灯光照明讲座PP光学知识及应用培训

1、光谱光谱 波长波长光光 学学 知知 识识 及及 应应 用用波波 长长频频 率率波动性波动性粒子性粒子性光光 波波光光 光光 线线红红橙橙黄黄绿绿青青蓝蓝紫紫780620620585585555555510510480450380480450380 450 380 450 450 450 480 480 480 480 510 510 510 510 555 555 555 555 585585 585 620 585 620 620 620 780780 紫紫 蓝蓝 青青 绿绿 黄黄 橙橙 红红红外线红外线紫外线紫外线x射线射线r射线射线无线电波无线电波微米（微米（）毫微米（毫微米（mm、nm

2、）埃埃 1= 10 4 cm= 10 6=103mm =10=1043nmm可可 见见 光光 线线 光的反射和反射定律光的反射和反射定律 光的传播在两媒质的分界面上要改变传播方向，光的传播在两媒质的分界面上要改变传播方向，其中有一部分返回到原来的媒质里继续传播，这种其中有一部分返回到原来的媒质里继续传播，这种现象叫做光的反射。现象叫做光的反射。入射线入射线反射线反射线入射点入射点法法 线线入射角入射角反射角反射角入射线入射线入射点入射点法法 线线入射角入射角反射角反射角反射光线、入射光线和法线在同一平面内。反射光线、入射光线和法线在同一平面内。反射光线和入射光线分别在法线的两侧。反射光线和入射

3、光线分别在法线的两侧。反射角等于入射角。反射角等于入射角。光的反射定律光的反射定律反射线反射线形形 态态颜颜 色色质质 感感镜镜 面面 多多 姿姿多多 彩彩定向反射定向反射照明照明 - - 光的反射现象光的反射现象粗糙面粗糙面光滑面光滑面漫反射漫反射混合反射混合反射典型的反射系数典型的反射系数反射系数是反射光对入射光的比率反射系数是反射光对入射光的比率照射照射100 100 英尺英尺- -烛光烛光白粉笔白粉笔96%96%灰白色灰白色80%80%白人脸白人脸36%36%中等灰中等灰18%18%棕色人脸棕色人脸16%16%绿绿 叶叶14%14%黑人脸黑人脸10%10%黑色丝绒黑色丝绒2%2%浅灰色

4、浅灰色70%70% 三三 种种 反反 射射 镜镜o圆球面圆球面o抛物面抛物面oo椭圆面椭圆面 光 线 的 反 射 现 象光 线 的 反 射 现 象 在电视照明的艺术创作中，我们要充分利用在电视照明的艺术创作中，我们要充分利用光线反射光线反射有利原则有利原则；避开反射光对镜头的影响。；避开反射光对镜头的影响。 改变光线照射的角度改变光线照射的角度 改变被摄物体（表面）的角度改变被摄物体（表面）的角度 改变摄像机的拍摄角度（适当）改变摄像机的拍摄角度（适当） 调节灯具遮光板、摄像机的遮光罩调节灯具遮光板、摄像机的遮光罩 凹镜及其应用凹镜及其应用 反射面是球面一部分的镜叫做反射面是球面一部分的镜叫做

5、 球面镜球面镜 用球的内表面作反射面的叫做用球的内表面作反射面的叫做 凹凹 镜镜 用球的外表面作反射面的叫做用球的外表面作反射面的叫做 凸凸 镜镜 电视照明灯具中的反光镜，一般都是凹镜电视照明灯具中的反光镜，一般都是凹镜（平面镜）（平面镜） 凹镜的焦点与焦距凹镜的焦点与焦距ac汇聚点汇聚点f -焦点焦点 实焦点实焦点中心点中心点a -镜的顶点镜的顶点球心球心c -镜的曲率中心镜的曲率中心 球心球心c 和顶点和顶点a的直线的直线 -主光主光轴轴焦点到顶点的距离叫做焦距焦点到顶点的距离叫做焦距 ff r2球半径为球半径为 rf球面镜球面镜 凹镜的焦点与焦距凹镜的焦点与焦距ac汇聚点汇聚点f -焦点

6、焦点 实焦点实焦点中心点中心点a -镜的顶点镜的顶点球心球心c -镜的曲率中心镜的曲率中心 球心球心c 和顶点和顶点a的直线的直线 -主光主光轴轴焦点到顶点的距离叫做焦距焦点到顶点的距离叫做焦距 ff r2球半径为球半径为 rf球面镜球面镜常用凹镜的反射原理常用凹镜的反射原理聚光灯聚光灯 - 凹面反射镜凹面反射镜和和聚光镜聚光镜组成组成光源光源在螺纹透镜的在螺纹透镜的焦点焦点上，投射光束是上，投射光束是平行光束平行光束。 常用凹镜的反射原理常用凹镜的反射原理光源光源在螺纹透镜的在螺纹透镜的焦点之内焦点之内，得到的是，得到的是分散光束分散光束。 常用凹镜的反射原理常用凹镜的反射原理光源光源在螺纹

7、透镜的在螺纹透镜的焦点之外焦点之外，得到的是得到的是汇聚光束汇聚光束。聚光灯的聚光灯的凹镜凹镜使光输出效率提高了使光输出效率提高了1/31/3的光通量的光通量聚光灯的聚光灯的螺纹透镜螺纹透镜使光照度均匀、投射光区没有交叉的干扰光。使光照度均匀、投射光区没有交叉的干扰光。a光光 轴轴 回光灯回光灯-反射式灯具反射式灯具 光源在凹镜的光轴上，可前后移动，以达到投射光光源在凹镜的光轴上，可前后移动，以达到投射光斑放大或缩小的目的斑放大或缩小的目的。光源在凹镜的曲率中心上时，其反射光束是分散的。光源在凹镜的曲率中心上时，其反射光束是分散的。光源在凹镜的焦点上时，其反射光束是光源在凹镜的焦点上时，其反射

8、光束是平行平行的。的。 回光灯调焦范围是回光灯调焦范围是c c与与f f之间的距离。光斑大之间的距离。光斑大小取决于小取决于c c f f光轴上的光源与凹镜定点光轴上的光源与凹镜定点 a a 的距离。的距离。fc回光灯具外形回光灯具外形 光的折射和折射定律光的折射和折射定律 当光线从一种透明媒质斜射进入另一种透明媒当光线从一种透明媒质斜射进入另一种透明媒质时，由于光在两种媒质内传播速度的不同，它的质时，由于光在两种媒质内传播速度的不同，它的传播方向总要发生偏斜，这种现象叫做传播方向总要发生偏斜，这种现象叫做光的折射光的折射。入射线入射线法法 线线折射线折射线出射线出射线入射角入射角折射角折射角

9、1 1 折射线、入射线和法线在同一平面内。折射线、入射线和法线在同一平面内。2 2 折射线和入射线分别位于法线的两侧。折射线和入射线分别位于法线的两侧。3 3 入射角正弦与折射角正弦的比，对一定入射角正弦与折射角正弦的比，对一定sin入入sin折折 常数常数入射线入射线法法 线线折射线折射线出射线出射线入射角入射角折射角折射角的两种媒质来说，是一个的两种媒质来说，是一个常数常数。 当光线进入棱镜时，光线就会向棱镜当光线进入棱镜时，光线就会向棱镜较厚的基部折射，并向棱角方向偏离。较厚的基部折射，并向棱角方向偏离。 当光线透过凹凸透镜时，其折射原理当光线透过凹凸透镜时，其折射原理与棱镜的折射原理一

10、样。与棱镜的折射原理一样。发散透镜发散透镜汇聚透镜汇聚透镜光源与平凸透镜距离不同时的折射现象光源与平凸透镜距离不同时的折射现象f平平 行行f发发 散散光 的 色 散光 的 色 散光 的 色 散光 的 色 散光光 的的 吸吸 收收 光的吸收，就是光线通过或者射达某些光的吸收，就是光线通过或者射达某些物体时，光线被物体时，光线被减弱减弱、消失消失或某些或某些色谱消失色谱消失的现象。的现象。 值得注意的是当值得注意的是当彩色光线彩色光线照射在照射在有色表面有色表面上时，上时，所产生的效果是由他们的所产生的效果是由他们的 合成光谱曲线合成光谱曲线 而来的。而来的。 当光线遇到透明有色材料时，将投射出有

11、色材当光线遇到透明有色材料时，将投射出有色材料本身颜色的光。料本身颜色的光。透透 镜镜 的的 种种 类类不对称双凸不对称双凸凸凸 透透 镜镜双双 凸凸平平 凸凸凹凹 凸凸不对称双凹不对称双凹凹凹 透透 镜镜双双 凹凹平平 凹凹凸凸 凹凹透透 镜镜 的的 种种 类类.ff.ff.凸凸 透透 镜镜 的的 成成 像像ss1. 同主轴平行的光线，折射后通过焦点同主轴平行的光线，折射后通过焦点2. 通过焦点的光线，折射后于主轴平行通过焦点的光线，折射后于主轴平行3. 通过光心的光线经过透镜后传播方向不变通过光心的光线经过透镜后传播方向不变.ff2f2fo.ff2f2fo.ff2f2fo.ff2f2fo1

12、 11 1u u1 1+ +透镜成像：透镜成像：物距、像距与焦距的关系物距、像距与焦距的关系放大或缩小：放大或缩小：都是物、像与透镜距离之间的关系都是物、像与透镜距离之间的关系影像放大率影像放大率= =影像的尺寸影像的尺寸物体的尺寸物体的尺寸= =像距像距物距物距= =f fv v透透 镜镜 的的 像像 差差由于透镜造成的形象的歪曲现象由于透镜造成的形象的歪曲现象-像差像差色色 像像 差差单色像差单色像差1.球面像差球面像差2. 彗形像差彗形像差3.像像 散散4.像场弯曲像场弯曲5.畸畸 变变6.色色 差差光光 度度 单单 位位光光 通通 量量 光源在单位时间光源在单位时间( (1 1secs

13、ec) )内通过某一面积内通过某一面积的光的量。的光的量。r=1m1m1m点光源点光源光通量的单位光通量的单位流明流明 lmlm 符号符号 f f 1 1 流明流明-指指 1 1坎德拉坎德拉的点光源处在的点光源处在 1 1个圆球的中个圆球的中心，圆球半径心，圆球半径 1 1米，这个光米，这个光源（源（1 1s s）发出的光在通过球发出的光在通过球面面 1 1平方米弧形面积或单位平方米弧形面积或单位立体角时的光能总量。立体角时的光能总量。发光强度发光强度指光源在单位面积内光通量的多少，指光源在单位面积内光通量的多少，单位是坎德拉（单位是坎德拉（cdcd），），符号符号i i。烛烛 光光坎德拉坎德

14、拉发光强度与光通量之间的关系：发光强度与光通量之间的关系：f = i (为立体角为立体角)照照 度度 物体表面的光照度；物体单位面积上物体表面的光照度；物体单位面积上所得到的光通量。所得到的光通量。1勒克司（勒克司（lux）=1 流明流明/平方平方米米理解：理解：1 坎德拉坎德拉 = 1 勒克司勒克司照照 度度 定定 律律光光 源源1 m2 m3 me =fs=4i4r2=ir2（勒克司）（勒克司）照度的计算照度的计算1. 光源发光强度的参数；照度大小与光源发光强光源发光强度的参数；照度大小与光源发光强度成正比，在距离不变时，光源越强照度越大。度成正比，在距离不变时，光源越强照度越大。2. 光

15、源与被照射物体之间的距离；在点光源下，光源与被照射物体之间的距离；在点光源下，物体表面照度的大小与光源距离的平方成反比。物体表面照度的大小与光源距离的平方成反比。3. 物体表面照度大小与光线投射方向有关物体表面照度大小与光线投射方向有关,越垂越垂 直越大。直越大。照照 度度 =发光强度发光强度距离距离2照度照度 = 垂直照度垂直照度cos1 1勒克司勒克司 = 1 = 1流明流明 / 1 / 1平方米平方米1 1英尺烛光英尺烛光 = 1 = 1流明流明 / 1 / 1平方英尺平方英尺1 1英尺烛光英尺烛光 = 10.76 = 10.76勒克司勒克司1 1勒克司勒克司 = 0.0929 = 0.

16、0929英尺烛光英尺烛光亮亮 度度光源单位面积上的发光强度光源单位面积上的发光强度使用发光强度单位使用发光强度单位-坎德拉坎德拉尼特尼特(nt) 1尼特尼特=1坎德拉坎德拉/平方米平方米熙熙 提提 1熙提熙提=1坎德拉坎德拉/平方厘米平方厘米使用光通量单位使用光通量单位-流流 明明亚熙提亚熙提 1亚熙提亚熙提=1流明流明/平方米平方米朗朗 伯伯 1朗伯朗伯=1流明流明 /平方厘米平方厘米 一次光源一次光源物体亮度物体亮度b = 光源照度光源照度e物体的反射率物体的反射率p发光效率发光效率光源所发出的光通量与光源所消耗的光源所发出的光通量与光源所消耗的电功率的比值；流明电功率的比值；流明/瓦（瓦

17、（lm/w）亮度亮度b 表示物体表面受光后反射出的明亮度。表示物体表面受光后反射出的明亮度。照度照度e 表示物体单位面积所得的光通量。表示物体单位面积所得的光通量。每消耗每消耗1 1瓦功率所发射出的流明数瓦功率所发射出的流明数二次光源二次光源光的偏振与用途光的偏振与用途 光波是一种光波是一种横波横波，光波的振动方向与波形，光波的振动方向与波形传播方向相互垂直。传播方向相互垂直。声波为纵波声波为纵波光波按照电场振动的方向可分为三种光波按照电场振动的方向可分为三种1 1 自然光自然光3 3 部分偏振光部分偏振光2 2 完全偏振光完全偏振光偏振光的产生偏振光的产生用偏振器获得偏振光用偏振器获得偏振光光光 源源光波波动光波波动全部被阻挡全部被阻挡(最暗最暗)偏振镜偏振镜 ( (偏光镜偏光镜) )反射光的偏振反射光的偏振ii入入 射射反反 射射折折 射射反射光为完全偏振光反射光为完全偏振光i 90sin connsin isinsincontan tan n角称为该反射物质的偏振角角称为该反射物质的偏振角 当自然光以入射角当自然光以入射角 tan n投射到平面玻璃上时，其投射到平面玻璃上时，其反射光为完全偏振光。这一关系被称为布儒斯特定律。反射光为完全偏振光。这一关系被称为布儒斯特定