменных, которые позволят достичь того или иного эффекта, такие как выдержка, яркость света или использование нескольких источников света.

Однако, надеюсь, теперь вы понимаете основы закона обратных квадратов и сможете применять его в своей фотографии для достижения лучшего, более последовательного освещения.

Закон обратных квадратов в освещении

Почему так важно располагать светильники как можно ближе к рабочей области при выполнении задач? Да потому что закон обратных квадратов, вот почему!

Скажем, у вас есть выбор между лампой, которая расположена в полуметре от освещаемой поверхности (подвесной светильник, например), и лампой, расположенной на расстоянии двух метров (встраиваемый потолочный светильник). Если обе эти лампы производят одинаковое количество света — допустим, по 64 люмена, — то какую освещенность в итоге обеспечит на рабочей поверхности каждое из этих двух решений? Или, проще говоря, какая доля излучаемого каждой лампой света, принесет реальную пользу?

Согласно закону обратных квадратов количество видимого света, падающего на объект, обратно пропорционально квадрату расстояния между поверхностью объекта и источником света. Сейчас попробуем разжевать это для тех, кто в школе делом занимался, а не учился.

Допустим, лампа, выдающая 64 люмена светового потока, находится на расстоянии 25 сантиметров от освещаемой поверхности. Увеличим это расстояние до 50 сантиметров — то есть в два раза. Если бы все в нашей жизни было просто, то количество света на поверхности уменьшилось бы тоже в два раза. Но на самом деле поверхности достигнет отнюдь не половина светового потока, а всего лишь четверть — 1/4, то есть 1/2 2 . Или 16 лм. На расстоянии в метр количество светового потока снизится еще в четыре раза — до 1/16 или 4 лм. А с расстояния двух метров (в восемь раз больше исходного) до поверхности дойдет только 1/64 от исходного светового потока лампы. 1 люмен.

Посмотрим на это с практической точки зрения. Чтобы получить такую же освещенность от светильника, находящегося на расстоянии двух метров, как и от расположенного всего в полуметре от поверхности, вам понадобится в 16 раз больше ламп.

В общем, чем дальше источник света от рабочей поверхности, тем безумнее расход электроэнергии.

Всегда старайтесь размещать светильники как можно ближе к месту выполнения задачи. Так вы сэкономите деньги, да и голова будет меньше болеть.

Не забывайте об этом. А все из-за того, что удаляясь от своего источника, свет в прежнем количестве распределяется по большей площади.

Иллюстрация работы закона обратных квадратов в освещении

Применение закона обратных квадратов в быту

Разместите подвесные светильники непосредственно над обеденным столом, чтобы его поверхность была лучше освещена при прямом (принятие пищи) и альтернативном (чтение, выполнение домашних заданий) использовании.

Светильники для чтения старайтесь располагать как можно ближе к книге, журналу, газете, или что вы там читаете на самом деле. Идеальным вариантом был бы свет, идущий из-за вашего плеча или из пространства над головой, — так лампа не будет вас слепить, зато поверхность, на которой сфокусировано ваше зрение, будет прекрасно освещена.

Используйте светильники, которые можно перемещать тем или иным образом, для лучшего решения повседневных задач: придвинуть ближе, если требуется более яркий свет, или, наоборот, отодвинуть, когда общее освещение является более важным.

Также помните о том, что все без исключения источники света со временем теряют былую яркость. Так называемой деградации подвержены абсолютно все виды ламп.

И напоследок еще один очевидный совет. Раздельное управление осветительными приборами тоже помогает экономить электричество и деньги.

Работа со светом — закон обратных квадратов

Вы когда-нибудь задумывались, почему освещенность модели так сильно падает, стоит ей отойти от окна лишь на два шага?

Все дело в природном свойстве света, а именно – обратно-квадратичной зависимости (ее также называют законом обратных квадратов). Что нужно знать о ней фотографу, чтобы правильно освещать одиночные и, тем более, групповые портреты? Как учитывать это свойство света при освещении фона? Именно об этом мы сегодня поговорим.

Говоря энциклопедическим языком: обратная квадратичная зависимость (inverse square law) – это свойство физических взаимодействий, распространяющихся от источника одинаково во всех направлениях. Сила их убывает с расстоянием r, обратно пропорционально его квадрату (т.е. пропорционально 1/r2), т.к. она распределяется равномерно по площади поверхности сферы с радиусом r.

Прочитав это определение, вы, по меньшей мере, спросите: а какое отношение это имеет к фотографии? Ответ таков: обратная квадратичная зависимость описывает многие явления в мире. В том числе и распространение света.

Перейдем к конкретике. Студийному фотографу очень важно понимать смысл этой зависимости, поскольку этот закон описывает, как меняется яркость света на различных расстояниях от его источника.

Допустим, у нас есть источник света, включенный на полную мощность, и предмет находящийся на расстоянии 1 метра от него. А теперь представьте, что мы отодвинули наш предмет на 2 метра от источника света. Как уменьшится сила света, падающего на предмет?

Многие ответят: «В два раза», и это неверно: на расстоянии в 2 метра сила света уменьшиться в четыре раза (2х2=4, ¼), т. е. будет равна четверти от полной мощности, а не половине, потому что расстояние 2 метра мы возводим в квадрат.

Отодвинув наш предмет на 3 метра мы осветим его слабее в 9 раз (3х3=9, 1/9). Эта информация позволит вам лучше управлять портативными источниками света.

Применяем на практике

Теперь, когда смысл обратной квадратичной зависимости предельно ясен, обратим внимание на то, как изменяется сила света в зависимости от расстояния в процентах:

Как видно из рисунка, свет потеряет 75% своей силы, пройдя расстояние в 2 метра от исходной точки, но только 5% на дистанции от 4 до 10 метров.

Таким образом, мы выяснили, что основная мощность света сконцентрирована в непосредственной близости от источника, а на большие расстояния приходится лишь малая ее часть. Исходя из этого, для получения правильной экспозиции (предполагается, что выдержка на всех расстояниях одинакова) при съемке объекта, находящегося близко к источнику света, нужно закрывать диафрагму (f16) для того, чтобы компенсировать избыток света. И, наоборот, чем дальше объект расположен от источника света, тем более открытой должна быть диафрагма (f4).

Основываясь на этом, мы можем построить ряд значений «диафрагма-расстояние» для получения правильной экспозиции. Вот примерные значения:

Помните, что значение диафрагмы, как и яркость света, меняется особенно сильно, когда модель находится рядом с источником. На большом расстоянии от источника эти изменения незначительны.

Освещение одного предмета

Теперь представьте, что вы снимаете неподвижный объект. Для получения правильно экспонированного снимка вам было бы достаточно установить диафрагму, которая соответствовала бы расстоянию от источника света до снимаемого объекта. Только и всего.

Однако при съемке человека (особенно стоящего человека), все не так просто — люди склонны перемещаться относительно источника света: менять положение тела, делать небольшие шаги и т. д. Если при этом ваша модель расположена близко к источнику света, то даже небольшое перемещение (полшага, шаг) в любом направлении приведет к неверной экспозиции.

Однако, если модель отойдет достаточно далеко от источника света, то сможет перемещаться более свободно в любом направлении, при этом у фотографа не будет необходимости менять экспозиционные настройки фотокамеры.

Освещение группы

Предыдущее правило работает и при съемки групп. Чем ближе к источнику света находится снимаемая группа, тем менее равномерно она освещена. Перепад освещенности может составлять несколько значений диафрагмы.

Стоит переместить снимаемую группу дальше от источника света — распределение яркостей становится равномерным.

Освещение фона

Если нужно получить яркий объект на темном фоне, поместите объект ближе к источнику света, а фон – наоборот, отодвиньте от него. Измерив экспозицию по объекту, вы получите недоэкспонированный фон.

Если же необходимо получить нормально экспонированные объект и фон, то и объект, и фон должны находиться на большом расстоянии от источника света, но объект должен быть близко к фону.

Заключение

На этом краткое введение в применение обратно-квадратичной зависимости в фотографии можно закончить. Теперь, понимая основной принцип освещения, вы сможете управлять своими источниками света осознанно, выстраивая более сложные схемы, и, несомненно, получите отличные результаты.