Мягкий свет или польза от рассеивателя на вспышке

!!! ПРИЕХАЛ ЖРЕЦ !!!
знаменитый бомбейский брамин (йог)
— сын Парвы —
Иоканаан Марусидзе
(заслуженный артист союзных республик)
номера по опыту Шерлока Холмса.
Индийский факир. — Курочка невидимка . —
Свечи с Атлантиды. — Адская палатка. —
Пророк Самуил отвечает на вопросы публики. —
Материализация духов и раздача слонов

И.Ильф, Е.Петров "Золотой теленок"

Рассеиватель на вспышке  — аксессуар, который делает свет мягким… или не делает, давайте разберемся…

Любопытный феномен появился в фотографической среде, условно определим это как «Открытый список популярных фотографических заблуждений».  Самым глубоким и фундаментальным заблуждением стало мнение, что отсутствие базовых знаний компенсируется «оригинальной авторской позицией». Остальные заблуждения становятся следствием этого заблуждения… В TOP10 списка входит такое утверждение: «Полупрозрачный пластиковый колпачок, надетый на рассеиватель вспышки, смягчает свет». Возражение: «Нет, совсем не смягчает!» вызывает негодование.

Несложный анализ и пара опытов в домашних условиях расставят все по местам. В рассуждениях и наблюдениях будем основываться только на законах геометрии и оптики. Аргументы типа «прямой угол в годы первых пятилеток доходил до 100º» рассматривать отказываемся категорически.

Не стоило бы писать о «пользе образования», если бы не стало известно, что зарабатывать на безграмотности может даже Canon, предлагая продукт под кодом SBA-E3. Такое предложение невозможно оставить без внимание, оно требует глубокого изучения.

Мягкий и жесткий свет. Базовые понятия

Освещение называют «мягким», если тени не контрастны, и границы у теней не четкие, у «жесткого» освещения, напротив, границы теней четкие. Слова «четкие границы теней» означают, что в месте перехода между «светом» и «тенью», отсутствует градиент и видно резкое изменение значений яркости.

Пример с «котиком»: на левой фотографии «котик» освещен студийной вспышкой через конус с сотовой насадкой, на правой — студийная вспышка с большим софтбоксом.

Красные стрелки указывают характерные для сравнения зоны изображения. Теоретические знания и практический опыт говорят: «На характер освещения влияют размеры излучающей свет поверхности и расстояние до объекта, но не влияет яркость источника». Свет распространяется прямолинейно, поэтому «смягчить» свет источника иным способом, кроме увеличения его размеров, не удастся. Если свет падает на объект из одной точки и формирует геометрическую тень с четкими границами без градиента — это жесткий свет. Свет считается мягким, когда граница перехода «свет-тень» выглядит как градиент.

Наблюдаем на «котиках»: левое изображение —  параллельные лучи света создают жесткие тени из-за насадки «соты», которая ограничивает отклонение лучей светового потока вспышки; правое изображение —  свет излучает поверхность софтбокса, линейные размеры которой велики по сравнению с объектом. Поверхность софтбокса освещает каждую точку объекта с нескольких направлений и размывает границы теней.

Точечный источник света — это источник, геометрическими размерами которого, можно пренебречь. В сравнении с фигурой человека, рассеиватель накамерной вспышки — точечный источник.

Объект съемки «божья коровка» делает вспышку «излучающей свет поверхностью», которая создает мягкое освещение жука, освещая его с нескольких направлений. Размеры рассеивателя вспышки гораздо больше размеров жука.

Съемка портрета: расстояние до объекта увеличится минимум до 1 метра. Размеры рассеивателя вспышки останутся прежними, а лицо человека больше размеров «божьей коровки». Черты лица будут освещаться с одной стороны, и тени будут резкими. Решение проблемы: направляем свет вспышки в потолок, отраженный свет падает на каждую точку объекта с нескольких сторон и смягчает тени. На фотографии слева свет двух вспышек «в потолок» создает мягкий светотеневой рисунок на лицах музыкантов. Когда нет стен и потолка, используют специальные отражатели, которые ассистент держит в нужном положении.

Важное замечание: освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния. Эффективность светового потока уменьшится в 4 раза если расстояние от вспышки до потолка 2 метра. Стена — не идеальный отражатель, поэтому некоторое количество энергии будет потеряно в процессе отражения, затем отраженный свет должен упасть на объект — еще потери. 

Колпачки в подарок

Мне прислали пластиковые рассеиватели вместе со вспышками Canon 580 EX II. Московский дилер Canon сказал: «Это бонус!». Нужно сказать, что подаренные колпачки не оригинальные, но законов оптики это не меняет. Кстати, тогда я не мог предположить, что «оригинальные» колпачки существуют.

Бесполезные аксессуары легли в дальний ящик с проводками и чехольчиками и пролежали там четыре года, предполагалось, что колпачки  могут пригодится как вспомогательный материал, так как надежно крепятся к головке вспышки. Удивительно, что два колпачка пригодились сейчас, именно в том качестве, для которого создавались: как рассеиватели. На снимке слева: так выглядит вспышка с колпачком-рассеивателем, который, якобы, делает свет мягким.

Вопрос: может ли подобный предмет сделать свет мягче и размыть границы теней. Отрицательный ответ очевиден. Также очевидно свойство рассеивателя из полупрозрачного материала поглощать часть энергии источника.
Новички часто считают, что яркость источника связана с «мягкостью/жесткостью» освещения, это не так: представим куб на белом фоне, его освещает точечный источник света. Куб отбрасывает на фон геометрическую тень с четкими границами. Интенсивность освещения постепенно уменьшается, и после преодоления пороговых значений разглядеть тень невозможно. Границы тени не станут размытыми, но человеческий глаз перестанет различать светлую и темную области изображения. Свет не становится мягче, если уменьшить яркость источника света.

Проверяем эффективность колпачка

Камера стоит на штативе, режим съемки «М»; вспышка в ручном режиме, мощность 1/1; объектив EF 24-105/4.0L, фокусное расстояние 105 мм; зум головки вспышки -105 мм; параметры экспозиции: f/10.0, 1/125, ISO 200. Снимаем два кадра: без колпачка и с колпачком, надетым на головку вспышки. Результаты предсказуемы: колпачок «съел» значительную часть энергии светового потока, «сбил» баланс белого. Это не создает проблем, так как быстро правится в конвертере, но остается вопрос: как использование колпачка отразилось на тенях, точней на контурах теней.

Ответ ожидаем и очевиден: тени не изменились. Проведите этот опыт самостоятельно и убедитесь, что законы оптики действуют. Сторонники догмы «о роли пластикового колпачка в создании мягкого освещения» продолжат искать альтернативные доказательства, но тема исчерпана.

Колпачок бесполезен, но компания Canon предлагает приобрести такой же колпачок в интернет-магазине: https://shop.usa.canon.com/shop/en/catalog/bounce-adapter-sba-e3. Американский Canon предлагает подобный аксессуар за $35 ,и даже ощутимая скидка в $7 не делает такое приобретение менее глупым; в российском интернет-магазине Canon https://store.canon.ru/rasseivatel-sba-e3.html стоимость изделия составляет «всего» 1699 рублей, что для защитной крышки тоже дороговато.

«Фирменный» колпачок

Описание SBA-E3 на российском сайте покоряет лаконичностью: «Рассеиватель для вспышки Speedlite 600EX II-RT.».  Что это значит, не понятно, но на помощь пришел американский сайт, там описание гораздо подробней: «The bounce adapter softens flash illumination and diffuses the light, helping to keep the entire image area bright, while softening shadows, when bouncing the light off ceilings or walls. Bounce Adapter can be used with color filters.» — что на русском языке выглядит так: «Адаптер смягчает вспышку и рассеивает свет, чтобы сохранить яркость области изображения, еще смягчает тени при отражении света от потолков или стен. Адаптер также используется для крепления цветных фильтров.»

Поиск в сети дал дополнительную информацию: «фирменный» колпачок не так прост, при установке на вспышку Canon 600EX II-RT механизм головки вспышки автоматически устанавливает угол отсвечивания, соответствующий фокусному расстоянию 105 мм. Зачем это делается понятно: ведущее число,для накамерных вспышек производители указывают для самого острого угла, для широких углов значения ведущего числа меньше. Полупрозрачный рассеиватель «съедает» ощутимую часть энергии импульса и, чтобы это частично компенсировать, устанавливают минимальный угол отсвечивания.

Мнение специалистов Canon vs законов физики

Запрос в группу «Canon Russia» в социальной сети Facebook: «Уважаемый Canon, я нашел аксессуар с кодом SBA-E3. Это насадка для вспышки. Можете объяснить как она работает? Заранее благодарен. «. Ответ пришел быстро: «Юрий, добрый день! Это полупрозрачная насадка, которая смягчает и мягко рассеивает свет от фотовспышки Достаточно просто установить её на вспышку.«.

Невозможно было избежать сарказма. После обмена колкостями, получил ссылку на специалистов службы технической поддержки Canon, куда и отправился второй запрос:
«Уважаемый Canon, я нашел аксессуар с кодом SBA-E3. Это насадка для вспышки. Canon представляет продукт следующим образом The bounce adapter softens flash illumination and diffuses the light, helping to keep the entire image area bright, while softening shadows, when bouncing the light off ceilings or walls. Bounce Adapter can be used with color filters. Что означает смягчение вспышки и каким образом этот адаптер смягчает тени от света, отраженного от стен и потолка? Как он вообще взаимодействует со светом, который уже отражен от других предметов? Совершенно непонятно, как рассеиватель установленный перед другим рассеивателем, почти такого же размера может повлиять на характер света и теней. Родной рассеиватель вспышки, фактически линза Френеля, формирует телесный угол светового потока в соответствии с положением источника света в головке вспышки. Этот телесный угол соответствует установленному фокусному расстоянию объектива. Понятно, что полупрозрачный рассеиватель изменит установленный телесный угол, непонятно зачем. Еще он снизит освещенность. В целом, характер освещения (мягкое-жесткое) зависит от размеров излучающей свет поверхности и расстояния от источника света до объекта. Каким образом ваш аксессуар решает эту проблему? Да, про отраженный свет, в принципе понятно, на него SBA-E3 не влияет и влиять не может.«.

Сумбурный текст написал в телефоне, за рулем, пока ожидал зеленого сигнала светофора. Ответ пришел опять быстро, привожу содержательную часть:
«В ответ на Ваше обращение по аксессуару SBA-E3 (рассеиватель для вспышки) позволяет смягчить тени от объекта и делает свет менее резким, но таким образом уменьшая силу пыха. Кроме того, если головка вспышки направлена на 90 градусов для отражения света вспышки от потолка и т.п., рассеянный свет вспышки от сторон адаптера для съёмки в отражённом в сете будет падать на переднюю часть объекта (указанную по расстоянию до объекта съёмки: например 1.5 м, чувствительно ISO 100с), что ещё больше  смягчит тени от объекта съёмки. При съёмке портретов также можно добиться эффекта бликов.«.

Сотрудница Canon, которая подписалась, как Виктория Ф., дала полный и окончательный, в понимании компании Canon, ответ. Непонятным остался термин «сила пыха», но остерегаюсь спрашивать, что это значит.

Ответ, семантически делится на две части.

Первая часть

«SBA-E3 (рассеиватель для вспышки) позволяет смягчить тени от объекта и делает свет менее резким, но таким образом уменьшая силу пыха.» — безграмотное заявление. За исключением того, что полупрозрачный колпачок, действительно уменьшает освещенность. Мы уже обсудили это и проверили опытным путем.

Вторая часть

«Кроме того, если головка вспышки направлена на 90 градусов для отражения света вспышки от потолка и т.п., рассеянный свет вспышки от сторон адаптера для съёмки в отражённом в сете будет падать на переднюю часть объекта (указанную по расстоянию до объекта съёмки: например 1.5 м, чувствительно ISO 100с), что ещё больше  смягчит тени от объекта съёмки. При съёмке портретов также можно добиться эффекта бликов.«. Отраженный свет смягчает тени на объекте съемки, это верно… но непонятно, какое отношение к этому явлению имеет SBA-E3, если убрать колпачок, отраженный свет не перестанет отражаться, рассеиваться и смягчать тени.

Свет проходит сквозь боковые стенки SBA-E3, освещает стены, и этот свет также отражается и рассеивается. Повлияет ли это на общую картину? Посмотрим чуть позже…

Дальше следует: «…рассеянный свет вспышки от сторон адаптера для съёмки в отражённом в сете будет падать на переднюю часть объекта…, что ещё больше  смягчит тени от объекта съёмки«, с этим согласиться невозможно. Почему свет стал «рассеянным»? Размеры боковой поверхности совсем невелики. Свет боковой стенки SBA-E3, которая направлена в сторону объекта, добавит «жесткую» составляющую и определенно не смягчит тени, так как имеет размеры всего 25х70 мм.

Съемка в отраженном свете, нюансы

Посмотрим как вспышка работает с отраженным светом. Головку вспышки установили в вертикальное положение: за счет света, проходящего через боковые поверхности, возможны дополнительные отражения, которые изменят характер освещения…

Второй опыт

Задача: определить, как колпачок-рассеиватель изменяет освещение объекта, если головку вспышки установили вертикально.

Условия съемки. Камеру установили на штатив, объектив EF 24-105/4.0L, вспышка 580 EX II. Камера и вспышка в режиме «manual», мощность вспышки — 1/1. Параметры экспозиции: f/10.0, 1/125, ISO 200. Фокусное расстояние 105 мм., направляем головку вспышки в потолок. Расстояние до объекта съемки — 2.0 метра. Для замера экспозиции будем использовать флешметр Sekonic L-358.

Корпус головки вспышки из непрозрачного черного пластика образует бортик (1), высота которого изменяется в диапазоне 0.5 — 2 мм, это видно на изображении. Этот бортик — своеобразная «микробленда», она отсекает свет, который могла бы излучать боковая поверхность линзы Френеля, которая штатно используется как рассеиватель вспышки. Вторая вспышка, на которой установили колпачок-рассеиватель приобрела боковую поверхность шириной 25 мм, которая излучает свет. Определим опытным путем, какую экспозицию создаст этот дополнительный источник, для этого закроем черным экраном верхнюю поверхность рассеивателя.

Материала, полностью поглощающего свет, в природе не существует, но в нашем случае справедливо будет толковать сомнения в пользу колпачка. Отражения от черного картона, которые все-таки происходят, могут только увеличить экспозицию от света, который проходит через боковые стенки колпачка.

Опытная съемка: параметры экспозиции установим таким образом, чтобы избежать пересветов и провалов в тенях, так как освещение меняется, то для каждого снимка делаем замер экспозиции флешметром, чтобы определить значение диафрагмы. ISO и выдержку установим как в камере.

Результаты на изображении слева, три кадра: 1.вспышка без колпачка; 2.колпачок на головке вспышки; 3. колпачок на головке вспышки, «дно» колпачка закрыли черным экраном, свет проходит только через боковые поверхности колпачка.

О результатах.
1. Головку вспышки установили вертикально вверх, без колпачка, отраженный свет смягчил тени. На маске есть блики с мягкими границами, и это легко исправить при обработке. Результат экспозамера показал значение диафрагмы — 13.

2. Головку вспышки установили вертикально вверх, надели колпачок, главное отличие: через боковые поверхности колпачка дополнительно поступает свет. Этот свет делает фон светлей, а блики на маске жестче. Так работает передняя стенка боковой поверхности колпачка, свет которой, как ошибочно считает Canon, «будет падать на переднюю часть объекта… , что ещё больше  смягчит тени от объекта съёмки.«. На самом деле, дополнительный свет добавляет освещению «жесткость», потому что источник имеет малый размер и направляет прямой свет на объект съемки.

Почему, по мнению Canon, поверхность размерами 2,5х7.0 см должна создавать мягкое освещение объекта с расстояния 200 см непонятно. При этом, значение, которое показал флешметр для диафрагмы — 9. Падение экспозиции составляет 1 EV — потеря из-за использования колпачка, 1 EV — эквивалентно уменьшению площади отверстия диафрагмы в 2 раза или увеличению вдвое выдержки.

3. Закроем экраном поверхность колпачка, направленную в потолок, оценим экспозицию только от боковых поверхностей колпачка. Флешметр дает значение диафрагмы — 4.5. Это означает, что экспозиция уменьшилась на 2 «стопа», то есть освещенность упала в 4 раза. Свет излучают только боковые поверхности колпачка, одна из которых направлена прямо на объект. Результат виден на нижнем кадре: кадр недодержан, блики стали гораздо жестче, боковые поверхности колпачка обеспечивают четверть экспозиции импульса. Свет стал жестче, так как с исключением из экспозиции света от поверхности колпачка, закрытой экраном, выросла доля прямого света от его боковой поверхности в общей экспозиции.

Выводы

Колпачок-рассеиватель, предназначенный для смягчения освещения от накамерной вспышки совершенно не эффективен. Можно утверждать, что любые аксессуары, основанные на аналогичном принципе, включая SBA-E3, так же  не эффективны, так как их действие основано на принципе, противоречащем законам оптики. Особенно хочется упомянуть ситуацию, когда колпачок используется для съемки в отраженном свете. В положении, когда головка вспышки направлена вертикально, свет, направленный прямо в сторону объекта съемки через боковую поверхность колпачка, дополнительно создает жесткое освещение объекта, это означает, что имеет место обратный эффект.

С уважением, Юрий Гуревич, фотограф.

1 декабря 2019 г.

P.S. Немного рекламы. К апрелю 2020 года планируется публикация статьи, которая носит рабочее название «Практическая фотосъемка», это реферат одноименного учебного курса. Статья будет в открытом доступе на нашем сайте.

P.P.S. Мы продолжим выпускать материалы с разъяснением самых распространенных фотографических заблуждений, поэтому открыты для ваших идей и предложений. Обращайтесь к нам на контактной странице сайта или через социальные сети Facebook и ВКонтакте.

(с) Отношение к авторским правам. Не считаю, что текст этой заметки подпадает под ограничения, связанные с авторским правом. Все изображения, опубликованные вместе с данным текстом, являются объектами авторского права и любое их копирование недопустимо.