Głębia światła, część I – Elementarz świetlika

Czy w czasopiśmie branżowym powinny pojawiać się cykle artykułów edukacyjnych? Dlaczego nie! Pamiętajmy o tym, że w Polsce nie ma szkoły stacjonarnej kształcącej techników oświetlenia, realizatorów czy light designerów. Jak to możliwe przy tak dynamicznie rozwijającej się branży? Otóż, powód jest bardzo – nazwałbym to – banalny… W oficjalnej ministerialnej liście zawodów po prostu nie ma wspomnianego technika oświetlenia scenicznego, mistrza oświetlenia, realizatora oświetlenia scenicznego czy light designera.   Tak prozaiczne pominięcie wpływa na fakt, że żadna z istniejących uczelni czy innych szkół o profilu zawodowym po prostu nie może kształcić w zawodzie, którego nie ma. Brak również kadry wykładowców, która publikowałaby swoje materiały naukowe dokładnie w tej profesji. Reasumując, prawie czterdziestomilionowy kraj nie ma ani jednego wykształconego w Polsce technika oświetlenia scenicznego. Rzecz jest o tyle dziwna, iż według danych GUS za 2013 rok mieliśmy w Polsce sto siedemdziesiąt teatrów tzw. stałych, trzy tysiące dziewięćset ośrodków kultury, trzysta trzydzieści siedem galerii i salonów sztuki. Śmiem przypuszczać, iż firmy nagłośnieniowo-oświetleniowe przynajmniej w sezonie zatrudniają przynajmniej tysiąc osób. A co z pracownikami telewizji? Pewnie pominąłem jeszcze kilka ważnych zawodów dla świetlików… Sumując tylko to, co udało mi się wykazać (zakładając nawet tylko jednego technika na instytucję), daje nam to sumę ponad pięć i pół tysiąca osób. Panie ministrze! Pięć i pół tysiąca profesjonalistów bez wykształcenia kierunkowego wykonuje zawód, którego nie ma! Czy to wina ministerstwa? Niekoniecznie. Niestety, moi drodzy koledzy po fachu – wina leży w nas samych. Dlaczego? Po prostu nie jesteśmy zwartą i zrzeszoną grupą zawodową. Gdybyśmy się zrzeszyli choć jako stowarzyszenie, dalibyśmy w ten sposób szansę na prawdziwą edukację naszym następcom. Na dowód moich słów przytoczę kilka zdań ze strony Ministerstwa Pracy i Polityki Społecznej:  „Jak zgłosić nowy zawód? Wnioskodawcami o wprowadzenie do klasyfikacji nowych zawodów/specjalności mogą być ministerstwa lub urzędy centralne, stowarzyszenia, związki zawodowe, organizacje pracodawców i inne instytucje merytorycznie kompetentne dla danego zawodu/specjalności. Wniosek powinien zawierać uzasadnienie celowości wprowadzenia zawodu do klasyfikacji, opis zawierający krótką syntezę zawodu i zadania zawodowe, a także informacje dotyczące wymaganego wykształcenia oraz regulacji prawnych danego zawodu, jeśli takie obowiązują. Analogicznie, zgłosić można wniosek o wykreślenie z Klasyfikacji zawodu lub zmiany nazwy zawodu wraz z uzasadnieniem jego celowości…”   Czy przyszłość oświetleniowca w Polsce jest rzeczywiście tak czarna? Mając doświadczenie pracy w różnych częściach świata, muszę powiedzieć, że nasz poziom nie odbiega od światowego. Jak to się zatem dzieje, że mamy profesjonalistów w tym zawodzie? Cały czas główny nurt to uczenie się od starszych kolegów – tak, zdaje się, zaczyna każdy z nas. Praktyka łączona z teorią zasłyszaną od weteranów w zawodzie podczas przygotowań do danego eventu to nadal nieocenione źródło zdobywania zawodowych doświadczeń. Ale czy tylko? W dobie Internetu wszystko jest prostsze – ambitni i wnikliwi często uczą się z tutoriali, sporo wyczytać można też na niektórych forach. Jako osoba parająca się dziennikarstwem branżowym nie mogę nie wspomnieć o roli specjalistycznych czasopism publikujących szereg wartościowych dla branży artykułów – od testów sprzętów po cykle takie jak ten.  I wreszcie nieoceniony wkład firm dystrybucyjnych zajmujących się sprzętem oświetleniowym. Jak powszechnie wiadomo, w Polsce działa LightSchool, i to właśnie dzięki jednemu z wspomnianych podmiotów gospodarczych. Za pośrednictwem firmy LTT ukazała się w Polsce książka Maxa Kellera, szybko okrzyknięta biblią oświetleniowców. Nie można tu nie wspomnieć o wszystkich branżowych, objazdowych show, gdzie zawsze prezentowane są nowinki ze świata oświetlenia. Tego typu prezentacje pojawiają się praktycznie w każdym województwie. Dla mnie osobiście budujące są spotkania z autorytetami w świecie oświetleniowym, jak na przykład seminarium z Patrickiem Woodroffe’em czy ze wspomnianym już Maxem Kellerem. Literatura pod kątem praktycznych zastosowań pojawia się coraz częściej. Niedawno otrzymałem zaproszenie na zbliżające się targi PQ w Pradze. Zostanie tam zaprezentowana książka autorstwa Yarona Abulafia pt. „The Art of Light on Stage” – co prawda, książka dotyczy głównie teatrów tańca współczesnego, ale być może i tak doczekamy się wkrótce polskiej edycji. Jak widać, radzimy sobie z brakiem szkół. Dlatego niniejszym dokładam swoje dwa grosze do garnka edukacyjnego, rozpoczynając cykl elementarnej wiedzy o oświetleniu scenicznym. Polecam go szczególnie osobom początkującym. Niech kiełkuje w was pasja bycia świetlikiem i niech moc (światła) będzie z wami!  Elementarz – czym jest światło i kilka słów wstępu Niniejszy elementarz ma na celu zarówno wzbogacenie wiedzy na temat światła scenicznego, jak i poznanie tajników pracy poszczególnych urządzeń oraz ich praktyczne zastosowanie. Przy tym ostatnim będę wspomagał się przykładami prac konkretnych profesjonalistów z kraju i z zagranicy. Jednak zanim wspomnę o jakimkolwiek urządzeniu scenicznym, kilka pierwszych części elementarza chciałbym poświęcić podstawowym pojęciom z dziedziny optyki. Pozwoli to lepiej zrozumieć działanie urządzeń oświetleniowych, opisywanych w późniejszych częściach elementarza.   Światło bezsprzecznie jest falą. Jest to promieniowanie elektromagnetyczne o określonych długościach fali. Oczywiście człowiek jest w stanie zobaczyć tylko wycinek tego promieniowania. Przypomnę, że podobnie jest z dźwiękiem – też nie jesteśmy w stanie słyszeć wszystkich istniejących częstotliwości fal dźwiękowych. Wnikliwi, zajmujący się nauką natychmiast zarzucą mi, że współczesna optyka (czyli nauka zajmująca się badaniem światła), dopuszcza również inną definicje światła, a mianowicie określaną jako strumień cząstek fotonów. To tzw. dualizm w współczesnej nauce, ale nie zamierzam wgłębiać się tutaj w teorie naukowe. Aby lepiej zrozumieć strukturę światła, zajmiemy się pokrótce falami elektromagnetycznymi. Jak się okazuje, całe promieniowanie elektromagnetyczne dotyczy znacznie, ale to znacznie szerszego zakresu niż to, co jesteśmy w stanie zaobserwować. Już w XIX wieku Michael Faraday opisał pewne własności i zależności wzajemnego oddziaływania pola magnetycznego i elektrycznego. Jednak Faraday zostanie zapamiętany prawdopodobnie głównie ze względu na swój wynalazek – tzw. klatkę Faradaya. Znacznie dokładniejszych definicji użył James Maxwell. Na podstawie kilku wzorów określił własności fal elektromagnetycznych. Jedną z najważniejszych definicji było udowodnienie faktu, iż fala elektromagnetyczna może rozchodzić się w przestrzeni. Prędkość określa się na 299 792 km/s. Muszę tutaj zaznaczyć, że podana wartość to prędkość światła w próżni. Jako ciekawostkę mogę podać fakt, iż gdyby nasze Słońce nagle zgasło, to na Ziemi dowiedzielibyśmy się o tym po ośmiu minutach. Pomimo tak ogromnej prędkości światła, odległość między Słońcem a Ziemią robi swoje.   Kończąc wątek faktów historycznych, wspomnę jeszcze tylko o jednym naukowcu, który udowodnił eksperymentalnie fakt, iż światło jest falą. Mowa to o Thomasie Youngu. Pisałem już o nim przy okazji jednego z wcześniejszych testów, gdzie wyjaśniałem własności RGB.  Rodzaje fal elektromagnetycznych, w tym i promieniowanie widzialne Aby zrozumieć strukturę światła, nie można nie wspomnieć o promieniowaniu, które ma inne długości fal niż światło, które widzimy. Promieniowanie można podzielić na siedem zakresów:  • promieniowanie gamma – to bardzo krótkie fale poniżej wartości 10–10 m. Promieniowanie to może powstać na skutek rozpadu pierwiastków promieniotwórczych lub w reakcjach jądrowych  • promieniowanie rentgenowskie – tych długości fali nie trzeba specjalnie wyjaśniać, każdy z nas miał do czynienia z tzw. promieniowaniem X; długość fal to zakres od 10–13 m do 5 × 10–8 m. Warto wspomnieć, że promieniowanie to częściowo nakłada się w niewielkim zakresie z promieniowaniem gamma  • promieniowanie nadfioletowe (inaczej: ultrafioletowe) o długości od 4 × 10–7 m do 10–8 m (od 10 nm do 400 nm). Promieniowanie w tym zakresie jest raczej szkodliwe dla organizmów żywych, choć należy wspomnieć, że Słońce też emituje taki zakres fal; właśnie o to toczy się od lat walka w kwestii tzw. strefy ozonowej, która ochrania nas przed nadmiernym szkodliwym działaniem UV. Wyjątkiem są oczywiście niektóre panie i niektórzy panowie, z pełną świadomością (lub nie) poddający swoje nagie ciała działaniu promieniowania UV emitowanym z lamp kwarcowych w miejscach zwanych przewrotnie solariami…  • promieniowanie w zakresie światła widzialnego – ono interesuje nas najbardziej, poniżej wyjaśnię, w jaki sposób odbieramy jego zakresy. W tym miejscu nadmienię, że widzimy promieniowanie elektromagnetyczne o długości od około 4 × 10–7 m do około 7 × 10–7 m (400 nm – 700 nm)  • promieniowanie podczerwone – inaczej promieniowanie cieplne, zakres wynosi od 7 × 10–7 m do 2 × 10–3 m. Czy wykorzystujemy je w współczesnym świecie? Oczywiście i to nawet na scenie! Wszelkie noktowizory to nic innego jak urządzenia czułe na taki zakres promieniowania. Należałoby też wspomnieć o np. czujnikach alarmowych. Większość z nich ma detekcję opartą na zakresie podczerwieni. Ale dlaczego wspomniałem o zastosowaniu scenicznym? Widziałem już w kilku teatrach zamontowane na stałe kamery z zakresem podczerwieni. Taki monitoring wykorzystuje głównie właśnie oświetleniowiec, służy mu do wychwycenia momentu, kiedy aktorzy są już gotowi na scenie w momencie, gdy sztuka zaczyna się od zaciemnienia (tzw. blackoutu)  • promieniowanie mikrofalowe – w skład tego promieniowania wchodzi zakres długości od 10–4 m do 0,3 m (0,1mm do 30 cm). Te akurat nie należą do moich ulubionych. Nie lubię jedzenia z urządzeń wytwarzających promieniowanie mikrofalowe, bo – jak wiadomo – zabija ono wszystko, co zdrowe w pożywieniu. Drugi powód bardziej istotny dla mnie to zakres pracy, który wykorzystuje większość urządzeń radarowych, w tym również radary mierzące prędkość pojazdów. Gdyby nasza cywilizacja skrzętnie pominęła ten zakres promieniowania, byłbym bogatszy o parę tysięcy złotych • promieniowanie w zakresie fal radiowych – to dosyć spory zakres zaczynający się od 10–4 m (0,1 mm), a kończący się na długości fali dochodzącej do 100 000 m. Nie trudno wyjaśnić sobie, że bez tego zakresu nie mielibyśmy żadnej radiokomunikacji, a radio i telewizja byłyby tylko pustymi słowami. A na scenie z pewnością nie gościłaby firma typu Lumen Radio produkująca bezprzewodowe systemy dla protokołu wykorzystywanego w oświetleniu scenicznym, czyli DMX.    Temperatura barwowa a długość fal w paśmie widzialnym Zastanawiałem się długo, co tu napisać. Może należałoby wspomnieć o fizycznym pojęciu zwanym „ciało doskonale czarne” albo o prawie Plancka lub prawie przesunięć Wiena?  W końcu pomyślałem: nie! Mniej fizyki akademickiej, więcej teorii mogącej się przydać w praktyce. Zatem do dzieła! Każdy kolor, który widzimy w naturze, to właściwie zbieranina fal o różnej długości. Również światło białe jest mieszaniną fal o różnej długości. Jednak istnieją nierozszczepialne barwy proste zwane inaczej monochromatycznymi lub widmowymi. Efekt, dzięki któremu możemy uzyskać barwy proste, to rozczepienie światła białego przez pryzmat. W naturze rozczepienie światła na barwy proste występuje np. w zjawisku tęczy. Mówiąc bardziej fizycznie, barwa prosta to wrażenie wzrokowe wywołane falą elektromagnetyczną o konkretnej długości.  W poniższej tabeli przedstawiam barwy oraz zakresy długości ich fal. Prawie wszystkie inne barwy, które widzimy w naturze (np. prócz tęczy), to barwy złożone stanowiące mieszaninę różnych długości fal. Tyle tytułem wyjaśnienia barw prostych i złożonych.   Co z temperaturą barwową? Oto definicja z Wikipedii: „Temperatura barwowa – temperatura ciała doskonale czarnego, w której wysyła ono promieniowanie tej samej chromatyczności, co promieniowanie rozpatrywane”. Gdybym sam przeczytał artykuł z takimi definicjami, to chyba szybko odłożyłbym czasopismo na półkę… W kontekście barw i tego, co napisałem wyżej, należy stwierdzić jednoznacznie: temperaturę barwową odnosimy do różnych źródeł światła – zarówno sztucznych, jak i naturalnych. Ale po kolei. Żarówki, które używamy w domu, świetlówki w szpitalach i reflektory sceniczne mają jedną wspólną cechę – te wszystkie źródła światła określilibyśmy to jako białe. Jednak białe białemu nie jest równe. Światło białe można określić jako zimne, pośrednie i ciepłe. Aby to dokładnie precyzować, mamy przedziały dotyczące temperatury barwowej. Zanim wyjaśnię, w jakim przedziale pracuje konkretnie źródło światła, chciałbym przedstawić listę obecnie najczęściej stosowanych źródeł światła:  • żarówki • żarówki halogenowe • lampy wyładowcze • świetlówki • wysokoprężne lampy rtęciowe • wysokoprężne lampy sodowe • wysokoprężne lampy wyładowcze metalohalogenowe • półprzewodnikowe diody elektroluminescencyjne (LED)   W tym miejscu zamieszczam dość obrazową tabelę, z jakim białym światłem mamy do czynienia w przypadku konkretnych źródeł światła (w tym i naturalnych). Należy podkreślić, że im niższa temperatura barwowa – tym barwa biała będzie dążyła w kierunku czerwieni, a im wyższa – w kierunku niebieskiego. Podane przykłady znakomicie obrazują, w jakim miejscu i z jaką temperaturą barwową mamy do czynienia. Zatem: czym jeszcze jest temperatura barwowa? Biorąc pod uwagę wiedzę na temat długości fal, możemy stwierdzić, że jest to wypadkowa składowej w obrębie długości fal, jakie emituje dane źródło światła. Aby dokładnie stwierdzić, jakie konkretnie długości fal i w jakich proporcjach zostały użyte przy danym źródle światła, musielibyśmy mieć do dyspozycji rozkład widmowy. Dlaczego o tym piszę? Teoretycznie dwóch różnych producentów może podać tę samą wartość temperatury barwowej, np. 5600, ale skład widmowy fal składających się na uzyskany biały kolor może być nieco inny. Ten przykład stanowi mankament niekoniecznie mający odzwierciedlenie przy realnej pracy realizatora, technika oświetleniowego czy light designera. Piszę o tym, aby jednoznacznie rozgraniczyć pojęcie temperatury barwowej od długości fal składających się na poszczególne barwy.    TekstPaweł Murlik Muzyka i Technologia