Обычно когда смотрят на какую-либо фотографию, то обращают внимание, в первую очередь, на положение группы предметов или объектов, освещенных искусственным, либо естественным источником света. Однако едва ли не главными выразительными средствами фотографа при построении композиции кадра являются свет и тени. Хорошо известно, что само слово фотография в переводе с греческого означает «рисую светом» или светопись. На фотографии мы пытаемся запечатлеть световой рисунок окружающего нас мира на плоскости. Но там, где есть свет – обязательно будет и тень. Поэтому важнейшей задачей фотографа является понимание того, как правильно соединить свет и тени в фотографии в соответствии с определенным художественным замыслом.

Свет

Свет в фотографии выполняет как технические, так и изобразительные и композиционные задачи. С технической функцией все понятно – с помощью постановки света создается желаемый уровень освещения. Изобразительная функция света заключается в том, чтобы посредством освещения передать на фотографии форму, объем и видимую структуру поверхности снимаемого объекта, а также глубину пространства. Именно посредством света фотограф может добиться того, что объект на фотографии будет вызывать у зрителя ощущение мягкости, упругости, гладкости, твердости или тяжести. Свет помогает передать на фотоснимке, например, нежность кожи ребенка или блеск поверхности столовых приборов. От освещения напрямую зависит и настроение снимка, его оригинальность.

Но не стоит также забывать о том, что свет не только формирует форму и подчеркивает поверхность предметов, но и образует тона и тени, которые отбрасывают снимаемые предметы. В частности, хорошим освещением в фотографии можно назвать только такое, в котором будут видны света, полутона и тени. Правильное сочетание света и тени на фотографии — это и есть та сложная композиционная задача, которую приходится решать фотографу.

Поскольку свет является одним из главных выразительных средств в арсенале фотографа, очень важно помнить о его основных характеристиках и уметь правильно им пользоваться в каждой конкретной ситуации. Свет может быть жестким (направленным) или мягким (рассеянным). Направленный свет образует резко очерченные, слишком темные и глубокие тени. Такой свет дает солнце в яркую солнечную погоду, уличные фонари в темное время суток или специальные искусственные источники направленного света, формирующие очень узкий пучок лучей.

Фотографы обычно не любят использовать жесткий направленный свет, поскольку излишне густые тени смотрятся не очень привлекательно на фотографии. Мягкий, рассеянный свет дает более равномерное освещение сцены, при котором отсутствуют резкие тени. Такое освещение при съемке на улице наблюдается ранним утром или вечером, а также в пасмурную погоду. Кроме того, мягкий свет можно создать при помощи софтбоксов и различных отражателей.

Также выделяют рисующий, заполняющий, фоновый и контровой свет. Рисующий свет всегда играет ключевую роль, поскольку именно он образует тени на снимке, выявляя форму и объем предмета съемки. С его помощью создается светотеневое решение фотографии. Рисующий свет может быть направлен из-за спины фотографа, сверху, сбоку или снизу на объект съемки. Соответственно, от направления и угла падения света изменяется соотношение тени и света на снимке, что непосредственным образом влияет на характер и настроение фотографии.

Фоновый свет помогает осветить пространство за объектом съемки и создать на нем определенный светотеневой рисунок. Заполняющий свет дает возможность фотографу осветить все теневые участки сцены и, тем самым, обеспечить создание более сбалансированной светотеневой картинки в соответствии с авторским замыслом. Наконец, контровой свет, освещая объект съемки сзади, позволяет создавать в освещенных зонах дополнительные блики и одновременно представить фотографию в более темной, низкой тональности.

Освещение может быть натуральным и искусственным. Управлять светом солнца фотограф естественно не может, в отличие от студийных условий, где с помощью искусственных источников света можно создавать самые разнообразные световые эффекты. Тем не менее, это не означает, что на улице фотограф полностью лишен возможности использовать свет в качестве изобразительного и композиционного приема.

Здесь фотографу необходимо иметь представление о том, на какой высоте будет располагаться солнце по отношению к горизонту в данное время суток, под каким углом при этом будут падать тени, как будут влиять те или иные погодные явления на характеристики освещения. Солнечный свет может менять свою цветовую температуру и, соответственно, оттенок на фотографии в зависимости от времени съемки, погоды и положения солнца. Лучшим временем для съемки на улице считается восход и закат, когда создается рассеянный свет приятных, теплых тонов и с мягкими тенями. Таким образом, при съемке на природе для того, чтобы добиться нужного рисунка светотени, фотограф вынужден либо выжидать определенного времени и погоды, либо добиваться нужных ему теней посредством использования отражательных экранов и фильтров.

При съемке в студии фотограф фактически неограничен в выразительных средствах и может применять те или иные осветительные приборы для создания нужного ему освещения и прорисовки теней. Правильно выстроенный свет помогает добиться воплощения творческого замысла и во многом определяет качество снимка.

Тени

Свет и тени – вещи в фотографии практически неотделимые друг от друга. В композиции играет важнейшую роль не только освещенная часть кадра, то есть свет, но и тени, которые во многих случаях определяют смысл и содержание фотографии. Красивые и эмоционально сильные фотографии практически невозможно создать без умения правильно компоновать и контролировать тени. Использование теней помогает добавить изображению и объекту съемки сильное настроение, определенную эмоциональную окраску, которую всегда чувствует зритель. Можно сказать, что тени помогают усилить общее впечатление от фотографии и ее видение.

Тени на фотоизображении определяются характером освещения – рассеянный или жесткий, рисующий или заполняющий, боковой или нижний свет. В фотографии принято выделять собственно тень, а также полутень и рефлекс. Под тенью понимают неосвещенные или слабо освещенные участки объекта. Полутень – это слабая тень, которая образуется, когда объект освещен сразу несколькими источниками света, либо она возникает на поверхности, обращенной к источнику света под небольшим углом.

Что касается рефлекса, то это небольшое светлое пятно в области тени, образуемое лучами света, отраженными от близко лежащих объектов. Свет может направляться на объект съемки отовсюду: сверху и снизу, справа и слева, спереди и сзади. При этом каждый раз образуется присущий только этому направлению света теневой рисунок с характерными тенями и полутенями.

Не нужно думать, что тени на фотографии – это просто неосвещенные участки изображения, которые не имеют какого-либо содержания. На самом деле тени на фотографии могут передать зрителю достаточно много информации. Например, по падающим теням на снимке можно определить время суток, состояние погоды или откуда падают солнечные лучи на объект съемки. Тень способна придать объем снимаемому предмету, она позволяет ему выглядеть более реалистично и жизненно. Правильное использование теней дает возможность фотографу добавить снимку ощущение таинственности или драматичности.

Автор: TheAlieness GiselaGiardin

Один из излюбленных приемов многих фотографов с использованием тени – это создание темных силуэтов на светлом фоне, что достигается подсветкой объекта съемки сзади. Силуэты на фотографии выглядят очень эффектно, придают объекту форму и создают определенное настроение снимка. Тени могут иметь и более сложный характер, чем просто темный силуэт. Они могут представлять собой витиеватые линии, контрастирующие по отношению к ярким цветовым и освещенным участкам изображения. С помощью создания таких необычных теней можно, в частности, соединить воедино разрозненные части фотографии и придать ей композиционную завершенность.

Свет и тени в композиции кадра

На фотографии мы видим окружающий мир как сочетание светлых и темных участков. Правильное сочетание света и тени в композиции кадра помогает передать глубину пространства, обрисовать объемно-пластическую форму и фактуру любого предмета, а также наделить снимок определенным настроением и эмоциональным восприятием. При создании любого снимка фотограф должен выстроить композицию, где основное внимание должно быть уделено не только освещению и положению объекта съемки в пространстве, но и уравновешиванию света и тени для достижения нужного эффекта.

Автор: kevin dooley

Все в фотографии должно находиться в равновесии и гармонии друг с другом. Поэтому при выстраивании кадра нужно оценить разбросанные по картинке отдельные участки света и тени, чтобы убрать лишние из них для обеспечения оптимальной взаимосвязи между различными элементами изображения. Если композиционные возможности света и тени выпадают из поля зрения фотографа, то снимок, как правило, получается не интересным и скучным.

В некоторых случаях неправильная игра со светом и тенью может вызвать у зрителя настоящее отторжение от фотографии. Например, не рекомендуется выстраивать композицию кадра таким образом, чтобы светлые участки оказывались исключительно внизу картинки, а верх изображения содержал в себе только глубокие, резкие тени.

Автор: ArloMagicMan

Что является более значимым в фотографии – правильный свет или тени? И обязательно ли расставлять в композиции снимка главные световые акценты и ярко выраженные тени? На эти вопросы нет однозначного ответа. Как показывает практика, тождественность градаций светотени в изображении, то есть присутствие на снимке равнозначных по площади и яркости светов и теней, отнюдь не является гарантией получения качественной и, самое главное, интересной фотографии.

Красивая и запоминающаяся фотография вполне может состоять из множества неравнозначных по градации и площади участков света и тени. Главное здесь заключается в том, чтобы фотограф умел изменять эту градацию и мог правильно выстраивать светотеневой рисунок в соответствии со своим художественным видением.

Конечно, такое умение требует определенного опыта и творческих экспериментов. Для того, чтобы овладеть пониманием тонкой игры света и тени, начинающему фотографу лучше всего начинать со съемки натюрмортов. Тут фотограф может, не торопясь, продумывать все элементы композиции, изменять освещение объекта съемки, одновременно следя за тем, как меняется игра света и тени на снимке. Умелое управление светом и тенью позволяет создавать потрясающе красивые, художественные фотографии, производящие на зрителей неизгладимое впечатление.

При подготовке статьи использованы материалы ресурсов

Большинство из всех тех, кто совсем недавно взял в руки фотоаппарат (а фотоаппараты сегодня есть практически у каждого), перед тем как нажать на спусковую кнопку совсем не задумываются о световом решении будущего снимка. Чаще всего они просто не хотят думать про это, не хотят тратить время на поиски такого решения. Многие вообще снимают не задумываясь, доверяясь автоматике современного фотоаппарата, не придают значения композиции, считают всё это лишними заморочками. Главное для них - чтобы в кадре было видно того, кого они фотографируют. Такой подход к делу никак нельзя оправдать. Важность света в фотографии (а фотография в переводе - светопись, то есть рисование светом, и это действительно так!) нужно понимать даже начинающим фотографам. Поиску светотеневых рисунков, световых решений снимка уделять внимание просто необходимо. Если вы научитесь этому - то наверняка в скором времени освоите и поймете фотографию как искусство. Никогда не забывайте, что свет - это наиважнейший компонент не только фотографии в целом, но композиции фотографического изображения.

Природный естественный свет

Для того, чтобы снимать портрет, лучше всего подходит рассеянный свет, который бывает на улице в пасмурный день. Такой свет равномерно освещает лицо портретируемого, он мягок и естественен. Свет пасмурного дня не создает на лице человека грубых теней под носом, в области шеи, около глаз. Смягчаются границы перехода от света к тени, теневые участки становятся не такими темными, а светлые - не очень яркими. Такой рассеянный свет пасмурного дня любим многими фотографами, причем как начинающими, так и опытными. Но, тем не менее, у естественного рассеянного света есть один недостаток: если им неумело пользоваться, фотографии могут получиться безжизненными и скучными.

Яркий, сильный солнечный свет, который создается на улице в безоблачный полдень, для фотографа является самым неудачным вариантом освещения при съемке. Этот свет очень жесткий, на всех объектах он создает грубый и контрастный светотеневой рисунок, в том числе и на лице фотографируемого вами человека. Плюс ко всему, заставляет его щуриться, то есть искажать естественное выражение лица. Снимая при таком освещении, фотографу приходится искать выход из этой дилеммы: свет и тень, так как освещенные участки превращаются в практически бликующие поверхности, а неосвещенные выглядят на снимке глубокими черными провалами. Более того, свою красоту, яркость и насыщенность теряют цвета.

Если нет возможности изменить время съемки на улице на более позднее или более раннее, то можно поискать вариант для фотографирования в тени. Свет в тени даже во время яркого полдня намного мягче, солнце не так пагубно влияет на объект съемки. Если ситуация позволяет это - перенесите съемку в тень какого-либо сооружения, например, здания или забора. В яркий летний полдень хорошо фотографировать в тени деревьев в парке или сквере. Но тут нужно быть очень осторожным: на лицо человека, которого вы фотографируете, может образоваться некрасивая пятнистая тень от листьев и веток деревьев.

Освещение на закате и на восходе солнца фотографы называют «золотыми часами». Это время наиболее благоприятно для съемки. Ранним утром свет восходящего солнца может принимать нежный голубой оттенок. Воздух прозрачен и свеж, часто может присутствовать прохладная воздушная дымка. Утром возможны туманы. Все эти атмосферные явления, состояния природы очень хороши для съемки пейзажей как в городе, так и за городом. А вот освещение, создаваемое заходящим солнцем, в противоположность к утреннему свету обычно бывает теплым и нежным. Она придает окружающему пространству теплые бархатные тона, все предметы становятся немного желтовато-красноватыми. В воздухе появляется дымка от испарений дневной влаги, легкая пыль поднятая пешеходами и автомобилями, выхлопные газы… Это очень интересный свет. Нужно им пользоваться.

Направление естественного света

Самое простое направление света при съемке - элементарный фронтальный свет, то есть, как говорят фотографы - освещение «в лоб». Это наименее удачный свет. Все объекты он лишает теней, делает их плоскими и неприглядными. Особенно плохо такой свет выглядит в портретной съемке.

Боковой свет при любом виде съемки намного удачнее, чем фронтальный. Он хорошо выявляет объем объекта, делает снимок привлекательным и интересным. Принято различать боковой передний и боковой задний виды освещений.

В некоторых случаях приходится иметь дело с так называемым контровым освещением. Это такое освещение, когда основной источник света находится непосредственно за объектом съемки, позади него. Хорошо, если этот источник света находится невдалеке от того, что или кого вы фотографируете. Контровой свет образует на границах предметов на снимке красивую линию светового контура. Особенно хорошо это бывает видно при съемке человека с пышными волосами. Эта световая линия может быть шире или уже, в зависимости от того, насколько интенсивен световой поток или насколько удален источник света от объекта.

Этот вид освещения фотографы обычно используют тогда, когда на снимке нужно передать не внутренний объем объекта, а его внешний контур. К примеру, если вы поставили своей задачей снять силуэт красивой девушки - без контрового света вам не обойтись. Контровой свет, точнее, источник, коздающий этот свет, можно использовать и как дополнительный световой поток при портретной съемке.

Тем не менее, в некоторых видах съемки контрового света нужно избегать. Например, при съемке каких-либо предметов в целях рекламы, зданий для путеводителей или архитектурных справочников и пр. То есть в тех случаях, когда нужны сугубо документальные фотографии, или как сейчас называют, фотофиксация. Когда нужно выявить все детали объекта, все его подробности, чтобы зритель мог его детально изучить. Да и техническое качество снимка при боковом освещении, в отличие от контрового и фронтального, обычно бывает намного выше.

Очень часто начинающим фотографам рекомендуют избегать контрового освещения, не фотографировать объекты, если источник света располагается прямо позади их. Например, человека, стоящего перед близким к горизонту солнечным диском. Но, тем не менее, опытный мастер фотографии при таком виде света сможет создать просто замечательный кадр.

Иногда некоторые объекты, имеющие в своей основе довольно большие плоскости, дают на другие, обычно более мелкие предметы световое отражение. Часто оно бывает какого-нибудь цвета. Например, фотографируя человека, стоящего около зеленого забора его лицо может приобрести легкий оттенок зеленого цвета. Этот эффект называется световым рефлексом. Световой рефлекс обычно считается недостатком. Но, если фотограф опытный и находчивый, он всегда сможет заставить рефлекс работать так, как надо мастеру. Из врага он может превратится в друга, в хороший инструмент, замечательное изобразительное средство.

ТЕНЬ

Теперь давайте поговорим о светотеневом решении снимка. Что это такое - светотеневое решение? Понятие это очень глубокое и серьезное, о нем нужно рассуждать в отдельной статье. Но если в двух словах - светотеневое решение фотографического снимка - это поиск фотографом компромисса между световым и теневым рисунком в фотографии. Эти рисунки создаются источниками света.

А что такое теневой рисунок? Если сказать просто, это рисунок, который создают на объекте съемки тени, образуемые световым потоком от источника света. Эти теневые рисунки могут быть очень красивыми, а могут только испортить снимок. Особенно важен теневой рисунок в портрете. Он может вообще стать основой композиции фотографии. В любом случае, при съемке на теневой рисунок просто необходимо обращать большое внимание. Особенно тщательно нужно за ним следить при съемке крупным планом.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Фотография существует очень давно. И за все это время фотографы придумали великое множество самых разнообразных приспособлений для того, чтобы влиять на светотеневой рисунок снимка. С помощью таких приспособлений можно менять направление теней, их интенсивность и многое другое. Это дает дополнительные возможности в творческой работе.

Самое простое из таких приспособлений - так называемый лайт-диск. В переводе - белый диск. Но, несмотря на название, лайт-диски бывают не только белые, но и различных других цветов, а так же самых разнообразных форм и размеров. Это довольно распространенный аксессуар современного фотографа. Он позволяет регулировать световой поток, направленный на объект съемки. При помощи лайт-диска можно перенаправить поток света, можно изменить его цвет, жесткий и грубый свет можно превратить в мягкий рассеянный. Лайт-диск черного цвета может вообще поглотить световой поток. Эти диски могут быть серебристыми, золотистыми, матовыми… Есть лайты работающие на просвет.

При работе с лайт-дисками фотограф обычно прибегает к помощи ассистентов, одному тут справиться бывает затруднительно (хотя, можно их установить на различные крепления - штативы и другие подставки). Ассистент при этом находится невдалеке от портретируемого (если идет работа над портретом) и оперирует чаще всего двумя лайт-дисками. Одним из них он работает на просвет, располагая его между моделью и основным (рисующим) источником света, смягчая тени, а вторым подсвечивает лицо, создавая дополнительные тени для светотеневого рисунка.

Вот и всё на сегодня. Удачи в творчестве!

угол отклонения определяется выражением θ		Arcsin
			крит

где N e 0 – плотность плазмы в центре плазменного образования. ДляN e 0 =N e крит / 3 получим величинуθ max =19,4° , что сделает невозможными интерферометрические измерения еще до того, как амплитуда прошедшего сигнала начнет уменьшаться из-за эффекта поглощения.

4.3. Метод теневого фотографирования

Теневые методы давно и успешно применяются в различных областях науки и техники для получения изображения прозрачных, но оптически неоднородных объектов, для которых характерно изменение в пространстве оптического показателя преломления. Приведем лишь несколько характерных примеров. В оптике − это контроль производства оптических элементов. В аэродинамике и баллистике− исследования обтекания тел газовыми потоками. В физике горения и взрыва− определение температурных полей и скачков плотности в газовых средах.

В обычных условиях «почти прозрачные» объекты сами по себе не видны или видны очень плохо, поскольку они практически не отражают, не преломляют и не поглощают свет. Однако при их освещении параллельным пучком света на экран проецируется теневая картина, на которой неоднородности можно наблюдать даже при небольшом различии между показателями преломления исследуемого объекта и окружающего его воздуха. Это и есть классиче-

ский теневой метод 2 (рис. 4.3).

2 К сожалению, не существует единой терминологии в области теневых методов. Их называют «шлирными», «методами Теплера», «стриоскопическими», «методами Фуко», «теневыми». Наиболее часто под теневыми – понимают метод визуализации неоднородности за счет введения дополнительной диафрагмы, приводящей к фазовым или амплитудным изменениям части светового пучка, которые вызывают перераспределение освещенности в плоскости изображения, позволяющие судить о характере и некоторых параметрах исследуемой неоднородности . Однако в физике плазмы традиционно используется несколько другая классификация теневых методов, которой мы и будем придерживаться.

Он основан на освещении объекта вспомогательным источником направленного излучения. Световой пучок расширяется до необходимого размера с помощью формирующей оптики и направляется на экран, образуя равномерно освещенное поле визуализации в отсутствии неоднородности. Прохождение параллельного пучка света через неоднородность вызывает отклонение оптических лучей. Их траектории определяются принципом Ферма − световой луч распространяется по такому пути, для прохождения которого ему требуется минимальное время. Отклонение лучей от своего первоначального направления приводит к их смещению на экране и перераспределению интенсивности в поле визуализации. Благодаря изменениям интенсивности на экране формируется изображение неоднородностей− теневая картина.

линза линза

Рис. 4.3. Теневой метод

Для стационарных объектов, параметры которых не изменяются во времени, изображение неоднородностей можно наблюдать непосредственно на экране. В случае быстропротекающих процессов для визуализации неоднородностей применяется метод теневого фотографирования. Объект освещается импульсным источником излучения, а теневая картина фиксируется обычными методами фотографической или фотоэлектронной регистрации изображения. По такой теневой фотографии (тенеграмме) можно с большой точностью определить форму и границы неоднородности. Наиболее четко фиксируются объекты с резким изменением показателя преломления. Например, ударные волны, высокоскоростные газовые струи, вихри, зоны турбулентности и т.д. Кроме того, для получения качественного изображения импульсный источник подсветки должен обладать высокой яркостью и очень короткой длительно-

стью излучения, определяющей экспозицию. Выбор момента экспозиции обеспечивается синхронизацией между источником излучения и исследуемым объектом.

Характерные примеры теневых фотографий приведены на рис. 4.4. На левой фотографии изображен шар диаметром 12 мм, зафиксированный при его движении в воздухе. Перед шаром отчетливо наблюдается головная ударная волна, а за шаром − область турбулентности (фото А.С. Charters). На правой фотографии показана ламинарная струя гелия, которая вытекает из сужающегося сопла в воздух и быстро становится турбулентной. В начале турбулентной области формируются слабые ударные волны (фото

Рис. 4.4. Теневые изображения газовых потоков

Высокоскоростная теневая фотография широко используется и для исследования плазмы. Первые эксперименты по визуализации быстропротекающих процессов в плазме были выполнены с помощью искровых источников подсветки. Однако появление лазеров значительно расширило возможности теневого метода. Лазеры быстро вытеснили искровые источники в системах визуализации, а активное развитие лазерной техники привело к созданию новых уникальных диагностических комплексов. В настоящее время лазерными системами теневого фотографирования оснащены практически все крупные установки, на которых проводятся исследования импульсной плазмы.

Анализ теневых изображений дает качественную информацию о распределении показателя преломления n в плазменном объекте. В первую очередь определяются координаты областей плазмы с резким изменением величиныn (ударные волны, границы турбулентностей и др.), а также зоны непрозрачности. Теневой метод позволил обнаружить турбулентности θ -пинча. С его помощью исследовалась сжатая плотная плазма в сильноточных импульсных разрядах типа Z- пинч. Чрезвычайно полезна информация, полученная с помощью теневого фотографирования при исследовании динамики взаимодействия интенсивного лазерного излучения с мишенями. Теневой метод обладает высокой наглядностью и информативностью.

Перейдем к рассмотрению особенностей реализации этой методики в плазменном эксперименте. Проведение теневых исследований предполагает, что поглощением зондирующего излучения можно пренебречь. Кроме того, длина волны зондирующего излучения должна быть много меньше характерного размера исследуемой неоднородности. В этом случае распространение зондирующих лучей подчиняется законам геометрической оптики. Оптические схемы теневого фотографирования разнообразны и отличаются друг от друга элементами формирующей оптики, системами регистрации изображения и методами защиты от собственного излучения плазмы.

Прямо-теневое изображение получают при отсутствии какихлибо оптических приборов между оптической неоднородностью, освещаемой пучком света, и плоскостью регистрации. В схеме изображенной на рис. 4.5,а зондирование осуществляется параллельным пучком, расширенным до требуемого размера поля визуализации с помощью телескопической системы. В методесветящейся точки (рис. 4.5,б) прямо-теневое изображение получают при освещении объекта расходящимся пучком, который формируется из лазерного пучка с помощью короткофокусной линзы. Теневое изображение плазмы регистрируют в плоскости перпендикулярной к направлению зондирования на фотослой или двухкоординатный ПЗС-детектор. Для защиты теневых фотографий от собственного излучения плазмы применяется интерференционный фильтр (ИФ) с максимумом пропускания на рабочей длине волныλ лазерного источника.

а) зондирование параллельным пучком

б) метод «светящейся точки»

Рис. 4.5. Оптические схемы визуализация неоднородности прямо-теневым методом

В прямо-теневом методе с осесимметричной неоднородностью относительные изменения освещенности экрана описываются соотношением:

			∂ 2 n 2		∂ 2 n 2 )dz ,
	≈ L ∫ 2
			∂x		∂y

т. е. определяются второй производной от показателя преломления, проинтегрированной по линии наблюдения.

Прямо-теневая методика особенно удобна для визуализации ударных волн, турбулентных струй и т.д., где изменение второй

производной велико. Перед ударной волной ∂ 2 n /∂ x 2 > 0 и лучи расходятся, образуя на экране область с пониженной освещенностью; за ударной волной лучи сходятся и увеличивают освещенность. Поэтому изображение ударной волны на прямо-теневом снимке состоит из двух характерных полос – темной и светлой (см. рис. 4.4, а). Темная полоса всегда относится к переднему фронту волны – области низких давлений. В общем случае, при образова-

нии прямо-теневого изображения, неоднородность выглядит на экране всегда в виде темного участка. Светлые же участки изображения на экране образуются лучами, пришедшими из других областей пространства после отклонения их другими неоднородностями. Там, где отклонения не очень велики, светлые полосы располагаются рядом с темными. Такого эффекта можно достигнуть при соответствующем выборе расстояния между изучаемой неоднородностью и экраном.

Приведем пример, иллюстрирующий информативность прямо– теневого метода. На рис. 4.6 представлены теневые фотографии, визуализирующие динамику процессов в канале ТЕА азотного лазера.

Рис. 4.6. Визуализация послепробойных процессов в электроразрядном канале ТЕА азотного лазера

На ранних стадиях (t = 0,2 ÷ 12 мкс) наблюдается резкое расширение плазменного канала и формирование первичной ударной волны. При её отражении от стенки лазерной кюветы формируются вторичные ударные волны. На более поздней стадии (t > 50 мкс) однородность нарушается, в остывающем канале воз-

x min =

никает интенсивное вихревое движение. Хорошо видны области турбулентных пульсаций, постепенно увеличивающиеся в размерах.

Оценку пространственного разрешения для метода «светящейся точки » можно получить из соотношения

ρ h L , (4.3)

где ρ − размер точечного источника света,L иh − расстояния от плоскости регистрации изображения до объекта и точечного источника, соответственно (рис. 4.5, б).

Теневой метод мало эффективен для визуализации областей постепенного расширения или сжатии, в которых изменение второй производной показателя преломления мало

4.4. Шлирен-метод

В 1857 г. французский физик Леон Фуко предложил оригинальный способ контроля точности изготовления зеркал для телескопов. В фокусе исследуемого сферического зеркала он поставил не-

В 1864 г. этот метод усовершенствовал немецкий физик Август Теплер. Он предложил использовать схему с ножом Фуко для исследования неоднородностей в прозрачных средах. Теплер назвал этот способ шлирен-методом, от немецкого слова «schlieren», означающего неоднородности ("шлиры") в стекле. Метод Теплера дает возможность видеть не вторую производную от показателя преломления, а первую, то есть градиенты. Кроме того, при использовании фотометрии и эталона освещенности с помощью шлиренметода можно вычислять абсолютные значения плотности.

В шлирен-методе (рис. 4.7) исследуемый объект проецируется на экран с помощью объективаL 3 . Роль источника света выполня-

ет щель S . ЛинзыL 1 иL 2 строят изображение этой щели в плоскостиN , где помещается нож Фуко (визуализирующая диафрагма).

Рис. 4.7. Оптическая схема шлирен-метода

В отсутствие неоднородности нож полностью или частично перекрывает изображение щели. Отклонение лучей в исследуемом объекте приводит к смещению изображения щели и увеличению освещенности соответствующих участков на изображении объекта. Освещенность экрана при этом возрастает пропорционально угловому отклонению луча εх в направлении, перпендикулярном кромке ножа. В то же время угол отклонения εх пропорционален градиенту показателя преломления, проинтегрированному по линии наблюдения. В соответствии с этим изменение освещенности экрана описывается выражением

			∂n		∂ n )dz .
	≈ ∫ 2
			∂x		∂y

Рассмотренная выше схема получения шлирен-фотографии далеко не единственная. Различные методики отличаются друг от друга формой визуализирующей диафрагмы (нож Фуко, фазовый нож, криволинейная диафрагма, штриховая решетка), ее расположением и способом расшифровки полученных изображений.

Шлирен-метод дает более контрастное изображение, чем теневая фотография. Например, его применяют для исследования распределения плотности воздушных потоков, образующихся при обтекании моделей в аэродинамических трубах. Следует отметить,

что шлирен-метод широко используют и в исследованиях лазерной плазмы.

Закончим рассмотрение методов визуализации прозрачных неоднородностей анализом фотографий на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Визуализация полета пули в воздухе

На них показаны волновая картина и след винтовочной пули, летящей в атмосферном воздухе со скоростью, несколько превышающей скорость звука. Левая фотография получена теневым методом, чувствительным к изменениям второй производной плотности газа. Правая, шлирен-фотография, показывает градиенты плотности по нормали к кромке ножа, которая здесь вертикальна.

ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ ПЛАЗМЫ

Наибольшее применение для исследования плазмы нашло явление рефракции электромагнитной волны – изменения фазовой скорости распространения волны в плазмеv ф =с/n по сравнению с вакуумом, где показатель преломленияn = 1. Получить информацию о величине набега фазы при распространении зондирующей электромагнитной волны в плазме можно с использованием явления

интерференции .

Явление интерференции света состоит в том, что при наложении двух световых волн происходит перераспределение световой энергии в пространстве – интенсивность поля в точке наблюдения оказывается не равной сумме интенсивностей складываемых волн. В одних местах пространства возникают максимумы, а в других – минимумы интенсивности. В результате на экране наблюдаются светлые и темные области, образующие систему интерференционных полос (рис. 5.1).

			I(x)

Рис. 5.1. Плоскости равных интенсивностей (а) и освещенность экрана (б) при интерференции плоских волн

Вид интерференционной картины определяется конфигурацией волновых поверхностей интерферирующих световых волн. Сложение двух плоских волновых фронтов, распространяющихся под углом друг к другу, на экране даст систему параллельных чередующихся темных и светлых полос. Расстояние между соседними темными (или светлыми) полосами называется шириной интерферен-

Тень под блочным элементом на странице обычно применяется для создания эффекта трёхмерности, привлечения внимания к элементу или как часть дизайна. Небольшая тень под элементами придаёт также странице объём и глубину.

Для добавления тени используется свойство box-shadow , у которого имеется шесть значений, из них только два являются обязательными. На рис. 1 показано свойство box-shadow со всеми возможными значениями, они пронумерованы для их идентификации.

Рис. 1. Значения свойства box-shadow

1. ключевое слово inset устанавливает тень внутри элемента;
2. сдвиг тени по горизонтали (5px - вправо, -5px - влево);
3. сдвиг по вертикали (5px - вниз, -5px - вверх);
4. радиус размытия тени (0 - резкая тень);
5. растяжение тени (5px - растяжение, -5px - сжатие);
6. цвет тени.

Обязательно следует указать только сдвиг по горизонтали и вертикали, все остальные параметры будут приниматься по умолчанию. В этом случае тень будет резкой без размытия и чёрного цвета.

За счёт комбинаций разных параметров и их значений можно получить широкое разнообразие видов теней. В табл. 1 представлен код и результат, к которому он приводит.

Табл. 1. Сочетания параметров тени

Код	Результат	Описание
box-shadow: 5px 5px;		Резкая тень справа и снизу.
box-shadow: -5px -5px;		Резкая тень слева и сверху.
box-shadow: 0 0 5px;		Размытая тень вокруг элемента.
box-shadow: 0 0 5px 2px;		Расширение тени на 2 пиксела.
box-shadow: 0 0 5px 2px red;		Красное свечение вокруг элемента.
box-shadow: 0.4em 0.4em 5px rgba(122,122,122,0.5);		Полупрозрачная тень.
box-shadow: inset 0 0 6px;		Тень внутри.

Как видно из таблицы, сдвиг тени не обязательно задавать в пикселах, хотя это и удобно. Цвет тени можно указывать в любом доступном формате, так, для получения полупрозрачной тени подойдёт формат RGBA, такая тень будет хорошо смотреться на любом фоне. В примере 1 показано, как это сделать.

Пример 1. Тень на фоновом рисунке

HTML5 CSS3 IE 9+ Cr Op Sa Fx

Результат данного примера показан на рис. 2. Тень повторяет скругление уголков блока.

Рис. 2. Вид тени на фоновом рисунке

При добавлении «широкой» тени следует учесть, что она может выйти за пределы видимого окна браузера и привести таким образом к появлению горизонтальной полосы прокрутки.

Тень также можно добавлять и к псевдоэлементам, это иногда требуется для сложной вёрстки. На рис. 3 показан блок с заголовком, к которому добавлена тень. Чтобы не было никаких линий в месте стыка приходится использовать псевдоэлемент ::after и добавлять тень к нему.

Рис. 3. Блок с тенью

В примере 2 показано создание такого блока.

Пример 2. Блок с тенью

HTML5 CSS3 IE 9+ Cr Op Sa Fx

Тень у элемента может быть не одна, а сразу несколько, их параметры перечисляются через запятую в значении свойства box-shadow . В примере 3 показано добавление двойной тени ко всем изображениям.

Пример 2. Блок с тенью

HTML5 CSS3 IE 9+ Cr Op Sa Fx

Результат данного примера показан на рис. 4.

Рис. 4. Изображение с двойной тенью

Первая тень отображается слева от рисунка с радиусом размытия 20px, её размер уменьшен за счёт четвёртого параметра (-20px). Параметры второй тени указываются после запятой, тень отображается справа от рисунка и так же уменьшена для симметрии.

теневое радиационное изображение - Радиационное изображение за контролируемым объектом, сформированное широким или узким пучком ионизирующего излучения. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие) … Справочник технического переводчика

Большой медицинский словарь

Теневое изображение, возникающее на флюоресцирующем или светочувствительном материале под воздействием рентгеновского излучения, прошедшего через исследуемый объект … Медицинская энциклопедия

теневой метод исследования Энциклопедия «Авиация»

теневой метод исследования - Рис. 1. Оптическая схема теневого прибора. теневой метод исследования — метод обнаружения оптических неоднородностей в прозрачных преломляющих средах и дефектов отражающих поверхностей (например зеркал); один из основных оптических методов… … Энциклопедия «Авиация»

Микроскоп, предназначенный для исследования микроструктуры объектов в рентгеновском излучении. Предел разрешения Р. м. может превышать разрешение световых микроскопов на 2 3 порядка в соответствии с отношением длин волн l рентг. и видимого… … Физическая энциклопедия

- (от греч. tomos сечение, слой) метод исследования внутр. структуры разл. объектов (промышленных изделий, минералов, биол. тел и др.), заключающийся в получении послойных изображений объекта при облучении его рентг. лучами, ультразвуком или др.… … Физическая энциклопедия

Зарегистрированное на фотоплёнке (фотопластинке) изображение объекта, возникающее в результате вз ствия с ним рентгеновского излучения. При таком вз ствии может происходить поглощение, отражение или дифракция рентгеновских лучей. Пространств.… … Физическая энциклопедия

Метод обнаружения оптических неоднородностей в прозрачных преломляющих средах и дефектов отражающих поверхностей (например зеркал); один из основных оптических методов исследования течений. Оптическая схема теневого прибора (прибора Тёплера),… … Энциклопедия техники

- (лат. intro внутри, др. греч. σκοπέω смотрю; дословный перевод внутривидение) неразрушающее (неинвазивное) исследование внутренней структуры объекта и протекающих в нём процессов с помощью звуковых волн (в том числе ультразвуковых и… … Википедия

Прибор, который позволяет получать сильно увеличенное изображение объектов, используя для их освещения электроны. Электронный микроскоп (ЭМ) дает возможность видеть детали, слишком мелкие, чтобы их мог разрешить световой (оптический) микроскоп.… … Энциклопедия Кольера

Справочники