Głębia światła cz. IV

W poprzedniej części zajmowaliśmy się rodzajami źródeł światła, zatem najwyższy czas, abyśmy zmierzyli się z całymi oprawami i istniejącymi układami optycznymi w tzw. konwencjonalnych urządzeniach oświetleniowych.    Dlaczego mówimy o oprawie oświetleniowej a nie na przykład o lampie? Tu, podobnie jak w przypadku nazewnictwa barwa i kolor, wkradł się do języka polskiego pewien galimatias. Choć lampa w języku potocznym może być synonimem oświetleniowego urządzenia scenicznego, to młodym adeptom sztuki nie radzę (szczególnie przy starszych kolegach) używać określenia lampa w odniesieniu do opraw oświetleniowych. Można wówczas usłyszeć ciętą ripostę w stylu: „Lampę to ma twoja babcia nad stołem w salonie, a to jest reflektor”. Czy jednak starszy kolega ma rację i reflektor jest tutaj poprawnym zwrotem?  Poprawne nazewnictwo – trendy językowe Podobnie jak poprzednio mamy tu do czynienia z przynajmniej trzema nurtami nazewnictwa. Pierwszy to język potoczny, gdzie lampa i reflektor są synonimami. Drugi to tzw. język branżowy, gdzie lampa będzie oznaczać li tylko źródło światła (np. lampę wyładowczą), a reflektor będzie oznaczał oprawę oświetleniową. Trzeci nurt to język fizyki. Tutaj reguły są jeszcze bardziej ścisłe. Fizyczna definicja reflektora? Proszę bardzo: reflektor – element układu optycznego służący do uzyskiwania równoległych lub zbieżnych wiązek promieni. Inna definicja: reflektor to źródło światła zawierające zwierciadło wklęsłe, rzucające w określonym kierunku bardzo silne światło; też: snop światła wysyłany przez to źródło. Czy w takim razie oprawa typu profil (dokładny opis tej oprawy zamieszczę poniżej) jest też reflektorem? W języku branżowym – tak. Często używa się zwrotu reflektor profilowy, choć bardziej fachowo o tego typu oprawie powinno mówić się: projektor profilowy. I rzeczywiście można znaleźć encyklopedyczne definicje, w których projektor jest określony jako rodzaj oprawy oświetleniowej. Dlaczego więc właśnie oprawy profilowe są częściej określane jako projektory, a nie reflektory? Projektory profilowe mają bardziej złożony układ optyczny (nie są to układy jednosoczewkowe), a po drugie – w większości tych opraw można stosować np. wzory gobo, wyświetlając dzięki nim dane kształty, litery, wzory itd. Jaka jest zatem definicja projektora? Jest to przyrząd optyczny służący do rzutowania znacznie powiększonych obrazów. Czyli popularny profil jest i owszem rodzajem oprawy oświetleniowej, ale jest też oprawą projekcyjną. Dokładną budowę oprawy profilowej wyjaśnię w dalszej części.   Kiedy mówimy: oprawy konwencjonalne? Na jednym z anglojęzycznych serwisów znalazłem krótką i w mojej ocenie dość trafną definicję. Oprawa oświetleniowa konwencjonalna jest to urządzenie nieruchome, które można montować w zadanym miejscu, a zmianę kierunku świecenia oraz (jeśli typ oprawy na to pozwala) zmianę kąta świecenia oraz kształt i ostrość plamy oświetleniowej uzyskuje się tylko dzięki ręcznym regulacjom. Właściwie nic dodać, nic ująć… Jedynie tylko, że zdecydowana większość tego typu opraw ma wewnątrz halogenowe lub żarowe źródła światła. Oczywiście podkreślam: nie wszystkie, ale większość. Dlaczego o tym piszę? Ponieważ w tym miejscu chciałbym wtrącić kilka słów skierowanych do początkujących adeptów sztuki. W kilku prostych słowach wyjaśnię zasady sterowania takimi oprawami. Załóżmy, że mamy dwanaście reflektorów konwencjonalnych z halogenowym źródłem światła.  Wiemy, że obniżając napięcie na tego typu żarnikach, spowodujemy mniejszą jasność świecenia. Właściwie napięcie możemy regulować od 0 do 230 V. Niektóre żarniki będą już reagowały przy kilkunastu, a większe przy kilkudziesięciu woltach. Im mniejsze napięcie, tym mniejsza jasność świecenia. Co musimy mieć, aby móc sterować wspomnianymi reflektorami? Na pewno regulator napięciowy, czyli mówiąc bardziej popularnym, branżowym językiem – dimmer. Jeśli będzie on miał np. dwanaście kanałów, to pod każdy z nich niezależnie można podłączyć po jednym wspomnianym wyżej reflektorze. Dimmery mają zawsze określoną maksymalną wartość obciążenia, przypisaną do jednego kanału. Można niekiedy podłączyć do jednego kanału trzy lub cztery reflektory, ale tym samym traci się możliwość sterowania nimi niezależnie. Część dimmerów przystosowanych do transportu (nieściennych) ma przyporządkowane do kanałów potencjometry. Dzięki temu właściwie bez użycia zewnętrznego sterownika można regulować napięcie na poszczególnych kanałach. Jest to oczywiście najprostszy sposób, który można stosować przy np. przedstawieniach szkolnych. Poważniejsze systemy powinny mieć już sterownik (konsoletę). Na całym świecie są produkowane setki takich sterowników. Istnieją sterowniki wyglądające jak normalne konsolety, ale popularnym trendem są też wirtualne wersje on PC. Większość współczesnych konsolet i dimmerów łączy jedna wspólna cecha. Mają system komunikacji cyfrowej pod nazwą DMX 512. Zasadę działania DMX opisywałem kilka miesięcy wcześniej, przy okazji testu, ale do tego tematu wrócimy szerzej na łamach „Głębi światła” w odpowiednim momencie. Jeśli mamy sterownik DMX, cały proces wygląda następująco: za pomocą cyfrowego sterownika wyposażonego w fadery wysyłam poprzez przewód DMX do dimmera odpowiedni pakiet danych w postaci cyfrowej. Dimmer przelicza komendy cyfrowe na wartości napięcia w poszczególnych kanałach (mówiliśmy o dwunastokanałowym dimmerze) i tym samym mogę komfortowo sterować moimi reflektorami niezależnie.   Podział reflektorów konwencjonalnych Myślałem nad sposobem pogrupowania tego typu opraw i uznałem, że istotną zmienną, która rozróżni wszystkie reflektory, będzie układ i liczba soczewek lub ich brak. Dlatego proponuję następujący podział opraw konwencjonalnych: • naświetlacze (oprawy bez soczewek) • reflektory z zwierciadłem parabolicznym • oprawy z układem jednosoczewkowym – PAR, fresnel, PC, PB • oprawy profilowe stało- i zmiennoogniskowe • oprawy profilowe z optyką kondensorową • oprawy profilowe z optyką elipsoidalną • followspot – reflektory prowadzące   Naświetlacze To bezsprzecznie najprostsza oprawa oświetleniowa bez soczewki. Naświetlaczy można użyć np. do oświetlenia elementów scenografii, ale też jako punkty podłogowe. Są to zazwyczaj oprawy o dość szerokim kącie świecenia, niektóre z nich są wyposażone w tzw. klapy (skrzydełka). Taki zestaw przysłon umożliwia ograniczenie pola świecenia naświetlacza. Naświetlacze są najczęściej wyposażone w liniową żarówkę halogenową, ale coraz częściej spotyka się ledowe odpowiedniki. Naświetlacz z halogenem w środku można oczywiście filtrować. Powinno stosować się filtry szklane. W przypadku filtrów żelowych właściwie każde użycie naświetlacza w 100% spowoduje po krótkim czasie przepalenie filtra. Naświetlacz składa się z trzech głównych elementów: obudowy, źródła światła oraz odbłyśnika. I właśnie dzięki temu ostatniemu (dzięki odbłyśnikowi) rozróżniamy dwa typy naświetlaczy. Dzielą się one na symetryczne oraz na asymetryczne. Załączony rysunek ukazuje dość dokładnie, w jaki sposób światło za pomocą dwóch różnych odbłyśników zostaje ukierunkowane na zewnątrz naświetlacza.  Reflektory z zwierciadłem parabolicznym W tym miejscu posłużę się jednym przykładem tego typu reflektorów, po które czasem sięgam. Myślę tu o wynalazku czeskiego genialnego scenografa Josefa Svobody. Konstruktor użył zwierciadła parabolicznego, umieszczając w jego ognisku źródło światła. W praktyce odbite promienie światła rozchodzą się równolegle, tworząc efekt, który dziś nazwalibyśmy beam. Zespół kilku tego typu reflektorów zamontowanych w jednej obudowie może stworzyć niepowtarzalną kurtynę świetlną. Źródła światła w tego typu reflektorach są zazwyczaj niskonapięciowe. Te na zdjęciu ze str. 89 są zasilane 24 V.   PAR Parabolic Aluminized Reflector Kiedyś na łamach MiT określiłem PAR jako wszędobylską, najbardziej głupotoodporną i najbardziej nieskomplikowaną oprawę oświetleniową. Obudowa oprawy PAR jest wykonana z aluminium i w zależności od potrzeb ma kolor srebrny lub czarny. PAR-y produkowane są z różnymi rozmiarami średnic. Wyróżniamy PAR 16, 20, 30, 36, 38, 46, 56, 64. Dlaczego zaliczyłem PAR-y do grupy reflektorów jednosoczewkowych? Bo PAR-y tak naprawdę mają soczewkę, tyle że zintegrowaną z żarnikiem i odbłyśnikiem. PAR składa się z dwóch części: z obudowy oraz z żarówki, która zawiera soczewkę i odbłyśnik. W niektórych krajach można spotkać się z nazwą PAR Can. Dodatek „puszka” prawdopodobnie przylgnął do tej oprawy ze względu na charakterystyczny kształt przypominający puszkę. PAR-y zostały tak naprawdę wymyślone dla przemysłu samochodowego, ale od wielu lat jest to zdaje się najbardziej popularna, sceniczna oprawa konwencjonalna. Ulubieńcem scen jest szczególnie rozmiar PAR 64. PAR-y mogą różnić się długością tubusu, ale przede wszystkim szalenie istotny jest podział żarówek PAR ze względu na różne kąty świecenia. I tak: • PAR 64 CP60 VNSP (Very Narrow Spot) – kąt świecenia 12°, żarówka dość charakterystyczna; widać żarnik oraz odbłyśnik, a soczewka jest przeźroczysta • PAR 64 CP61 NSP (Narrow Spot) – kąt świecenia 14°; rozpoznamy ją po tym, że soczewka na żarówce jest nakrapiana, wygląda jakby nieco zaparowała • PAR 64 CP62 MFL (Medium Flood) – kąt świecenia 24°; ma najbardziej pofalowaną soczewkę, wyprofilowano na niej pręgi ułożone równolegle względem siebie na całej długości soczewki • PAR 64 CP95 WFL (Wide Flood) – kąt świecenia 70°; bardzo rzadko stosowana, ale… jest. W porównaniu do wyżej opisywanych ma dużo większy kąt świecenia, a wygląd charakteryzuje soczewka, która wygląda, jakby ktoś odcisnął na niej siatkę. Odrębną rodziną PAR-ów są ACL-e. ACL to skrót od słów aircraft landing lights. Zwykłe PAR-y miały swój debiut w przemyśle motoryzacyjnym, a ACL – jak widać po rozwinięciu skrótu – mają zastosowanie w lotnictwie. Typowe oprawy są zasilane napięciem 28 V, można łączyć je ze sobą szeregowo, tworząc moduły. Nawet przy takim rozwoju rynku głowic ruchomych nadal można je zobaczyć na scenach koncertowych.   PC i PB W przypadku obu tych reflektorów mówimy o układach jednosoczewkowych. Zarówno PB, jak i PC mają możliwość zmiany kąta świecenia. W zależności od reflektora możemy uzyskać zakres od 5° do 70°. Dlaczego opisuje je razem? Różnią się tak naprawdę modyfikacją wprowadzoną w soczewce. Na początek opiszę PC. PC, czyli plano convex. Źródło światła wraz z odbłyśnikiem sferycznym jest umieszczone w stałej odległości od siebie, na specjalnych szynach lub szynie. Poprzez poruszanie mechanizmem odbłyśnik wraz ze źródłem światła jest wstanie zmienić swoje położenie względem soczewki płasko-wypukłej umieszczonej z przodu reflektora. Do soczewki docierają zarówno promienie światła emitowane ze źródła, jak i te odbite z odbłyśnika. Zmiana pozycji odbłyśnika wraz z źródłem światła względem soczewki, która jest przymocowana na stałe, powoduje zmianę kąta świecenia. Soczewka jest wykonana z szkła bezbarwnego, co powoduje zaznaczenie krawędzi światła. W przypadku niskiej jakości reflektorów PC i zastosowaniu tanich soczewek oraz materiałów, z których zrobione są odbłyśniki, mamy do czynienia z bardzo widocznym punktem hot spot. Będzie się to charakteryzowało wybijającym się mocniejszym punktem w centralnej części plamy świetlnej. W reflektorach PC/PB oraz w poniżej opisywanej oprawie typu fresnel można montować tzw. klapy (skrzydełka) ograniczające pole świecenia. Można oczywiście montować również ramki z filtrami. PB, czyli pebble convex. Zmiana, którą zastosowano, odnosi się do lekkiej modyfikacji soczewki płasko-wypukłej. W tej wersji PC jest ona… nakrapiana (groszkowana), co stwarza lekki efekt dyfuzyjny, czyli dokładnie taki sam, jakbyśmy zastosowali filtr rozpraszający typu frost. W praktyce plama oświetleniowa do samych krawędzi rozkłada się bardziej równomiernie. Co ciekawe, jeśli wybieracie się do USA i jakimś cudem chcielibyście wpisać w swój rider kilka PC lub PB, to możecie o tym zapomnieć. Amerykanie nie uznają tego typu opraw – na rynku za oceanem prawie ich nie ma. Uważają je za przestarzałe i nie widzą sensu w stosowaniu PC, jeśli do dyspozycji można mieć opisany poniżej fresnel.    Fresnel Często mówimy o reflektorze Fresnela, ale cała tajemnica tkwi w samej soczewce. Pan Augustin Jean Fresnel, francuski inżynier i fizyk, zapewne zostanie zapamiętany właśnie ze względu na fakt, iż charakterystyczną soczewkę, a w rezultacie cały reflektor, nazywamy od jego nazwiska. Niestety, nie on ją wynalazł. Sam pan Fresnel przyznał się do tego faktu publicznie i ogłosił, że pierwszeństwo do tego wynalazku ma inny uczony: George Leclerc Buffon. Dlaczego w takim razie soczewka nie nazywa się buffon? Zupełnie nie wiem… Do rzeczy. Jaka jest konstrukcja tego reflektora? Otóż dokładnie taka sama jak w przypadku PB i PC. Po co w takim razie powielać podobny reflektor pod inną nazwą? Ano właśnie dlatego, że przednia soczewka… Buffona, zwana dalej soczewką Fresnela, udoskonala ten reflektor, eliminując definitywnie wady, które opisywałem w PC. Przede wszystkim soczewka Fresnela ze względu na swoje koncentryczne pierścienie może być dużo cieńsza od tradycyjnych, a co za tym idzie – jest lżejsza. To drugie jest szczególnie istotne przy dużych średnicach. W stosunku do PC światło z zastosowaniem soczewki Fresnela będzie rozkładać się równomiernie również na krawędziach. Przy takiej soczewce nie występuje tzw. aberracja chromatyczna. Czym jest aberracja chromatyczna? W reflektorach można potraktować ją jako swoistą wadę układu optycznego wynikającą z różnych odległości ogniskowania barw widmowych światła. Jak wiemy, poszczególne barwy mają różne długości fal, dlatego często występuje rozszczepienie światła, które widoczne jest na granicach plamy oświetleniowej pod postacią kolorowej obwódki. Jak wspomniałem, efekt ten nie dotyczy fresneli.   Projektory profilowe, również reflektory prowadzące Oprawy profilowe to bezsprzecznie najbardziej rozbudowane reflektory konwencjonalne. Jest też dość dużo rodzajów tychże reflektorów. Na początek zajmijmy się ideą. Po co kolejna konwencjonalna oprawa? Otóż popularne profile jako jedyne mają zestaw przysłon, tzw. noży, umożliwiających zmianę geometrii plamy oświetleniowej. W najbardziej popularnych profilach zamontowane są cztery noże. Za ich pomocą możemy zamienić kształt okrągłej plamy w kwadrat lub prostokąt. Większość profili ma miejsce na mechanizm irys, oraz na wzór gobo. Czym jest wzór gobo? Obecnie nikt nie wyobraża sobie świata bez tarcz gobo zamontowanych w głowicach ruchomych. Wszystkie widoczne tekstury na koncertach i wirujące kształty na scenie to właśnie maski gobo w głowicach ruchomych, wprawione ruch lub powielone soczewkami pryzmatycznymi. Przed wprowadzeniem urządzeń inteligentnych na rynek na taką skalę wszelkie statyczne projekcje były serwowane również za pomocą masek gobo, tyle że montowanych w reflektorach profilowych. Gobo to nic innego jak zminiaturyzowany wzór tego, co chcemy wyświetlić na scenie. Jeśli chcemy otrzymać dwuipółmetrowy kształt samolotu, to wystarczy go wyciąć w metalu odpornym na temperaturę panującą w środku reflektora profilowego. Nasz wzór nie będzie większy niż 3 cm, a wsunięty w odpowiednią szczelinę reflektora profilowego z odpowiednią optyką i z odpowiedniej odległości da się powiększyć nawet do 6 czy 10 m. I tak na całej scenie dzięki jednemu profilowi będziemy mieli kontury samolotu. Maski gobo są oczywiście wymienne. Przed erą głowic ruchomych posiadanie opraw profilowych było niezbędne… i do dzisiaj tak jest. Większość reflektorów prowadzących, tzw. followspotów, to dużej mocy profile – odpowiednio wyważone, z zamontowanym zestawem filtrów korekcyjnych i barwnych. Czym różnią się między sobą reflektory profilowe? Przede wszystkim większość starszych modeli to urządzenia stałoogniskowe. Dostosowanie wielkości kąta świecenia odbywało dzięki możliwości wymiany obiektywu. Obecnie większość reflektorów profilowych to urządzenia ze zmienną ogniskową. Nie ma już konieczności wymiany obiektywów w celu zmiany ogniskowej – można to zrobić pokrętłem lub suwnicami czy pierścieniami w zależności od modelu. Można zmieniać kąt świecenia, jak i wyostrzać krawędzie plamy oświetleniowej. W profilach nie przesuwa się źródła światła, ruchome są soczewki, co znacznie zmniejsza ryzyko niepotrzebnych wstrząsów – szczególnie przy halogenowych źródłach światła. Co do kątów świecenia: producent zawsze podaje zakres możliwości pracy takiego urządzenia, np. kąt 15–30° lub 25–50°. Oczywiście nadal istnieją profile o stałym kącie, np. o rozpiętości 90°. Profile różnią się między sobą również samą optyką. Istnieją modele z tzw. odbłyśnikiem elipsoidalnym i to właśnie ten odbłyśnik odpowiedzialny jest za skupienie wiązki światła. Na zupełnie innej zasadzie skupiana jest wiązka w profilach z optyką kondensorową. Tu zastosowano sferyczny odbłyśnik, a za skupienie wiązki odpowiedzialna jest soczewka.    TekstPaweł Murlik Muzyka i Technologia