ГлавнаяСтатьиЗнанияПрочие световые устройства

Прочие световые устройства

Лазерные системы

В начале 60-х годов ХХ века появились принципиально новые источники света — лазеры. Область применения лазеров разнообразна и выходит далеко за границы нашей темы. Лазерным лучом разрезают материалы (от текстиля до стали), производят сварку металлов, выполняют хирургические операции. Лазеры применяют для точнейших измерений, в вычислительной технике, средствах связи и т.д.

Принципиальная схема лазера следующая: активный элемент помещен между двумя параллельными зеркалами. Зеркала образуют так называемый оптический резонатор. Одно из зеркал делают слегка прозрачным, сквозь это зеркало из резонатора выходит лазерный луч. Чтобы началась генерация лазерного излучения, необходимо «накачать» активный элемент энергией из некого источника.

Поглощая излучение специальной газоразрядной лампы-осветителя, ионы активного элемента возбуждаются. Возбужденный ион возвращается в исходное состояние, испуская фотон определенной частоты. Этот фотон может вызвать возвращение в исходное состояние многих других возбужденных ионов — и тогда родится лавина фотонов одинаковой частоты, летящих в одном направлении. Возможен и иной вариант — фотон поглощается каким-либо невозбужденным ионом. Главное условие в том, чтобы вынужденное испускание преобладало над поглощением. Для этого производится «зарядка» активного элемента так, чтобы возбужденных ионов стало больше, чем невозбужденных.

Необходимым фактором лазерного излучения является испускание фотонов в определенном направлении. Для этого предназначаются зеркала резонатора. Их общая оптическая ось выделяет в пространстве направление, в котором формируется лазерный луч.

Таким образом, между зеркалами будет двигаться фотонная лавина, быстро нарастающая за счет процессов вынужденного испускания. Выходя из резонатора через одно из зеркал, эта лавина и формирует лазерный луч.

Термин «лазер» образовался путем сокращения выражения Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что в переводе означает «усиление света в результате вынужденного излучения».

Первый лазер появился в 1960 г. Однако историю рождения лазерной техники следует отсчитывать от начала 50-х гг. Дело в том, что способ усиления излучения при помощи вынужденного испускания был сначала реализован не в оптическом, а в СВЧ-диапазоне. Соответствующие генераторы излучения (их называли мазерами) были созданы в 1955 г. одновременно в СССР (Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым) и в США (Ч. Таунсом).

Для художника по свету важно понимание принципиального отличия лазерного излучения от обычного.

Монохромность излучения: лазер генерирует свет в очень узкой части спектра, поэтому для получения полноцветного излучения необходимо использовать как минимум три источника — зеленый, синий и красный (конструктивно они могут быть объединены).

Интенсивность лазерного излучения на порядки выше, чем у обычного источника, поэтому лазерный луч будет «перебивать» все остальные. Интенсивность зеленого излучения больше, чем красного и синего, поэтому фактическую мощность «белого» лазера, измеряемую в ваттах (или милливаттах), рекомендуется определять по самому слабому источнику. В концертной практике используются, как правило, лазеры мощностью 1…5 Вт.

Интенсивность лазерных источников требует повышенного внимания к соблюдению норм безопасности.

Сверхмалая расходимость лазерного луча позволяет получить практически параллельный пучок света. Если в обычном направленном источнике света расходимость измеряется в десятках процентов, то в лазере она составляет тысячные доли процента.

Когерентность излучения. В обычных световых источниках кванты света выпускаются беспорядочно, хаотически — излучение несогласованное, то есть некогерентное. В лазере излучение носит вынужденный характер, поэтому генерация фотонов происходит согласованно и по направлению, и по фазе. Это явление применяется для создания трехмерных изображений объекта — голограмм.

В театрально-концертной практике используется прежде всего сверхмалая расходимость и интенсивность лазерного луча. Луч, попадая на специальное вибрирующее с большой скоростью и по заданной программе зеркало (или иное устройство), сканируется в пространство. Таким образом, луч, проходя через систему развертки, формирует непрерывные линии, от простейших фигур до практически полной «телевизионной развертки». Создание полноценного проекционного лазерного проектора — вопрос ближайшей перспективы. Рисунки, статичные или анимированные, проецируются на плоскость. Распространены проекции на тюль, дымовой или водяной экран. Подобным способом создается иллюзия изображения в воздухе.

Проецируя сканированный луч в задымленном пространстве, мы получаем различные плоскости и другие фигуры в воздухе. Исключительно интересно создание лазерного светового занавеса.

Пропуская узкий луч через неоднородные прозрачные тела (кристаллы, стеклянные или хрустальные осколки и т.п.), можно получить очень красивые динамичные переливы.

К сожалению, главная особенность лазерного излучения — когерентность, используемая в создании голограмм, — пока не имеет широкого распространения в театрально-концертной практике. Дело в том, что для получения полноценной голограммы необходима полная неподвижность генерирующей установки, малейшая вибрация размывает трехмерное изображение. Частично проблему решает псевдоголограмма, создаваемая на специальных пленках видеопроекторами, но о полноценном объемном объекте, который можно обойти и осмотреть со всех сторон, пока речи не идет. Появление подобной установки кардинально изменит всю технологию создания декораций и, соответственно, сценографию в целом.

Стробоскопы

В качестве дополнительных применяют импульсные источники освещения, способные мгновенно генерировать одиночные вспышки с заданным интервалом и яркостью. Частота вспышек варьируется от миллисекунд до секунд. Эффект освещения движущегося объекта серией мощных, резких, быстрых вспышек называется стробоскопированием. Мощность излучения театральных стробоскопов измеряется в килоджоулях.

Ультрафиолетовое освещение

Явление люминесценции — вынужденного излучения в видимой части спектра под воздействием невидимого человеческим глазом излучения (ультрафиолетовый диапазон) — применяется для создания светящихся в темноте изображений. Декорация или костюм актера, расписанные специальными красками, смогут под воздействием ультрафиолета испускать свет в темноте.

Источник ультрафиолетового освещения представляет собой лампу со специальным увиолевым фильтром, пропускающим ультрафиолет и задерживающим видимую часть спектра. Лампы накаливания, изготовленные из кварцевого стекла, пропускают ультрафиолетовые лучи, а изготовленные из обычного «оконного» стекла — не пропускают, поэтому первые могут, а вторые не могут использоваться в качестве источника ультрафиолетового излучения.

Наряду с облучением красок ультрафиолетом, применяют эффект флуоресценции —освещения специальных красок видимым светом. При подобном приеме специальные краски светятся ярче, чем обычные.

Фосфоресценция представляет собой остаточное свечение краски, после выключения источника света.

Имитационное освещение и световая бутафория

Для решения творческих задач бывает необходимо создать иллюзию присутствия на сцене бытовых или иных источников света: люстры, свечи, костра и т.д. Способы реализации подобных задач разнообразны и с трудом попадают под классификацию.

Открытый огонь на сцене категорически запрещен.

Применение пиротехники возможно с огромными оговорками и предполагает привлечение специалиста-пиротехника, поэтому мы не рассматриваем подобные источники света.

Заключение части постановочное освещение наших дней

Постановочное освещение наших дней имеет следующие особенности:

Технологические — преимущественное применение мощных электрических источников направленного света с повышенной светоотдачей и гибкой системой управления.

Эргономические — источники света расположены на расстоянии от объекта освещения, местные источники освещения применяются мало.

Художественные — основы художественного освещения остаются неизменными с середины ХХ века. Развиваются лишь технологические приемы. Например, применение динамического освещения в виде движущихся лучей, концертного видео.

Ближайшие тенденции развития. Появление мощных малогабаритных проекторов позволяет изменить сам принцип создания формы и цвета луча. Если до недавнего времени луч формировался классической оптической системой и различными механическими приспособлениями, а цвет менялся в основном светофильтрами, то с появлением видеопроекции форма и цвет луча создается на матрице проектора и меняется мгновенно в неограниченных пределах. Постепенный уход от «классического круга» луча вызовет качественный скачок в постановочном освещении.

Появление видеопроекции существенно влияет и на принципиальный подход к созданию постановочного освещения. Во-первых, в сценографии появляется очень сильная доминанта в виде «самосветящегося» видеоизображения, которое к тому же не является статичным. Как только сценографы и режиссеры осмыслят возможности видеопроекции и преодолеют инерцию сценического видео в виде «большого телевизора» на сцене, возникнут принципиально новые комплексные сценографические решения.

Во-вторых, сближение двух профессий — художника по свету и медиа-/видеохудожника — позволят первому использовать возможности видео в свете, второму — применить свои знания в создании общего светового пространства.

В качестве примера приведу так называемый мэппинг (mapping) — видеопроекционный прием, позволяющий проецировать на объект его же собственное изображение, отредактированное и динамически изменяемое средствами компьютерной графики. Собственно, процесс представляет собой «натягивание» текстуры на «гладкий» объемный объект.

Применив мэппинг не только с фронтальной, но и с боковых и контровых точек, мы получаем принципиально новую, по-настоящему пространственную сценографию.

Видеоголовы также существенно разнообразят возможности художника по свету.

Сдерживающим фактором подобного сценария служат только консервативность мышления, относительная дороговизна видеопроекционной составляющей и относительно малый световой поток при относительно больших габаритах аппаратуры.

Фактически мы стоим на пороге принципиально нового подхода к сценическому освещению и сценографии.

Дальние перспективы видятся в развитии технологии голограмм, которое приведет к созданию самосветящейся, мгновенно меняющейся, не подверженной никаким ограничениям объемной декорации.

Автор Андрей Мельник, художник по свету и сценограф

Продолжение

Комментариев нет

Оставить комментарий

Разработка и поддержка: Дизайн студия Visuallab | 2016