Как закон обратных квадратов связан с мягкостью света для портретов?

Не вдаваясь в математику ситуации, которую другие описывают с помощью графиков и уравнений, позвольте мне попытаться прояснить разницу между этими двумя разными аспектами освещения.

Количество и качество .

Количество или количество света определяется тем, как далеко свет распространяется. При прочих равных, чем короче расстояние, тем больше света падает на объект. Закон обратных квадратов относится к этому аспекту. Формулы и графики представляют собой попытку количественной оценки изменения интенсивности с расстоянием.

Качество света определяется относительным размером источника. Как правило, чем больше, тем мягче. Некоторые называют мягкий свет «обертыванием» объекта. Переход от света к тени мягкого источника постепенный и плавный. По мере того, как диаметр источника уменьшается до точки, тени «затвердевают» и отбрасывают резкие, резкие тени. По мере удаления источника от предмета уменьшается и его диаметр по отношению к предмету.

СОВЕТ:
f/#s на оправе объектива можно использовать для оценки глубины падения света — без калькулятора — благодаря применению закона обратных квадратов.
От 2,8 до 4 футов свет упадет на 1 стоп.
От 4 до 5,6 футов свет падает с еще одной ступени
. С 5,6 до 8 футов свет падает с еще одной ступени
. С 8 футов до 11 футов — еще одна ступень и так далее.

Используя этот СОВЕТ, вы можете увидеть, что размещение модели на расстоянии около 6 футов от источника дает фотографу полную зону света глубиной 2-1/2 фута с падением менее ступени. Это вполне соответствует соотношению освещенности и диапазону портретного освещения. (Это применение закона обратных квадратов)

Предположим, что объект был частью оборудования шириной 3 фута. Размещение объекта на расстоянии 8 футов от источника гарантирует, что расстояние от ближайшей до самой дальней точки оборудования будет в пределах одной ступени, что вполне соответствует допустимому коэффициенту освещенности для печатных брошюр, посвященных фотографии товаров. (Это еще один пример закона обратных квадратов)

«Мягкий свет» — это термин, используемый для обозначения света, который дает рассеянные тени, а не четкие тени. Но это не значит, что у вас не может быть одни области очень темными, а другие очень яркими при использовании мягкого света. Это просто означает, что переходы от ярких областей к темным более постепенны и менее отчетливы.

Причина, по которой вы хотите получить свет как можно ближе к объекту, когда требуется мягкий свет, не имеет ничего общего с правилом обратных квадратов. Вместо этого это связано с тем, что чем ближе источник света к объекту, тем больше он становится с точки зрения углового размера света, измеренного от поверхности объекта. Если у вас есть софтбокс в четырех футах от объекта, он заполняет в два раза большее угловое расстояние, чем тот же софтбокс, размещенный на расстоянии восьми футов от объекта. Чтобы получить ту же яркость, вам нужно уменьшить мощность света на одну ступень, чтобы компенсировать более близкое расстояние.

Причина, по которой свет, помещенный ближе к объекту, будет иметь большее падение, заключается в том, что отношение расстояния от источника света до ближайшей части объекта и самой дальней части объекта больше, чем когда источник света находится дальше от него. предмет. Думайте об этом так же, как вы понимаете сжатие на основе расстояния съемки: когда вы находитесь очень близко к человеку, нос может быть наполовину дальше от камеры, чем уши. Это имеет тенденцию растягивать лицо. Когда вы находитесь в 20 футах от объекта, нос только примерно на 2% ближе к камере, чем уши. Это приводит к уплощению лица.

Часто желательно размещать источники света на расстоянии от 6 до 10 футов от объекта, поскольку это обеспечивает четкую линию обзора объекта без необходимости перемещать источники света каждый раз, когда фотограф хочет изменить положение камеры. Ключевое слово здесь - свет , а не свет . Когда вы используете несколько источников света с обеих сторон объекта, вы создаете более мягкий свет, размещая более одного источника света под углами, достаточно далеко друг от друга, чтобы заполнить пространство .тени, отбрасываемые другим светом. По сути, вы создаете свет шириной, равной расстоянию между дальними краями каждого из нескольких источников света. Чтобы получить такой же эффект мягкого света от одного источника света, вам потребуется, чтобы этот единственный источник света был достаточно близко к объекту или достаточно большим, чтобы занимать такой же широкий угол, как и несколько источников света вместе взятых.

Предполагая, что это видео, которое вы видели , пересмотрите использование света вблизи/далеко, но обратите внимание на линию тени на лице модели.

Обратите внимание, что когда модель находится рядом с софтбоксом, линия шире и размытее, т. е. свет мягче. Но когда модель находится дальше от софтбокса, эта линия становится меньше и более четкой, т. е. свет становится более жестким. Солнечный свет, вероятно, является одним из самых жестких источников света и дает очень четкую границу между тенью и светом.

Так что ваше понимание на самом деле правильное — чем ближе к источнику света, тем больше становится источник света и тем мягче свет.

Фоллофф - это другое. Falloff — это переход от светлого к темному и касается уровней освещенности (а не качества).

Функция обратного квадрата говорит нам, что количество света обратно пропорционально квадрату расстояния. Простой декартов график функции y = 1/x ² выглядит так:

Итак, думайте о том, насколько высоко красная линия, насколько ярок свет, и насколько далеко вправо на графике, насколько далеко вы находитесь от источника света. (Вот почему слова «обратный квадрат» все еще используются, несмотря на математику — для точного описания того, насколько у вас есть спад по сравнению с расстоянием от источника света.)

Обратите внимание, что вблизи 0 (т. е. когда вы очень близки) обратный квадратичный спад очень быстрый и крутой. Так что да, вы можете получить большой переход уровней освещенности на относительно небольших расстояниях. Когда вы уходите дальше, кривая выравнивается, поэтому спад не такой большой, но общий уровень света намного ниже, чего вы не видите на видео, потому что фотограф компенсирует это настройками экспозиции.

Закон обратного квадрата действительно справедлив только для точечных источников света. Для фото мы берем голую лампочку почти в точности следуя закону. Как только вы поместите эту лампу в рефлектор или накроете ее рассеивателем, результирующее падение света не будет строго соответствовать этому правилу. Крайним вариантом может быть прожектор, испускающий параллельные световые лучи, теперь прожектор излучает яркий световой круг, яркость которого остается неизменной на экстремальных расстояниях.

Теперь широкий источник света, если он достаточно велик, будет излучать свет, интенсивность которого остается постоянной на значительном расстоянии (он вообще не подчиняется закону обратного квадрата). Таким образом, широкие лучи лучше всего излучают мягкий свет. Под мягкостью мы подразумеваем тени, отбрасываемые светом, примерно такой же интенсивности, как и их окружение.

1. По закону обратных квадратов: лампа, расположенная на расстоянии 6 футов от предмета, излучает свет мощностью 100 единиц (ватт или ламберт), отраженный от предмета. Если расстояние от лампы до объекта увеличить до 6 х 1,4 до 8,4 футов, освещенность объекта упадет до 50 единиц. Если лампа находится на расстоянии 10 футов, а 100 единиц света измерены в плоскости предмета, перемещение света до 10 x 1,4 = 14 футов уменьшает свет до 50 единиц. Значение 1,4 является ключевым. Чем дальше лампа, тем длиннее промежуток, который дает 50%-ное снижение. Поскольку долины и выступы лица составляют всего дюйм или меньше, разница в энергии света между двумя крайностями минимальна. Таким образом, дальняя лампа менее резка.
2. Вы упускаете из виду, что чем дальше расстояние от лампы, тем больше промежуток расстояния, чтобы получить разницу в 1 f/stop, что означает снижение уровня освещенности на 50%.
   Факториал: Лампа подчиняется закону обратных квадратов. Умножьте расстояние от лампы до объекта на 1,4, чтобы вычислить расстояние от лампы до объекта, что приводит к уменьшению на 50 % (1 диафрагма/стоп). Разделите расстояние от объекта до лампы на 1,4, чтобы вычислить пересмотренное расстояние от лампы до объекта, которое приводит к 100-процентному увеличению освещенности (1 кадр/стоп) в плоскости объекта.

Закон обратных квадратов касается только интенсивности света. В 2 раза дальше — это в 4 раза ярче. Это СОВСЕМ НЕ только про точечные источники, это про софтбоксы и зонты тоже, ЕСЛИ абстрагироваться от ткани и мерить расстояние до самой лампы-вспышки. Будут конечно тупые аргументы, но закон обратных квадратов НЕ отсчитывается от поверхности ткани, ткань не является источником света. Только студенты-математики, изучающие исчисление, любят рассматривать плоские панели. :) У фотографов разные заботы. А нам вообще удобнее пользоваться люксметрами вместо рулетки.

Мягкий свет зависит от большого диаметра света. Это гораздо больше, чем просто распространение. Мы можем использовать большой источник света или, расположив его близко, он будет казаться больше, как его видит объект, поэтому мягкость будет одновременно и близкой, и большой. Довольно сложно получить слишком много либо большого, либо близкого.

См. http://www.scantips.com/lights/flashbasics3.html .

A light at a distance equal to half of its size: seen as 90 degrees width
A light at same distance as its size: 53 degrees width (this will be quite soft light)
A light at 2x the distance as its size: 28 degrees width
A light at 5x the distance as its size: 11 degrees width
An 8 inch softbox at 6 feet (9x):   about 6 degree width
A 2 inch flash head at 9 feet (50x):   about 1 degree width
Our Sun (865,000 miles diameter, 107x):   0.5 degree size.
The trigonometry: degrees of angle = 2 arc tan(radius/distance) 

Таким образом, источник света диаметром в один фут, расположенный на расстоянии 10 футов от субъекта, воспринимается субъектом как имеющий ширину 2 арктангенса (0,5/10) = 5,7 градуса или от 2,8 градуса в каждую сторону.

Но четырехфутовый источник света, расположенный на расстоянии 2 футов от объекта, воспринимается как 2 дуги загара (2/2) = 90 градусов в ширину. Таким образом, этот свет также исходит под углом 45 градусов по обе стороны от объекта, сверху и снизу, и поэтому все эти угловые световые лучи самозаполняют тени, создаваемые всеми другими путями, и даже в некоторой степени огибают объект позади объекта. . Вот почему «большой» и «близкий» — это определение мягкого света.

Так что просто поставить рассеиватель на маленький свет — это совсем НЕ то же самое, что и мягкий. Рассеиватель на маленьком источнике света просто рассеивает свет наружу, так что большая его часть полностью не попадает на объект. У него нет диаметра, чтобы направить какой-либо боковой свет назад к объекту, чтобы заполнить тени, создаваемые другими путями света.

Так что да, закон обратных квадратов действительно влияет на степень падения света позади и перед объектом. Большее расстояние дает меньшее падение. Но большее расстояние — это абсолютные ямы для мягкости.

При использовании крошечных огней (голые вспышки) мягкость не имеет значения, и от 6 до 10 футов может иметь преимущество падения, о котором вы упоминаете. Комнате может понадобиться много глубины, но человеческому портрету нужно всего около одного фута, ничего страшного. Глубина резкости фокуса, безусловно, важнее.

Но большие источники света на расстоянии от 6 до 10 футов — плохой совет для портретной съемки. Лучшее правило для софтбоксов и зонтов для портретов — «как можно ближе» (то есть достаточно далеко, чтобы они едва попадали в поле зрения камеры). Я бы сказал, что 4 или 5 футов должны быть легко возможны для ткани для зонтов и 2 или 3 фута для софтбоксов. Из-за этого эти большие огни кажутся огромными... и мягкими.

Свет того же размера, что и расстояние до него, является хорошим эмпирическим правилом для обеспечения приличной мягкости. Четырехфутовый свет на четырех футах работает нормально.

Основной источник света расположен под углом примерно 45 градусов в высоту и ширину, чтобы намеренно создавать моделирующие тени. Однако эти тени могут быть довольно темными.

Поэтому мы используем заполняющий свет, который должен быть фронтальным, чтобы слабо освещать и частично заполнять тени, которые видит объектив камеры (и не создавать больше теней). Коэффициент освещенности - это соотношение этих двух сил света (желательна видимость оставшихся теней в некоторой степени). Но заполняющий свет является фронтальным, поэтому он должен быть позади камеры, чтобы камера могла видеть вокруг себя. Над камерой хорошее место для него. Но это всего лишь заполнение нескольких темных теней, и, поскольку фронтальная область специально НЕ создает новых теней, мягкость НЕ является ее задачей (нет теней, которые нужно смягчить).

В этой точке заполняющий свет находится как можно ближе к оси объектива, освещая именно то, что видит объектив, поэтому он не создает видимых теней, нуждающихся в заполнении. Он просто осветляет существующие основные тени, которые видит объектив.

Основной свет должен быть большим, близким и мягким.