Systemy oświetleniowe - Natężenie, tekstura i kolor światła

Rozpatrzyliśmy też mały przykład, przyglądając się oświetleniu teatralnemu. W tym numerze pochylimy się jeszcze nad innymi aspektami światła scenicznego, takimi jak jego jasność (natężenie), tekstura i kolor.

JASNOŚĆ ŹRÓDŁA ŚWIATŁA

Natężenie światła, przekładające się na jasność oświetlenia danego obiektu czy osoby, to kolejny czynnik, który musi wziąć pod uwagę light designer. Najczęściej spotykany wataż „tradycyjnych” urządzeń oświetleniowych (w tym ruchomych głów, ale z żarowym lub wyładowczym źródłem światła) to 250 W, 300 W, 500 W, 575 W, 650 W, 700 W, 1.000 W, 1.200 W, 1.500 W i 2.000 W. Specjalistyczne urządzenia, jak np. followspoty, mogą dysponować lampami o mocach jeszcze większych od wymienionych powyżej.

To, o czym musimy pamiętać, to fakt, iż wraz ze wzrostem odległości światło traci na swojej jasności. W jakim stopniu? To określa nam prawo odwrotności kwadratów. Mówi ono, że wraz ze wzrostem odległości intensywność wiązki światła zmniejsza się z kwadratem tej odległości. Czyli podwojeniu odległości odpowiada czterokrotne zmniejszenie natężenia światła, kolejne podwojenie to już 16-krotnie mniejsze natężenie itd. W danych katalogowych urządzeń oświetleniowych mamy przeważnie podaną wartość natężenia światła w odległości 1 m od źródła. Znając tą wartość bez problemu (jeśli znamy podstawy matematyki) obliczymy sobie natężenie w dowolnej odległości. Na przykład, wiedząc iż nasza lampa świeci w odl. 1 m światłem o natężeniu 16.000 luksów szybko obliczymy, że metr dalej (czyli 2 m od niej – podwajamy odległość) z owych 16.000 zrobi się 4.000 luksów, a na dystansie 4 metrów pozostanie nam już tylko 1.000 luksów. Natomiast z prostego wzoru policzymy, że w odległości 3 metrów natężenie światła z tego źródła osiągnie wartość 1.778 luksów.

Co to w praktyce oznacza? Dokładnie to, że bliżej źródła światła oświetlona osoba lub przedmiot będą jaśniejsze, niż usytuowane dalej. Jednak zbyt bliskie ustawienie też nie jest za dobre, bowiem będzie powodowało niezbyt przyjemny dla oka efekt „prześwietlenia” obiektu.

Inny temat związany z jasnością światła, który musimy wziąć pod uwagę, to wpływ szerokości wiązki – im mniejszy kąt wiązki (tj. im jest ona węższa), tym jaśniej oświetlony będzie przedmiot, niż wiązką o szerszym kącie (przy takim samym „wyjściu” światła). Dzięki temu urządzenia takie jak Clay Paky Sharpy, dysponujące lampą o relatywnie małej mocy, są w stanie zaświecić bardzo jasną wiązką światła, co wynika z faktu, że można uzyskać prawie zerowy kąt wiązki, czyli wiązkę równoległą.

Jaki wpływ na natężenie światła ma szerokość (kąt) wiązki możemy prześledzić na przykładzie ruchomej głowy Vari*Lite VL3500 Spot, która cechuje się całkowitym strumieniem światła równym 20.000 lumenów i możliwością zmiany kąta wiązki w zakresie od 10 do 56 stopni. Jeśli zmierzylibyśmy natężenie świata emitowanego przez owo urządzenie w odległości 5 m dla najwęższej, 10-stopniowej wiązki, to wyszedłby nam wynik 48.000 luksów (całkiem nieźle, prawda?). Jeśli jednak zmienimy szerokość wiązki na prawie maksymalną, a dokładnie na 46o, zmierzona wartość natężenia światła w tej samej odległości 5 m wyniesie już tylko 2.000 luksów. Należy jednak pamiętać, iż obszar, jaki w ten sposób oświetlimy będzie nieporównywalnie większy niż w przypadku wiązki 10-stopniowej – stąd taka różnica w jasności.

I to jednak wciąż nie koniec. Innym aspektem, który musimy wziąć pod uwagę, gdy chcemy dobrać źródło światła zapewniające odpowiednią jasność, jest… kolor światła. Tak, wiem, że z pozoru to zupełnie inny temat, ale w przypadku korzystania z klasycznych źródeł światła (żarowych, wyładowczych) i filtrów żelowych (foliowych) musimy pamiętać, że filtr taki nie tylko „wycina” z całego spektrum fal składających się na światło białe pożądany przez nas jego fragment (odpowiadający za dany kolor), ale również redukuje wyjściową wiązkę światła (strumień światła), w efekcie czego uzyskamy znacznie mniejsze natężenie, niż dla nieodfiltrowanej wiązki. Im wybrany przez nas kolor jest ciemniejszy, tym ta redukcja jest większa. Przykładowo, wybierając kolor jasno-grantowy będziemy potrzebowali znacznie mocniejszej lampy niż w przypadku koloru bladoróżowego – jeśli chcemy dla obu tych barw uzyskać światło o podobnym natężeniu.

Przepuszczalność filtrów (transmission), określana jako procent światła, który przechodzi przez filtr, jest podstawowym parametrem filtru i powinna znaleźć się w danych publikowanych przez jego producenta. Jest to parametr, który pozwoli obliczyć, albo oszacować, o ile trzeba by zwiększyć moc źródła światła, aby uzyskać zbliżoną jasność obiektu, jak w przypadku oświetlenia go światłem białym (open withe), czyli bez filtru.

Reasumując – podczas projektowania oświetlenia i dobierania odpowiednich urządzeń do przyjętych założeń, dotyczących intensywności oświetlenia obiektów, trzeba brać pod uwagę kilka zmiennych. Nie ma jednej, niezawodnej metody na dobranie odpowiedniej mocy urządzeń dla każdej sytuacji. Trzeba sobie zadać takie pytania: jak jasno oświetlona ma być scena? jaka jest odległość urządzenia od sceny (obiektu)? jak szeroką wiązką światła chcemy świecić? jakich kolorów chcemy używać i – związane z tym – jaka jest przepuszczalność filtrów zastosowanych do uzyskania takich kolorów?

Oczywiście odpowiedzi na te pytania nie dadzą nam jednoznacznego rozwiązania, wyrażonego dokładnie określoną mocą (do 2 miejsc po przecinku ˘). Trzeba więc zdać się na oszacowanie pożądanej wartości mocy urządzeń, która zawsze będzie obarczona pewnym błędem i – w zależności od naszego doświadczenia – błąd ten będzie większy (jeśli zaczynamy naszą przygodę ze światłem) lub mniejszy (gdy już parę „sztuk” udało nam się skutecznie „położyć” i potrafimy uczyć się na własnych błędach). Generalnie zasada jest taka, iż lepiej przeszacować niż niedoszacować – w tym pierwszym przypadku zawsze będziemy mogli skorzystać z dobrodziejstwa zwanego dimmerem, aby nieco zmniejszyć intensywność światła. Aczkolwiek w takim przypadku należy liczyć się z tym, iż mogą nam się „rozjechać” niektóre kolory, bowiem ściemniony reflektor (czy inna lampa) może emitować światło o zmienionej temperaturze barwowej (w stosunku do „pełnego” światła), co z kolei może odegrać znaczącą rolę w uzyskaniu pożądanej barwy odfiltrowanego światła.

STRUKTURA OŚWIETLENIA

W rzeczywistym świecie bardzo rzadko mamy do czynienia z oświetleniem o równomiernym natężeniu. Najczęściej spotykamy się z oświetleniem obiektów przez światło bezpośrednie, jak i odbite od sąsiadujących obiektów. Efektem tego jest oświetlenie nierównomierne lub teksturowe, bardziej miękkie i mniej kontrastowe, „produkujące” mniej wyrazisty cień.

Jednym z narzędzi to „rozdrabniania” lub teksturowania światła są gobo. Ale efekt nierównomiernego oświetlenia można też uzyskać za pomocą „czystych” lamp, przy ich odpowiednim usytuowaniu i ukierunkowaniu. Struktura oświetlenia może być również kontrolowana przez zmianę krawędzi wiązki światła. Profil daje ściśle określoną plamę świetlną, która może oświetlać obiekty spoza „zdefiniowanego” obszaru tylko poprzez odbicie od obiektu oświetlonego. Fresnel będzie również oświetlał „swój” zdefiniowany obszar, ale będzie też wysyłał szczątkowe światło poza ten obszar.

KOLOR ŚWIATŁA

Kolor światła to kolejny ważny aspekt oświetlenia, który musi wziąć pod uwagę projektant systemu. Szczególnie w teatrach kolor gra niepoślednią rolę, pozwalając np. na uwidacznianie, a wręcz kształtowanie, różnorodnych emocji. Poza tym można naocznie przekonać się, iż światło białe zawiera w sobie całe spektrum barw, dzięki czemu możemy uzyskać dowolny kolor.

W tradycyjnych lampach „kolorowanie” światła odbywa się poprzez stosowanie filtrów żelowych (foliowych) lub – rzadziej – szklanych na wyjściu wiązki światła białego. Działanie takiego filtru – w dużym skrócie – polega na tym, że z przechodzącej przezeń wiązki białego światła przepuszczane są tylko te barwy, które korespondują z kolorem filtru. Przykładowo – filtr zielony (o barwie podstawowej zieleni, odpowiadającej składowej „green” z palety trzech barw podstawowych – RGB) przepuszcza tylko i wyłącznie barwę zieloną, natomiast filtr żółty przepuszcza barwę czerwoną i zieloną, ale nie przepuszcza niebieskiej. Filtr o kolorze łososiowym z kolei pozwala przezeń przechodzić głównie barwie czerwonej, ale również – procentowo mniej – zielonej i niebieskiej. I tak dalej.

Jeśli oświetlimy dany obszar światłem o różnych barwach, które w pewnym regionie będą się na siebie nakładały, wynikowa barwa oświetlonego w ten sposób miejsca będzie bardziej zbliżona do białej, niż do oryginalnych kolorów filtrów. Przy czym jeśli chcemy uzyskać „czystą” biel, podstawowe trzy kolory muszą być zmieszane w tych samych proporcjach. W przeciwnym przypadku uzyskane światło białe będzie cechowało się pewnym „zabarwieniem”, zależnym od tego, który ze składników procentowo był największy. Czysta biel światła w teatrze jest bardzo pożądana przez light designerów (jest najbliższa barwie światła dziennego) ze względu na swoją bezemocjonalność i niejednoznaczność, czy wręcz zagadkowość.

Z powyższego można wysnuć twierdzenie – zresztą zgodne z prawdą – że mieszając tylko trzy podstawowe barwy (inaczej zwane barwami prostymi – zielona, czerwona i niebieska) w odpowiednich proporcjach można uzyskać dowolną inną barwę, z „czystą” bielą włącznie. Jeśli zmieszamy w takich samych proporcjach tylko dwa z tych trzech składników, będącymi barwami podstawowymi, uzyskamy barwy wtórne. I tak mieszanka, w jednakowych proporcjach, barwy zielonej i czerwonej daje w efekcie kolor żółty, czerwonego z niebieskim – karmazyn (magenta), a zielonego z niebieskim kolor turkusowy (cyan). I znów, mieszając wszystkie trzy barwy wtórne uzyskamy kolor biały. Podobnie jeśli zmieszamy jedną z barw podstawowych z barwą wtórną, pochodzącą ze zmieszania pozostałych dwóch barw podstawowych, znów uzyskamy kolor biały, np. mieszając barwę czerwoną z turkusową. Takie dwa kolory nazywamy komplementarnymi lub – bardziej po polsku – dopełniającymi.

Tego typu mieszanie barw nazywa się miksowaniem addytywnym. Drugim sposobem jest mieszanie subtraktywne, w którym na „wyjściu” światła umieszczamy więcej niż jeden filtr, w efekcie czego zbliżamy się do czerni, a w zasadzie różnych odcieni szarości. Z pierwotnej wiązki światła białego, a więc zawierającego wszystkie kolory i odcienie, „odejmujemy” za pomocą kolejnych filtrów wybrane barwy. Z mieszaniem barw wiąże się też temat temperatury barwowej. Jeśli na przykład wyciemnimy nasze pierwotne źródło światła żarowego, zmniejszymy jego temperaturę barwową, tzn. zbliżymy się bardziej do barwy żółtej. Jeśli teraz zastosujemy na wyjściu jakiś filtr, będziemy mieć do czynienia z subtraktywnym mieszaniem się barwy żółtej z barwą filtru. Jeśli tym filtrem będzie filtr niebieski, w efekcie uzyskamy światło monochromatyczne, gdyż barwy żółta i niebieska są barwami dopełniającymi.

Jak widać, nieumiejętne operowanie temperaturą barwową może nam zupełnie pokrzyżować szyki, przez co zamiast zamierzonego efektu (koloru) uzyskamy coś zupełnie innego (np. barwę monochromatyczną). Z drugiej strony świadome sterowanie temperaturą barwową może być kolejnym narzędziem do uzyskania ciekawych efektów, nie tylko barwowych, ale też wyrażających np. emocję czy stan oświetlonej osoby. Kolejny przykład – jeśli zmieszamy barwę słomkową i stalową, znowu uzyskamy barwę białą. Dzieje się tak, ponieważ kolor słomkowy to bledsza wersja barwy żółtej, a stalowy jest bledszą wersją barwy niebieskiej, zaś kolory te są – o czym już wiemy – komplementarne (dopełniające). Oświetlając więc twarz aktora dwoma takimi źródłami światła, pod kątem 45o z jednej i drugiej strony, uzyskamy na środku barwę białą, ale połowa twarzy będzie oświetlona barwą cieplejszą, a druga połowa zimniejszą. Możemy przez to uzyskać ciekawy, dość enigmatyczny efekt – człowieka w połowie smutnego, w połowie szczęśliwego (pamiętacie postać Dwie Twarze z Batmana?).

Innym użytecznym kolorem, stosowanym w teatrach, jest też lawendowy, który jest substytutem koloru białego. Powstaje on ze zmieszania bladego różu z niebieskim, dając w efekcie „miękką biel”.

Jacek Sitarski