1. rész

A fényképezés optikai, színtani alapjai

A tanuló ezen tananyag segítségével megismeri a fény tulajdonságait, a lencsék fajtáit, képalkotásuk módját. Elsajátítja a fényképezéssel kapcsolatos legfontosabb színtani tudnivalókat...

Téma rövid összefoglalása

A tanuló ezen tananyag segítségével megismeri a fény tulajdonságait, a lencsék fajtáit, képalkotásuk módját. Elsajátítja a fényképezéssel kapcsolatos legfontosabb színtani tudnivalókat. Megismerkedik a színek fizikájával, különféle színrendszerekkel, színkörökkel. Megtudhatja, hogy miként lehet az alapszínekből különféle színárnyalatokat keverni.

Tananyag

Fotográfiai optika

A látható fény az elektromágneses sugárzás egy konkrét hullámhossztartománya. Ez a tartomány a 380 nm-től (ibolya) a 780 nm-ig (vörös) terjed. Ezek azok a sugarak, amelyek a szemben, a retina érzékelőit ingerelve, a látás érzetét keltik az agyban. Az egyes konkrét hullámhosszú sugarak különböző színűek, a fehér fényt a keverékük adja. Különböző arányú keverékük segítségével pedig a színárnyalatok végtelen számát kapjuk.

A fényérzékeny anyagok különösen a színes filmek rendkívül érzékenyek a fényforrások által kisugárzott energia hullámhossz szerinti eloszlására. Különféle fényforrások egészen eltérő fénykisugárzási spektrummal rendelkeznek. A háztartási izzólámpa például az ibolyától indulva a vörös felé egyre nagyobb relatív kisugárzást mutat, (ettől látjuk sárgásnak), ellenben a kék ég ezzel ellentétes módon egyre csökkenő mértékű relatív kisugárzással rendelkezik. Valamennyi fényforrást a szem fehérnek érzékeli, ugyanis látószervünk bizonyos idő elteltével képes az alkalmazkodásra.

A színes fotónyersanyagok nem alkalmazkodhatnak a pillanatnyi világításhoz, így szembetűnő elszíneződéssel érzékelik a különbségeket. Ezért a nyersanyagokat kétféle megvilágításra hangolt típusban gyártják, hogy különféle felhasználási körülmények között minél valósabb képeket tudjunk segítségükkel előállítani. Ezek a típusok:

* Napfényfilm (5500 K színhőmérsékletű)
* Műfényfilm (3200 K színhőmérsékletű)

A fordítós napfényfilmre műfény világításban készült dia sárgás, a műfényfilmre szabadban készült felvétel kékes elszíneződésű lesz. Mindkét filmtípus csak a részére előírt megvilágítás mellett ad színhelyes képet.

A fény terjedése

A fénysugarak homogén, egynemű közegben, így a levegőben is minden irányban, egyenes vonalban terjednek. A fénysugár egy határfelülethez érve háromféle változáson megy át. A fény egy része visszaverődik, más része az anyagban elnyelődik, harmadik részét az anyag átereszti.


A fény átlátszó közeghez érkezve részben visszaverődik, részben áthatol rajta. A merőlegesen beeső sugarak irányváltozás nélkül haladnak tovább, a többi sugár áthatolását fénytörés kíséri. Az üvegprizma a legegyszerűbb optikai elem, amellyel a fénytörés könnyen követhető. Mivel törőfelületein bekövetkezik a teljes visszaverődés, optikai műszerekben tükrök helyett gyakran prizmákat használnak. A prizma előnye a tükörrel szemben, hogy a visszaverő felület nehezebben sérül meg, továbbá az is, hogy teljes visszaverődés közben nincs fényveszteség. A korszerű fényképezőgépek beállító szerkezetéhez használt ötszög alakú (penta-tetőél) prizma a fénysugarakat kétszeres teljes visszaverődés után derékszögben eltéríti, és az objektív által rajzolt képet megfordítja, oldalait felcseréli, ezáltal egyenes állású, oldalhelyes képet közvetít a szemünkhöz. A fénytörés az alapja a lencsék képalkotásának is.



Lencsék

A lencse rendszerint optikai üvegfajtából, ritkábban műanyagból készül. Általában gömbfelület, vagy gömb és síkfelület határolja. A felületek helyzete szerint két csoportot különböztetünk meg.

Gyűjtőlencse
Egyik felülete domború gömbfelület, másik felülete alapján lehet:

1. kétszer domború
2. sík-domború
3. homorú-domború

Szórólencse
Egyik felülete homorú gömbfelület, másik felülete alapján lehet:

1. kétszer homorú
2. sík-homorú
3. domború-homorú

Az optikai képalkotás elvi alapja az, hogy a tárgypontból kiinduló elemi fénysugarak valamilyen optikai rendszer segítségével fénytörés vagy fényvisszaverődés révén ismét egy pontban, az ún. képpontban egyesíthetők. Az így létrejövő képpontot, a tárgypont valódi, vagy reális képének nevezzük.

Az optikai képalkotás alapvető eszközei a homorú tükrök és a lencsék.

A fényképezés színtani alapjai

A szín a fényérzékelés velejáró jelensége. A következő megállapításokat tehetjük, ha a színt vizsgáljuk:

* a fény spektrumával, a fénysugarak intenzitásának hullámhosszúság szerinti eloszlásával függ össze, tehát fizikai jelenség is;
* a szem látja a színeket, a szín tehát élettani, fiziológiai jelenség, pontosabban érzet;
* a színek komplexitása azonban nem merül ki a fenti két szemponttal, mert egyre többet tudunk arról, hogy a színes környezet motiválja hangulatunkat, lelki jelenségeket vált ki, ezáltal pszichológiai tényező is;
* a színek szerepe az esztétikában is nagy jelentőségű, mint szubjektíven jelentkező lelki élményé;
* a tárgyak színei összefüggésben vannak azok anyagi tulajdonságaival. Az anyagok egyik legfontosabb mindenképpen szembeötlő tulajdonsága a színük.

A színtan elsősorban a fény spektrális összetétele és az okozott színhatás közötti összefüggést vizsgálja, méri és rendszerezi a színeket, sőt azoknak az emberre gyakorolt összetett hatását is vizsgálja.

A fotográfiai színtan a fényképezés folyamatával kapcsolatos színtani kérdések vizsgálatával foglalkozik, elsősorban a színek reprodukálásával ás visszaadásával.

A színek fizikája

A fényforrások sugarainak is megvan a maguk jellegzetes színe, amelyre fizikai szempontból a sugárzás spektruma a jellemző.

A színtan a színek Grassmann által bevezetett három fő jellemzőjét különíti el, ill. méri. Ezek:

1. A színezet, ill. színárnyalat tulajdonképpen a színérzet megjelölése (pl. kék, sárgászöld, ibolyaszín, narancssárga stb.).
2. A telitettség, ezzel jellemezzük, hogy a vizsgált szín menynyire tiszta, ill. milyen mértékben tartalmaz fehéret. A telített színek ellentétje a fehér (pl. az a fény, amely a vörösön kívül némi fehér fényt is tartalmaz, kevésbé telített, fakultabb; ha sok fehér fényt tartalmaz, rózsaszínű).
3. A világosság a szín helye a fekete ás a fehér között. Jellemzésére szokás az ún. feketetartalom értékét megadni.

A színrendszerek

A színtan egyik legfontosabb feladata, hogy a különféle színárnyalatokat a színérzetek szerint rendszerezze.

Newton színkörbe rendezte a színeket, ezekből hiányzik a fekete ás a fehér, de a spektrumszínek súlyozva szerepelnek, az egyes színeket jelző szeletek vastagsága különböző.

Az első színháromszöget Tobias Mayer készítette el. A síkbeli rendszer - egyenlő oldalú háromszög - csúcsain a három főszín: a vörös, a zöld és a kék foglal helyet.

A színháromszög legfontosabb tulajdonságai:

* a háromszög oldalai mentén tiszta, telített színek foglalnak helyet;
* a kék és a zöld csúcspontok, valamint a zöld ás a vörös csúcspontok közötti vonalakon a tiszta spektrumszínek helyezkednek el;
* a kék és a vörös csúcspontok közötti vonalon a spektrumban nem szereplő bíbor színek vannak;
* a háromszög súlypontja a fehér szín;
* a telített színek és a fehér pont között a telítetlen színek helyezkednek el;
* a súlyponton át húzható vonalak a háromszög területén az egymást kiegészítő, ún. komplementer színpárokat metszik ki.



A színkeverés

A színkeverésnek két módszere lehetséges; az additív ás a szubtraktív színkeverés. A két kifejezés mindig a színkeverés módszerére utal. A kikevert új szín ugyanis lényegében mindig additív módon, és csak a látószervünkben keletkezik.

Az additív színkeverésnél a színárnyalatokat színes fények egymásra vetítésével, összeadásával állítjuk elő. Ehhez kék, zöld és vörös színű fényforrásokra van szükségünk, amelyekkel különböző erősségű megvilágításokat kell létesíteni. Az egyenlő erősségű kék, zöld és vörös sugarak egymásra vetítve fehér fényt adnak. Kék és zöld fény keverésével zöldeskéket, a zöld és a vörös egymásra vetítésével sárgát, a kék ás a vörös keverésével bíbort kapunk. Ezeket a színeket az alapszínek komplementereinek, kiegészítő színeinek nevezzük.

Az alapszínek és komplementereik:

kék - sárga,

zöld - bíbor,

vörös - kékeszöld.A szubtraktív színkeveréshez egyetlen fehér fényű fényforrás szükséges. A fényáramban közvetlen egymás után három, ún. szubtraktív szűrőt helyezünk el, amely a fehér fény kék-, zöld- ás vörös-tartalmát (összetevőit) a kívánt arányban csökkenti.

* A kék összetevő erősségét sárga színű szűrővel lehet szabályozni (gyengíteni).
* A zöld összetevő erősségét bíborszínű szűrővel lehet szabályozni (gyengíteni).
* A vörös összetevő erősségét zöldeskék színű szűrővel lehet gyengíteni.

A szubtraktiv szűrőzéshez tehát háromféle színszűrőre van szükség és mindegyikből többféle fokozatra.

* A sárga szubtraktív szűrők ideális esetben maradéktalanul átengedik a vörös és zöld színű sugarakat, de erősségüknek megfelelő mértékben nyelik el a kék színű sugarakat.
* A bíbor szubtraktív szűrők ideális esetben maradéktalanul átengedik a vörös és a kék sugarakat, de erősségüknek megfelelő mértékben nyelik el a zöld színű sugarakat.
* A zöldeskék szubtraktív szűrők ideális esetben maradéktalanul átengedik a zöld és a kék színű sugarakat, de erősségüknek megfelelő mértékben nyelik el a vörös színű fénysugarakat.

Az előzők szerint tehát három különböző erősségű szubtraktív színszűrő segítségével minden színárnyalat - beleértve a szürkéket és feketéket is - előállítható.

A színes fényképezés maga is a szubtraktív színkeverésen alapul. A ma használatos színes filmek és papírok háromrétegűek; az egyes rétegek különböző erősségű sárga, bíbor ás zöldeskék rétegeket alkotnak. A rétegek szűrő hatásának erősségét azok ún. színdenzitásával fejezzük ki.

Összefoglalás

Fejezetünkben megismerkedtünk a fény fotográfiai jellemzőivel, a két alapvető filmtípussal, amely a fotográfiában használatos. Szót ejtettünk a fény terjedésével kapcsolatos legfontosabb tudnivalókról, megismertük a fotográfiában használt lencséket, azok típusait. Foglalkoztunk a színek tulajdonságaival és főbb jellemzőivel, és végül a színek keverésével, csoportosításával.

Kulcsszavak

* fény,
* lencse,
* prizma,
* tükör,
* színháromszög,
* additív színkeverés,
* szubtraktív színkeverés

Önellenőrző kérdések

1. Miért használunk a szabadban speciálisan napfényre hangolt filmet?
2. A fotográfiában miért használunk prizmát fénytörésre?
3. Mik az optikai képalkotás alapvető eszközei?
4. Mit jelent a színek esetében a telítettség?
5. Mit jelent a szubtraktív színkeverés?