Замръзнала светлина. Рисуване със светлина

С какво можете да рисувате? Може би всеки може да изброи няколко десетки опции, от най-очевидните до много екзотичните. Но малцина ще предложат да рисуват... със светлина върху матрицата на камерата. Междувременно днес това е много популярна форма на изкуство, разположена на пресечната точка на живописта и фотографията и наречена freezelight (буквално „замръзнала светлина“).

Freezelight се състои в следното: във фотоапарата се задава дълга скорост на затвора (от пет секунди), след което се рисува картина на тъмно с някакъв точков източник на светлина (или няколко) пред обектива. Резултатът е модел от светлинни ивици на снимката. С правилния подход може да бъде изключително ефективен, както се доказва от множество произведения в този стил.

Самият Freezelight не е много сложен, но все пак има няколко функции, които ще разгледаме по-долу.

1. Рисувайте в различни цветове

За freezelight можете, строго погледнато, да използвате всеки стабилен източник на светлина (тоест свещ няма да работи много добре), но най-добрата работа идва от използването на различни цветове и колкото по-необичайни са те, толкова по-добре. Само имайте предвид, че могат да възникнат проблеми с полутонове - те ще бъдат трудни за разграничаване един от друг, така че е по-добре да изберете наситени цветове. Цветните лазери не се препоръчват - могат да повредят камерата.

2. Използвайте статив

За да се получи рисунката точно както искате, камерата трябва да е неподвижна, тъй като снимането се извършва при дълга скорост на затвора, което означава, че в противен случай замъгляването е неизбежно и рисунката ще бъде напълно съсипана. Съответно, имате нужда от статив или поне от лавица, маса или друг предмет, който може да гарантира, че камерата остава неподвижна през цялото време на снимане.

3. Дръжте го напълно тъмно

Това може да изглежда тривиално, но всякакви външни източници на светлина ще повлияят на крайния чертеж до степен просто да го съсипят. Затова е по-добре да снимате на открито, далеч от улично осветление, а у дома – в затворена стая със завеси на прозорците или без прозорци. Същото е и с дрехите - те трябва да са тъмни, защото светлите дрехи и особено дрехите със светлоотразителни елементи ще ви направят видими в кадъра.

4. Упражнение

При freezelighting практиката е изключително важна, защото от първия път едва ли ще се получи дори обикновен емотикон, камо ли сложна рисунка. Плюс това, повечето начинаещи фрийзлайтъри нямат необходимото ниво на пространствено въображение в началото, което означава, че трябва да тренират и това. Ето защо е необходимо не само да започнете всяко рисуване с два или три пробни опита, но и просто да практикувате възможно най-често.

5. Планирайте чертежа си предварително

Това е особено вярно, ако се предполага сложен модел, включително в случай, че има повече от един участник. Необходимо е първо да изчислите движенията на всички и да направите маркировки (просто се уверете, че се виждат на тъмно, но не се виждат на снимката). Практикувайте приблизителни движения първо на светлина, за да улесните контролирането на въображаемата ос на симетрия (на тъмно тя ще се превърне в една от основните ви ориентири).

6. Отраженията добавят драматизъм

Съветваме ви да започнете да рисувате от земята или друга повърхност, за да получите отражения в картината. Това, първо, визуално ще придаде обем на вашата рисунка и ще я направи по-впечатляваща, и второ, ще потвърди нейната автентичност (тъй като не може да бъде възпроизведена).

(англ. freezelight) - фотография с дълга експозиция, чиято основна характеристика е създаването на смислени изображения и абстракции с помощта на различни източници на светлина. Важно условие е липсата на компютърна обработка на изображението.

Една прекрасна история за freezelight, която лесно и ясно обяснява как се рисува със светлина и какво е необходимо, за да овладеете тази форма на изкуство.
Историята е заснета от GalileoMedia, за което много им благодаря и връзка към същата история на корпоративния им уебсайт.

Текст на историята (без преписи от интервюта)

Какво се случва, ако замразите вода? Точно така, лед. Ами ако замразите светлината? Мислите, че е невъзможно! Може би! Освен това ще се окаже много красиво! Но какво трябва да се направи, за да се спре лъчът светлина? Прости устройства, като адронен колайдер и малка група от няколкостотин учени? Ще се изненадате, но за да замразите светлината, ще ви трябват фенерчета с различни форми и размери, както и специалисти по дискретни дрехи.

Въпреки това, всичко е на първо място. Терминът „замръзнала светлина“ е буквален превод от английската фраза „freezelight“. И това са freezelighters - Артем и Роман, които изпращат светлина във фризера всеки ден. Изобщо не се шегувахме с фенерчетата. Артем и Роман имат стотици различни електрически крушки, светодиоди и лазерни показалки. Това устройство се нарича стълб за осветление, това е полилей, а това е оръдие. Това са всички източници на светлина. Което по някакъв начин трябва да бъде замразено.

В студиото има панталони, пуловери и ръкавици. Но защо фризлайтърите трябва да се преобличат в тъмни дрехи, възможно ли е наистина да се изцапате, докато рисувате със светло? Сега, след като разбрахме какъв е източникът на светлина, нека да разберем как да рисуваме с него. Ако рисувате с молив върху нещо светло, тогава ще ви трябва нещо тъмно за светлина. Работата се извършва през нощта или в студио без прозорци.

Единственото нещо, без което няма да можете да замразите светлината, е камера. За предпочитане професионален, с много настройки и добра оптика. Между другото, не се разстройвайте предварително - има начин да накарате прост цифров фотоапарат да прави картини със замръзнала светлина. Просто трябва да я надхитриш. Ще ви кажем как малко по-късно. Тайната на замразяването на светлинен модел е да се контролират три основни величини, които се настройват в професионална камера. Какви са тези количества?

Първият е скоростта на затвора - времето на експозиция на изображението. Колкото по-сложна е рисунката, толкова повече време се отделя за нейното създаване и толкова по-дълга е скоростта на затвора. Важно е да запомните правилото - ако скоростта на затвора е недостатъчна, светлинният модел ще излезе на бучки.

Втората стойност, за която трябва да знае един фрийллайтър, е фоточувствителността. Освен ISO - тоест фоточувствителността, не трябва да забравяме и блендата. Той променя количеството светлина, преминаващо през лещата. Ако има твърде много осветление и това пречи на заснемането на снимка със замръзнала светлина, блендата трябва да се затвори. В противен случай снимката ще се окаже твърде светла. Това е много важно - нищо не трябва да пречи на камерата да вижда ясно светлината.

И сега е време да разкрием тайната на облеклото на freezelighters. Защо художниците магически изчезват в завършените картини? И помнете дрехите на Артьом и Роман. Черният пуловер не е почит към Стив Джобс. При дълги експозиции, когато всички движения са замъглени, човекът в черно просто се слива с мрака около него. Но когато трябва да се покаже човек в кадър, те го обличат в леки дрехи и го осветяват.

Артем и Роман правят пробна снимка с човек и линии, нарисувани със светлина. Можете да получите всякакви линии, които искате, в зависимост от въображението на тези, които размахват фенерите.

И така, фенерчетата са пълни - време е да преминем към по-сложни картини! Друга тайна за успеха на freezelighter е добрата координация на движенията и развитото пространствено мислене.

Цветето порасна и... оживя. В крайна сметка, ако си поставите задача, можете да направите карикатура, последователно рисувайки една картина след друга. Замръзналата светлина оживява и се превръща във видеоклип. Анимационни герои и предмети започват да живеят в реалния свят.

Спомняте ли си, обещахме да разкрием потенциала на домашните цифрови фотоапарати с насочване и снимане? Сега freezelighters ще ви кажат как да излъжете обикновен фотоапарат, така че да може да замрази светлинен модел.При дълга скорост на затвора треперенето на ръцете предизвиква замъгляване, което се нарича треперене. За да избегнат размазването на изображението, freezelighters винаги използват статив в работата си.

А сега - внимание! Артем и Роман ще нарисуват картина със замръзнала светлина специално за Галилео! Първо Роман рисува скица. Това е телевизионна кула, от нея има излъчване във всички посоки на небето. В центъра лети ракета. Наоколо има звезди. Всичко е съвсем просто. Но за да направите надписа на Галилео, ще трябва да се упражните да го напишете в огледален образ. Ще трябва да се въртите пред огледалото, като момиче преди среща.

Време е да съживите картина със замръзнала светлина в стил Галилей! Артем и Роман разпределиха ролите и проведоха репетиция, разработвайки последователността на предаване на фенерчета един на друг. Ние репетираме процеса. Роман строи телевизионна кула. Артем се присъединява към работата и отбелязва началната точка за надписа на Галилей. Фенерче с необходимия цвят преминава в ръцете на Артьом, който започва да пише името на нашата програма, а Роман изпраща електромагнитна вълна около него. Сега ракетата се изстрелва и звездите светват в небето! Обучението свърши, а сега същото на тъмно!

Разрез! Толкова много картини ни подариха... Но една с толкова много светлина се подарява за първи път! Freezelight - тестван от Galileo!

Авторът на историите за телевизионната програма GALILEO, Олеся Щанко.

Примери за Freezelight

Някои кадри със замръзнала светлина, създадени по време на снимките на програмата.

Честита фотография със замръзнала светлина!

Поздрави на всички, които посетиха блога ми за замръзване (замръзваща светлина).
Нека започна с факта, че „замръзващата светлина“ е много интересна тенденция сред любителите фотографи, защото полетът на въображението тук е неограничен. И няма значение какво оборудване използвате, основното желание и желание е да знаете основите и да рисувате със светлина в тъмнината.

Моите първи опити с химикалка Фигура 1. Можете да рисувате с абсолютно всеки източник на светлина в обсега на ежедневието ви (фенерчета, запалки, кибрит, свещи) и завършвайки с бюджетни ограничения (софтбоксове, фенерчета, прожектори). Опитайте, не е нужно да съжалявате за "филма";)
Снимка 1.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/5692/Im3zJH6Zc94.jpg

Що се отнася до моята фотография, сега ще ви разкажа отвътре и отвън как всичко беше подготвено и как беше направено всичко.
1. Измисляме образ в главата си или на хартия, рисуваме сюжет, сценарий, каквото сърцето ви желае. Ето моята скица преди започване на работа Фигура 2.
Фигура 2.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/569b/DSLDHp8IFyE.jpg

2. Сега трябва да подготвите леки инструменти, за да изпълните плановете си.
3. Да започнем с най-важния обект на фотографията, това е коледната елха, беше решено да я направим необичайна чрез проба и грешка, беше решено да се спрем на цветна LED лента с дължина 1 m.
Фигура 3.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56a4/n6hFyq3D_NE.jpg

Е, какво е коледно дърво без звезда? Речено казано, всичко с едни и същи светодиоди;) А за да гори елхата е необходимо електричество, което се захранва от 12 V батерия.
Фигура 4.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56ad/o7NFsRaAeto.jpg

4. Как да направя красив надпис „Честита Нова година“, помислих си и си спомних за софтбокса и метода „ситопечат“. Нека поясня, всеки символ се отпечатва на принтер на обикновена или цветна хартия, но във формат "негатив", след което този символ трябва да се прояви по някакъв начин в непрогледна тъмнина и тук е необходим софтбокс, за да освети символа на тъмно;) Но тогава дойде главоболието, тъй като надписът е голям и се състои от много букви, щеше да ми трябва "голям софтбокс", но при липсата на такъв реших да направя обратния ефект, да го осветя не отзад , но отпред с помощта на прожектор и тъй като светлината се отразява само от светли цветове , тогава рамката получи добро осветление, което ми трябваше, сега остава само да отпечатам всички букви в негатив върху цветна хартия и да ги залепя заедно и след това ги инсталирайте на рамката, за удобно местоположение на улицата, вижте Фигура 5-6.
Фигура 5.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56b6/oqVKiE-VuAo.jpg
Фигура 6.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56bf/MXSTD74pX5Q.jpg
5. Да отидем по-нататък и след това имаме знамето на Руската федерация, тук отново трябваше да проявим изобретателност, за да направим толкова лек инструмент, че да изглежда доста подобен на развяващ се флаг) Така че представям на вашето внимание това изобретение Фигура 7.
Фигура 7.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56c8/ligMPxllxbg.jpg
Използват се 3 контролера за превключване на цветовете, 3 батерии и 3 броя LED лента, всичко това е свързано помежду си в една линия на обикновена пръчка, в резултат на което при движение получаваме нашия роден флаг на Русия. Фигура 8.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56d1/jFqBsmjxUoA.jpg
6. Следва много сложен източник на светлина, това са бенгалски огън Фигура 9, трудно е да се контролира такава светлинна четка във въздуха) вижте първите тестове Фигура 10. След малко практика успяхме да опитомим този „огнен звяр ”))
Фигура 9.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56da/gzll7DjxWiY.jpg
Фигура 10.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56e3/Q2KpXf1gceg.jpg
7. Светлинна четка за пунктирани рисунки, тук е подходящ всеки източник на светлина, който излъчва мека и фокусирана светлина, в този случай малък ключодържател за фенерче и дрънкалка за играчки) Фигура 11., с негова помощ можете да нарисувате такива фигури Фигура 12.
Фигура 11.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56ec/dNk29Iq0eXQ.jpg
Фигура 12.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56f5/JgCNkNMYjKk.jpg
8. Някои работни точки Фигури 13-16.
Фигури 13-16.

Изследователи от университета в Дармщат (Германия) успяха да спрат потока светлина за една минута. Светлината, като най-бързата позната материя във Вселената (скорост 300 000 km/s) е спряна вътре в кристала. Така става възможно създаването на т.нар лека памет, когато информацията, носена от светлина, се натрупва от кристал. В допълнение към факта, че такова изследване само по себе си вълнува въображението, то може много добре да се превърне в основа за създаването на квантови мрежи с голям обсег и може би това изследване ще даде улики как да направим скоростта на светлината по-висока от стойността ограничено от Вселената.

Ако се обърнем към историята, през 1999 г. учените успяха да намалят скоростта на светлината до 17 m/s, а след това, две години по-късно, същата група изследователи напълно спряха светлината, но само за няколко части от секундата. По-рано тази година изследователи от Технологичния институт на Джорджия (САЩ) успяха да спрат светлината за 16 секунди, а сега учени от Дармщат увеличиха този праг с минута.

За да спрат светлината, учените са използвали техника, наречена електромагнитно индуцирана прозрачност (EIT). Те използваха криогенно охладен, напълно непрозрачен кристал от сплав от итриев силикат и празеодим. Контролиран лазерен лъч се насочва в кристала и по този начин създава сложна реакция на квантово ниво, което прави кристала напълно прозрачен. След това втори източник на светлина (източник на данни/изображение) се насочва към напълно прозрачния кристал. След това контролираният лазер се изключва, връщайки кристала в състояние на пълна непрозрачност. Това действие не само позволява на светлината, която носи данните, да бъде уловена в кристала, но също така елиминира нейното отражение поради непрозрачност. Така светлината е спряна.

Поради липсата на свобода на движение фотонната енергия се събира от атомите на кристала и данните, пренасяни от светлината, се преобразуват в атомни завъртания (да не се бърка с човешкото завъртане). За да се освободи светлина от кристала, контролираният лазер се включва отново, което прави кристала отново прозрачен и атомните завъртания се освобождават във фотони. Тези атомни завъртания могат да поддържат кохерентност (цялост на данните) за минута, след което светлинният лъч изчезва. По същество създаването на такива условия позволява да се осигури съхранение и извличане на данни от лека памет.

На изображението по-горе можете да видите как учените успешно съхраняват просто изображение (три хоризонтални линии) в кристал за 60 секунди. Изглежда възможно да се съхраняват данни в кристал за по-дълъг период от време, ако се използват други химически елементи, като европий, легиран с итриев силикат и използвайки специално създадени магнитни полета.

Всеки знае, че скоростта на светлината е едно от непоклатимите свойства на Вселената. Това е приблизително 300 000 km/s във вакуум. В различни вещества скоростта на светлината е по-малка, например във водата тя е 75% от скоростта във вакуум. Светлината се забавя най-много при диаманта – 2,4 пъти! Но това е границата.

Група изследователи от САЩ под ръководството на L.V. Gau * (Кеймбридж, Масачузетс) си поставиха за цел да забавят скоростта на светлината милиони пъти и дори да спрат напълно. Реализацията на тази идея би разкрила напълно неочаквани възможности в областта на телекомуникациите, съхранението на информация и редица други приложения.

Такива условия на спиране са създадени в пурообразен облак от натриеви атоми с дължина 0,2 mm и диаметър 0,05 mm, поставени в магнитно поле и охладени до температура от една милионна от градуса (практически до абсолютна нула). Натрият е едновалентен метал, което означава, че във външната орбита на атом от този метал има само един електрон. Този електрон може да заема много различни орбити около ядрото. Например, ако е в най-ниската орбита, след като е уловил фотон от светлина, електронът се премества на по-висока орбита и големината на това движение зависи от енергията на фотона и следователно от дължината на вълната на светлината.

Освен това такъв електрон и ядрото на атома са магнит (като малка магнитна игла). Посоката на тази стрелка е свързана със спина на атома, в едната посока на тази стрелка се говори за консистентен спин, в другата - за антиконсистентен. В своите експерименти изследователите идентифицират три състояния на натриевия атом: състояние 1 - електрон в най-ниската орбита, спин-координиран; състояние 2 - електрон в най-ниската орбита, спин консистентен (енергията на атома е малко по-висока); състояние 3 - електрон във висока орбита, енергията на атома е 300 000 пъти по-голяма. Между другото, преходът на електрона от състояние 3 към състояния 1 и 2 е придружен от излъчване на фотон (това е причината за ярко жълтата линия в спектъра на натрия).

Светлинен импулс от лазер с внимателно подбрана честота беше изпратен в определения облак от натриеви атоми. В същото време натриевите атоми единодушно преминаха от състояние 1 в състояние 3. След кратко време те се върнаха в състояние 1, излъчвайки отново фотони, но хаотично във времето и в различни посоки. Натриевият облак светеше в жълто, но информацията за първоначалния лазерен импулс беше загубена.

За да избегнат това, изследователите са използвали феномена на електромагнитно управляваната прозрачност, открит през 1992 г. от групата на Харис в Станфордския университет. В този случай лазерен лъч със специално избрана честота може да промени прозрачността на облак от натриеви атоми за светлина с различна честота от непрозрачна като стена до прозрачна като стъкло. Лазерен лъч с тази честота се нарича индуциращ лъч.

Честотата на индуциращия лъч е прецизно избрана така, че да използва енергийната разлика между състояния 2 и 3. Атомите в състояние 1 не възприемат този лъч. За тези атоми е използван друг лъч, наречен тестов лъч, чиято честота съответства на разликата между състояния 1 и 3. Най-интересното започва, когато индуциращият и тестовият лъч се използват едновременно.

Представете си двама силни мъже, които се опитват да си сложат ръката на масата. Същото се случва и с натриевите атоми. Индуциращият и тестовият лъч не позволяват един на друг да действат. Този ефект във физиката се нарича квантова интерференция. Атомите не улавят фотоните на тестовия лъч и облакът от атоми се оказва прозрачен за този лъч. Коефициентът на пречупване на тестовия лъч се приема за единица (както за празно пространство).

Всъщност тестовият лъч не е строго едночестотен, а съдържа набор от леко различни честоти. Ако честотата се различава леко от избраната, тогава забраната за нея не е толкова строга, а индексът на пречупване се различава от единица. Това означава, че лъчът на тази честота се забавя. Следователно, в набор от честоти, компонентът с всяка конкретна честота се движи със собствена скорост.

Ако светлината пътува през вода, например, всеки честотен компонент се движи с еднаква скорост. Точката, в която фазите на тези компоненти съвпадат (точка на синхронизация), се движи с еднаква скорост и тази скорост се нарича групова скорост. В облак от натриеви атоми точката на съвпадение на фазите се движи много по-бавно, тъй като скоростите на компонентите са различни. Колкото повече индексът на пречупване се променя с честотата, толкова по-голямо е забавянето на светлинния импулс.

Но тук се намесва едно неприятно обстоятелство. Натриевите атоми в облака се движат хаотично. Това движение води до ефекта на Доплер. Помните ли как се променя звукът на летящ самолет? И тогава всеки честотен компонент на тестовия лъч се „размазва в спектъра и оригиналната информация, съдържаща се в този лъч, се губи. За да сведат до минимум ефекта на Доплер, изследователите трябваше да намалят температурата на натриевия облак до изключително ниски температури - до една милионна от градуса от абсолютната нула. В този случай натриевите атоми се оказаха практически неподвижни и ефектът на Доплер изчезна.

Как беше направено това? Помните ли как селяните поддържат водата студена през летните жеги? Изсипват го в пръстен съд и го поставят на сянка. Някои от водните молекули се просмукват през стените на съда, изпаряват се и отнемат топлината на изпарението. Останалата част от водата остава студена. Изследователите са използвали подобен процес. Облак от натриеви атоми беше задържан от електромагнитен капан във вакуумна камера (като в кана), по-горещите атоми излетяха от капана (тяхната скорост е по-висока от другите) и „бяха прогонени от радиовълни със специално избрана честота . В резултат на това отстранените атоми отнемат излишната топлина, а останалите атоми се охлаждат.

Целият процес на охлаждане до ултраниска температура отне само 38 секунди.

При такова охлаждане лазерният лъч беше забавен до скорост от 160 км/ч. Ако интензивен лъч на изхода на лазер може да изгори пръст, тогава на изхода на изследователска инсталация пръстът дори не би могъл да усети топлината. И скоростта на разпространение на кратък лазерен импулс беше записана... от филмова камера - колко лазерният импулс се движи от кадър на кадър на филма.

Но това не беше достатъчно за изследователите. Те продължиха да се охлаждат и достигнаха състояние от една 500-милиардна от градуса. Имало едно време в пиесата „Алиса в страната на чудесата“ се чу фразата: „Това е много странно място. Оказва се, че в теоретичната физика вещество при такава температура образува т. нар. Бозе-Айнщайнов кондензат, т.е. атомите спират напълно. Досега всичко това беше само теория.

Нека дадем думата на изследователите. „Седяхме пред стъклена камера, съдържаща нашия облак от натриеви атоми. Лазерът излъчи тестови импулси, чиято продължителност във въздуха беше един километър. В облака този импулс възлизаше на двадесета от милиметъра. Но веднага след като индуциращият лазерен сигнал беше изключен, тестовите импулси отново станаха дълги километър. Така забавянето беше 20 милиона пъти. Мотоциклетистът може да пътува по-бързо от този лъч светлина.

Човек би очаквал, че в този кратък импулс има чудовищна концентрация на енергия. Оказа се, че по-голямата част от енергията от тестовия лъч преминава в индуциращия. И тогава, на излизане от облака, енергията беше върната към тестовия лъч.

Всички тези процеси зависят от много различни параметри. Например, ако енергията на възбуждащия лъч е твърде слаба, облакът става непрозрачен за тестовия лъч и енергията на тестовия лъч се поглъща от натриевите атоми. Много зависеше от плътността на натриевите атоми в облака, параметрите на електромагнитното поле на капана и много други фактори. Следователно човек може само да се изненада от търпението на изследователите и финеса на експериментите.

И сега проучихме и изпробвахме този ефект. Тестовият импулс влезе в облака и в този момент индуциращият лазер беше изключен. Тестовият импулс спря в облака и беше записан поради състоянията на атомите. След това, чрез повторно включване на лазера за възбуждане, изследователите „освободиха съхранения импулс. Така че имаме „клетка с памет за светлината“. В този случай скоростта на светлината може да се счита за равна на нула.

Какво ще даде това на технологията на бъдещето? На първо място, феноменът на забавяне на светлината ще даде огромен тласък на нелинейната оптика. За да се получат нелинейни ефекти, тази област на физиката е принудена да постигне свръхвисоки мощности на лазера. А забавянето на светлината прави възможно работата с много ниски мощности. Резултатът от изследванията в нелинейната оптика може да бъде създаването на ултрачувствителни оптични ключове.

Друго приложение може да бъде създаването на така наречените квантови компютри (ако изобщо могат да бъдат създадени). В тях обичайните „0 и „1“ се заменят с квантови суперпозиции. Скоростта на такива компютри е с много порядъци по-висока от съществуващите. Те биха могли да бъдат използвани за решаване на проблеми, за които сега дори не мечтаете.