灯光照明讲座光学知识及应用PPT

1、 光光 波波 波动性波动性 粒子性粒子性 光光 谱谱 红红 橙橙 黄黄 绿绿 青青 蓝蓝 紫紫 波波 长长 780620 620585 585555 555510 510480 480450 450380 波波 长长 频频 率率 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 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 现象叫做现象叫做光的反射光的反射。 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

2、 反射线反射线 入射点入射点 法线法线 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。 形形 态态 颜颜 色色 质质 感感 镜镜 面面 粗糙面粗糙面 光滑面光滑面 多多 姿姿 多多 彩彩 定向反射定向反射 漫反射漫反射 混合反射混合反射 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英尺英尺烛光烛光 白粉笔白粉笔 96% 灰白色灰白色 80% 浅灰色浅灰色 70% 白人脸白人脸 36% 中等灰中等灰

3、 18% 棕色人脸棕色人脸 16% 绿绿 叶叶 14% 黑人脸黑人脸 10% 黑色丝绒黑色丝绒 2% o 圆球面圆球面 o 抛物面抛物面 oo 椭圆面椭圆面 在电视照明的艺术创作中，我们要充分利用光在电视照明的艺术创作中，我们要充分利用光 线反射有利原则；避开反射光对镜头的影响。线反射有利原则；避开反射光对镜头的影响。 1 改变光线照射的角度改变光线照射的角度 2 改变被摄物体（表面）的角度改变被摄物体（表面）的角度 3 改变摄像机的拍摄角度（适当）改变摄像机的拍摄角度（适当） 4 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 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

4、做 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 f 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 -主光轴主光轴 焦点到顶点的距离叫做焦距焦点到顶点的距离叫做焦距 f f r 2 球半径为球半径为 r 聚光灯聚光灯 - 凹面反射镜和聚光镜组成凹面反射镜和聚光镜组成 光源在螺纹透镜的焦点上，投射光束是平行光束

5、光源在螺纹透镜的焦点上，投射光束是平行光束。 光源在螺纹透镜的焦点之内，得到的是分散光束光源在螺纹透镜的焦点之内，得到的是分散光束。 光源在螺纹透镜的焦点之外，得到的是汇聚光束光源在螺纹透镜的焦点之外，得到的是汇聚光束。 聚光灯的凹镜使光输出效率提高了聚光灯的凹镜使光输出效率提高了1/3的光通量的光通量 聚光灯的螺纹透镜使光照度均匀、投射光区没有交叉的干扰光。聚光灯的螺纹透镜使光照度均匀、投射光区没有交叉的干扰光。 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

6、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。 fc a光光 轴轴 光源在凹镜的焦点上时，其反射光束是平行的。光源在凹镜的焦点上时，其反射光束是平行的。 回光灯调焦范围是回光灯调焦范围是c与与f之间的距离。光斑之间的距离。光斑 大小取决于大小取决于cf光轴上的光源与凹镜定点光轴上的光源与凹镜定点a的距的距 离。离。 当光线从一种透明媒质斜射进入另一种透明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，媒质时，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，这种现象叫做光的它的传播方向总要发生偏斜，这种现象叫做光的

7、折射。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 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 1 折射线跟入射线和法线在同一平面内。折射线跟入射线和法线在同一平面内。 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 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 的两种媒质来说，是一个常数。的两种媒质来说，是一个常数。 sin入入 sin折折 常常 数数 当光线进入棱镜时，光线就会向当光线进入棱镜时，光线就会向 棱镜较厚的基部折射，并向棱角方向棱镜较厚的基部折

8、射，并向棱角方向 偏离。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 平平 行行发发 散散 光的吸收，就是光线通过或者摄达某光的吸收，就是光线通过或者摄达某 些物体时，光线被减弱、消失或某些色谱些物体时，光线被减弱、消失或某些色谱 消失的现象。消失的现象。 值得注意的是当彩色光线照射在有色值得注意的是当彩色光线照射在有色 表面上时，所产生的效果是由他们的合成表面上时，所产生的效果是由他们的合成 光谱曲线而来的。光谱曲线

9、而来的。 当光线遇到透明有色材料时，将投射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。出有色材料本身颜色的光。 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 . f f . s f f s 1. 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 . f f 2f 2f . f f 2f 2f 11 u u 1 + 透镜

10、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 = fv 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 通通 量量 光源在单位时间光源在单位时间(1sec)内通过某内通过某 一面积的光的量。一面积的光的量。 r=1m 1m 1m 点

11、光源点光源 光通量的单位光通量的单位流明流明 lm 符号符号 f 1 流明流明-指指 1 坎德拉坎德拉的的 点光源处在点光源处在 1 个圆球的中心，个圆球的中心， 圆球半径圆球半径 1 米，这个光源米，这个光源 （1s）发出的光在通过球面发出的光在通过球面 1 平方米弧形面积或单位立平方米弧形面积或单位立 体角时的光能总量。体角时的光能总量。 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（cd），），符号符号i。 烛烛 光光坎德拉坎德拉 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) 物体表面的光照度；

12、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/平方米平方米 理解：理解：1 坎德拉坎德拉 = 1 勒克司勒克司 光光 源源 1 m 2 m 3 m e = f s = 4i 4r 2 = i r 2 （勒克司）（勒克司） 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

13、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。照度照度 = 垂直照度垂直照度cos 照照 度度 = 发光强度发光强度 距离距离 2 1 勒克司勒克司 = 1 流明流明 / 1平方米平方米 1 英尺烛光英尺烛光 = 1 流明流明 / 1平方英尺平方英尺 1 英尺烛光英尺烛光 = 10.76勒克司勒克司 1 勒克司勒克司 = 0.0929英尺烛光英尺烛光 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

14、/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 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（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

15、耗每消耗1瓦功率所发射出的流明数瓦功率所发射出的流明数 光波是一种横波，光波的振动方向与波形光波是一种横波，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 自然光自然光3 部分偏振光部分偏振光2 完全偏振光完全偏振光 用偏振器获得偏振光用偏振器获得偏振光 光光 源源 光波波动全部阻挡光波波动全部阻挡 (最暗最暗) 偏振镜偏振镜 (偏光镜偏光镜) 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 90 sin con n sin i sin sin con tan 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律。 当拍摄与太阳光照射方向成当拍摄与太阳光照射方向成90的蓝色天空时，天的蓝