Давно известно, что дневное «солнце в молоке» (небесная дымка), высокие перистые облака или яркое пятно вместо солнца за сплошными неплотными облаками - идеальное освещение для съёмки. Свет и тень белеют, а это значит, что могут получаться и наилучшая цветопередача, и мягкая светотень. Как правило, освещённость в это время уменьшается в два раза, и светочувствительная матрица видеокамеры дает наилучшее разрешение, ведь избыточная освещенность матрицы приводит к растеканию электрических зарядов фотоэффекта и, следовательно, к потере четкости изображения.

Для ровного освещения нескольких объектов и при съемке в больших помещениях лучше использовать непрямой (отраженный) или сильно рассеянный свет, а чтобы избежать теней от одного человека на другом, надо применить несколько источников света.

Обратите внимание на освещение: в жилых помещениях оно почти всегда верхнее, с потолка. Это не очень хорошо, слишком контрастно, в кино этот свет называется «тюрьма», потому что именно с таким освещением снимают драматические и трагические сцены. Попытайтесь использовать естественный свет из окна, а если съемка происходит вечером, включите торшер, настольные лампы и все, что найдете подобного, чтобы сцена съемки освещалась более равномерно.

Красивое небо лучше снимать над светлыми отражающими и блестящими поверхностями, например над песком, снегом, водой, иначе контраст получится чрезмерным. Вода при высоком солнце (более 42° над горизонтом) становится темной, при низком - искрится, приобретает цвет неба.

Естественное освещение сцены (солнце) - лучше всего, если сбоку - так оно будет освещать сцену съемки рельефно. Если солнце будет у вас за спиной, то в кадре как раз и окажется пестрая каша веселых оттенков. Очень хорош на натурных съемках туман, он потрясающе подчеркивает глубину композиции, объемность кадра, поэтому на съемках настоящего кино дальние планы часто «затуманивают» с помощью специальных дымов.

В ясную погоду основными источниками света являются солнце и небо. Спектральный состав прямого солнечного света зависит от положения нашего светила относительно горизонта, так как атмосфера поглощает коротковолновые (сине-фиолетовые) лучи больше, чем красные. По мере подъема над горизонтом солнце из красного становится в зените бело-желтым, цветовая температура повышается с 2200 °К до 5700 °К. Цвет неба зависит от многих факторов и изменяется от голубого до синего, цветовая температура соответственно увеличивается от 104 до 3 х 104 °К.

Тени, которые освещаются преимущественно голубым небом, кажутся холоднее светов (освещенных участков) под желтым солнцем. Синие тени и желтые света дополнительно увеличивают контраст изображения. Днем в пасмурную погоду и при солнце в дымке разница в окрашивании света и тени мало заметна (цветовая температура около 5500 °К и 7000-8500 °К соответственно).

Солнце на рассвете или при закате стоит над горизонтом под углом 0-6° и дает резкий контраст светотени. Освещены только вертикальные поверхности предметов, прямой солнечный свет окрашивает их в красный цвет, тени черные, другие цвета приглушены. Такое положение солнца подчеркивает рельеф местности и подходит для съемки пейзажей, тихой глади воды при встречном свете. Для съемки людей крупным планом подобное освещение непригодно, особенно неприемлем боковой свет из-за чрезмерного контраста. Вечер - хорошее время для съемки городских пейзажей, так как при еще достаточном свете на улице уже зажигаются окна домов.

Низкое солнце (13-15° над горизонтом) утром, вечером или зимним днем дает резкое отличие в освещении горизонтальных н вертикальных поверхностей. На свету предметы окрашиваются в оранжево-желтые оттенки, а тени - в синие (цветовая темцература солнца - 2500-3500 °К, неба - более 15 000 °К). Контраст высокий, цветопередача искажена.

Освещенная часть лица приобретает золотистый теплый оттенок. В крупных планах полезна подсветка встроенной лампой для выравнивания освещенности теневой части до уровня яркости неба и коррекции ее цветности. Для съемки дальних планов больше подходит утреннее освещение, а не вечернее, так как воздух после жаркого дня становится менее прозрачным. Низкое солнце в пасмурную погоду не дает теней и для съемки едва ли пригодно.

Универсальным освещение бывает, когда солнце светит под углом 30-60°, свет белый, цветовая температура - около 55 000 °К. В это время освещенность горизонтальных и вертикальных поверхностей примерно одинаковая, и цветопередача освещенных участков наиболее удачная. Тени голубые, в нужных местах их можно смягчить отражающими белыми экранами на подставках. Можно снимать и людей, и пейзажи.

Солнце в зените мало пригодно для съемки, так как освещаются в основном горизонтальные поверхности. Но только такое естественное освещение и бывает в лесных чащах, глубоких карьерах, дворах-колодцах. Здесь требуется фронтальная подсветка и подсветка снизу, удовлетворительные результаты получаются при съемке на светлом песке или на снегу.

В солнечный день под сенью деревьев образуется множество световых пятен и бликов, из-за чего контраст становится запредельным. По этой причине снимать в парке или в лесу лучше пасмурным днем или при солнце в дымке. Место для съемки желательно выбрать на поляне, чтобы в кадр попал хотя бы небольшой участок неба.

Рваное предгрозовое небо, когда из-за темных туч пробивается яркое солнце, может стать отличным, но непредсказуемым освещением для разворачивания драматичных событий. Пейзажи приобретают внутреннюю напряженность. Солнце за плотной тучей при голубом небе дает тусклый и рассеянный свет, в котором исчезают тени, предметы становятся плоскими. Такое освещение не слишком хорошо для съемки.

Пасмурный день не дает теней, контрастность очень низкая, цветовая температура более 6500 °К, цвета блекнут. Изображение получается плоским, необходимы дополнительные средства для подчеркивания объема и формы предметов. Освещение подходит для съемки людей крупным планом, но при этом желательна боковая направленная подсветка, особенно для плоских лиц, нужны цветовые контрасты. Яркая теплая подсветка встроенным осветителем даст эффект съемки при заходящем солнце.

Освещенность - базовые понятия

Освещённость - это физическая величина, характеризующая освещение поверхности, создаваемое световым потоком, падающим на поверхность.

Единицей измерения освещённости в системе СИ служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр), в СГС - фот (один фот равен 10000 люксов).

В отличие от освещённости, выражение количества света, отражённого поверхностью, называется яркостью.

Освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.

Когда лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.

Для примера:

• Освещение солнечными лучами в полдень - 100 000 люкс
• При киносъёмке в студии - 10 000 люкс
• На открытом месте в пасмурный день - 1000 люкс
• В светлой комнате вблизи окна - 100 люкс
• На рабочем столе для тонких работ - 100–200 люкс
• Необходимое для чтения - 30–50 люкс
• На экране кинотеатра - 85–120 люкс
• От полной луны - 0,2 люкс
• От ночного неба в безлунную ночь - 0,0003 люкс

Освещение - базовые понятия

Как правило, освещение бывает направленным, рассеянным и комбинированным.

• Направленный свет - это свет, дающий на объекте резко выраженные света и тени и в некоторых случаях блики.
• Рассеянный свет - это свет, равномерно и одинаково освещающий все поверхности объекта, вследствие чего на них отсутствуют тени, блики и рефлексы.
• Комбинированное освещение представляет собой сочетание направленного и рассеянного света.

Уменьшение общей освещённости изменяет соотношение между яркостями светов и теней: яркость свето́в убывает быстрее, чем теней. Это может происходить за счёт некоторого освещения теней рассеянным светом. Таким образом, уменьшение общей освещённости вызывает одновременно и уменьшение контраста.

Освещение является простым, если свет имеет одно направление, и сложным, если он идет по нескольким направлениям, от двух и более источников.

Освещение будет жёстким, когда источником света является вольтова дуга или электролампа без арматуры; смягчённым - если он заслонен полупрозрачным экраном (из бумаги, молочного стекла, лёгкой ткани), и мягким - когда он заключён в широкий софит с полупрозрачным экраном.

Вид освещения сказывается на очертании теней и характере рельефа. При жёстком освещении границы теней очень точно очерчены, а рельеф объекта преувеличивается - созидается впечатление, что все впадины углубились. Смягчённое освещение размывает контуры теней и уменьшает рельефность объекта. Мягкое освещение ещё более увеличивает этот эффект.

Если источник света близко расположен к освещаемому телу, то тени будут конусообразными и резко очерченными. Если два источника света посылают в пространство взаимно перекрещивающиеся лучи, то они дадут тень и полутень, которые смягчат контраст изображения.

Лучи, падающие на поверхность объекта под углом больше 45°, дают прямое освещение, а под меньшим - косое.

Косое освещение подчёркивает форму предметов и хорошо выявляет их детали. Его разновидностью является скользящее освещение, когда угол падения на поверхность объекта близок к нулю градусов. Скользящее освещение особенно чётко выявляет фактуру объекта. Для смягчения контраста при скользящем освещении дают дополнительное прямое освещение объекта съёмки, но от более слабого источника света, чем источник скользящего освещения.

При освещении искусственными источниками света крупных планов (портретов, натюрморта и т.д.) пользуются следующими видами освещения:

• Заполняющий, или общий свет – равномерное, рассеянное, бестеневое освещение объекта, имеющее достаточную интенсивность для короткой выдержки. Осуществляется комбинацией источников верхнего и переднего света.
• Рисующий свет - пучок света, направленного на объект или его сюжетно важную часть. Его задача - создание основного светового эффекта. Такой свет должен давать бо́льшую освещённость на освещённом участке объекта по сравнения с освещённостью общего света. Самостоятельно рисующий свет употребляется редко, так как он даёт контрастное освещение, затрудняющее проработку деталей в тенях или света́х из-за большого интервала яркостей.
• Моделирующий свет - узкий направленный пучок света малой интенсивности, используемый для получения бликов, улучшающих передачу объёма объекта и подсветки теней с целью их смягчения, а иногда и полного устранения. Назначение моделирующего света - улучшение градации светотени. Прибором для моделирующего света служит глубокий узкий софит с обыкновенной лампой накаливания небольшой мощности или обычный софит с надетым на него тубусом.
• Контурный, или контрово́й, свет - задний скользящий свет, используемый для выделения контура объекта от фона. Таким светом выявляют форму всего объекта или какой-либо его части. Источник контурного света помещают позади объекта на близком расстоянии от него. Получают тонкую линию светового контура, которая расширяется с удалением источника света от объекта. В качестве прибора для контурного света используют софит со средним диаметром рефлектора.
• Фоновый свет - свет, освещающий фон, на котором проецируется объект. Освещённость фона должна быть меньше, чем освещённость, даваемая общим и рисующим светом. Фоновый свет бывает равномерным и неравномерным. Обычно его распределяют так, чтобы светлые участки объекта рисовались на тёмном фоне, а тёмные - на светлом. Для равномерного освещения фона используют источники света в широком софите, а для создания на нем световых пятен - в узком софите. Прекрасные результаты смягчения света дает отраженный свет, для этого используются зонты с отражающей поверхностью и плоские отражатели изготовленные из белой ткани на каркасе.

Свет, излучаемый Солнцем, достигает всех девяти планет Солнечной системы. Но освещенность каждой из них зависит от расстояния между Солнцем и планетой. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть ночью на звезды.

Многие из них такие же яркие светила (а некоторые даже ярче), как и наше Солнце. Но они находятся столь далеко от нас, что их свет не в состоянии хорошо осветить нашу планету.

Меркурий и Солнце

С Меркурия, ближайшей к Солнцу планете, Солнце выглядит огромным слепящим шаром: его диаметр в три раза больше диаметра «нашего» Солнца(которое мы видим с планеты Земля). Днем поверхность Меркурия залита очень ярким светом, а небо остается черным и видны звезды, потому что на Меркурии нет атмосферы, которая бы отражала и рассеивала солнечный свет. Когда свет Солнца падает на безжизненные скалы Меркурия, их температура повышается до 430 градусов Цельсия. Ночью же это тепло быстро рассеивается в пространстве и температура тех же скал опускается до минус 170 градусов Цельсия.

Материалы по теме:

Почему ночью темно?

Венера и Солнце

Венера, вторая после Меркурия планета, окружена атмосферой, которая состоит в основном из углекислого газа. В этой атмосфере взвешены и перемещаются зловонные облака паров серной кислоты. Эти облака очень плотные, поэтому на Венере всегда пасмурно. Хотя Венера дальше от Солнца, чем Меркурий, температура на ее поверхности подчас бывает выше. Почему? Срабатывает парниковый эффект. Слой углекислого газа удерживает тепло на поверхности планеты, как стекло парника не дает теплу покинуть оранжерею. Поэтому температура на поверхности Венеры достигает 480 градусов Цельсия.

Интересны факт : хотя Меркурий самая близкая к Солнцу планета, но небо там черное даже днем и всегда видны звезды, потому что на Меркурии нет атмосферы.

Экологичная усадьба: В наши дни люди возвращаются к идеям близости с природой, к экологически чистым материалам и условиям жизни, и стремятся использовать природное освещение по максимуму.

Освещение дома солнечным светом

Отношение человека к природному освещению в жилище не раз менялось в ходе исторического развития - были времена, когда свет в доме зависел исключительно от природных явлений - солнца и огня. В прошлом веке ситуация была обратная - свое жилище и его интерьер принято было скрывать от солнечного света и от взглядов за плотными портьерами и тюлем в несколько слоев. Но в наши дни люди возвращаются к идеям близости с природой, к экологически чистым материалам и условиям жизни, и стремятся использовать природное освещение по максимуму.

Одна из причин интереса к освещению своего дома солнечным светом понятна - это растущие цены на энергоносители. Поэтому эргономичный проект и дизайн дома активно направлены на снижение потребления электроэнергии. Очень эффективный способ сэкономить - использовать солнечный свет для освещения жилья. Солнечная энергия вносит в жилище не только уют и здоровье жильцам, а еще и позволяет экономить на электричестве немалые средства - от 40 до 75% потребления ежемесячно.

О влиянии солнечного света в доме на здоровье говорят и современные науки - о биоритмах человека, звучащих согласно Солнцу и вращению планеты, а также от качеств естественного света - его мощности, направления, цвета. О целебном воздействии солнечного света в жилище знали и древние архитекторы, строившие здания с определенной ориентацией по сторонам света.

Современный дом должен быть построен согласно требований к освещенности:

• Два часа тридцать минут каждые сутки - это минимальное время для присутствия прямого солнца в жилых комнатах все три солнечных сезона - весну, лето и осень. Данный минимум времени проект дома должен обеспечить, используя планировку и объемные решения, а также ориентацию здания.
• Хорошо освещаться все комнаты в доме не могут - это нереально, и обязательно есть помещения, выходящие на север и запад. Но 60% жилых помещений дома должны иметь хорошее солнечное освещение.
• Площади светопрозрачных оконных заполнений должны составлять не менее 20% от площади пола.
• Окно располагается на определенной высоте относительно потолка. Верхняя граница оконного проема должна находиться от уровня пола не ниже, чем на 190 см. Высокие комнаты требуют и высоких окон.
• Максимальное расстояние между оконными проемами = 150 см. Максимальное расстояние от оконного проема до поверхности стены, расположенной напротив окна = 600 см.
• Все комнаты дома не могут выходить на восточные и южные стороны с хорошей инсоляцией. Поэтому приоритеты устанавливают для помещений с наибольшей посещаемостью. Детская комната, гостиная и рабочий кабинет располагаются в зонах здания, имеющих наибольшую освещенность.
• В комнатах имеются функциональные зоны - например, это поверхность обеденного или рабочего стола, игровые места для детей. Зонирование помещений также служит световому принципу - наибольшая освещенность нужна рабочим зонам, а места для отдыха могут располагаться и не в самой светлой зоне комнаты.

Тактические задачи для обеспечения освещения жилища солнечным светом

Основные виды и способы организации естественного освещения:

• Классические оконные проемы обеспечивают проникновение света по всему контуру дома - боковое освещение
• Освещение сверху - свет попадает в дом через кровельные конструкции и оконные проемы с увеличенной высотой и/или расположенные в верхних уровнях стен
• Для помещений больших площадей и глубины: обеспечивают двусветным освещением, располагая оконные проемы особым образом - ярусно

Данная тактика имеет приложение только на проектных стадиях, при разработке объемно-планировочного решения дома, когда выбираются конструкции и назначаются линейные размеры и габариты помещений. Если дом уже построен, тактику «пути к Свету» придется усложнить:

• Если имеется нехватка солнечного света, то оконные проемы возможно увеличивать по площади. Возможно и делать новые проемы, при условии проверки конструкций на несущую способность, поскольку окна придется прорезать в наружных стенах. Если дом каркасный, задача немного упрощается. Возможно, потребуется усиление стен на участках новых оконных проемов.
• В комнатах активно используют отраженный свет, увеличивая площадь отражающих поверхностей. Зеркала, полировка и глянцевые отделки мебели и стен отражают свет под разными углами и усиливают общую освещенность. Блестящий пол может направить свет из окон на светлый потолок, а от многоярусного потолка рассеивание света по помещению будет еще эффективнее. Отражающие способности отделок стен, пола и потолков нормируются: коэффициент отражения для стеновых поверхностей равен 65-70%; для пола около 40%; для потолков отражение должно быть наилучшим - не менее 80%.
• Светлые отделки, оттенки и мебель, весь интерьер комнаты решает задачу освещенности - чем больше светлых тонов, тем визуально помещения кажутся светлее. Физический аспект тоже есть - количество отраженного и рассеянного света увеличивается, если окрасить стены в светлые оттенки, причем теплые тона кажутся ярче.
• Сад и кусты сирени за окнами не всегда возможны. Если света мало, то от закрывающих окна веток приходится избавляться.

Привлекая в дом солнечный свет в целях экономии и максимального уюта, следует помнить о дозировке - солнечные районы и без того обеспечивают в жилье очень много света, с сопутствующим нагревом. Но если комната получилась слишком сильно освещенной, глянцевые поверхности создают дискомфорт, сверкая лучами полуденного солнца в глаза, можно решить проблему просто. Обычные жалюзи или портьеры для временного затенения. Особенно хороши разновидности римских штор, дающие возможность закрывать стекла уровнями, сверху или снизу. Общая освещенность будет сохранена, а острых лучей можно избежать.

Природное освещение по сторонам света и его связь с цветами интерьера

Цветовой и световой дизайн тесно связаны. Цветовая палитра для конкретного интерьера выбирается с учетом ориентации помещения по сторонам света. Причем искусственное освещение тоже является необходимостью - в вечернее время, а иногда и в дождливую и снежную погоду. Гармония и связь двух видов освещения позволит не только создать световой комфорт в жилище, но и экономить ресурс светильников. Современные системы «умного освещения» имеют датчики присутствия и сами регулируют освещенность, включая искусственный свет только при реальной необходимости в нем.

Западная сторона.

Свет приходит во второй половине дня. Вечерний свет имеет более уравновешенную, «завершенную» природу по сравнению с утренним. Оттенки для отделки комнаты с окнами на запад целесообразны в нейтральной палитре. Контраст и тени нужны, но основная линия - спокойная, теплая гамма.

При ориентации окон на северо-запад оттенки выбираются теплее, больше золотистых, желтых и кремовых, немного компенсирующих нехватку солнца. Юго-западное направление предполагает смещение основной гаммы к бирюзовым, зеленоватым и голубым, серебристо-серым и холодноватым пастельным оттенкам.

Восточная сторона.

Утреннее Солнце - самое живое и полезное, самое радостное. Обновление и надежды с первыми солнечными лучами достаются комнатам на восток. Но вечер в данных помещениях может стать весьма мрачным.

Резкость перехода от света к полумраку выравнивают, применяя яркие контрасты теплого и холодного цвета.

Позитивные сочетания дает золотой с сиреневыми, бирюза и чирок с терракотой, коралловыми и мягкими оранжевыми.

Северная сторона.

Холодновато в комнате с окнами на север будет всегда. Свет приглушен, ощущение стабильности, но с оттенком настороженности. Коррекция к позитиву возможна применением горячей гаммы красного - от каштановых и кофейных до оранжевого и желтых. Очень приятны в северных залах яркие насыщенные коричневые цвета.

Немного неожиданно действует белый цвет - он добавляет комнате тепла на уровне подсознательных ощущений, особенно теплые белые - сливочные и кремовые оттенки. Но если все станет «голубым и зеленым» в северной комнате, то такая песня может заставить озябнуть. Светло-голубой и зеленый цвета не для северных помещений.

Южная сторона.

Самые чудесные комнаты, конечно в контексте северных и центральных климатических районов. Южные районы имеют другую специфику, и порой от солнышка там приходится активно защищаться. Но южная комната в центральной полосе России считается лучшей - светлой, теплой и солнечной.

В комнате на Юг нет запретов для цветового оформления, только законы цветовых сочетаний, личные вкусы и авторские предпочтения. Можно все, а коррекцию можно выполнить, установив на окна жалюзи или оформив проем портьерами, фасадными или комнатными маркизами.

Важными факторами светового уюта для вечернего времени будут также правильный выбор и рассчитанная установка светильников, а также выбор лампочек с приемлемой цветовой температурой. опубликовано

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .

Съемочные периоды в течение дня разделяются по высоте стояния Солнца над горизонтом при безоблачном небе (рис. 1) на низкое освещение утром и вечером при высоте Солнца до (13... 15)° над горизонтом. Цвет освещения развивается от красного к белому, в тенях - от голубого к синему. Этот период соответствует времени эффектных съемок восхода и захода Солнца. Резко меняется соотношение освещенности горизонтальных и вертикальных поверхностей; нормальнее освещение при высоте Солнца (15...60)°. Цвет освещения доходит до белого (средний дневной свет), в тенях освещение голубое или синее. Освещенность горизонтальных и вертикальных плоскостей постепенно уравнивается и становится одинаковой при 45°. Контраст освещения зависит от чистоты атмосферы и смягчается рассеивателями на световых приборах подсветки. Для устранения синего оттенка теней при цветной съемке на приборы выравнивающего света устанавливают желто-соломенные фильтры; зенитное освещение, мало приемлемое для съемки из-за отвесно-падающего верхнего света Солнца. Нарастанием освещенности горизонтальных поверхностей и спаданием вертикальных усиливается контраст светотени. Съемку проводят с нижней подсветкой объекта или сюжетно важной детали от световых приборов или планшетов-отражателей: сумеречное (режимное) освещение, соответствующее положению Солнца (0...6)° ниже горизонта и небу без облаков. В данном случае яркость сумеречного неба, создающего освещенность, меняется в зависимости от чистоты атмосферы и глубины погружения Солнца за горизонт.

Рис. 1. Световые периоды съемочного дня

Необходимое время пorpужения выбирается из интервала (15...30) мин, в течение которого освещенность должна быть такой, чтобы небо в негативе проработалось плотностью (D неба = D min + (0,1 ...0,9)). Этот практически трудно определяемый интервал времени погружения Солнца и дал съемке название режимной (режимное освещение). В это время фотосъемка обычно проводится с применением дополнительного искусственного освещения (подсветки), доза которого должна изменяться с изменением яркости неба для получения неизменного отношения естественной и искусственной освещенности. На юге режимное время короткое, на севере - относительно длительное (белые ночи). На рис. 2, а-з изображены графики периодов съемочного освещения в зависимости от времени суток и месяца для различных географических широт (городов). На графиках дано время начала и конца четырех основных периодов естественного съемочного освещения на каждый час местного времени для различных географических широт от 35 до 70° через каждые 5°. Кривые являются геометрическим местом точек для высот Солнца -- 6°, 0°, +15° и -f 60°. Наибольшая высота Солнца для данной широты 22 июня обозначена точкой в центре графика и снабжена соответствующей цифрой в градусах. Данные графиков соответствуют прямому солнечному освещению при чистом небе.

Рис. 2, а-з графики периодов съемочного освещения в зависимости от времени суток и месяца для различных географических широт (городов).

Освещенность горизонтальных и вертикальных поверхностей объектов. Объекты съемки могут быть иными различной конфигурации. Их поверхности относительно источников света могут располагаться горизонтально, вертикально или под углом. Определенное положение главного (рисующего) источника света - Солнца, а также подсветка от неба создают на объектах различную освещенность, разница между которой определяет соответствующий контраст светотени. Разница в освещении представляет собой определенный интервал яркости объекта ЛВ, который необходимо измерить, согласовать с характеристикой фотопленки (обработка) и воспроизвести в негативе (диапозитиве).

Солнце как источник основного света перемещается по небосводу от горизонта вверх (высота стояния Н) и по азимуту (с востока на запад), сложно изменяя освещенность на всех поверхностях объекта (рис. 3, а, б). В большинстве случаев съемки сюжетно важные элементы переднего плана объекта имеют вертикально расположенные поверхности. Обращенные к Солнцу они воспринимают от него основной свет, являющийся ключевой освещенностью для определения съёмочной экспозиции. В зависимости от высоты стояния Солнца ключевая освещенность меняется и может быть значительно ниже освещенности горизонтальных, не сюжетно важных поверхностей. Освещение в пасмурную погоду имеет другие характеристики.

При низком стоянии Солнца (рис. 4, с) вертикальная поверхность освещена прямым светом почти по нормали N (угол α ≈ 0) и имеет максимальную освещенность с низкой цветовой температурой (2500...2800) К.

Рис. 3. Схемы перемещения Солнца по небосводу по углу стояния Н (в) и азимуту (б)

Рис. 4. Схемы освещения горизонтальной и вертикальной плоскости при стоянии Солнца: низком (о), среднем (б) и зенитном (в)

Горизонтальная поверхность воспринимает косой, почти скользящий свет Солнца и по закону косинуса угла падения света имеет низкую освещенность. Яркость вертикальной поверхности высокая, горизонтальной - низкая. При среднем стоянии Солнца (N - 45°) (рис. 4, б) вертикальная и горизонтальная поверхности воспринимают освещенность от Солнца одинаково, цветовая температура приближена к температуре среднего белого света (5300°...5500°) К, а яркости обеих поверхностей одинаковы. При высоком стоянии Солнца (N - 50...90°) (рис. 4, в) вертикальная поверхность освещается косыми лучами Солнца, а в зените скользящими и имеет низкую освещенность с цветовой температурой среднего белого света 5500 К. Горизонтальная поверхность воспринимает почти прямые лучи Солнца при высокой освещенности и той же цветовой температуре. Яркость вертикальной поверхности низкая, горизонтальной - высокая.

Рис.5. Освещенность от неба в тени от Солнца, где E c - освещенность от Солнца, Е н -от неба

Освещенность от неба в тени от Солнца (рис. 5) имеет величину в 6...8 раз меньще солнечной при относительной равномерности. 98. Атмосферные особенности при дневном освещении. Качество дневного света определяется степенью мутности воздушной среды, находящейся между Солнцем и съемочной камерой. К атмосферным явлениям, влияющим на освещенность, световой рисунок и цвет объекта, относятся атмосферная, небесная и оптическая дымка, мгла, туман, морось и дождь. Если в пределах фотокадра эти явления занимают незначительную часть площади (10...30 %), то они являются элементами съемочного объекта со своей яркостью и цветностью и на освещение не влияют. Если же они служат средой, в которой располагается объект съемки, то в значительной степени влияют на освещенность и цветность освещения. Любое атмосферное явление и условия, в которых оно развивается, влияет на светооптический рисунок и фотографическое качество изображения, а изобразительные эффекты, возникающие, например, в дождь, снег или туман, конкретизируют обстановку действия. Дымка атмосферная (молекулярная) - равномерная световая вуаль (среда), заволакивающая дали земной поверхности. Вызывается рассеянием солнечных лучей слоем воздуха. В чистом воздухе при относительно нулевой влажности лучи сине-фиолетовой части спектра рассеиваются сильнее, чем зеленой, желтой и красной, поэтому атмосферная дымка, а вместе с ней и темные далекие предметы приобретают голубоватую окраску («синие дали»). Атмосферная дымка сглаживает различия в яркости и цвете удаленных предметов и этим ухудшает их видимость вплоть до полного исчезновения. Характер дымки определяют по цвету ореола вокруг Солнца и состоянию атмосферы. Наличие молекулярной дымки делает ореол очень слабым, небо вокруг Солнца приобретает голубоватый цвет. При относительно увеличенной влажности воздуха дымка уплотняется, а ореол приобретает голубовато-стальной оттенок. В черно-белой фотографии атмосферную дымку ослабляют установкой желтых, оранжевых и красных светофильтров (особенно в аэрофотографии). Применение этих фильтров не эффективно, если дымка вызвана рассеянием света на частичках пыли и тумана, так как при этом рассеяние солнечного света во всех частях спектра одинаково. В цветной фотографии фильтры для устранения молекулярной дымки не применяют. Небольшая голубая атмосферная дымка у горизонта при цветной съемке даже нежелательна, так как выраженная ею воздушная перспектива уничтожает сухость и жесткость красок, светотень становится мягче, а изображение принимает определенный колорит. Небесная дымка - разновидность атмосферной дымки, отличающаяся повышенным содержанием атмосферной влаги. От плотности небесной дымки зависит качество солнечного освеще-ния, влияющего на освещенность объекта и цветность солнечных лучей. Свет Солнца, прошедший небесную дымку в сине-зеленой части спектра, значительно ослабляется и становится более теплым. Белые детали объекта приобретают слегка красноватый оттенок, но тени не имеют ярко выраженного синего оттенка, так как освещаются более белым светом. Небесная дымка благоприятно сказывается на качестве цвета в изображении: результаты съемки становятся лучше, чем при чисто голубом небе и легкой молекулярной дымке, яснее выражается воздушная перспектива. Значительное воздействие на солнечное освещение оказывает густая небесная дымка (профессиональное выражение «Солн-це в молоке»). Освещение при ней аналогично дневному свету, когда лучи Солнца проходят через высокие перистые облака. При этом, несмотря на то что освещенность падает почти в два раза, тени хорошо подсвечиваются рассеянным светом Солнца, контраст светотени снижается и общее освещение становится наибо-лее благоприятным для создания рисунка объемной формы. Краски объекта при таком освещении передаются наиболее полноцветно, цветовых искажений от чистого синего неба нет. Оптическая дымка создается местными помутнениями воздуха от разницы температур слоев, вызывающей появление воздушных колеблющихся струй воздуха. Особенно заметна оптическая дымка в жаркую сухую погоду над асфальтом в городе, сухой почвой в степи и нагретыми крышами зданий. Свет при наличии оптической дымки достаточно поляризован, поэтому в данном случае эффективно применение поляризационных фильтров. Мгла - помутнение воздуха, вызванное взвешенными в нем твердыми частичками дыма, гари и пыли. Большая интенсивность мглы снижает видимость предметов иногда до 1 км. Над больши-ми городами в безветренную погоду наблюдается мгла, связан-ная с засорением воздуха пылью и дымом местного происхождения (смог). Она делает атмосферу у поверхности земли темно-серой. Коричневатый или серовато-бурый цвет мглы значительно меняет цветность освещаемого дневного света: делает его красноватым, иногда сквозь мглу Солнце воспринимается красным. Пылевая дымка как разновидность мглы при черно-белой съемке не фильтруется желтым, зеленым и даже оранжевым фильтрами. При любой съемке небо воспринимается серобелым, а у горизонта темно-серым. Рассеянный пылевой дымкой свет частично поляризован, поэтому при съемках в степных районах для снижения излишней яркости неба применяют поляризационный фильтр. Туман (облако, лежащее на земле) - скопление мелких водяных капель в приземном слое атмосферы с высотой до сотен метров, понижающее видимость от (1...3) м до 1 км. Туман обра-зуется в результате сублимации или конденсации водяного пара на аэрозольных (жидких или твердых) частицах воздуха и подразделяется на туман испарения и туман охлаждения. Туман ис-парения возникает при дополнительном поступлении водяного пара с более теплой испаряющей поверхности в холодный воздух, туман охлаждения - при охлаждении воздуха ниже температуры точки росы. При этом содержащийся в воздухе водяной пар достигает насыщения и частично конденсируется. Наиболее часто возникают туманы охлаждения. Белый свет сильно рассеивается туманом вследствие значительного превышения диаметра частиц влаги длин волн лучей спектра. Через туман хорошо проходят только инфракрасные лучи, длина волны которых больше диаметра капелек тумана. При прохождении через туман света, отраженного от предметов, часть лучей доходит до объектива съемочной камеры, а другая рассеивается, до объектива доходит множество ослабленных лучей, исходящих от всей массы тумана. Дошедшие до объекти-ва лучи рисуют изображение предмета, а рассеянные наклады-вают на него равномерную серую вуаль, снижая контраст изображения. При большой густоте тумана его вуалирующее действие значительно, рисунок изображения не наблюдается, фото-материал в съемочной камере равномерно засвечивается рассеянным светом. Туман обладает собственной яркостью, в большинстве слу-чаев больше яркости объекта, поскольку «источником света» в данном случае является он сам. В тумане горизонтальные и вертикальные поверхности имеют одинаковую освещенность. В первую очередь в тумане рассеиваются синие, а в последнюю - красные лучи спектра, поэтому цветной объект, в зависимости от плотности тумана, вначале теряет синие, затем зеле-ные и последними насыщенные красные тона. По этой причине лицо человека, снятое в тумане, не теряет своих розоватых оттенков. Ярко-красные цвета, огонь и источники красного цвета в тумане видны хорошо. С увеличением расстояния от съемочной камеры до объекта цвет объекта в тумане быстро теряется. На определенных расстояниях изображение объекта принимает пастельные тона, так как туман сильно разбеливает цвет, накладывая на каждый цветовой тон дополнительную белую вуаль со смягчением контуров и рельефов. При съемках против Солнца (котражур), когда его просвечивание ощущается, туман краснеет, а фон проступает как бы сквозь красноватую пелену. При съемках от Солнца (в северную сторону) туман выглядит бесцветным, серым или синеватым в зависимости от его плотности. Морось - атмосферные осадки в виде очень мелких капель диаметром до 0,5 мм (крупнее капель тумана и мельче капель дождя). Выпадает морось из слоистых и слоисто-кучевых облаков и в зависимости от плотности имеет свойства тумана или дождя. Дождь - атмосферные осадки, выпадающие из облаков в ви-де капель воды диаметром от 0,5 до 6...7 мм. Оптическое влияние дождя заключается в том, что между съемочной камерой и объектом съемки появляется дополнительная оптическая среда в виде плотной водяной пелены, поглощающей и рассеивающей свет. При дожде капли сами становятся светящейся средой, экс-понирующей фотопленку (как, например, туман), поэтому отдаленные черные или цветные объекты не могут быть изображены ни чисто черными, ни насыщенно цветными. Цвет разбеливается вуалирующим действием дождя так же, как и туманом. При плотном сплошном дожде прежде всего перестают различаться синие, потом зеленые, а затем красные цвета. Дополнительно к этому, под дождем возникает блеск всех без исключения поверхностей, так как пелена дождевой воды делает их глянцевыми, а рельефы глянцевых поверхностей хорошо выделяются. На складках, изгибах и неровностях поверхно-стей возникает рефлексный свет, позволяющий хорошо видеть форму и объемы предметов. Лужи воды на земле, асфальте, мо-стовой отражают свет неба, создавая дополнительную освещенвость с нижней точки, при наличии которой иногда можно исключить нижнюю подсветку сюжетно важных деталей объекта. Блики и рефлексы позволяют вести съемку против самой светлой части неба (своеобразный контражур) и получать изображение при относительно минимальных освещенностях. При черно-белой съемке во время дождя можно получать многоплановые изображения (особенно в пейзаже), а при цветной - такой, например, рисунок, на котором цвет на переднем плане изображения относительно насыщен, а в глубине перспективы воспроизводится в ахроматической гамме черных и серых тонов (красный сигнал светофора на переднем плане с серым тоном дальних планов). Рефлексы и блики при этом передают ощущение объемной формы и воздушной (тональной) перспективы. Облачность в зависимости от характера облаков и степени их распределения по небу создает различную освещенность в цветность дневного освещения. Ощущается резкая разница по интенсивности, контрастности и спектральному составу освещения при Солнце с безоблачным небом и при сплошной облачности с закрытым Солнцем, Площадь облаков по отношению к небо-своду влияет на долю рассеянного, отраженного и прямого света Солнца в общем дневном освещении. Наибольшая освещенность наблюдается тогда, когда небо почти полностью закрыто тонкими светлыми облаками при открытом или слегка завуалированном Солнце, наименьшая - когда небо затянуто облаками (пасмурная погода). Наибольший контраст дневного освещения наблюдается при открытом Солнце и чистом синем небе, поскольку освещенность от неба в 6...8 раз меньше освещенности от Солнца (значительный контраст). Меньший контраст - при небе, частично закрытом белыми облаками, хорошо отражающими солнечный свет, а минимальный контраст или отсутствие его - при небе, полностью закрытом облаками. Данные об освещенности и цветности дневного освещения приведены в справочнике.

Отношение к альтернативным источникам энергии в нашей стране постепенно начинает меняться. Еще несколько лет назад это воспринималось как причуда, теперь, все большее количество людей начинают собирать информацию о том, как можно сэкономить на счетах за коммунальные услуги. Одно из интересных направлений — уличное освещение на солнечных батареях. Можно ли на этом деле сэкономить, сказать сложно — зависит от многих факторов. Но сделать освещение от солнечной энергии можно. Даже двумя способами.

Освещение на улице — сложная система и делится она на несколько составляющих:

Не обязательно все части есть в любом , но все они могут быть. Большая часть этой системы, или даже вся она, может быть переведена на питание от солнечных батарей. Причем уличное освещение на солнечных батареях можно сделать двумя способами:

Выгодно ли использовать солнечные батареи для освещения участка? Ответ можно дать только в каждом конкретном случае. Эффективность гелиосистем очень сильно зависит от региона и количества солнечных дней. А экономическая выгода (окупаемость) — от тарифов на электроэнергию.

Расчет системы

Если уличное освещение на солнечных батареях решено сделать надежным — с аккумуляторами, прежде всего, надо заменить все лампы и фонари на светодиодные, работающие от 12 В. Почему именно так? Потому что аккумуляторы выдают постоянное напряжение, и некоторая их часть, как раз 12 В. Можно от этой системы питать и лампы на 220 В, но понадобится еще инвертор, преобразующий 12 В в 220 В. А это — дополнительные расходы. Потому целесообразно подобрать именно такие светильники, фонари и лампы.

Находим мощность и количество солнечных батарей

Чтобы система была надежной, необходимо рассчитать мощность солнечных батарей и емкость аккумуляторов, которые ее будут обеспечивать. Порядок расчета такой:

Далее — дело за выбором солнечных батарей. Выбираете, узнаете их площадь, считаете количество штук. Их общая площадь должна быть не меньше той, что вы наши. Желательно даже иметь запас, так как всегда бывают периоды с худшими характеристиками чем средние.

Аккумуляторы

Надо еще рассчитать емкость аккумуляторов, которые должны обеспечить энергией светильники на случай длительной непогоды. Тут тоже потребуются данные синоптиков. Но уже нужен будет самый длительный период плохой погоды. Также для расчета нужен дневной расход энергии на поддержание работоспособности (3 пункт в предыдущем разделе).

Расчет несложный. Дневной расход умножаем на количество дней непогоды. Получаем тот запас, который должны обеспечивать аккумуляторы. Далее надо искать аккумуляторы с подходящими характеристиками. Только брать надо с 30-40% запасом по емкости, так как полный разряд сокращает срок эксплуатации аккумуляторов. Потому нежелательно их сильно разряжать.

Аккумуляторы для солнечных батарей — есть разного размера и параметров

Иногда производители указывают только возможный запас энергии, который выражается в А/ч (ампер часах). Эту величину можно перевести в Вт/часы, если умножить на напряжение работы аккумулятора (указывается в характеристиках). Например, аккумулятор Ventura GP 12-26 — напряжение 12 В, емкость 26 А*ч. Перевести в ватт-часы можно так 12 В * 26 А*ч = 312 Вт*ч.

Выбор контроллера

Начнем с того, чтобы разобраться, для чего нужен контроллер в этой системе. Если подключить солнечную батарею напрямую к аккумулятору, при поступлении электроэнергии он начнет заряжаться. При достижении предельного напряжения заряда (зависит от типа аккумулятора и его температуры), его надо отключить. Если контроллера нет, это надо делать вручную. Если отключить не вовремя, это приведет к закипанию электролита, сокращению срока службы аккумулятора. Так что контроллер нужен.

Контроллеры солнечных батарей бывают трех типов:

На самом деле выбор контроллера солнечных батарей прост: лучший вариант — MPPT, неплохой — PWM. На крайний случай подойдет и ONN/OFF, но его лучше не использовать.

При выборе контроллера надо также обратить внимание чтобы он мог подстраивать параметры системы в зависимости от температуры аккумулятора. Для этого в нем должен быть тепловой датчик. Он может быть встроенный или выносной. Выносные показывают более корректные данные, потому отдавайте предпочтение таким моделям.

Пример расчета системы

Чтобы расчет системы солнечного освещения на улице был понятнее, приведем пример. Надо обеспечить энергией светильники общей мощностью 10 Вт, напряжением 12 В. Самый продолжительный рабочий период — 14 часов, самый низкий уровень инсоляции в году 1.21 kWh/m2/day. Расчет такой:

При подборе оборудования можно даже смотреть на большие номиналы аккумуляторных батарей и большую производительность или площадь СБ. Иногда, как ни парадоксально, более производительное оборудование стоит меньше. А еще, не факт, что через некоторое время вам не захочется добавить нагрузку к системе. Так что запас пригодится.

Цена вопроса

Уличное освещение на солнечных батареях в таком исполнении — затея недешевая. Например, для приведенного примера расчета можно выбрать следующее оборудование:

• Поликристаллическая солнечная батарея 250 Вт, производства Chinaland Solar Energy. Стоимость 15160 рублей.
• Контроллер заряда Tracer MPPT (100 В), 20 А, 12/24 В, производства Beijing Epsolar Technology. 8640 рублей.
• Гелевая аккумуляторная батарея GX12-150, 150 Ач, GEL, производства Delta — 21230 рублей или GX12-200, 200 Ач GEL стоит 26160 рублей.

Итого оборудование обходится в сумму чуть больше 45 тыс. рублей. Но еще нужны будут кронштейны для установки солнечной батареи (2-3 тыс. рублей), герметичные разъемы и специальные провода для СБ (это еще 1-2 тыс рублей). Затея действительно недешевая.

Для полного перевода уличного освещения на солнечную энергию требуется большое количество батарей…

Как можно уменьшить затраты? Приобрести оборудование отечественного производства непосредственно у производителей. Например, батареи можно купить у Зеленоградского Телеком СТВ, инверторы и контроллеры — у МАП «ООО Микро Арт». Еще вместо специальных аккумуляторов покупают автомобильные на 12 В, они имеют не такие характеристики, их надо чаще менять, но стоят значительно дешевле. Даже с учетом того, что их надо менять раз в 2-3 года. При таких условиях затраты уличное освещение на солнечных батареях может стоить в два раза меньше.

Уличное освещение на светильниках/фонарях с солнечными батареями

Если использовать фонари или светильники на солнечных батареях со встроенными аккумуляторами, никакое другое оборудование не требуется. Но система получается недостаточно надежной, чтобы делать, например охранное освещение. Зато такие светильники очень просто устанавливать, не требуется их подключать к источникам питания. Они полностью автономны. То есть, не требуется прокладка кабелей, соединяющих источники света в одну систему, а это — приличная статья расходов и большой объем работ.

Уличное освещение на солнечных батареях — на разные вкусы, разного назначения

Устройство светильников/фонарей на солнечных элементах

Светильник на солнечных батареях имеет практический такое же устройство, как описанная в предыдущем пункте система: есть панель с гелиопреобразователями, небольшая аккумуляторная батарея и мини-контролер. Все это — компактно укомплектовано в корпус.

Батарея, в зависимости от конструкции и мощности лампы, может быть смонтирована на верхней части плафона (как на небольших садовых солнечных светильниках) или вынесена чуть в сторону (так обычно делают на фонарях с мощными лампами, так как нужна значительная мощность заряда).

Рядом с корпусом или внутри него располагается аккумуляторная батарея. Есть они двух типов: более дешевые модели оснащаются никель-кадмиевыми элементами (обозначаются NI-CD), в более дорогих ставят обычно никель-металл-гидридные (обозначение NI-MN). Чтобы лампы светили дольше, лучше приобретать светильники с аккумуляторами второго типа. Но стоят они дороже. Так как обычно сделаны из более дорогих материалов, собраны более качественно.

Внешний вид и материал

Первое, на что придется обратить внимание — на внешнее оформление. Есть очень много разных форм и стилей, так что можно найти солнечный фонарь на любой вкус. Но, по опыту, чем проще форма, тем надежнее он работает. Дело в том, что для нормальной работы корпус светильника должен быть герметичен, чего при сложной форме добиться сложно. Потому уличное освещение на солнечных батареях лучше делать с использованием фонарей лаконичной формы.

Корпус и ножка светильника изготавливаются из металла или пластика. Пластиковые модели — самые дешевые, в большей частью их изготавливают в Китае, причем чаще всего они освещают только сами себя, быстро выходят из строя. Рассчитывать на более-менее длительный срок эксплуатации не стоит.

Фонари на солнечных элементах, сделанные из металла стоят, значительно дороже. Но такое наружное освещение на солнечных батареях более долговечное. Металл может быть — окрашенная сталь, алюминиевый сплав, нержавеющая сталь (блестящая или матовая, черненная). Тут используются более дорогие материалы, более качественные светодиоды и солнечные элементы. Цены, правда, тоже значительно выше.

Как выбрать по техническим параметрам

После того, как определились с внешними параметрами, надо углубляться в технические тонкости. Прежде всего обратите внимание на мощность светильника, тип и емкость аккумуляторной батареи. Нормальные производители указывают количество светодиодов и их общую яркость. Чем больше мощность светильника, тем большую площадь он будет освещать. Но при этом должна быть более мощный аккумулятор — чтобы обеспечить требуемое время работы.

Нормальные светильники могут работать по 8-10 часов (при полном заряде). Но такая продолжительность свечения нужна не всегда — когда ночи короткие, работать уличное освещение может 5-6 часов, а то и меньше. Для того чтобы освещение на работало «вхолостую», в фонари встраиваются датчики освещенности. Довольно полезная опция, так что на нее тоже обращаем внимание.

Условия эксплуатации

Многие фонари и светильники для уличного освещения на солнечных батареях имеют серьезный недостаток: они плохо переносят морозы. Как правило, это фонари дешевого и среднего ценового диапазона. Если их эксплуатировать при температуре ниже +25°C, их срок службы значительно снижается. Еще быстрее они выходят из строя, если работают при минусовых температурах. Так что такие светильники пригодны только для дачи — на время дачного сезона. Учтите, что не все производители об этом предупреждают. Информацию часто приходится запрашивать дополнительно.

Высота фонарей на солнечных батареях может быть разной. Это уже более солидные «морозоустойчивые» модели

Если уличное освещение на солнечных батареях должно работать круглый год, ищите «морозоустойчивые» модели. Они есть, но в более высоком ценовом диапазоне. В них используются морозоустойчивые солнечные элементы и аккумуляторы, выполнены они из стали. Соответственно — стоят дороже.