Закон за обратния квадрат

В техническо отношение законът за обратния квадрат във физиката гласи, че „стойността на някаква физическа величина в дадена точка от пространството е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от източника на полето, което тази физическа величина характеризира“. Може би се чудите какво общо може да има закон с подобно определение с фотографията (и никой няма да ви осъди). Законът за обратния квадрат се прилага за много неща в този свят. Днес обаче ще разгледаме само един от тях: светлината.

Обяснение на концепцията

За тези от нас, които не са много запознати с висшата математика (или дори основната математика, в този смисъл), нещо като обратния квадратен закон може да изглежда невероятно сложно. Има уравнения с числа и променливи, връзки към физиката и куп други неща, които, честно казано, изглеждат много скучни. Поради тази причина ще се опитаме да покрием тази тема от практическа гледна точка, а не от техническа.

Самият закон се използва във фотографията по отношение на осветлението. Като цяло той е приложим за всякакъв вид осветление, но най-важните области от неговото приложение се отнасят до осветлението извън камерата. Като цяло законът за обратния квадрат ни учи как работи светлината на разстояние и защо разстоянието между източник на светлина и обект е толкова важно.

Да приемем, че разполагаме с източник на светлина с пълна мощност и нашият модел е на 1 метър от него. Ако преместим модела два пъти повече от разстоянието от източника (2 метра), каква е мощността на светлината, достигаща до него? Естествената мисъл е "половината от мощността" - но, за съжаление, това не е така и светлината работи в съответствие със закона за обратния квадрат.

Според закона силата на светлината ще бъде обратно пропорционална на квадрата на разстоянието. Така че, ако вземем разстояние от 2 и квадрат това число, ще получим 4, обратното е ¼, т.е. четвърт от първоначалната мощност не е половината.

Преместването на обект на три метра от източника (3 * 3 = 9, т.е. 1/9) ще доведе до мощността на светлината, достигаща до него, да бъде 1/9 от първоначалната стойност.

На снимката по-долу е показано как мощността на светлината намалява от 1 на 10 метра, не забравяйте, че всеки индикатор е просто обратният квадрат на разстоянието над 1.

Законът за обратния квадрат обяснява значителното намаляване на силата на светлината на разстояние. Можем да използваме тази информация, за да разберем по-добре как нашето осветление влияе на модела и да го контролираме по-добре.

Практическа употреба

Така че знанието за намаляване на силата на светлината е забавно и всичко ... но как можем да намерим достойно използване за него в нашата фотографска работа? Това се отнася преди всичко до експозицията и относителното разположение на обектите. Когато светлината е насочена в определена посока, първоначално намаляването на мощността настъпва много бързо и след това се забавя, колкото по-нататък, толкова повече.

Не забравяйте, че със закона за квадратите числата се увеличават все по-бързо и по-бързо, но със закона за обратните квадрати те намаляват все по-бавно.

Ако разгледаме намаляването на мощността на светлината от 1 m на 10 m като процент с целочислена точност, то изглежда така:

Тук виждаме 75% спад от 1 на 2 метра, но само 5% намаляване на осветеността от 4 метра на 10 метра.

Експозиция

По този начин разбираме, че в близост до източника на светлина мощността е висока, но далеч от нея имаме само много малко количество светлина. Въз основа на това, за да получим правилната експозиция (ако приемем, че използваме постоянна скорост на затвора), ако обектът е много близо до светлина, трябва да настроим диафрагмата си на около F16, за да блокира цялата излишна светлина.

Ако, от друга страна, обектът е много далеч от източника, тогава трябва да изберем стойност на диафрагмата около F4, за да уловим повече светлина. И двата кадъра трябва да изглеждат еднакви, тъй като настройваме камерата да пропуска еднакво количество светлина за всеки от тях.

Въз основа на това можем приблизително да изчислим кои стойности на блендата трябва да се използват на дадено разстояние, за да се получи правилната експозиция. Не забравяйте, че мощността на светлината отначало намалява много бързо, а след това по-бавно. По същия принцип, първоначално отваряме блендата много рязко, а след това колкото по-бавно, толкова по-далеч сме от източника на светлина.

Осветяване на един обект

Нека преместим скалата на диафрагмата в горната част на диаграмата като удобна отправна точка. Сега следващата точка: някои обекти не се движат, което означава, че веднага щом поставите обекта на определено разстояние от източника на светлина, вие задавате експозицията и това е всичко.

Ако обаче снимате човек (особено човек, който стои), той е склонен да се движи. Ако вашият обект е много близо до източник на светлина и тя (или той) се движи половин стъпка в която и да е посока, тогава тя веднага ще бъде недоекспонирана или преекспонирана.

Ако обаче моделът е по-далеч от източника, той може да премине няколко стъпки във всяка посока и изобщо няма да се налага да променяте настройките на камерата.

Осветяване на група обекти

Предишното правило работи много подобно за група обекти. Ако всички ваши обекти са много близо до източника, този, който е по-далеч от източника, ще бъде силно недоекспониран в сравнение с този по-близо до светлината - в диапазона от F22 до F11.

Но ако преместите всички обекти по-далеч от източника, всички те ще бъдат осветени достатъчно добре при отвор около F4.

Фон за осветление

Разбира се, понякога наистина искате да направите един елемент от снимката ярък, а друг тъмен, какъвто е случаят с фона. Така че, ако поставите модела много близо до източника на светлина и фонът е на определено разстояние, тогава (ако моделът е правилно изложен) фонът ще бъде силно недоекспониран.

Ако искате да осветите обекта и фона, преместете ги по-далеч от източника на светлина, но близо един до друг.

Заключение

Това беше само малко въведение в закона за обратния квадрат и как може да се приложи към осветлението във фотографията. Има много, много променливи, които могат да се регулират, за да се получат различни ефекти, като скорост на затвора, яркост на светлинния източник и използване на множество източници.

Надявам се обаче, че сега разбирате основите на закона за обратния квадрат и можете да започнете да ги прилагате към вашата фотографска работа, за да получите по-добро осветление, което ви подхожда.

Автор на статията: Джон О'Нолан