栅格深度如何确定光束角?


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我刚得到一个28英寸的Westcott Apollo柔光箱。他们不出售它的网格/蛋箱,因此我想创建自己的类似的东西

我的理解是,网格越深,光溢出的角度越窄,这意味着较小的照明区域,因此对照明的控制更多。我想知道的是,除了反复试验之外,您如何确定深度/角度比。

另外,我不介意关于什么是最有用的栅格光束角度的任何建议。


另外,如果有比“照明角度”更好的术语,请随时发布和/或编辑到我的问题中。
Craig Walker

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我提交了一个编辑,以将其更改为“光束角度”,这是在照明中通常更广泛地使用的范围。
cabbey 2011年

@Cabbey您可以分享有关“光束角”的权威参考吗?它可能有助于解决有关如何计算(或度量)它的问题。该线程中的答复相差两倍(对我来说,这似乎是一个很大的差异),但我想知道这是否仅仅是定义问题。
2011年

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我敢肯定,我们在舞台灯光世界中拥有一台,让我来挖掘一下。请注意,可以很容易地将2x或1/2的差异归因于某人看着半径而不是光束的直径。
cabbey 2011年

le-us.com/stagemath.htmlen.wikipedia.org/wiki/Stage_lighting_instrument#Field_angle是我在几分钟内找到的最接近的位置。否则,我必须引用我在书架上的amazon.com/Backstage-Handbook-Illustrated-Technical-Information/副本。
cabbey 2011年

Answers:


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考虑一个二维横截面ABCD,它直接穿过网格的一个单元,平行于(并包含)照明轴。AD = BC是单元的深度,AB = CD是开口的长度(水平,垂直或均匀倾斜)。

在此处输入图片说明

在此图中,光可以从左侧向任何方向(由柔光箱或其他方式创建)发出任何光线。被照亮的对象抽象表示为线JL。显示了完全穿过单元的三种可能的光线:BL,AJ和HK(处于“一般”位置的光线)。显然,所有从细胞发出的光线(没有任何中间反射)都必须落在被摄体的J和L之间。(这很明显,如果您从被摄体开始并跟踪穿过单元的光路:只有从J和L之间开始,您才能找到一条使其穿过单元回到光源的线。)角度主体的亮部所对应的是角度JGL(黄色三角形的左尖端),该角度与CGD角度相同。如果愿意,可以用三角函数计算:该角度的一半等于(CD / 2)/(AD / 2)= CD / AD。但是可能要注意,极限光线BL和AC在G处的横截面矩形的中心相交。这为您提供了一种可视化光束角度的有效方法,并显示出它是光束角度的两倍。您将在CBD或CAD处测量整个单元的角度。简而言之,光束角(最多)是将微小的光源精确地放置在网格每个单元的(3D)中心时所观察到的,并且(大约)是您从任何单个光源所估计的角度的两倍(大约)通过隔室的相对开口指向隔室的背面。 这证明您的理解是正确的-随着单元越来越深,G的角度必须变小-并对其进行量化。

通过考虑沿单元格轴(照明轴)的横截面的不同可能方向,此推理足以恢复整个3D角度。

这还不是全部。光线的质量在一定程度上取决于光源的质量和范围。最重要的是,它不会是均匀的:即使光源是均匀且漫射的,发出的光也基本上朝着边缘(近似线性)下降。这应该是不明显的(除了在整个照明的最边缘),因为实际的光是来自所有网格单元的光束的合成,而不仅仅是来自其中一个网格。而且来源也不总是统一的。缺乏均匀性将束紧光束角,尤其是离光最远(离轴)的网格单元之间。


很好的解释!
西蒙·欧格斯特

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假设正方形栅格箱,每个栅格箱的尺寸为WxWxD,其中D是栅格的深度,W是正方形边缘的长度。然后,使用三角函数,我们知道:

tan(A) = W / D

其中A是光束角(从中心线-轴-到一侧)。但是,当考虑光线穿过方形角时,还需要考虑两个角度:

tan(A') = W / D' = W / sqrt(D^2 + W^2)

tan(A") = W' / D = sqrt(2) * W / D

可以看出A" > Aand A > A',因此A" > A'A"是最大角度,应考虑光束角。

更新:为澄清起见,按照惯例,我上面计算的角度是从光束轴到其边缘的距离。由于光束是对称的,因此扩散是在两个方向上进行的,因此在计算照明面积时应考虑将此值加倍。

在此处输入图片说明


这样可以正确地计算 “箱”后面的任何单个点发出的光线所产生的最大角度。但是,(a)极少的光线将被该角度分开,但(b)它低估了来自一个宽广(即非点)光源的散布角度。也许我们需要弄清楚“光束角”的真正含义。
2011年

@whuber-我同意(a)。显然,整个光束横截面的光强度不均匀。我认为,每个部分都有一个(较小的)正方形,强度最大。在该正方形的外部,强度随着您接近截面的边缘而降低。从(b)开始,我看不到分析如何低估了源不是点源的事实。
ysap 2011年

@ysap我在对此线程的回复中提供了对(b)的分析。您的分析将考虑从单个点开始的散布,就好像所有的光都从容器的一个角发出一样。这不是设置的工作方式:网格后面通常有一个相当宽的光源。您对(a)是正确的;衰减可以计算为两个正方形的卷积:使中间正方形最大程度地变亮,并且强度从其向外逐渐减小。
2011年

@whuber-我认为我的分析不会将结果限制在单点源上。它只是假定最大角度是从垃圾箱的相对角获得的。来自源中任何其他点的任何其他射线将被限制为较小的角度。请注意,这不是严格的立体化证明,而是一种解释,在这种解释中,我可以自由地提及显而易见的内容。
ysap 2011年

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@ysap Geogebrageogebra.org/cms)这是一种成熟的计算机辅助标尺和罗盘系统。该界面有点时髦,但简单易学。您也可以使用它来创建交互式(Java)网页。要制作我的图,我只需要指定七个点:ABCD,H和JL线上的两个(不可见)点。其他一切都是从他们那里构造出来的。如果他们制作了3D版本,它将会很棒:-)。
2011年

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为了完成颤振的答案,张开角为α=tan⁻(2×直径/长度)。我最常用的网格是由直径为5毫米,长度为3厘米= 30毫米的吸管制成的,打开角度约为20°,或者光束在每米之后会变宽约33厘米(imho这是想象打开角度的更简单方法)。后者的计算公式为:1 m×2×直径/长度。

顺便说一句关于栅格的有趣事实:栅格在墙上的形状由单个元素的形状定义。如果采用正方形网格,则(或多或少)会得到正方形图案。用圆吸管可以得到一个圆。

一段时间前,我写了一篇关于使用在线计算器针对光束宽度构建DIY网格教程,也许这也有帮助:)(虽然它适用于小闪光)。


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+1个很棒的插图!顺便说一下,壁上的形状是出口横截面通过入口横截面的膨胀(卷积; Minkowski和)。就像您说的那样,当两个都是正方形时,形状都是正方形;当两个都是圆形时,形状都是圆形。是的,我在切线方面保留了解释,因为它们正好与您对角度的想法相对应:即从网格向外的每个单位距离的水平扩展量。我认为大多数人都同意,这比计算反正切:-)更直观。
2011年

哎呀,我需要为此加上书签,并将Minkowski的总和添加到待读列表中,以保持平静:)而且,谢谢!
Simon A. Eugster
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