Svetlo

1. Svetlo • Svetlost se definiše kao deo elektromagnetnih radijacija koje čovek vidi. • Elektromagnetne radijacije se prostiru kroz prostor u vidu elektromagnetnih talasa brzinom svetlosti ( 300 000 km/sec). • za opisivanje talasnog kretanja koristi se f ili talasna dužina (). Jedinice talasne dužine je nanometar (1nm = 10-9m). • Za TV je od interesa samo jedan mali deo ovog opsega koji je vidljiv za oko. Zove se vidljiv spektar i obuhvata zračenja čije su talasne dužine od 380nm do 780nm ili učestanost od (385 – 790)THz, =c/f

2. Svetlo • U praksi se uzima opseg od 400-700nm, jer je osetljivost oka na radijacije izvan ovog opsega manja od 1% svoje maksimalne osetljivosti. • Oko ne može da vidi boje izvan vidljivog dela spektra, pa se infracrveno i ultraljubičasto svetlo vide kao mrak.

3. Belo i monohromatsko svetlo • Zračenje koje obuhvata skoro sve talasne dužine u vidljivom delu spektra predstavlja belo svetlo. • belo svetlo se definiše kao svetlo čija je spektralna raspodela snage uniformna u celokupnom vidljivom spektru –teorijski • U praksi su ovakvi izvori svetla jako retki • Zračenje koje obuhvata samo jednu talasnu dužinu ili vrlo uzak opseg talasnih dužina je monohromatsko (ili spektralno ) svetlo.

4. Razlaganje belog svetla • Ako se belo svetlo koje je mešavina svih komponenata zračenja, čije su talasne dužine od 380nm do 780nm propusti kroz neko telo od stakla određenog oblika (prizma, spektroskop, difrakciona rešetka) doći će do prelamanja (razlaganja) svetla po talasnim dužinama • Skretanja pri prelamanju nisu ista za sve talasne dužine, najviše skreću svetlosni zraci nižih talasnih dužina-plava boja, a najmanje veće talasne dužine - crvena boja. • Mešanjem primarnih i komplementarnih boja, moguće je dobiti gotovo svaku boju.

5. Osetljivost oka • Osetljivost oka na zračenja zavisi od talasne dužine zračenja. • Eksperimentalno je utvrđeno da oko ima maksimalnu osetljivost u zelenom delu vidljivog spektra 555nm, i da se osetljivost smanjuje ukoliko se ide ka plavom i crvenom delu spektra • Ukoliko se smanjuje intezitet svetla maksimum spektralne osetljivosti oka se pomera ka kraćim talasnim dužinama Standardna karakteristika Kriva osetljivosti oka osetljivosti oka a) svetlost normalne jačine b)vrlo slaba svetlost

6. oko • oko prikazuje razlike u intenzitetu ne po linearnom već po logaritamskom zakonu. Stoga se za procenu intenziteta svetla na sceni koriste instrumenti sa logaritamskom skalom –(svetlomeri,luksmetri) • Ćelije u oku koje su osetljive na svetlost predstavljaju u stvari nervne završetke.Ima ih dve vrste: štapičaste i konusne.

7. Štapičaste i kupaste ćelije • Ćelije štapičastog oblika su osetljive na mali intezitet svetlosti oko 0.001Cd/m2 i one nisu osetljive na kvalitet svetlosti, tj. spektralnu karakteristiku. Njih ima mnogo više i njihov ukupan broj iznosi oko 130.000.000. • Druga vrsta ćelije su konusnog (kupastog) oblika i one se nalaze na jednom malom delu mrežnjače u blizini gde optički nerv ulazi u oko.Osetljive su na srednji i jak intezitet svetla oko 1Cd/m2 i pomoću njih se vidi boja. Ima ih ukupno oko 7,000.000. U samoj žutoj mrlji ima ih oko 34.000.

8. Persistencija oka • Persistencija oka je pojava produženog osećaja svetlosti i posle prestanka pobude • Ako se svetlosni izvor konstantnog inteziteta trenutno uključi, vizuelni osećaj oka u svom prelaznom stanju najčešće prolazi kroz dve faze • Prva faza - nastaje posle malog kašnjenja u odnosu na početak eksitacije, uspostavlja se osećaj sjajnosti koji vrlo brzo dostiže vrednost određenu pobudom BC • Druga faza CE – osećaj se smanjuje i stabilizuje • Posle trenutnog prekida pobude osećaj neko vreme ostaje nepromenjen za vreme EF, a posle se postepeno gubi – najbitnija za TV

9. Luksmetri • Luksmetri suuređaj za merenje osvetljenosti površine, koje pada na neki predmet ili se od njega odbija. • rezultat merenja iskazuje se u jedinicama (lx, futkandela) • Rade na principu fotoćelije • Drži se u ruci

10. Temperaturaboje • Svi izvori svetlosti imaju određenu boju. • boja svetlosti izražava se temperaturom boje i meri se stepenima (0K). • Instrument za merenje temperature boje radi na principu poredjenja odnosa plave i crvene, ili zelene i crvene boje izvora svetla. • više temperature daju plavije svetlo • Promena temperature boje može da se vrši stavljanjem obojenih filtera ispred reflektora • za kreiranje prijatne i tople atmosfere koriste se izvori sa višom temperaturom boje, • za hladnu i mračnu atmosferu izvori sa nešto nižom temperaturom od uobičajene. • tempretura direktnog sunčevog svetla u podne je otprilike 5,6000K, a standardna temperatura boje za TV rasvetu 3,2000K; sijalica od 100W 2,8500K

11. Temperaturaboje • Svetlosni izvori se karakterišu temperaturom boje • Temperature boje (0K) je temperature do koje treba zagrejati crno telo -(svetlosni izvor) da njegova boja bude kolorimetrijski najsličnija boji izvora srednje dnevne svetlosti. • spektralna raspodela snage i hromatske koordinate izvora svetla - crnog tela, zavise isklju~ivo od temperature do koje je ono zagrejano, • Karakteristika temperature boje je kontinualna

12. Sjajnost (luminanca) boje • Za karakterisanje svetla u TV se koriste tri veličine:intenzitet(sjajnost, luminanca) svetla i boja (vrsta boje i njeno zasićenje). • Intezitet svetla predstavlja fizičku snagu odnosno energiju zračenja • Sjajnost (luminanca)određuje luminentnu karakteristiku svetla ipokazuje refleksifnost boje.Sjajne boje su:žuta, cijan, zelena, a manje sjajne crvena, plava i ljubičasta. Za dobru scenu sjajnost treba da bude oko 50% • Vrsta boje i zasićenje određuju hrominentne, a sjajnost (luminanca) određuje luminentnu karakteristiku svetla • Zadatak c/b TV sistema je da verno prenese intezitet svetla, a kolor intezitet svetla, vrstu boje i zasićenje

13. Reflektovano svetlo • Kad svetlo padne na neku površinu, određene talasne dužine,deo se apsorbuje, a deoreflektuju. Ono što mi vidimo kao boju je upravo ovaj reflektovni deo svetla. • Boja površine se procenjuje na osnovu spektralne raspodele svetla reflektovanog sa te površine, pa ako su sve talasne dužine ravnomerno zastupljene, kažemo da je površina neutralna. • Spektar koji sadrži vrlo uzak opseg talasnih dužina daje zasićene boje. • Na kameri dolazi samo svetlo koje je reflektovano od objekta. • Reflektovano svetlo od objekta predstavlja razliku svetla izvora kojim je osvetljen objekat i apsorpcije samog objekta • faktori koji utiču na reflektovani intezitet svetla: • Refleksivnost površine, • način obrade površine, • ugao površine u odnosu na osu kamere (optike), • oblik površine, • rastojanje svetlosnog izvora i površine

14. Refleksivnost površine • Refleksivnost površine - Za površine koje imaju veliku refleksivnost (kakav je sneg npr.) potreban je vrlo mali intenzitet svetla, dok je za osvetljavanje crnog somota potrebno svetlo vrlo velikog intenziteta

15. Način obrade površine • Način obrade površine - Dobro je poznato da hrapave i neuglačane površine izgledaju ravnomerno osvetljene bez obzira iz kog se ugla posmatraju a da uglačane i sjajne površine imaju osvetljaj koji zavisi od položaja posmatrača. • metalne i polirane površine, zavisno od ugla gledanja, u jednom momentu izgledaju izuzetno osvetljene a u drugom potpuno neosvetljene (tamne) -što deluje zbunjujuće. • Osim toga ovakve površine stvaraju velike tehničke probleme (“rep komete”, “pregorevanje slike”, “razmazivanje”) pa ih treba izbegavati.

16. Ugao površine u odnosu na osu kamere (optike) • Ugao površine u odnosu na osu kamere (optike) - Površina koja je normalana na kameru imaće maksimalan osvetljaj ukoliko svetlo dolazi na kameru pod pravim uglom • Ako svetlo na kameru pada pod nekim uglom, onda ukupan osvetljaj površine opada (po kosinusnom zakonu) - ista količina svetla se prostire na većoj površini • Ova pojava je najuočljivija za slučaj uglačanih, poliranih i sjajnih površna.

17. Opseg kontrasta • Opseg kontrasta se definiše kao odnos luminanci najsvetlijeg i najtamnijeg dela scene i predstavlja jedan od najznačajnijih parametara za procenu kvaliteta slike. Izračunava se prema: C = Lmax/ Lmin gde je Lmax – maksimalna, a Lmin minimalna luminanca scene. • Kad se kaže opseg kontrasta 20:1 - znači da je intenzitet svetla najsvetlije površine 20 puta ve}i od intenziteta najtamnije površine na sceni. • slika koja ima veliki opseg kontrasta je oštra, snažna, relaksirajuća i puna života • Mali opseg kontrasta - slika gruba, nedopadljiva i neprijatna.

18. Opseg kontrasta • Ako scena nije “kontrasna“za postizanje “efekta kontrasta“ koristi se svetlo, ili posebna obrada video signala u TV kamerama • Ako scena ima vrlo veliki opseg kontrasta, onda on zbog ograničenja prenosnog puta i reproduktora nemože ceo da se prenese, pa se redukuje i prenosi samo jedan ograničeni deo. • Kolor film ima opseg kontrasta od 35:1 do 40:1, negativ film 200:1, TV slika ima kontrast 10:1 do 20:1 za površine koje su blizu jedna drugoj, a 30:1 za površine koje su udaljene.

19. Rastojanje svetlosnog izvora i površine Intenzitet svetla (svetlosna jačina I) koja pada na neku površinu zavisi od snage svetlosnog izvora, i od rastojanja između izvora i površine koja se osvetljava. E = I/r2, E -jačina osvetljaja,I - svetlosna jačina, r - rastojanje • Svetlosna jačina (jačina svetlosnog izvora, cd, I) - je količina svetlosne energije koju tačkasti izvorsvetla svake sekunde emituje u određenom smeru zadatim jediničnimprostornim uglom. • Osvetljaj (jačina osvetljaja, lx, E) - je količina svetlosne energije koja svake sekundepada na jediničnu površinu.Jedinice su lux (lx) i foot-candle (fc). • lux i foot candle- su jedinice za jačinu osvetljaja. Razlika je u tomešto je lux metrička, a foot-candle anglosaksonska mera. (kaokilometar i milja) • Primer: • Reflektor snage 1 kW na udaljenosti od 4 m daje osvetljaj od 600 lx, E=I/r2, I =E x r2 • Svetlosna jačina (cd)=jačina osvetljaja (lx) x kvadrat udaljenosti • • svetlosna jačina = 600lx x 42 = 9600 cd • Koliko će isti reflektor dati osvetljenost na 13 m? • • 9600 / 132 = 9600 / 169 = 56 lx • A koliko će dati na 22 m ? • • 9600 / 222 = 9600 / 484 = 19 lx ovo važi samo za tačkaste svetlosne izvore

20. Mešanje boja • Postoje dva osnovna principa za mešanje boja: aditivno mešanje boja koje se koristi u televiziji (+) subtraktivno mešanje boja koje se koristi u fotografiji, i kolor štampi - oduzimanje nekih spektralnih komponenata od ukupnog luminentnog fluksa svetlosnog izvora. • aditivno mešanje boja- različiti luminentni fluksevi se sabiraju. • Aditivnim mešanjem crvene R, zelene G i plave B boje može se dobiti ceo spektar boja. • Crvena, zelena i plava boja nazivaju se primarnim bojama i pomoću njih se mogu dobiti sve boje u prirodi.

21. Aditivno mešanje boja

22. Krug boje • amplitude vektora povučena iz centra predstavlja zasićenje boje odnosno čistoću boje, a njegov ugao vrstu boje tj. dominantnu talasnu dužinu. • Okretanjem vektora od 0 do 360 dobijaju se sve boje po obimu kruga, pri čemu njihovo zasićenje raste od centra prema periferiji.

23. Kolor kupa • ugao vektora u osnovi predstavlja vrstu boje, tj. dominantnu talasnu dužinu, a amplituda tog vektora predstavlja zasićenje te boje • Na periferiji kruga nalazi se spektar 100% zasićenih vidljivih boja, a idući od periferije ka centru zasićenje boja opada. • Centar kruga predstavlja tačku belog i tu je zasićenje nula • Sjajnost se daje po vertikali

24. CIE dijagrama • CIE dijagram služi za izračunavanje vrste i zasićenja bilo koje boje iz spektra vidljive svetlosti. • On je u obliku potkovičaste krive na kojoj su nanete talasne dužine od 400 do 700nm • U centru je tačka belog. Unutar površine, obuhvaćene potkovičastom krivom, nalaze se sve boje različitog zasićenja, uključujući i standardnu belu svetlost

25. CIE dijagram • Boje izvan ovog trougla nemogu da se ostvare u TV prijemniku. • Površina unutar ovog trougla obuhvata boje koje se najčešće sreću u prirodi • Polje R1,G1,B1 predstavlja FCC primare • Polje R2,G2,B2 predstavlja EBU primare • Zasićenje bele boje p = 0, p = x-xo/xb-xo = y -yo / yb- yo

26. Primer određivanja vrste i zasićenja boje pomoću standardnog CIE dijagrama boje • p =x-xo/xb-xo =y-yo /yb – yo • Belo x(0.313), y(0.329) • C(xo,yo) –normalizovana bela svetlost • (xb i yb) - kordinate preseka prave između C(xo,yo) i oboda CIE dijagrama xb i yb • x,y- kordinate tražene boje

27. Primer • Odrediti vrstu boje sa koordinatama (0.1, 08) i (0.7, 0.3)

28. dovde

29. Svetlosni izvori • Svetlosni izvori su površine ili tela koje emituju elektromagnetne radijacije u domenu vidljivog dela spektra. • Dele se na: prirodne (sunce) i veštačke. • Za televiziju najznačajniji su veštački izvori svetla. • U veštačke izvore svetla spadaju toplotni izvori, izvori koji nastaju proticanjem struje kroz gasovei SRGB izvori svetla (mešavina fluoroscentnih prahova na bazi primarnih boja).

30. Prirodni svetlosni izvor • Boja dnevnog svetla zavisi od mnogo faktora: godišnje doba, doba dana, geografske dužine i širine mesta, oblaka, kao i od uslova posmatranja. Krive spektralne raspodele snage Sunčevog svetla 1- nebo; 2-oblačno nebo; 3-Sunce+vedro nebo; 4-direktno Sunčevo svetlo

31. Toplotni izvori • Toplotni izvori - svetlosne radijacije se dobijaju zagrevanjem čvrstih tela (tungsten vlakna) do visoke temperature. • Tri četvrtine energije se troši na zagrevanje, a samo jedna četvrtina na svetlosne radijacije u domenu vidljivog dela spektra. • Toplotna energija – je preko 680nm • Spektralna karakteristika prvenstveno zavise od temperature zagrevanja tungsten vlakna, a vrlo malo zavisi od vrste materijala. • Ona je kontinualna i može se aproksimirati spektralnom karakteristikom crnog tela zagrejanog do određene temperature. • Efikasniji je onaj izvor svetla koji za istu količinu utrošene električne energije daje veću količinu svetla. • Efikasnost svetlosnog izvora se izražava u lumenima po watu (lm/W). • Fluorescentne cevi: 70 - 100 lm/W • HMI: 95 lm/W • LED (crveno-narandžasti) 65 lm/W • LED (beli) 30 lm/W

32. SRGB svetlo (hladni izvori svetla) • SRG svetlo koristi mešavinufluoroscentnih prahova na bazi primarnih boja. • Spektralne karakteristike i temperatura boje zavise od vrste fluoroscentnog praha (fosfora) koji je nanet na unutrašnji zid sijalice • SRGB svetlo ima izraženo svetlosno zračenje u uskim opsezima R,G i B talasnih dužina, što je vrlo efikasno za pobudu senzora kolor kamere • Za studijske potrebe proizvode se SRGB sijalice sa temperaturom boje od 30000K, 32000K, 41000K, 50000K i 52000K, 65000K.... koje se dobro kombinuje sa halogenim sijalicama adekvatne temperature boje.

33. SRGB svetlo • Ukupna energija zračenja je pretežno u vidnom opsegu. Nema toplotnog zračenja

34. SRGB svetlo • Prednosti: Potrošnja električne energije je od 4-10 puta manja nego kod toplotnih sijalica. • U studijima sa SRGB rasvetom otpada potreba za rashladnim sistemima. • Radni vek sijalica je oko 10 000 časova, a halogenih od 200-500 časova. • Mogu da rade u horizontalnom ili vertikalnom položaju i da pri tome ostvare isti maksimalni svetlosni fluks. • SRGB sijalice ne razvijaju visoku toplotu pa su pogodne za korišćenje u studijima sa niskim gridom i za studija bez ventilacije.

35. SRGB svetlo • Prednosti: Sijalice nemaju veliku blještavost te su vrlo prijatne za učesnike na sceni naročito za spikere koji čitaju sa promptera • Dimovanje svetla se vrši pomoću dimera. • dimovanje svetla do 20% od nominalne vrednosti ne dovodi do promene temperature boje tako da ne dolazi do debalansa u slici • U studiju se koristi kao opšte svetlo, kontra, pozadinsko, svetlo, za bojenje svetla, difuzno svetlo, meko svetlo • SRGB rasveta je lagana i efikasna, troši malo struje, ne greje se i daje odličnu mekoću svetla.

36. SRGB svetlo • Mane:SRGB sijalice ne daju usmereno svetlo pa se nemogu koristiti za pravljenje svetlosnih efekata. • Rasvetno telo daje vrlo širok snop malog dometa 5-6m. • Cene SRGB sijalica na našem tržištu su veće za oko 3 puta u odnosu na cene sijalica sa toplotnim zračenjem. • u fluoroscentnim cevima javlja se treperenje (50Hz) poznato kao “fliker”- eliminiše se elektronskim balastima na visokim frekfencijama, oko 50KHz

37. Monofazna i trofazna struja Monofazna struja ima jednu fazu i nulu, a napon između faze i nule je 220 V. Za distribuciju monofazne struje potrebni su trožilni kablovii, pri čemu jedna žila provodi fazu, druga nulu a treća uzemljenje. Napon između svake faze i nule je 220 V. Trofazna struja prenosi se petožilnim kablom: za tri faze, nulu i uzemljenje. Napon između faza je 380 V. Provodnik sa višim potencijalom je faza, a sa nižim potencijalom nula. Ako je otvoreno strujnokolo, onda postoji napon, ali ne i struja.

38. Osigurači Osigurač mora biti najslabija karikau lancu i mora pregoriti ukoliko jačina stuje pređe predviđenu granicu. Snaga osigurača izražava se uA i označava maksimalnuI koju osigurač može izdržati. Koliki je osigurač potreban izračunava se prema formuli: I = P / U Na pr. za reflektor od 2 kW potreban je osigurač od 10 A jer je 2000 / 220 = 9,09 (10 A) Koliko možemo opteretiti osigurač izračunavamo prema formuli: P = U x I Na pr. osigurač od 16 A možemo opteretiti sa 3,5 kW jer je 220 x 16 = 3520 W (3,5 kW) Struja uvek bira put na kojem nailazi na manji otpor. Metalnakućišta reflektora se uzemljuju kako bi se u slučaju proboja fazena kučište strujno kolo zatvorilo prema zemlji, a ne kroz čovekakoji rukuje reflektorom. Zbog toga je vrlo opasno priključivati reflektore u stare utičnicekoje nemaju uzemljenje (koje nisu šuko).

39. Podešavanje nivoa video signala (monitor i osciloskop) pozadina je nejednako osvetljena: na krajevima tamnija a prema sredini svetlija. prikaz svih 625 horizontalnih linija slike

40. Podešavanje nivoa crnog Normalni nivo crnog, malo iznad 0% signala. Slika deluje prirodno. Izdignut nivo crnog, znatno iznad 0% signala. Slika deluje sivo i nezasićeno. Spušten nivo crnog, zalepljen uz liniju koja označava 0% signala: slika je zagušena i teška, detalji u tamnijim delovima slike nestaju.