Vše o světle - 1. Co je to světlo - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

26. ledna 2007, 00.00 | Většina fotografů ví nebo tuší, že fotografie není nic jiného než záznam světelných paprsků citlivým médiem. Světlo je proto klíčovým faktorem fotografie - vytváří obraz a určuje jeho styl, stíny, lesky, prokreslení předmětů atd. Proto je pochopení vlastností světla vedle perfektního ovládání fotoaparátu klíčem k dobré fotografii!

::Vše o světle - 1. Co je to světlo
::Vše o světle - 2. Světlo, oko a mozek
::Vše o světle – 3. Intenzita (jas) světla
::Vše o světle – 4. Barva světla
::Vše o světle - 5. Barevné modely
::Vše o světle - 6. Barevná harmonie a psychologie barev
::Vše o světle – 7. Barva předmětů a vyvážení bílé
::Vše o světle - 8. Kvalita světla
::Vše o světle – 9. Světlo a senzor digitálních fotoaparátů
::Vše o světle – 10. Správa barev (color management)
::Vše o světle - 11. Měření světla a expozice
::Vše o světle - 12. Kontrast
::Vše o světle – 13. Histogram
::Vše o světle – 14. EV hodnota

I když se digitální fotografie od klasické (chemické) v mnoha ohledech liší, není v zásadě podstatné, jakým světlocitlivým médiem světelné paprsky zachytíte. Pokud budou obě metody dostatečně kvalitní, výsledek musí být stejný – stejné světlené paprsky by měly vytvořit stejný výsledný obraz na chemickém i digitálním médiu, popřípadě papíře. V praxi se samozřejmě obě metody liší – v klasické chemické fotografii jsou důležité postupy a limity chemického zpracování, zatímco v digitální fotografii jsou důležité spíše znalosti limitů digitálních senzorů, limity a problémy digitální reprezentace barev, obrazové formáty, možnosti různých editorů atp. Avšak bez ohledu na chemickou či digitální metodu záznamu lze bezpochyby říci, že obsahuje-li fotografovaná scéna dobré světlo, má velkou šanci i výsledná fotografie. A proto je mezi fotografy tolik rozšířený pozdrav "Dobré světlo"!

Duha je běžná přírodní ukázka fyziky kolem světla. Kapičky vody v ovzduší fungují jako malé hranoly a rozkládají světlo na jeho barevné komponenty – spektrum.

Pro fotografy je velmi nezbytné naučit se prakticky chápat vlastnosti světla. Je též důležité umět si představit scénu tak, jak bude vypadat zachycená na médiu a případně jaké další úpravy – zejména v digitální fotografii – bude nutné provést. Je také velmi důležité a užitečné pochopit, jak se obraz scény na fotografii změní, změní-li se světlo. Například jaký vliv bude mít počasí, denní doba či změna úhlu světla na stíny, prokreslení objektu, zachycení struktury atp. To vše dohromady pomůže pochopit vliv mlhy či oblaků na fotografii, pomůže pochopit problémy s různými barvami světel a také jaký vliv, kdy a proč bude mít např. polarizační filtr.

Fyzikální základy světla
I když detailní fyzika týkající se světla není klíčem k dobré fotografii, řada alespoň povrchních znalostí se bude extrémně hodit v praktických situacích. Bez základních znalostí o světle lze jen těžko pochopit optiku, použití, limity a problémy objektivů, problematiku filtrů. Fyzikální základy světla a jejich znalost je užitečná zejména v digitální fotografii, kde způsob záznamu světla digitálním senzorem i reprezentace světla a barev v počítači se o fyziku přímo opírá.

Spektrum světla
Podle definice je světlo viditelná část elektromagnetického záření. Člověk je však schopen registrovat jen velmi malou část na zemi existujícího záření a ještě menší část záření existujícího ve vesmíru. Celkem logicky však se člověk vyvinul tak, že jeho schopnost vnímat záření jako světlo je určena světlem naší životodárné hvězdy – Sluncem. Budeme-li ještě přesnější, na vývoj zraku mělo vliv světlo Slunce a prostupnost zemské atmosféry.

Není vcelku žádné překvapení, že lidské vidění je citlivé na záření, které z celkového spektra našeho Slunce propouští zemská atmosféra. V tomto úzkém pásu se odehrává veškerý lidský vizuální svět.

Základní charakteristiky světla tedy jsou:

• Vlnová délka (tedy rychlost či frekvence kmitání)

• Intenzita (tedy síla či amplituda vlny)

• Polarizace (tedy směr kmitání)

Rychlost kmitání světelného vlnění vnímá člověk jako barvu. Pomalejší vlnění (s delší vlnovou délkou) vnímá jako červenou, kdežto rychlejší vlnění vnímá jako modrou až fialovou. Výška vlny (amplituda) odpovídá intenzitě světla, zjednodušeně řečeno tedy jeho jasu.

Různé vlnové délky světla si lidé pojmenovali jako barvu světla. Každá jedna konkrétní vlnová délka světla bude okem vnímána jako jedna konkrétní barva. Barvy, které je takto možné vytvořit, jsou tzv. spektrální barvy. Spektrální barvy vytvoří známou barevnou stupnici od červené, což je barva světla, které do okem viditelné části vstupuje směrem od pomalých limitů, tedy dlouhé vlnové délky, přes žlutou a zelenou až po fialovou, kde spektrum vystupuje z viditelného rozsahu.

Člověk vnímá světlo zhruba od 400 do 700 nm, a tudíž vidí jen velmi malou část celkového elektromagnetického spektra. Avšak i uvnitř tohoto – z fyzikálního pohledu úzkého – spektra rozlišuje úžasné množství barev, jen pár z nich si ale i pojmenoval.

Barva v lidském smyslu
Většina reálných zdrojů světla nevysílá jen záření jedné jediné vlnové délky, ale směs různých vlnových délek. Lidské vidění přitom není schopné samostatně rozlišit jednotlivé složky spektra. Skvěle ale dokáže vnímat směs mnoha vlnových délek jako jednu barvu. Směs všech barev dohromady potom lidské oko vnímá jako bílou, tedy neutrální barvu, která žádné vlnové délce "nenadržuje".

Nespektrální barvy
Různým mícháním vlnových délek vzniká řada barev, které nikdy nemohou být vytvořeny jednou vlnovou délkou. Ty se nazývají nespektrální, protože nejsou obsaženy v čistém spektru světla. Typickými nespektrálními barvami jsou například desaturované barvy, jako je šedá či bílá a např. růžová či purpurová, které jsou směsí červené a fialové z opačných konců spektra.

Falešné barvy
V principu není žádný problém sestrojit přístroj, který bude registrovat (tedy svým způsobem uvidí) světlo i mimo lidský rozsah vlnových délek. Na dotaz, jakou sílu má konkrétní vlnová délka mimo lidský rozsah vidění (např. 300 nm), přístroj odpoví, že má sílu např. 100 jednotek a sousední, též neviditelná, s vlnovou délkou např. 350 nm má sílu 150 jednotek. V lidském slova smyslu toto záření však nelze nikdy vidět, a tak nemá ani žádné barvy.

Toto neviditelné záření lze však na viditelné převést například posunem jeho spektra do viditelné části. Např. neviditelné délce 350 nm se přiřadí červená (400 nm). Tím vzniknou falešné barvy, které nemají fyzikální význam, ale slouží lidem pro lepší představu. Určitě si tak vybavíte nádherné obrázky z vesmíru, pořízené např. Hubblovým teleskopem, kde řada z nich je právě pořízena v neviditelné části spektra a ručně kolorována (obarvena).

Ukázka fotografie části mlhoviny M16 Hubblovým teleskopem v infračervené oblasti převedená (kolorovaná) do lidských barev.

Infračervené "barvy"
Řada fotografů již vyzkoušela i lákavou infračervenou fotografii. To není nic jiného než záznam neviditelné části infračerveného světla běžným fotoaparátem a jeho převedení do viditelné oblasti. Docílí se toho volbou vhodného infračerveného filmu či využitím skutečnosti, že senzor digitálních fotoaparátů je částečně citlivý i na neviditelné infračervené světlo. Vzniknou tak zcela falešné barvy, které ale mohou být velmi atraktivní a posunou fotografii významně do tvůrčí roviny.

Infračervená, stejně jako ultrafialová či rentgenová fotografie zaznamenává neviditelné světlo. Barvy tak budou vždy falešné, jinými slovy tvůrce vždy rozhodne o tom, jak obrázek obarví. Může se přiblížit lidské zkušenosti, avšak také nemusí.