Закон зворотних квадратів
Говорячи технічними термінами, закон зворотних квадратів у фізиці стверджує, що «значення певної фізичної величини у цій точці простору обернено пропорційно квадрату відстані джерела поля, яке характеризує ця фізична величина». Вам, мабуть, цікаво, що закон із подібним визначенням може мати спільного з фотографією (і ніхто вас не засудить). Закон зворотних квадратів застосовується для безлічі речей у цьому світі. Сьогодні ми розглянемо лише одну з них: світло.
Пояснення концепції
Для тих з нас, хто не надто близько знайомий з вищою математикою (або навіть з основами математики, якщо вже на те пішло), щось подібне до закону зворотних квадратів може здатися неймовірно складним. Там є рівняння з числами та змінними, посилання на фізику та безліч інших речей, які, відверто кажучи, здаються дуже нудними. З цієї причини ми намагатимемося охопити цю тему з практичної сторони, а не з технічної.
Сам закон у фотографії використовується у питаннях висвітлення. Взагалі-то, він застосовний по відношенню до будь-якого виду освітлення, але найважливіші області його застосування стосуються позакамерного освітлення. Загалом закон зворотних квадратів вчить нас, як працює світло на відстані і чому відстань між джерелом світла і об'єктом така важлива.
Припустимо, у нас є джерело світла, включене на повну потужність, і наша модель знаходиться за 1 метр від нього. Якщо ми перемістимо модель на подвоєну відстань від джерела (2 метри), якою буде потужність світла, що її досягає? Природна думка «половина потужності» - але, на жаль, це не так, а світло працює відповідно до закону зворотних квадратів.
Згідно із законом, потужність світла буде обернено пропорційна квадрату відстані.Таким чином, якщо ми візьмемо відстань 2 і зведемо це число квадрат, ми отримаємо 4, зворотне значення складе ¼, тобто чверть початкової потужності - не половину.
Переміщення об'єкта на три метри від джерела (3 * 3 = 9, тобто 1/9) призведе до того, що потужність світла, що досягає його, складе 1/9 від первісного значення.
На малюнку нижче показано, як зменшується потужність світла від 1 до 10 метрів, пам'ятайте, кожен показник – просто зворотний квадрат відстані понад 1.
Закон обернених квадратів пояснює суттєве зниження потужності світла на відстані. Ми можемо використовувати цю інформацію, щоб краще розуміти, як наше освітлення впливає на модель, і відповідно краще контролювати його.
Практичне застосування
Отже, знання про зниження потужності світла кумедно і таке інше ... але як ми можемо знайти йому гідне застосування в нашій фотографічній роботі? Це стосується, насамперед, експозиції та відносного розташування об'єктів. Коли світло спрямоване у певному напрямку, спочатку зменшення потужності відбувається дуже швидко, а потім уповільнюється, що далі, то більше.
Пам'ятайте, що із законом квадратів числа збільшуються дедалі швидше, але із законом зворотних квадратів вони зменшуються дедалі повільніше і повільніше.
Якщо ми поглянемо на зменшення потужності світла від 1 м до 10 м у відсотках з точністю до цілого числа, це буде виглядати так:
Тут ми бачимо падіння на 75% від 1 до 2 метрів, але всього 5% зниження освітленості від 4 метрів до 10 метрів.
Експозиція
Таким чином, ми розуміємо, що близько до джерела світла потужність велика, але далеко від нього ми маємо лише дуже невелику кількість світла. Виходячи з цього, для отриманняправильної експозиції (передбачається, що ми використовуємо постійну витримку), якщо об'єкт дуже близький до світла, то ми повинні встановити діафрагму приблизно на F16, щоб блокувати всі надлишки світла.
Якщо, з іншого боку, об'єкт розташований дуже далеко від джерела, тоді слід вибрати значення діафрагми приблизно F4, щоб захопити більше світла. Обидва кадри мають виглядати ідентично, тому що ми налаштували камеру таким чином, щоб пропустити однакову кількість світла для кожного з них.
Виходячи з цього ми можемо приблизно оцінити, які значення діафрагми потрібно використовувати на тій чи іншій відстані, щоб отримати коректну експозицію. Пам'ятайте, що потужність світла спочатку знижується дуже швидко, а потім повільніше. За тим же принципом ми спочатку відкриваємо діафрагму дуже різко, а потім тим повільніше, чим далі ми від джерела світла.
Висвітлення одного об'єкта
Давайте перемістимо шкалу з діафрагмовими числами на вершину діаграми як зручну точку відліку. Тепер наступний момент: деякі об'єкти не рухаються, і це означає, що коли ви помістите об'єкт на певній відстані від джерела світла, ви встановите експозицію, і на цьому все.
Однак якщо ви знімаєте людину (особливо стоїть людину), вона має тенденцію переміщатися. Якщо ваша модель дуже близька до джерела світла, і вона (або він) переміститься на півкроку в будь-якому напрямку, вона відразу виявиться недо-або переекспонована.
Однак якщо модель знаходиться далі від джерела, вона може переміщатися на кілька кроків у будь-якому напрямку, і вам взагалі не потрібно буде змінювати налаштування камери.
Висвітлення групи об'єктів
Попереднє правило працює дуже схоже і групи об'єктів. Якщо всі вашіоб'єкти знаходяться дуже близько до джерела, тоді те, що далі від джерела, виявиться сильно недоекспонованим у порівнянні з тим, що ближче до світла – в діапазоні від F22 до F11.
Але якщо ви перемістите всі об'єкти далі від джерела, всі вони будуть освітлені досить добре на діафрагмі близько F4.
Освітлення тла
Звичайно, часом ви дійсно хочете зробити так, щоб якийсь елемент фотографії був яскравим, а інший темним, як у випадку з тлом. Так, якщо ви поміщаєте модель дуже близько до джерела світла, а фон на певній відстані, тоді (передбачається, що модель експонована коректно) фон буде недоекспонований.
Якщо ви бажаєте яскраво висвітлити і модель, і фон, перемістіть їх далі від джерела світла, але близько один до одного.
Висновок
Це було лише невелике введення в закон зворотних квадратів та способи його застосування у висвітленні у фотографії. Існує безліч, безліч змінних, які можуть бути скориговані для отримання різних ефектів, такі як витримка, яскравість джерела світла та використання кількох джерел.
Однак сподіваюся, що тепер ви розумієте основи закону обернених квадратів і можете почати застосовувати їх у вашій фотографічній роботі для отримання кращого, більш відповідного вам освітлення.
Автор статті: John O'Nolan