Как сделать освещение на солнечных батареях? Искусственное освещение в доме. Как компенсировать осенний дефицит солнца

Домовладение за чертой города — это не просто роскошный дом, а и земельный участок, требующий тщательного оформления в процессе обустройства в понравившейся ландшафтной стилистике. При этом не стоит забывать и об освещении территории, без которого невозможно прогуливаться ночью по саду.

Помимо этого оно считается и украшением, благодаря чему растения, которые становятся незаметными в сумерках, приобретают сказочную и эксклюзивную привлекательность при правильно произведённой подсветке. Однако какому методу освещения отдать предпочтение? Не всегда можно подвести электроэнергию.

Выход из подобной ситуации заключается в обустройстве светильников на солнечных батареях. Появились они в нашей стране сравнительно недавно, однако быстро завоевали огромную востребованность среди собственников загородных коттеджей.

Секреты осветительных приборов на солнечных батареях

В чём отличие обычного освещения? Конструкция устройств включает определённые детали и может иметь разнообразные параметры, внешние характеристики, при этом обладает схожим принципом функционирования. Он состоит в том, что поступающая энергия с фотоэлемента передаётся в аккумулятор, а затем на светодиод.

Верхнюю часть прибора прикрывает плафон, обустроенный на специальных ножках, либо подвешенный на креплении. Посмотрите фото обустройства солнечных приборов освещения на ресурсе.

Область использования данных устройств многообразная, не ограничивается исключительно домовладениями частного назначения. Они оригинально вписываются в ландшафтное декорирование парковых территорий, применяются в качестве подсветки фасадной части сооружений, удачно украшают фонтаны, скульптуры.

Разновидности

К самым современным моделям солнечных устройств относятся газонные, парковые, а также настенные. К самым распространённым относятся настенные варианты, которыми освещают садовые территории и скверы.

Располагаться подобный элемент может в месте, освещаемом лучами солнца. Имеющиеся в данных приборах батареи поддерживают ламповое функционирование в течение десяти часов.

Приборы для скверов оснащены большими алюминиевыми панелями. Их отличие состоит в конструктивных особенностях, способных предохранять содержание светильника от влажности. Неоспоримым достоинством выступает продолжительный эксплуатационный период. Подобное садовое освещение бесперебойно работает даже в непогоду.

Приборы газонные в большинстве случаев имеют небольшие габариты. В них в виде светящейся детали используются светодиоды. Что касается непосредственно формы, то достоинства солнечных осветительных приборов заключается в разнообразии и стильности каждой отдельной модели. Используются фонари для освещения дорожек, растений, мансардной части.

Плюсы и минусы

К достоинствам подобных устройств относится многообразная область использования. Они удачно подходят в качестве декора интерьера загородных жилых сооружений и офисных строений. Обустроив садовое освещение на батареи, которая функционирует от солнечных лучей, даже в теневой части сада, возможно без проблем акцентировать необходимое внимание на размещённом в той зоне предмете.

Помимо этого подобные фонари помогут кустарникам и деревьям хорошо развиваться, поскольку будут их освещать ночью. Эксплуатируется освещение от солнечных батареек и в скверах, на улицах.

При этом планируя подобную покупку для загородной территории, важно понимать, что многие модели не ремонтируются. Также самые обычные варианты заряжается не быстро, особенно в облачную погоду. Помимо этого не каждый аккумулятор отлично переносит холод. Данный момент важно учитывать в процессе покупке определённой модели.

Однако, невзирая на наличие минусов в характеристике светильников солнечных, не лишены они и многочисленных плюсов:

• мобильность;
• безопасность;
• разнообразие мощностей;
• экономия электричества;
• многообразие габаритов, форм, оттенков.

На какие нюансы обратить особое внимание при покупке

Так как в данных светильниках источник света — это светодиоды, то их необходимое количество непосредственно зависит от резкости освещения. Также немаловажный нюанс, требующий предельного внимания в процессе приобретения — разновидность и характеристики батареи аккумуляторной. От напряжения, а также ёмкости устройства зависит продолжительность эксплуатации светодиодов в сумерки.

Уровень защиты прибора обозначается специальными цифрами, а также буквами. При этом, чем выше цифра маркировки, тем больше защита устройства от негативных воздействий окружающей среды. Однако существуют осветительные приборы с датчиком движения, которые обустраиваются даже на воду. Их отличие заключается в несложности монтажа в требуемом месте.

При этом применять данные устройства желательно как дополнительное освещение. Достаточно эффективно оно выглядит в сочетании с прожекторами.

Самые востребованные варианты

Сегодня на рынке осветительные устройства для сада представлены в качестве продукции зарубежных и отечественных изготовителей. Какую предпочесть фирму зависит исключительно от ваших предпочтений. Если необходимо узнать, как собственноручно сделать солнечный прибор, посмотрите видео от профессионалов.

Среди товара от отечественных изготовителей обратите особое внимание на устройства Космос, которые обустраиваются исключительно на территориях с беспрепятственным доступом лучей солнца. Именно в данном варианте будет наблюдаться аккумуляторная зарядка, а ночью энергия будет превращаться в восхитительное освещение.

К зарубежному высококачественному товару относятся светильники от фирмы Uniel. Основное их предназначение состоит в качественном освещении территории и конструкций декорации. Создаются подобного типа фонари в эксклюзивном дизайнерском исполнении и могут эксплуатироваться как в качестве устройств освещения, так и необычным украшением.

Фото солнечных светильников

Почти в каждой оранжерее обязательно растут экзотические растения из тропических стран, где и солнца больше, и день длиннее. Без искусственного освещения многие растения просто не выживут. Или выживут, но разве ж это жизнь: не зацвести, не разрастись как следует.

При освещении, максимально приближенному к естественному, растения счастливы. И об этом хорошо бы подумать на стадии проектирования зимнего сада.

Естественное освещение

Есть у меня один недостаток, - пишет пользователь kidar . - Недостаток денег. Поэтому реализация очень многих задумок растягивается на непозволительно большой период.

Горячая, но пока не до конца реализованная мечта форумчанина - оранжерея. По диплому он инженер-электрик, поэтому продумать освещение помещения ему было легко. Вся архитектура его оранжереи направлена на то, чтобы растения получали как можно больше солнечного света.

Ориентация на юг позволяет максимально полно использовать свет Солнца.

Благодаря арочной конструкция с рассчитанным наклоном солнечный свет всегда падает перпендикулярно большей части поверхность панели.

Прозрачное покрытие занимает половину потолка, а это обеспечивает освещенность, которую не даст даже сплошное остекление стен.

Белые стены и светлый пол отражают свет и повышают общий уровень освещенности.

Благодаря неидеальной прозрачности сотового поликарбоната свет в помещении рассеянный.

Освещать или досвечивать?

Освещенность - световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади . Так говорят энциклопедии. В практическом плане можно провести аналогию с лейкой: нужно понимать, сколько воды попадает на конкретную морковку, чтобы посчитать, как долго поливать грядку.

Освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния от лампы до поверхности. То есть, если вы передвинули лампу, которая висела в 25 сантиметрах над растениями, и теперь она висит на высоте полметра, то освещенность уменьшиться в четыре раза. Еще освещенность зависит от величины угла, под которым расположена лампа. Это как солнце – в зените летом оно освещает землю в несколько раз больше, чем в зимний день, повиснув низко над горизонтом. Все это надо учитывать.

Планируя освещение своей оранжереи, подумайте, какого количества света не хватает вашим растениям, собираетесь ли вы их досвечивать или полностью освещать. Если нужно только досвечивать, то можно обойтись дешевыми люминесцентными светильниками, почти не заботясь об их спектре. Но лучше выбирать более длинные лампы – они мощнее, и светоотдача у них лучше.

А если естественного освещения нет, то подумать о спектре все-таки придется.

Синий и красный

Как мы помним из школьных уроков биологии, свет в растении поглощается различными пигментами, в основном, хлорофиллом, и происходит это в синем и красном участках спектра. И если правильно подбирать спектр, чередовать длительность светлого и темного периодов в оранжерее, то можно ускорять или замедлять развитие растения, сокращать вегетационный период и т.д. Поэтому, например, в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра. Пигменты с пиком поглощения в синем участке отвечают за рост растения и развитие листьев. Растения, выросшие под обычной лампой накаливания, обычно чрезмерно высокие: им не хватает синего цвета, и они тянутся вверх, чтобы получить хоть немного.

Лампы накаливания – самый дешевый, но самый плохой источника света для растений не только из-за отсутствия синего цвета в спектре. Большая часть электроэнергии в них превращается в тепло, поэтому такие лампы размещают как можно дальше от цветов, а это еще снижает их эффективность. Их используют разве что для нагревания воздуха и в комбинации с люминесцентными лампами холодного света, в спектре которых мало красного.

Получается, что светильники в оранжерее должны содержать как красные, так и синие цвета спектра, и сейчас это предлагают многие производители люминесцентных ламп. Фитолампы больше подходят для растений, чем обычные люминесцентные, которые используются в комнатах.

«Максимум излучения в фитолампах приходится на красную и синюю части спектра потому, что именно эти части нужны растениям для фотосинтеза. А у ламп "дневного света" преобладает белая часть спектра, удобная для наших глаз и "ненужная" растениям» - говорит пользователь ANTI-killer .

Для больших зимних садов подойдут газоразрядные лампы. Они считаются самыми яркими. Одна такая компактная лампа способна освещать большую площадь оранжереи.

Но все специализированные лампы намного дороже обычных, и, как считают наши форумчане, можно просто установить мощную лампу с высоким коэффициентом цветопередачи (маркировка лампы начинается на 9). В ее спектре будут все необходимые составляющие. Бонус: она даст намного больше света, чем специальная лампа.

Световой день

Есть ли предельное количество света для растений? На и этот вопрос, конечно, обсуждался.

Десс:

Солнце дает до 100 000 лк, так что лампами почти нереально этого достичь. Самый дешевый вариант - люминесцентные лампы. Недостаток - светоотдача в 1,5 раза меньше.

Натриевые лампы и светодиоды имеют одинаковую светоотдачу, но при одинаковой мощности лампы дешевле светодиодов в 8 -10 раз, так что светодиоды пока однозначно проигрывают. Но через 3-5 лет это может измениться - светодиоды дешевеют.

Обычно в оранжереях светильники устанавливают над растениями примерно в полуметре от верхнего листа. Для светолюбивых растений высота сокращается до 15 сантиметров. Опытные цветоводы делают так: размещали лампы повыше, а потом постепенно приближали к ним растения, устанавливая их на различные подставки. Чем выше становится растение, тем меньше подставка, потом ее можно убрать совсем.

Светильник должен размещаться по всей длине стеллажа с растениями. Если лампы небольшой мощности, то их монтируют по несколько штук и снабжают отражателями. Общая мощность ламп на квадратный метр площади с растениями должна составлять 100-150 Вт.

В зимнем саду форумчанина Димы Данилова три вида освещения: свет из окон, искусственная подсветка из люминесцентных ламп под потолком и свисающих фитоламп. В солнечные дни фитолампы не включаются. В прошлом году была очень «серая» зима, поэтому использовались оба дополнительных источников подсветки.

Форумчанин располагает фитолампы на расстоянии 10-30 см от высоких растений и до полуметра от низких. Никаких проблем не возникает - нагрев у ламп небольшой. «В зимнем саду без фитоламп не обошелся бы, т.к. обычные люминесцентные не спасли бы», - говорит Дима Данилов .

А вот Sazanvld считает, что «все фитолампы и натриевые лампы - это полный развод честных людей на их кровные денежки». Он предпочитает металлогалогенные лампы, в частности, прожектора. Вот его аргументы:

1) КПД у них самый высокий, не зря же их применяют для освещения стадионов и зданий. Соответственно, и экономичные они.

2) Спектр, идеально подходящий для растений. Продвинутые аквариумисты и те, кто выращивают аквариумные растения на продажу, используют именно их.

3) Невысокая цена, при этом одна лампа освещает 3-4 квадратных метра.

Главное, не путать металлогаллогенные прожектора с обычными галогенными (такие не подходят).

Таинственно и красиво

В темное время суток зимний сад будет выглядеть таинственно и прекрасно, если расставить лампы в его отдельных уголках, желательно под растениями. Разноцветные лампы позволят добиться волшебного, космического эффекта. Декоративные элементы оранжереи хорошо освещать светильниками с отражателями, которые создают направленный поток света.

Идеальные источники света для подсветки растений созданы на основе полупроводниковых светодиодов, которые излучают по всему видимому диапазону: от ближнего инфракрасного до ультрафиолетового. Кроме того, срок их службы практически неограничен. Именно такое освещение применяется в космических гидропонных оранжереях. Но они очень дороги, поэтому не особенно распространены.

Нерегулярное дополнительное освещение не будет иметь никакого смысла. Включая светильники от случая к случаю, вы только собьете биоритмы растений. Для полноценного развития растениям, особенно тропическим, нужен длинный световой день, часов на 12-14. Тогда они будут цвести и хорошо себя чувствовать. В идеале подсветку надо включать за несколько часов до рассвета и выключать через несколько часов после того, как солнце закатится за горизонт. Чтобы не подгонять свой режим под капризные растения, можно пользоваться двухрежимным таймером-реле.

О самом бюджетном варианте оранжереи читайте . А это видео рассказывает о большом доме с оранжереей – возможно, вы почерпнете из него несколько хороших идей.

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.

Любой источник света является источником светового потока, и чем больший световой поток попадает на поверхность освещаемого предмета, тем лучше этот предмет видно. А физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, именуется освещенностью.

Освещенность обозначают символом Е, и находят ее значение по формуле Е = Ф/S, где Ф - световой поток, а S - площадь освещаемой поверхности. В системе СИ освещенность измеряется в Люксах (Лк), и один Люкс — это такая освещенность, при которой световой поток, попадающий на один квадратный метр освещаемого тела, равен одному Люмену. То есть 1 Люкс = 1 Люмен / 1 Кв.м.

Для примера приведем некоторые типичные значения освещенности:

Солнечный день в средних широтах — 100000 Лк;

Пасмурный день в средних широтах — 1000 Лк;

Светлая комната, освещенная лучами солнца — 100 Лк;

Искусственное освещение на улице — до 4 Лк;

Свет ночью при полной луне — 0,2 Лк;

Свет звездного неба темной безлунной ночью — 0,0003 Лк.

Представьте, что вы сидите в темной комнате с фонариком, и пытаетесь прочесть книгу. Для чтения нужна освещенность не меньше 30 Лк. Что вы сделаете? Во-первых, вы приблизите фонарик к книге, значит освещенность связана с расстоянием от источника света до освещаемого предмета. Во-вторых, вы расположите фонарик под прямым углом к тексту, значит освещенность зависит и от угла, под которым данная поверхность освещается. В-третьих, вы можете просто достать более мощный фонарик, поскольку очевидно, что освещенность тем больше, чем выше сила света источника.

Допустим, световой поток попадает на какой-то экран, расположенный на каком-то расстоянии от источника света. Увеличим это расстояние вдвое, тогда освещаемая часть поверхности увеличится по площади в 4 раза. Так как Е = Ф/S, то и освещенность уменьшится в целых 4 раза. То есть освещенность обратнопропорциональна квадрату расстояния от точечного источника света до освещаемого предмета.

Когда пучок света падает под прямым углом к поверхности, световой поток распределен на наименьшей площади, если же угол увеличивать, то увеличится площадь, соответственно, уменьшится освещенность.

Как было отмечено выше, освещенность напрямую связана и с силой света, и чем больше сила света, тем больше и освещенность. Экспериментально давно установлено, что освещенность прямопропорциональна силе света источника.

Конечно, освещенность уменьшается, если свету препятствует туман, дым или частички пыли, но если освещаемая поверхность расположена под прямым углом к свету источника, и свет при этом распространяется через чистый, прозрачный воздух, то освещенность определяется непосредственно по формуле Е = I / R2 , где I - сила света, а R - расстояние от источника света до освещаемого предмета.

В Америке и Англии используют единицу измерения освещенности Люмен на квадратный Фут или Фут-Кандела, в качестве единицы освещенности от источника, обладающего силой света в одну канделу, и расположенного на расстоянии в один фут от освещаемой поверхности.

Исследователи доказали, что через сетчатку человеческого глаза, свет воздействует на процессы, протекающие в мозге. По этой причине недостаточная освещенность вызывает сонливость, угнетает трудоспособность, а избыточное освещение — наоборот, возбуждает, помогает включить дополнительные ресурсы организма, однако, изнашивая их, если это происходит неоправданно.

В процессе ежедневной работы осветительных установок, возможен спад освещенности, поэтому для компенсации данного недостатка, еще на стадии проектирования осветительных установок вводят специальный коэффициент запаса. Он учитывает понижение освещенности и в процессе эксплуатации осветительных приборов из-за загрязнений, утраты отражающих и пропускающих свойств отражающих, оптических, и других элементов приборов искусственного освещения. Загрязнения поверхностей, выход из строя ламп, все эти факторы учитываются.

Для естественного освещения вводят коэффициент снижения КЕО (коэффициента естественной освещенности), ведь со временем могут загрязнится светопрозрачные заполнители световых проемов, и загрязниться отражающие поверхности помещений.

Европейский стандарт определяет нормы освещенности для разных условий, так например, если в офисе не требуется рассматривать мелкие детали, то достаточно 300 Лк, если люди работают за компьютером — рекомендуется 500 Лк, если изготавливаются и читаются чертежи — 750 Лк.

Освещенность измеряют портативным прибором - люксметром. Его принцип работы аналогичен фотометру. Свет попадает на , стимулируя ток в полупроводнике, и величина получаемого тока как раз пропорциональна освещенности. Есть аналоговые и цифровые люксметры.

Часто измерительная часть соединена с прибором гибким спиральным проводом, чтобы можно было проводить измерения в самых труднодоступных, при этом важных местах. К прибору прилагается набор светофильтров, чтобы регулировать пределы измерений с учетом коэффициентов. Согласно ГОСТу, погрешность прибора должна быть не более 10%.

При измерении соблюдают правило, согласно которому прибор должен располагаться горизонтально. Его устанавливают поочередно в каждую необходимую точку, согласно схеме ГОСТа Р 54944-2012. В ГОСТе, кроме прочего, учитываются охранное освещение, аварийное освещение, эвакуационное освещение и полуцилиндрическая освещенность, там также описан метод проведения измерений.

Измерения по искусственному и естественному проводятся отдельно, при этом важно чтобы на прибор не попадала случайная тень. На основе полученных результатов, с использованием специальных формул делается общая оценка, и принимается решение, нужно ли что-то корректировать, или освещенность помещения или территории достаточна.

Андрей Повный

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.