《灯光基础知识ok》ppt课件

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1、舞台灯光基础知识 (广州市奈森舞台灯光音响有限公司) 主讲:徐建飞,目 录,舞台灯光的光源,光与色彩,二,舞台灯具的功能及用途,三,四,一,3,10,16,65,演艺灯光与娱乐灯光的区别,一、舞台灯光的光源,(一)、什么是光?,它是一种电磁波(可以激发视网膜产生视觉能力的辐射能),能被人眼所感受到,并且依赖于人眼的光谱灵敏度。,光 谱 图,人眼所能感觉到的光仅是电磁波中很小的一部分,称为可见光。可见光的波长一般在780380nm(1nm=10-9m),分别是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这七种单色光构成,严格来说单色光几乎是不存在的,激光是最接近理想单色光的光源。,一、舞台灯光的光源,(二)、光

2、谱:,把光线中不同强度的单色光,按波长长短依次排列所形成的光带,称为光源的光谱。,(三)、光源:,我们把能产生光的物体,统称为光源。如各种灯泡、灯管。,一、舞台灯光的光源,(四)、光通量:,是指光源在单位时间内发出的光线的总和。,其物理量的符号用来表示,单位流明(lm)。,(五)、照度:,是指受照物体表面单位面积上所接收到的光通量。,例如: 用一只发光为1750流明的100瓦白炽灯泡照明一个339平方米的房间, 其平均照度为 1750 / 9194.4勒克斯,其物理量的符号用E来表示,单位是勒克斯(Lux)。,1Lux等于1 lm 的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的照度。,一、舞台灯光的

3、光源,是表明光源发光能力大小的物理量,指光源向空间某一立体角内辐射的光通量密度。,(六)、光强:,其物理量的符号用 I 来表示,单位是坎德拉(cd)。,在单位面积上的发光强度既是该物体表面的亮度。也即光源或受照物体反射的光线进入人眼,在视网膜上成像,使人们能够识别物体的形状和明暗的光线。,(七)、亮度:,其物理量的符号用 L 来表示,单位是尼特(nt) 1尼特=1坎德拉/1平方米。,回顾光的单位,(光通量)lm,(光强)cd,(照度)lux,(亮度)cd/m2,眼睛,光源,物体表面,二、光与色彩,(一)、色彩学,色彩学是研究人眼对颜色的感觉规律的科学。为研究混合色的规律,国际照明委员会从太阳光

4、谱中挑出了红绿蓝(RGB)作为三种基本色,任何一个彩色量,可以用色调、饱和度、亮度这三要素来表示它。,(三)、色温,一个物体(“完全辐射体”)被加热到一定的温度时开始发出暗红色光,温度再升高,光的颜色变成黄白色、白色、蓝白色。我们把发出某颜色光时物体的温度称为该颜色的色温。它是以“凯.尔文”标度的绝对温度(摄氏-273,也即0 K)为基准,以符号K来表示的。,(二)、色彩的形成,色彩的形成来源于光,可见光包含的不同波长单色辐射在视觉上反映出不同的颜色;它同时决定着光的色温和显色性能。,显色性能是指光源照射物体时对物体本身色彩还原程度高低的评价。这种评价的数值是以基准光下所看到的色彩指数(100

5、)为依据的,物体在全色光谱的照射下所反映的色彩最真实,用符号Ra来表示。日光是显色性最好的全色光源。,(四)显色性能,二、光与色彩,为了真实还原物体本身的颜色,除对舞台及影视照明光源要求其发光效率要高之外,还要求光源显色性能要好,其被照射物体的颜色失真就少。,例如:1kw2kw卤钨舞台照明灯的显色指数可以达到100,而水银灯的显色指数只达到50。,(四)显色性能(Ra),下图显示用不同显色指数的灯泡照明同样物体时的彩色效果。,二、光与色彩,光源 显色指数 白炽灯/卤钨灯/90荧光灯 100-90,常见光源的显色性能,节能灯/80荧光灯 89-80,金卤灯/标准荧光灯 79-70,混光汞灯/低色

6、温荧光灯 69-60,汞灯/钠灯 60,二、光与色彩,二、光与色彩,1、加法混色(RGB混色) 所谓加法混色是指色光与色光的混合产生第二次色的原理及方式。 19世纪初,英国科学家汤玛格发现了红(R)、绿(G)、蓝(B)三种色光混合,可以混出各种颜色,而发表了光的红、绿、蓝三色说。18世纪英国科学家麦斯威乐尔利用三色光混合,制作出第一张彩色照片,色光的三原色因此而确定。 色光因其混合之后产生一些特色; 1、色光三原色红、绿、蓝为不能再分解的原色。 2、二色光混合产生的色光,会成为另一色光的补色。(红+绿=黄,与蓝为互补色) 3、色光进行混合,色彩的明度会增加,因此学者称色光的混合方式及原理为加法

7、混色。,色彩的二种混色方法:,(五)色彩的应用,二、光与色彩,2、减法混色(CMY混色) 所谓减法混色,是指色片颜色进行混合,混合出来的色彩明度会降低。 青(C)、洋红(M)、黄(Y)为减法混色的三原色。如果把白色光中的红、绿、蓝三色光,一色一色地减掉,便可以得到青、洋红、黄的原色,所以被称为减法混色的三原色。 色片,其实是从白色光中吸收红、绿、蓝的成分,而使人们看到青、洋红、黄的原色、理论上,三色完全混合后会变为黑色。,(五)色彩的应用,三、舞台灯具的功能及用途,(一)、电光源的分类:,1、从光源产生方式来分,2、从光源的发光原理来分,3、从是否能调光来分,a、自然光源:太阳、闪电、荧火虫等

8、。,1、从光源产生方式:,b、人造光源:焟烛、各种灯泡、灯管等。,三、舞台灯具的功能及用途,三、舞台灯具的功能及用途,2、从光源的发光原理:,3、从能否调光来分:,a、可直接调光型光源,b、一般不可调光型光源,三、舞台灯具的功能及用途,热辐射发光光源,真空灯,白炽灯,爱迪生发明灯泡时是炭丝灯泡,玻璃壳内是真空。 电流通过钨丝将其加热至白炽状态而发光。但是白炽灯泡只把大约6的电能转变成光,其余94的电能转变成热能而浪费掉了。,充气灯,卤钨灯,卤钨灯泡是白炽灯泡的最新发展,灯泡内加入卤族元素,寿命更长,效率更高。卤钨灯泡把1012的电能转变成光。,反射型白炽灯,反射型白炽灯泡是把钨丝灯泡大部分玻璃

9、壳内充入惰性气体。它可以选择光束角度,在灯寿命期间,光输出维持性较好。,(可直接调光型),热辐射发光光源:是利用灯丝通过电流时被加热而发光的一种光源。,弧光放电灯,低强度气体灯,荧光灯,低压钠灯,高强度气体灯,(一般不可调光型),需配可调光电子镇流器后可调,不可调光或现阶段不建议调光,高压汞灯,高压氙灯,高压钠灯,金属卤化物灯,辉光放电灯,霓虹灯,(一般不可调光型),氖灯,高强度气体放电灯(HID)工作在高气压下,气体受激发能够产生足够多的可见光,它具有以下优点: 1. 高效率、单位功率输出流明高 2. 灯泡寿命长并且流明维持率高 3. 光源紧凑,适用各种反射器与折射器,三、舞台灯具的功能及用

10、途,弧光放电灯:又称热阴极灯,主要利用弧光放电柱产生光,放电时阴极位降较小。,辉光放电灯:又称冷阴极灯,由辉光放电柱产生光,放电时阴极发射电子远大于 热极电子发射且位降较大。,气体放电发光光源 :是利用电流通过气体而发射光的光源,如通过灯管中的水银蒸气放电,辐射出肉眼看不见的波长为254nm为主的紫外线,然后照射到管内壁的荧光物质上,再转换为某个波长段的可见光。气体放电光源又可按放电的形式分为弧光放电灯和辉光放电灯。,(二)、电光源的详细介绍:,三、舞台灯具的功能及用途,发光原理:所有白炽灯的发光原理都是利用物体受热发光和热辐射原理而实现的,最简单的白炽灯就是给灯丝导通足够的电流,灯丝发热至白

11、炽状态,就会发出光亮,但这种白炽灯的寿命会相当相当的短。目前我们见到的白炽灯之所以采用了以下各种技术,其目的都在于使得白炽灯具有更长的寿命和使用起来更加方便:真空玻璃管(减少灯丝氧化程度)、灯脚(便于你将灯泡插在灯座上)、填充惰性气体(增加灯泡的亮度以及使用寿命)等等 。,1、白炽灯:,三、舞台灯具的功能及用途,白炽灯具有很多的优点:简单、成本低廉、亮度容易调整和控制、显色性好(Ra=100)等等,但同时也存在着许多致命的缺点:如使用寿命短、发光效率低(仅有6左右可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失)、色温低(2700-3200K)。,白炽灯的优点和缺点 :,三、舞台灯具的功能及用途,发

12、光原理:将玻璃壳内填充含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯称为卤钨灯。在普通白炽灯中,灯丝的高温造成钨的蒸发,蒸发的钨沉淀在玻壳上,产生灯泡玻壳发黑的现象。,2、卤钨灯:,卤钨灯分为主电压卤钨灯(可直接接入220V-240V电源)及低电压卤钨灯(需配相应的变压器)两种,低电压卤钨灯具有相对更长的寿命,安全性能高等优点。,在1959年时,发明了碘钨灯,利用卤钨循环的原理消除了这一发黑的现象 。,三、舞台灯具的功能及用途,发光原理:荧光灯即低压汞灯,它是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,因此它属于低气压弧光放电光源。,3、荧光灯:,由于荧光粉不同,发出的光

13、线也不同,这就是荧光灯可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于产生紫外线,因此,荧光灯的发光效率 远比白炽灯和卤钨灯高,是目前比较节能的电光源。,在荧光粉当中,最高效节能的当属三基色荧光粉(稀土元素三基色荧光粉),它的发光效率高(平均光效在80lm/W以上,约为白炽灯的5倍),色温为2500K-6500K,显色指数在85左右,用它作荧光灯的原料可大大节约能源。,三、舞台灯具的功能及用途,直管形荧光灯。这种荧光灯属双端荧光灯,管径目前较多采用T5和T8,显色性好,对色彩丰富的物品及环境有比较理想的照明效果,光衰小,寿命长,平均寿命达10,000小时。,目前常见的荧光灯有:,环

14、形荧光灯。除形状外,环形荧光灯与直管形荧光灯没有多大差别。常见标称功率有22W,32W,40W。,单端紧凑型节能荧光灯。这种荧光灯的灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体(镇流器放在灯头内),除了破坏性打击,无法把它们拆卸,故被称为“紧凑型”荧光灯。,三、舞台灯具的功能及用途,发光原理:它是利用高气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,其点燃时汞蒸气压为25个大气压。内管采用石英玻璃。,4、高压汞灯:,高压汞灯灯管熄灭后不能立即启动,因为此时石英放电管内汞蒸气仍处在较高气压下,电子和离子在高气压下,不能积累足够的能量来电离气体产生弧光放电,必须要等5-10分钟后灯管冷却

15、,管内气压下降,才能再次启动。,高压汞灯的优点是光效高,达30-80lm/W;亮度高,光通量达几万流明;寿命长达几千小时以上,但一般的高压汞灯显色性较差,一般显色指数仅为30-40,故不适合用于一般的室内照明,但如果管内涂上三基色荧光粉可以提高其显色性及光效。,三、舞台灯具的功能及用途,发光原理:在交流电源工作下,在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯。,5、金属卤化物灯:,金卤灯最主要的使用场合是电影和电视的外景拍摄。在舞台方面,HMI金卤灯在场景照明上担任越来越重要的角色。专业的摄影师也越来越青睐于HMI金卤灯。 在其他重要场合的应用,包括投影仪、效果照明、大屏幕投影和模

16、拟太阳光。,它的主要特性和优点有: 超高光效可达100流明/瓦 日光色色温接近6000K 高显色性,显色指数高于90 使用寿命长 有双端和单端二种灯型。,三、舞台灯具的功能及用途,发光原理:当灯泡启动后,电弧管两端电极之间产生电弧,激发汞蒸气和钠蒸气产生能量并以光辐射的形式释放,便产生了光。,6、高压钠灯:,高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。高压钠灯中放电物质蒸气压很高,也即钠原子密度高,电子与钠原子之间碰撞次数频繁,使共振辐射谱线加宽,出现其它可见光谱的辐射,因此高压钠灯的光色优于低压钠灯。,三、舞台灯具的功能及用途,发光原理:需依靠高频高压脉冲击穿来启动,在电场作用下使中性气体分子和原子电离,发生雪崩过程产生大量热电子,从而产生较大的电流,继而形成稳定的弧光放电。,7、管形氙灯:,氙灯按工作气

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