Question:
Quelle est la différence technique entre la lumière artificielle et la lumière naturelle?
rfusca
2012-07-20 06:06:34 UTC
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Des commentaires comme celui-ci m'ont fait me demander ...

En supposant deux sources de lumière de taille et d'intensité relative égales (disons à titre d'exemple les monolights et le soleil) et en supposant que vous photographiez brut à l'équilibre des couleurs, quelle est la différence entre eux, en ce qui concerne la qualité de la lumière? S'agit-il uniquement du spectre? Pourquoi l'un produirait-il une lumière de qualité sensiblement différente de l'autre?

(Je ne suis pas intéressé par le fait que l'un est plus facile à utiliser ou plus flexible ou toujours activé ou tel - je suis plus préoccupé par la qualité .)

Je pense que cela a beaucoup à voir avec une lumière uniforme et diffuse venant de partout. Je parie que si vous pouviez installer une boîte à lumière LED de 100'x100 'affichée à travers une fenêtre de 10'x10' placée à 15 'de la source, cela ressemblerait;)
Vous pourriez avoir une perspective différente si vous posez cette question sur le site de physique.
Cinq réponses:
Imre
2012-07-20 10:14:30 UTC
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Il existe plusieurs types de lumières artificielles - fluorescentes, tungstène, LED, halogène, xénon, explosifs, arc électrique, etc. d'autres étoiles, le feu, la foudre, les volcans, les aurores boréales, les vers luisants, etc. des exemples les plus courants des deux (par exemple, flash au xénon ou lumière du soleil).

La plupart des sources de lumière naturelle sont remarquablement plus éloignées que la portée des sources de lumière artificielle, donc la baisse d'intensité (diminution) de la lumière artificielle est plus rapide, car la source lumineuse est tellement plus proche. Par conséquent, la zone que vous pourriez éclairer avec une seule lumière artificielle est beaucoup plus petite. Essayez d'éclairer un paysage ou le ciel avec une lumière monocorde :)

Les formes de lumière naturelle les plus courantes - lumière du soleil et clair de lune - sont toujours allumées, tandis que les sources de lumière artificielle les plus couramment utilisées en photographie sont synchronisées pour changer allumé pendant l'exposition. Ainsi, la lumière naturelle facilite la modélisation de l'éclairage, et la vitesse de synchronisation maximale de votre caméra n'a pas d'importance, et il n'y aura pas de clignotement pour clignoter.

La dispersion de la lumière du soleil sur le ciel implique que les ombres projetées par le soleil ne sont pas d'un noir absolu, mais remplies d'une teinte bleuâtre.

Puisque les lumières artificielles peuvent être déplacées facilement, vous pouvez facilement créer des schémas d'éclairage qui être impossible avec la lumière naturelle uniquement (vous pourriez avoir un peu de chance pour diriger le feu ou les vers luisants, pas tellement avec les autres).

Enfin, quelques mots sur la "qualité" dans le contexte commercial (supériorité), par opposition au contexte philosophique (propriété ou attribut).

Ici, la lumière artificielle prospère grâce à la disponibilité

  • (vous pouvez l'amener à tout moment, de jour comme de nuit);
  • répétabilité (vous pouvez obtenir le même éclairage en utilisant à nouveau la même configuration; le soleil et la lune bougent, le temps peut changer);
  • fiabilité (la météo a beaucoup moins d'effet sur la lumière artificielle car il y a beaucoup moins de entre la source lumineuse et la scène; avec la lumière artificielle, les piles non chargées sont de votre faute, pas celles de l'éclairage).

Notez que pour les résultats artistiques, l'imprévisibilité de la lumière naturelle peut être préférable.

La lumière naturelle bat facilement l’artificiel sur

  • durée de vie prévue;
  • coût initial;
  • coûts de fonctionnement.

Il n'y a pas de différence dans le rapport signal / bruit si le niveau d'éclairage du sujet est le même. La lumière du soleil (en particulier non diffusée) fournira un éclairage plus fort que la plupart des lumières artificielles, et donc un meilleur rapport signal / bruit; d'autres lumières naturelles sont plus faibles qu'un flash près du sujet.

Juste une petite précision: l'éclairage diffus de fenêtre / lucarne (c'est-à-dire une fenêtre ou un puits de lumière avec un diffuseur placé dessus, par opposition à un éclairage diffus passant par une fenêtre) aura la même atténuation que, par exemple, une boîte à lumière de la même taille à la même distance, puisque le diffuseur devient la source lumineuse.
Cela ne répond vraiment pas à ce que je veux ... cela parle des différences en termes de facilité d'utilisation et autres, mais la question concerne la ** qualité ** de la lumière. J'ai édité la question pour souligner ce fait (même si elle était déjà là à l'origine).
J'aurais pensé que l'atténuation, la zone éclairée ou la possibilité d'utiliser n'importe quelle vitesse d'obturation sont des qualités assez importantes pour un photographe. S'il s'agissait strictement de problèmes de quantité, vous seriez en mesure de compenser avec une ISO différente. Ce n'est peut-être pas ce que vous voulez, mais cela répond à ce que vous avez demandé.
Peut-être y a-t-il de la confusion ici, parce que votre modification l'a rendu * moins * ontopique en apparence. Je ne parle pas des avantages ou des inconvénients de la lumière naturelle en général pour les photographes ... Je demande ** TRÈS SPÉCIFIQUEMENT ** ce qui influence la qualité de la ** lumière ** dans une image. Être toujours allumé ou pouvoir déplacer la lumière n'a aucun effet sur la qualité de la lumière.
Si ce n'est rien de tout cela ... alors que voulez-vous dire par mot ** qualité **?
@Imre - La réponse de Russell est beaucoup, beaucoup plus proche de ce que je recherche - il s'agit de * light * - pas de la configuration.
Y a-t-il d'autres propriétés que le spectre qui relèvent de votre compréhension de la «* qualité de la lumière *»? Il me semble que le critère pour vous est de savoir si cela peut être vu sur les photos obtenues. Vous * pouvez * voir la baisse dans les images résultantes. Et la région. Et un temps d'obturation plus court que la vitesse de synchronisation maximale (et une grande ouverture activée par celui-ci). Et la direction de la lumière, la multitude de sources lumineuses ... Ce ne sont * pas * que des problèmes de configuration.
@Imre - Eh bien, cela fait partie de ce que je demande - quelles autres propriétés relèvent de cela. Je dirais que le critère est définitivement s'il est vu par la photographie résultante. Vous ne pouvez pas voir plus vite que la vitesse de synchronisation maximale et la direction et la multitude de lumières * sont * des propriétés de la configuration - pas la lumière elle-même.
D. Lambert
2012-07-20 06:25:00 UTC
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À proprement parler, si vous pouviez vraiment imiter tout ce qui concerne l'éclairage naturel avec une lumière artificielle, ce serait exactement la même chose. Comme il nous manque une source de lumière artificielle de la même intensité que celle du soleil, sans parler des déclencheurs radio avec une portée de 93 millions de miles, le mieux que nous pouvons faire avec un éclairage artificiel est de simuler la lumière du soleil.

En localisant un source de lumière artificielle plus proche de notre sujet (de quelques millions de kilomètres), nous pouvons produire une intensité d'éclairage similaire sur le sujet, mais il est assez difficile de reproduire la diffusion causée par tous ces kilomètres de poussière spatiale et d'atmosphère entre nous et le soleil , entre autres. Vous avez également évoqué le spectre, qui, encore une fois, je pense que nous pouvons imiter, mais qui est vraiment difficile à reproduire.

L'un des aspects difficiles de la duplication de la lumière naturelle, bien sûr, est que la lumière naturelle change tout le temps. Compte tenu de tous les facteurs qui peuvent aromatiser la lumière naturelle du soleil, c'est vraiment un nombre presque infini de sources de lumière différentes, n'est-ce pas? Si vous photographiez près du lever ou du coucher du soleil, cela est clairement apparent car votre exposition change d'une photo à l'autre. Je m'attendrais à ce que, malgré l'heureuse surprise occasionnelle lorsque la lumière naturelle fasse quelque chose d'inattendu que nous aimons , cette nature variable est en fait un domaine où l'éclairage artificiel améliore l'éclairage naturel.

Pour une émulation exacte, vous n'avez pas besoin des déclencheurs radio - le soleil est allumé en permanence, donc disponible à n'importe quelle vitesse d'obturation.
D'accord, mais la lumière artificielle que vous utilisez pour imiter le soleil ne le serait pas. Ce n'est pas grave - c'était conçu de manière légère.
Russell McMahon
2012-07-20 18:39:05 UTC
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"Seul le spectre" est un facteur très important.

Ce qui suit ne fait qu'effleurer la surface d'un sujet extrêmement complexe:

La "température de couleur" est une mesure de la "chaleur" d'une source de lumière blanche - c'est un sujet qui descend rapidement dans la magie noire (ou blanche) et qui n'a pas besoin d'être discuté ici sauf comme un moyen de comparer tout en composants légers. La température de couleur est la température à laquelle un radiateur à corps noir devrait être chauffé pour produire une lumière blanche de la même «chaleur» équivalente.

La lumière solaire est distribuée de manière relativement continue dans les fréquences lumineuses.

Les sources lumineuses telles qu'une ampoule au tungstène ou halogène qui utilisaient un métal chauffé pour produire de la lumière ont un spectre relativement continu sur une gamme limitée de fréquences. Le pic de tungstène est centré autour de longueurs d'onde plus longues / fréquences plus basses que la distribution de la lumière du jour et est plus jaune et d'une température de couleur effective inférieure.

Les sources artificielles qui excitent les luminophores avec une longueur d'onde de lumière pour les amener à émettre de la lumière à d'autres longueurs d'onde, produisent de la lumière dans un certain nombre de pics de fréquence relativement nets avec des écarts entre avec moins ou pas de lumière. Ces pics de longueur d'onde sont disposés de telle sorte que le système œil / cerveau les combine pour produire une lumière «blanche». Alors que l'œil peut voir du blanc, le spectre discontinu produit des effets photographiques qui sont différents de la lumière naturelle à spectre continu.

Cette méthode s'applique aux lampes fluorescentes, CFL (compact fluroescent), & Phosphor LED. Des résultats similaires se produisent lorsqu'un gaz est excité électriquement ou thermiquement afin qu'il émette de la lumière avec des fréquences nettement définies ou lorsque plusieurs LED monochromes sont utilisées. Le "blanc" résultant est un fantasme du cerveau. Source - CCA / SA. La ligne continue incurvée est le "locus plankien" et est la couleur qu'un corps noir chauffé suivrait lorsque la température augmentait. Les nombres 1500-10000 sont les températures en Kelvin provoquant la couleur associée. L'œil et le cerveau voient les couleurs sur cette ligne comme des versions de "blanc" . Les nombres autour de l'extérieur de la zone colorée sont les longueurs d'onde en nanomètres de lumière monochrome à ce point. Prenez deux points quelconques sur la frontière, mélangez la lumière en utilisant ces deux couleurs et modifiez les amplitudes relatives et la couleur effective se déplacera le long d'une ligne entre les deux. (Ce n'est pas, hélas, juste une ligne droite tracée sur ce graphique). Faites cela avec 3 couleurs de bordure et vous pouvez créer des couleurs qui se trouvent ~ à l'intérieur du triangle formé par les 3 couleurs. MAIS alors que vous POUVEZ être capable de faire croire à l'œil / au cerveau que vous avez une lumière d'une couleur, ou une large gamme de couleurs, un système de capteurs de film ou de filtres ou ... peut réagir différemment.

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Les «LED lumineuses» blanches modernes utilisent généralement une LED bleue à courte longueur d'onde et un luminophore jaune. Une partie de la lumière bleue est convertie en jaune en "excitant" le luminophore afin qu'il réémette l'énergie sous forme de lumière jaune. Le mélange relatif de bleu et de jaune et les gammes de fréquences émises exactes varient pour produire une lumière allant du "blanc chaud" (environ 2500 - 3500 Kelvin température de couleur effective) à la lumière du jour comme les blancs dans la gamme 4000K - 7000k et ensuite distnctly bleu blancs jusqu'à environ 10 000 K équivalent. À environ 10 000 K ou plus, la «lumière blanche» apparaît très bleue. Le mélange jaune / bleu est ajusté de sorte que la somme vectorielle se trouve sur une ligne de spectre que les vraies couleurs du radiateur du corps noir suivent de sorte que la lumière "semble" blanche, dans certaines limites.

Par exemple, lorsque vous avez un spectre continu lumière, vous pouvez appliquer un filtrage à n'importe quelle longueur d'onde pour supprimer ou modifier une partie de la lumière pour modifier le mélange global. Lorsque vous avez quelques pics finis, vous pouvez ne pas avoir de lumière dans la gamme de fréquences du filtre qui fonctionne bien avec la lumière naturelle. Les résultats PEUVENT être très sensiblement différents.

Par exemple, un capteur photo peut réagir d'une certaine manière à la lumière naturelle avec une large gamme de fréquences présentes. Un éclairage artificiel avec la même température de couleur apparente à l'œil présentera le capteur

Par exemple, si vous avez une lampe au sodium, par exemple, comme on en trouve sur certaines autoroutes avec une lumière orange vey, vous avez une émission orange très rapprochée lignes et rien d'autre. Aucune quantité de filtrage ne «corrigera» cela pour qu'il ressemble à la lumière naturelle. Whilke qui est évidemment ext = reme c'est juste un cas extrême de ce qui se passe avec les sources de sources de sortie à longueur d'onde limitée mentionnées ci-dessus. Source CCA / SA

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Excellente réponse en ce qui concerne le spectre - beaucoup plus comme ce que je recherchais. Des facteurs autres que le spectre cependant?
D Coetzee
2012-07-21 02:26:59 UTC
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D'un point de vue pratique, ce qui caractérise principalement le soleil à midi, autre que son spectre, c'est le fait qu'il s'agit d'une lumière omnidirectionnelle qui brille d'en haut, très brillante ( luminosité de 3,84 × 10 ) 26 W), et a un petit diamètre angulaire, 0,53 degrés, résultant en des rayons presque parallèles. Une source artificielle avec le même éclairement et le même diamètre angulaire reproduirait presque la plupart des effets d'éclairage que vous voyez avec le soleil à condition qu'elle soit suffisamment éloignée de la scène, à savoir: des ombres nettes et très sombres et un éclairage de remplissage réfléchi par les objets proches ( qui sont généralement diffuses, mais peuvent ne pas l'être si elles ressemblent à des miroirs - elles ont également tendance à acquérir les couleurs de ces objets).

Pour qu'une source lumineuse à la distance d ait le même diamètre angulaire et le même éclairement que le soleil, il doit avoir un diamètre réel d'environ d / 108 et une luminosité de 17200d 2 W.Ainsi, si votre source de lumière est à 1 m, elle doit avoir un diamètre de 9 mm et une luminosité de 17,2 kW. S'il est à 10 m, il doit avoir un diamètre de 9 cm et 1,72 mégawatts, tandis que s'il est à 100 m, il doit avoir un diamètre de 93 cm et une luminosité de 172 mégawatts.

A titre de comparaison, un modèle typique le flash de studio stroboscopique haut de gamme va jusqu'à 1000 wattsecondes, ce qui à une vitesse maximale typique de 1 / 1500e seconde vous donne 1,5 mégawatts. En localisant un tel flash à une distance d'environ 9,3 m au-dessus de la scène, vous pouvez obtenir un effet similaire au soleil tant que son diamètre ne dépasse pas 8,6 cm, ce qui est plausible. Cependant, une telle configuration nécessiterait un investissement substantiel.

Les flashs de l'appareil photo, en revanche, n'ont pas vraiment de chance de reproduire des effets semblables à ceux du soleil - le Nikon SB800 produit environ 60 kW maximum, en supposant qu'aucune perte des réflecteurs et des diffuseurs. Il doit donc être situé à 1,9 m et avoir un diamètre de 1,8 cm, ce qu'il n'a pas.

jrista
2012-07-21 06:04:31 UTC
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Si vous voulez une réponse simple concernant spécifiquement la différence entre la lumière "artificielle" et "naturelle" :

La largeur et la continuité du spectre impliqué.

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Souvenez-vous de vos cours de physique. La couleur des objets que nous voyons est régie par la quantité de lumière absorbée et réfléchie, ainsi que par la répartition de l'absorption et de la réflexion sur le spectre visible. Un objet bleu est bleu car il absorbe moins et réfléchit plus de lumière bleue, un objet orange est orange car il absorbe moins et réfléchit plus de lumière orange, etc. Si vous illuminez une scène pleine d'objets bleus avec une lumière artificielle de tungstène à spectre étroit, les objets bleus apparaîtront plus ternes et moins colorés que s'ils étaient éclairés par une lumière naturelle à large spectre.

Plus votre illuminant est continu et large, plus la fidélité des couleurs de votre scène est grande sera.


Réponse simple, sur les détails.

Les sources de lumière artificielle n'émettent pas nécessairement un large spectre, et émettent rarement un spectre "complet", ni toujours un spectre continu pour la gamme qu'elles couvrent. La qualité ou la fidélité des couleurs et des détails que nous voyons à partir d’un sujet éclairé dépend fortement de l’ampleur et de la continuité de la lumière qui l’éclaire. L'éclairage artificiel a également généralement tendance à avoir une distribution de longueur d'onde non naturelle, en ce que sa courbe spectrale culmine généralement soit trop chaude soit trop froide par rapport à la lumière du soleil, produisant la balance des blancs décalée qui nécessite une correction en post. Si vous travaillez avec un éclairage au tungstène (halogène), vous travaillez avec une bande très étroite de lumière principalement continue, mais très chaude. Certains sujets apparaîtront très bien sous un tel éclairage avec correction de la balance des blancs en post, car ils répondent principalement à des longueurs d'onde de lumière plus décalées vers le rouge. Cependant, d'autres sujets peuvent manquer de détails et de fidélité des couleurs lorsqu'ils sont éclairés par une lumière de tungstène, car ils répondent principalement à des longueurs d'onde de lumière plus décalées vers le bleu.

Alors que certaines formes de lumière artificielle offrent un spectre plus large, il existe généralement soit limitations de leur bande passante, ou il peut y avoir des trous et des lacunes dans le spectre émis. Les lumières basées sur l'émission du corps noir, ou en d'autres termes les sources lumineuses qui émettent de la lumière en chauffant un certain type d'élément (généralement méta), fourniront généralement un éclairage à spectre plus continu avec une bande passante plus limitée. Les lumières basées sur l'émission de gaz, ou en d'autres termes les sources lumineuses qui émettent de la lumière en faisant passer un courant électrique à travers un gaz quelconque, fourniront souvent une large bande passante mais une continuité inégale (beaucoup de lacunes). Aucune des deux formes d'éclairage n'est parfaite, bien que de nombreux types d'éclairage spécialisés atténuent considérablement les inconvénients tout en améliorant les aspects positifs ... comme fournir un spectre aussi large que possible avec le moins d'espace possible.


La lumière naturelle, en revanche, n'est pas seulement un large spectre ... son "spectre complet", y compris toutes les longueurs d'onde de la radio, à travers l'intégralité du spectre visible, à l'EUV et aux rayons X. La lumière naturelle comprend tout ce qui se trouve dans le spectre visible, c'est donc une large bande passante et entièrement continue, avec une courbe spectrale idéale qui culmine au milieu du spectre de la lumière visible (jaune-vert vert, une bande d'environ 555 nm).

L'avantage d'un éclairage à spectre complet est que la fidélité des couleurs et les détails de votre sujet peuvent être mis en valeur. Si vous avez un éclairage irrégulier avec des écarts et une bande passante spectrale limitée, et que vos sujets répondent davantage aux longueurs d'onde de la lumière qui ne se trouvent pas dans la bande d'émission primaire de vos lumières artificielles, vous obtiendrez des résultats anémiques aux couleurs. Cela ne veut pas dire que vous ne pouvez pas corriger un tel problème par la poste, mais il ne sera généralement pas aussi beau que lorsque vous utilisez un éclairage à large spectre ou à spectre complet. Il existe des lumières artificielles qui émettent un large spectre, ou émettent un spectre de lumière aussi large que possible par des moyens artificiels, et qui reproduisent au plus près la courbe spectrale de la lumière du soleil. Avec un tel éclairage source, la qualité de la lumière et de l'ombre dans votre scène se résumerait alors à la façon dont vous configurez et organisez votre éclairage ... mais sur laquelle vous devriez avoir un contrôle total.

À proprement parler, la lumière du soleil n'est pas non plus à spectre continu (il y a ces lignes embêtantes de Frauenhofer), mais c'est un petit problème. Une carence possible un peu plus importante dans certaines sources de lumière artificielle est que toutes les couleurs provenant du sujet ne proviennent pas de la réflexion; certains résultent de l'absorption et de la réémission à une longueur d'onde différente (par exemple la fluorescence, qui nécessite généralement une lumière incidente riche en UV, excluant la plupart des sources de tungstène). La lumière naturelle n'est pas parfaite, mais c'est ce à quoi nous sommes habitués et adaptés.
@Stan: Certes, il y a une certaine fluorescence impliquée. Je suppose que cela pourrait être particulièrement intéressant pour quiconque souhaite photographier des tirages imprimés sur du papier avec des azurants optiques, ou (certainement) des sujets fluorescents. Quant aux lignes Fraunhofer, elles sont assez fines et une dégradation minimale de la lumière que nous obtenons du soleil. D'autre part, une LED RVB «blanche» produit une lumière qui a trois pics distincts et étroits dans les longueurs d'onde rouge, bleu et vert avec des creux ou des espaces significatifs entre eux. Une ampoule de tungstène, ou même un flash, ont des pics distincts uniques.
Il convient de noter que les lignes d'absorption (Fraunhofer) ne signifient pas en fait un manque de lumière à ces longueurs d'onde. Les lignes d'absorption signifient simplement qu'il y a un creux net, mais relativement mineur, dans la courbe spectrale de la lumière émise par un sujet.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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