Dystrybucja światła słonecznego i ciepła. Systemy oświetlenia słonecznego Solatube®

Wysokiej jakości oświetlenie terenu letni domek może znacznie nadszarpnąć budżet, jeśli używasz wyłącznie lamp ulicznych zasilanych z sieci. Aby jakoś i jednocześnie szybko zapewnić światło na wsi, warto zastosować oświetlenie uliczne zasilany energią słoneczną. Co to za system, jaka jest jego zasada działania i przewaga nad oświetleniem stacjonarnym, czytaj dalej!

Konstrukcja i zasada działania

Pierwszą rzeczą, którą powinieneś wiedzieć, jest to, jak działa słoneczne oświetlenie uliczne i z czego się składa. Na przykładzie zwykłej lampy słonecznej rozważmy te dwa pytania.

Konstrukcja lampy jest dość prosta i składa się z następujących elementów:

• jednostka oświetleniowa (zwykle dioda LED montowana w obudowie);
• bateria słoneczna (moduł fotowoltaiczny przetwarzający energię słoneczną na energię elektryczną);
• sterownik (steruje oświetleniem - włącza i wyłącza je w odpowiednim momencie);
• wbudowana bateria (akumuluje prąd w ciągu dnia do wykorzystania w nocy);
• podparcie lub mocowanie.

W zależności od przeznaczenia każdego elementu można zrozumieć zasadę działania oświetlenia zasilanego energią słoneczną: w ciągu dnia akumulator jest ładowany, a w nocy jego ładunek jest zużywany Lampa LED. Projekt może również obejmować dodatkowe urządzenia na przykład czujnik ruchu, który włączy lampę dopiero wtedy, gdy w określonym obszarze zostanie wykryta osoba.

Zalety i wady

Drugim, nie mniej interesującym pytaniem jest, jakie są zalety i wady oświetlenie uliczne na bateriach słonecznych. Zarówno zalety, jak i wady systemu są dość istotne i skłaniają do zastanowienia się, czy warto instalować takie oświetlenie na swojej daczy.

Zatem do głównych zalet należą:

• Lampy i latarnie można szybko zainstalować własnymi rękami. Nie ma potrzeby ciągnięcia przewodów elektrycznych pod ziemią do każdej podpory, niszcząc w ten sposób projekt krajobrazu terenu. Jednocześnie nie musisz rozumieć elektryki w porównaniu do opcji, gdy musisz podłączyć reflektor lub lampę uliczną na słupie
• Światło lamp solarnych nie razi w oczy i delikatnie zalewa powierzchnię w całym promieniu działania.
• Znaczące oszczędności energii, ponieważ Aby oświetlić daczę, potrzebujesz co najmniej 3-5 lamp o mocy 50 W lub większej. Można się tego dowiedzieć za pomocą prostych obliczeń arytmetycznych miesięczny wydatek energię elektryczną, którą można całkowicie zmniejszyć, wykonując własnoręcznie autonomiczne oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną.
• System będzie w pełni automatyczny, co jest bardzo wygodne, jeśli przyjdziesz obszar podmiejski tylko w weekendy. Przez resztę czasu lampy będą służyć jako rodzaj ochrony terytorium przed intruzami.
• Oświetlenie zasilane energią słoneczną nie stanowi zagrożenia środowisko i do człowieka. Jeśli chodzi o to drugie, oznacza to, że nie ma potrzeby uziemiania lamp, ponieważ działają przy bezpiecznym napięciu.
• Konserwacja systemu została ograniczona do minimum - co jakiś czas należy przetrzeć klosz lampy i sam akumulator z brudu i kurzu.
• Długa żywotność systemu. Na przykład żywotność diod LED sięga 50 tysięcy godzin, baterii – do 25 lat (w zależności od producenta i jakości), baterii słonecznej – do 15 lat. W sumie raz na 15 lat konieczna będzie wymiana urządzeń na nowe.
• Mają wysoką temperaturę od 44 do 65, więc niestraszny im deszcz i inne niekorzystne warunki atmosferyczne.

Jeśli chodzi o niedociągnięcia, nie jest ich wiele, ale są znaczące:

• Na daczy nie będzie możliwości korzystania wyłącznie z oświetlenia zasilanego energią słoneczną, ponieważ... lampy nie zapewnią jasnego oświetlenia obszaru. Ponadto ładowanie trwa nie dłużej niż 8 godzin, jeśli używasz go przez cały dzień słoneczna pogoda. Niemniej jednak ważne obszary terytorium będą musiały być oświetlone latarniami zasilanymi energią elektryczną - bramy na ulicy, wejście do domu, parking itp.
• Koszt mocnych lamp jest wysoki - od 12 000 rubli i więcej. Nie każdy może sobie pozwolić na taki luksus, zwłaszcza na instalację w wiejskim domu.
• Istnieją opinie klientów na ten temat plucha Solarne lampy oświetlenia ulicznego działają słabo lub wcale. Należy od razu zauważyć, że przy pochmurnej pogodzie ładowanie będzie przebiegać prawie 2 razy wolniej, czyli w nocy światło będzie działać tylko przez 4-5 godzin.

Jak widać zalety i wady systemu są naprawdę znaczące i tutaj musisz sam zdecydować, czy warto kupić tę opcję do swojego domu. Zwykle wszystko zależy od możliwości materiałowych.

Różnorodność opraw oświetleniowych

Informacje podane poniżej mogą jednak skłonić Cię do przymknięcia oczu na niektóre wady oświetlenia ulicznego zasilanego energią słoneczną. Faktem jest, że dzisiaj tak jest szeroki zakres oprawy oświetleniowe, które mogą mieć różną moc, kształt, przeznaczenie, a nawet sposób montażu.

• Lampy solarne z krótkimi nogami. Idealny dla i ma najwięcej niski koszt. Montaż produktów jest dość prosty – ostra nóżka wciska się w trawnik tam, gdzie chcesz.
  
• Reflektory LED. Urządzenia takie mogą mieć moc ponad 10 W, co jest analogiczne do żarówki o mocy 100 W. Idealny na werandę wiejski dom a nawet ogród.
  
• Wiszące latarnie. Można je przyczepić do gałęzi drzewa, w altanie lub na płocie. Używany do projektowanie krajobrazu powierzchni i stworzyć wielokolorowe oświetlenie świąteczne, jak pokazano na drugim zdjęciu.
  
  
• Latarnie uliczne na słupach lub nogach. Nadaje się do oświetlenia dużej powierzchni - parkingu, przedniej części podwórka, ogrodu. Istnieją urządzenia o mocy do 60 W, ale częściej wykorzystuje się je do autonomicznego oświetlenia dróg.
  
• Kinkiety solarne. Można wykorzystać do oświetlenia terenu rekreacyjnego, a także do jego oświetlenia - otwarty taras, altany, tarasy.
  

Jak widać, nowoczesnych urządzeń oświetleniowych jest wiele różne projekty, cel i moc. Dla swojej daczy możesz z łatwością wybrać najwięcej odpowiednia opcja pod względem ceny, designu i jakości!

Recenzja wideo słonecznych latarni ogrodowych

Jak jeszcze można wykorzystać baterie?

Droższym, ale wydajnym systemem jest domowa elektrownia słoneczna. Ta opcja pozwoli Ci wygenerować prąd nie tylko do oświetlenia ulicznego, ale także do pracy urządzeń elektrycznych w domu, jak pokazano na rysunku.

Okresy filmowania w ciągu dnia dzielimy ze względu na wysokość Słońca nad horyzontem przy bezchmurnym niebie (ryc. 1) na słabe oświetlenie rano i wieczorem, gdy Słońce znajduje się na wysokości do (13...15)° nad horyzontem horyzont. Kolor oświetlenia rozwija się od czerwonego do białego, w cieniach - od niebieskiego do niebieskiego. Okres ten odpowiada czasowi efektownego filmowania wschodów i zachodów słońca. Stosunek oświetlenia poziomego i powierzchnie pionowe; Oświetlenie jest bardziej normalne na wysokości Słońca (15...60)°. Kolor oświetlenia osiąga kolor biały (średnie światło dzienne), w cieniach oświetlenie jest niebieskie lub niebieskie. Oświetlenie płaszczyzn poziomych i pionowych stopniowo się wyrównuje i staje się takie samo przy 45°. Kontrast oświetlenia zależny jest od czystości atmosfery i jest łagodzony przez dyfuzory na oprawach oświetleniowych. Aby wyeliminować niebieski odcień w przypadku cieni podczas fotografowania w kolorze filtry żółto-słomkowe są instalowane na wyrównujących urządzeniach świetlnych; oświetlenie przeciwlotnicze, które nie bardzo nadaje się do fotografii ze względu na pionowo padające światło słoneczne. Zwiększenie oświetlenia powierzchni poziomych i zmniejszenie powierzchni pionowych zwiększa kontrast światła i cienia. Fotografowanie odbywa się przy niższym oświetleniu obiektu lub ważnego szczegółu z urządzeń oświetleniowych lub tabletów odblaskowych: oświetlenie zmierzchowe (tryb) odpowiadające położeniu Słońca (0...6)° poniżej horyzontu i niebo bez chmury. W w tym przypadku Jasność nieba o zmierzchu, które tworzy oświetlenie, zmienia się w zależności od czystości atmosfery i głębokości zanurzenia Słońca pod horyzontem.

Ryż. 1. Jasne okresy dnia zdjęciowego

Wymagany czas ćwiczenia dobiera się z przedziału (15...30) minut, podczas którego oświetlenie powinno być takie, aby niebo na negatywie zostało opracowane z gęstością (D niebo = D min + (0,1...0,9) ). Ten praktycznie trudny do określenia odstęp czasu, w którym zanurzone jest Słońce, nadał fotografowaniu nazwę „tryb” (tryb oświetlenia). W tej chwili fotografia jest zwykle wykonywana przy użyciu dodatkowych sztuczne oświetlenie(podświetlenie), którego dawka musi zmieniać się wraz ze zmianami jasności nieba, aby uzyskać stały stosunek oświetlenia naturalnego i sztucznego. Na południu godziny pracy są krótkie, na północy stosunkowo długie (białe noce). Na ryc. 2, a-h przedstawia wykresy okresów oświetlenia strzeleckiego w zależności od pory dnia i miesiąca dla różnych szerokości geograficznych (miast). Wykresy przedstawiają godziny rozpoczęcia i zakończenia czterech głównych okresów naturalnego oświetlenia dla każdej godziny czasu lokalnego dla różnych szerokości geograficznych od 35 do 70° co 5°. Krzywe są zbiorem punktów odpowiadających wysokościom Słońca - 6°, 0°, +15° i -f 60°. Najwyższa wysokość Słońce na danej szerokości geograficznej w dniu 22 czerwca jest oznaczone kropką na środku wykresu i opatrzone odpowiednią liczbą w stopniach. Dane wykresu odpowiadają bezpośredniemu działaniu światła słonecznego przy bezchmurnym niebie.

Ryż. 2, wykresy a-z okresy fotografowania oświetlenia w zależności od pory dnia i miesiąca dla różnych szerokości geograficznych (miast).

Oświetlenie poziomych i pionowych powierzchni obiektów. Fotografowane obiekty mogą mieć różne konfiguracje. Ich powierzchnie względem źródeł światła mogą być usytuowane poziomo, pionowo lub pod kątem. Określone położenie głównego (rysunkowego) źródła światła - Słońca, a także oświetlenie z nieba powodują różne oświetlenie obiektów, których różnica określa odpowiedni kontrast światłocienia. Różnica w oświetleniu oznacza pewien przedział jasności obiektu LP, który należy zmierzyć, dopasować do właściwości kliszy fotograficznej (obróbka) i odtworzyć na negatywie (slajd).

Słońce, jako źródło głównego światła, porusza się po niebie od horyzontu w górę (wysokość stania H) oraz w azymucie (ze wschodu na zachód), kompleksowo zmieniając oświetlenie wszystkich powierzchni obiektu (ryc. 3, a, B). W większości przypadków fotografowania ważne dla fabuły elementy pierwszego planu obiektu mają powierzchnie umieszczone pionowo. Stojąc twarzą w twarz ze Słońcem, dostrzegają z niego główne światło, które jest kluczowym oświetleniem przy określaniu ekspozycji podczas fotografowania. W zależności od wysokości Słońca, kluczowe oświetlenie zmienia się i może być znacznie niższe niż oświetlenie poziomych, nieistotnych dla fabuły powierzchni. Oświetlenie przy pochmurnej pogodzie ma inną charakterystykę.

Gdy Słońce jest nisko (ryc. 4, c), powierzchnia pionowa jest oświetlona światłem bezpośrednim prawie wzdłuż normalnego N (kąt α ≈ 0) i ma maksymalne oświetlenie przy niskiej temperaturze barwowej (2500...2800) K.

Ryż. 3. Schematy ruchu Słońca po niebie według kąta H (c) i azymutu (b)

Ryż. 4. Schematy oświetlenia płaszczyzny poziomej i pionowej w czasie nieruchomego Słońca: niskie (o), średnie (b) i zenit (c)

Pozioma powierzchnia odbiera ukośne, prawie przesuwające się światło Słońca i zgodnie z prawem cosinusa kąta padania światła ma słabe oświetlenie. Jasność powierzchni pionowej jest wysoka, pozioma niska. Przy średnim położeniu Słońca (N - 45°) (ryc. 4, b) powierzchnie pionowe i poziome w równym stopniu odbierają oświetlenie Słońca, temperatura barwowa jest zbliżona do temperatury przeciętnego światła białego (5300°.. .5500°) K, a jasność obu powierzchni jest taka sama. W wysokim położeniu Słońca (N - 50...90°) (ryc. 4, c) powierzchnia pionowa jest oświetlona ukośnymi promieniami Słońca, a w zenicie promieniami ślizgowymi i ma słabe oświetlenie światłem temperatura barwowa średniego białego światła 5500 K. Pozioma powierzchnia odbiera prawie proste linie Promienie słoneczne przy dużym oświetleniu i tej samej temperaturze barwowej. Jasność powierzchni pionowej jest niska, a jasność powierzchni poziomej jest wysoka.

Ryc.5. Oświetlenie z nieba w cieniu Słońca, gdzie E c - oświetlenie ze Słońca, E n - z nieba

Oświetlenie nieba w cieniu Słońca (ryc. 5) jest 6...8 razy mniejsze niż słoneczne przy względnej równomierności. 98. Cechy atmosfery w świetle dziennym. Jakość światło dzienne określany na podstawie stopnia zmętnienia powietrza pomiędzy Słońcem a kamerą. Zjawiska atmosferyczne wpływające na oświetlenie, wzór światła i kolor obiektu obejmują mgłę atmosferyczną, niebieską i optyczną, mgłę, mżawkę i deszcz. Jeżeli w obrębie kadru zjawiska te zajmują niewielką część powierzchni (10...30%), wówczas są elementami obiektu fotograficznego, posiadającymi własną jasność i barwę i nie wpływającymi na oświetlenie. Jeśli służą jako środowisko, w którym znajduje się obiekt, to znacząco wpływają na oświetlenie i barwę oświetlenia. Każdy zjawisko atmosferyczne a warunki, w jakich się rozwija, wpływają na wzór świetlno-optyczny i jakość fotograficzną obrazu, a efekty wizualne powstające na przykład podczas deszczu, śniegu lub mgły konkretyzują scenerię akcji. Mgła atmosferyczna (molekularna) to jednolita zasłona światła (ośrodka) pokrywająca odległości na powierzchni Ziemi. Spowodowane rozproszeniem światła słonecznego przez warstwę powietrza. W czyste powietrze przy stosunkowo zerowej wilgotności promienie niebiesko-fioletowej części widma są rozpraszane silniej niż zielone, żółte i czerwone, dlatego mgła atmosferyczna, a wraz z nią ciemne odległe obiekty, nabierają niebieskawego koloru („niebieskie odległości”) . Zamglenie atmosferyczne wyrównuje różnice w jasności i kolorze odległych obiektów i tym samym pogarsza ich widoczność, aż do całkowitego ich zaniku. Charakter mgły zależy od koloru halo wokół Słońca i stanu atmosfery. Obecność mgły molekularnej sprawia, że ​​halo jest bardzo słabe, a niebo wokół Słońca przybiera niebieskawy kolor. Przy stosunkowo zwiększonej wilgotności powietrza mgła staje się gęstsza, a halo nabiera niebieskawo-stalowego odcienia. W fotografii czarno-białej zamglenie atmosferyczne zmniejsza się poprzez zainstalowanie filtrów żółtych, pomarańczowych i czerwonych (szczególnie w fotografii lotniczej). Stosowanie tych filtrów nie jest skuteczne, jeżeli zamglenie jest spowodowane rozproszeniem światła na cząsteczkach kurzu i mgły, gdyż rozproszenie światło słoneczne jednakowo we wszystkich częściach widma. W fotografii kolorowej nie stosuje się filtrów w celu wyeliminowania zmętnienia molekularnego. Lekka niebieska mgła atmosferyczna w pobliżu horyzontu podczas fotografii kolorowej jest nawet niepożądana, ponieważ wyrażana przez nią perspektywa powietrzna niszczy suchość i twardość kolorów, światłocień staje się bardziej miękki, a obraz nabiera określonej kolorystyki. Zamglenie nieba to rodzaj mgły atmosferycznej charakteryzującej się dużą zawartością wilgoci atmosferycznej. Gęstość niebieskiej mgły decyduje o jakości oświetlenia słonecznego, co wpływa na oświetlenie obiektu i kolor promieni słonecznych. Światło Słońca, przechodząc przez niebieską mgłę w niebiesko-zielonej części widma, jest znacznie osłabione i staje się cieplejsze. Białe części obiektu przyjmują lekko czerwonawy odcień, ale cienie nie mają mocnego niebieskiego odcienia, ponieważ są oświetlane bielszym światłem. Zamglenie nieba korzystnie wpływa na jakość kolorów obrazu: rezultaty fotografowania są lepsze niż w przypadku czystego błękitnego nieba i lekkiej mgiełki molekularnej, a perspektywa lotnicza jest wyraźniej wyrażona. Gęsta mgła na niebie (profesjonalne określenie „Słońce w mleku”) ma znaczący wpływ na oświetlenie słoneczne. Jego oświetlenie przypomina światło dzienne, kiedy promienie słońca przechodzą przez wysokie chmury cirrus. Jednocześnie, pomimo tego, że oświetlenie spada prawie o połowę, cienie są dobrze oświetlone przez rozproszone światło Słońca, kontrast światłocienia jest zmniejszony, a oświetlenie ogólne staje się najkorzystniejsze do tworzenia trójwymiarowego wzoru. Kolory obiektu przy takim oświetleniu są transmitowane w najbardziej pełnej kolorystyce, nie ma zniekształceń kolorów z czystego, błękitnego nieba. Zamglenie optyczne powstaje w wyniku lokalnego zmętnienia powietrza na skutek różnicy temperatur pomiędzy warstwami, powodując pojawienie się oscylujące strumienie powietrza. Zamglenie optyczne jest szczególnie widoczne przy gorącej i suchej pogodzie nad asfaltem w mieście, suchą glebą na stepie i ogrzewanymi dachami budynków. Światło w obecności zamglenia optycznego jest dość spolaryzowane, dlatego w tym przypadku skuteczne jest zastosowanie filtrów polaryzacyjnych. Zamglenie to zmętnienie powietrza spowodowane przez zawieszone w nim stałe cząstki dymu, spalenizny i pyłu. Wysoka intensywność mgły ogranicza widoczność obiektów, czasami nawet do 1 km. Przy bezwietrznej pogodzie nad dużymi miastami unosi się zamglenie związane z zanieczyszczeniem powietrza pyłami i dymem pochodzenia lokalnego (smogiem). Sprawia, że ​​atmosfera w pobliżu powierzchni Ziemi staje się ciemnoszara. Brązowawy lub szarawo-brązowy kolor mgły znacząco zmienia kolor oświetlonego światła dziennego: sprawia, że ​​​​jest ono czerwonawe, a czasami Słońce jest postrzegane przez mgłę jako czerwone. Zamglenie kurzu jako rodzaj zamglenia występującego podczas fotografii czarno-białej nie jest filtrowane przez filtry żółty, zielony, a nawet pomarańczowy. W każdym strzelaniu niebo jest postrzegane jako szaro-białe, a na horyzoncie ciemnoszare. Światło rozproszone przez mgłę kurzu jest częściowo spolaryzowane, dlatego podczas filmowania na terenach stepowych stosuje się filtr polaryzacyjny, aby zmniejszyć nadmierną jasność nieba. Mgła (chmura leżąca na ziemi) to nagromadzenie drobnych kropel wody w przyziemnej warstwie atmosfery o wysokości do setek metrów, ograniczające widoczność z (1...3) m do 1 km. Mgła powstaje w wyniku sublimacji lub kondensacji pary wodnej na cząsteczkach aerozolu (ciekłego lub stałego) powietrza i dzieli się na mgłę parującą i mgłę chłodzącą. Mgła parująca występuje, gdy dodatkowa para wodna przedostaje się do zimnego powietrza z cieplejszej powierzchni parującej, a mgła chłodząca pojawia się, gdy powietrze jest schładzane poniżej temperatury punktu rosy. Jednocześnie para wodna zawarta w powietrzu osiąga stan nasycenia i częściowo ulega kondensacji. Najczęściej pojawia się mgła chłodząca. Białe światło silnie rozproszone przez mgłę z powodu znacznego nadmiaru średnicy cząstek wilgoci w długościach fal promieni widmowych. Tylko promienie podczerwone, których długość fali większa średnica kropelki mgły. Kiedy światło odbite od obiektów przechodzi przez mgłę, część promieni dociera do obiektywu aparatu, a druga jest rozproszona; Promienie docierające do soczewki rysują obraz obiektu, a rozproszone nakładają na niego jednolitą szarą zasłonę, zmniejszając kontrast obrazu. Gdy mgła jest gęsta, jej efekt zasłaniania jest znaczny, wzór obrazu nie jest obserwowany, a materiał fotograficzny w aparacie fotografującym jest równomiernie oświetlony rozproszonym światłem. Mgła ma swoją własną jasność, w większości przypadków większą niż jasność obiektu, ponieważ „źródłem światła” w tym przypadku jest ona sama. We mgle powierzchnie poziome i pionowe mają takie samo oświetlenie. We mgle rozproszone są przede wszystkim niebieskie promienie widma, w końcu - czerwone promienie widma, zatem kolorowy obiekt w zależności od gęstości mgły najpierw traci odcienie niebieskie, potem zielone, a na koniec nasycone odcienie czerwieni. Z tego powodu twarz człowieka sfotografowana we mgle nie traci różowawego odcienia. We mgle wyraźnie widoczne są jasne czerwone kolory, ogień i źródła czerwonego koloru. Wraz ze wzrostem odległości kamery od obiektu kolor obiektu we mgle szybko zanika. W pewnych odległościach pojawia się obraz obiektu pastelowe kolory, ponieważ mgła znacznie wybiela kolor, nakładając się na siebie ton koloru dodatkowy biały welon ze złagodzeniem konturów i reliefów. Podczas fotografowania pod Słońce (kotrazhur), gdy wyczuwalna jest jego przezroczystość, mgła zmienia kolor na czerwony, a tło wydaje się jakby przez czerwonawą zasłonę. Podczas fotografowania ze Słońca (w strona północna) mgła wydaje się bezbarwna, szara lub niebieskawa w zależności od jej gęstości. Mżawka – opady w postaci bardzo małych kropli o średnicy do 0,5 mm (większych niż krople mgły i mniejszych niż krople deszczu). Mżawka opada z chmur stratus i stratocumulus i w zależności od jej gęstości ma właściwości mgły lub deszczu. Deszcz to opady atmosferyczne spadające z chmur w postaci kropli wody o średnicy od 0,5 do 6...7 mm. Optyczny efekt deszczu polega na tym, że pomiędzy aparatem a obiektem pojawia się dodatkowy ośrodek optyczny w postaci gęstej warstwy wody, która pochłania i rozprasza światło. Kiedy pada deszcz, same krople stają się świetlistym ośrodkiem, który naświetla kliszę fotograficzną (jak na przykład mgła), dzięki czemu odległe czarne lub kolorowe obiekty nie mogą być przedstawiane ani jako całkowicie czarne, ani bogato kolorowe. Kolor ulega wyblaknięciu pod wpływem deszczu i mgły. W gęstym, ciągłym deszczu przestaje się rozróżniać przede wszystkim kolory niebieski, potem zielony, a na końcu czerwony. Oprócz tego podczas deszczu połysk pojawia się na wszystkich bez wyjątku powierzchniach, ponieważ zasłona wody deszczowej nadaje im połysk, a reliefy błyszczących powierzchni dobrze się wyróżniają. Odblaskowe światło pojawia się na fałdach, załamaniach i nierównych powierzchniach, dzięki czemu wyraźnie widać kształt i objętość obiektów. Kałuże wody na ziemi, asfalcie i chodniku odbijają światło nieba, tworząc dodatkowe oświetlenie od dolnego punktu, w obecności którego czasami można wyeliminować dolne oświetlenie sceny ważne szczegóły obiekt. Flary i refleksy pozwalają fotografować pod najjaśniejszą część nieba (rodzaj podświetlenia) i uzyskać obraz przy stosunkowo minimalnym oświetleniu. Fotografując czarno-biało podczas deszczu, można uzyskać obrazy wielowymiarowe (szczególnie w krajobrazach), a fotografując w kolorze, można uzyskać np. takie zdjęcie, na którym kolor na pierwszym planie obrazu jest stosunkowo nasycone, a w głębi perspektywy odtworzone w achromatycznej gamie tonów czerni i szarości (na pierwszym planie czerwona sygnalizacja świetlna z szary ton odległe plany). Refleksy i podkreślenia dają poczucie wolumetrycznej formy i zwiewnej (tonalnej) perspektywy. Zachmurzenie, w zależności od charakteru chmur i stopnia ich rozmieszczenia na niebie, powoduje zróżnicowanie oświetlenia w kolorze światła dziennego. Występuje wyraźna różnica w intensywności, kontraście i składzie widmowym oświetlenia pod Słońcem przy bezchmurnym niebie i pod ciągłymi chmurami przy zakryte przez Słońce, Powierzchnia chmur w stosunku do sklepienia nieba wpływa na udział rozproszonego, odbitego i bezpośredniego światła słonecznego w całkowitym świetle dziennym. Największą jasność obserwuje się, gdy niebo jest prawie całkowicie pokryte cienkimi, jasnymi chmurami, a Słońce jest otwarte lub lekko zasłonięte, najniższe zaś, gdy niebo jest zachmurzone (pochmurno). Największy kontrast w świetle dziennym obserwuje się, gdy Słońce jest otwarte i czyste błękitne niebo, gdyż oświetlenie nieba jest 6...8 razy mniejsze od oświetlenia Słońca (znaczny kontrast). Mniejszy kontrast występuje, gdy niebo jest częściowo zakryte białymi chmurami, które dobrze odbijają światło słoneczne, a minimalny kontrast lub brak kontrastu występuje, gdy niebo jest całkowicie pokryte chmurami. Dane dotyczące oświetlenia i barwy światła dziennego podano w książeczce referencyjnej.

Od dawna wiadomo, że dzienne „słońce w mleku” (niebiańska mgła), wysokie chmury cirrus lub jasny punkt zamiast słońca za ciągłymi luźnymi chmurami - doskonałe oświetlenie do strzelania. Światło i cień stają się bielsze, co oznacza, że ​​można uzyskać najlepsze odwzorowanie kolorów i miękki cień. Z reguły oświetlenie w tym czasie zmniejsza się o połowę, a światłoczuła matryca kamery wideo zapewnia najlepszą rozdzielczość, ponieważ nadmierne oświetlenie matrycy prowadzi do rozprzestrzeniania się ładunki elektryczne efekt fotoelektryczny i w konsekwencji do utraty przejrzystości obrazu.

Aby równomiernie oświetlić kilka obiektów i fotografować w dużych pomieszczeniach, lepiej jest używać światła pośredniego (odbitego) lub silnie rozproszonego, a aby uniknąć cieni rzucanych przez jedną osobę na drugą, należy użyć kilku źródeł światła.

Zwróć uwagę na oświetlenie: w obszarach mieszkalnych prawie zawsze znajduje się ono nad głową, z sufitu. To nie jest zbyt dobre, ma zbyt duży kontrast, w kinie to światło nazywa się „więzieniem”, ponieważ jest to oświetlenie, za pomocą którego można dramatyzować i tragiczne sceny. Staraj się wykorzystywać naturalne światło z okna, a jeśli robisz zdjęcia wieczorem, włącz lampę podłogową, lampy stołowe i wszystko, co wydaje Ci się podobne, dzięki czemu scena fotografowania jest oświetlona bardziej równomiernie.

Lepiej fotografować piękne niebo nad jasnym odblaskiem i błyszczące powierzchnie na przykład nad piaskiem, śniegiem, wodą, w przeciwnym razie kontrast będzie nadmierny. Gdy słońce jest wysoko (ponad 42° nad horyzontem), woda staje się ciemna, gdy jest nisko, mieni się i przybiera kolor nieba.

Naturalne oświetlenie sceny (słońce) – najlepiej z boku – dzięki temu z ulgą oświetli fotografowaną scenę. Jeśli słońce jest za tobą, w kadrze pojawi się pstrokaty bałagan wesołych odcieni. Mgła bardzo dobrze sprawdza się podczas fotografowania w plenerze, niesamowicie podkreśla głębię kompozycji i objętość kadru, dlatego na planie prawdziwego filmu odległe plany często zostają „zamglone” za pomocą specjalnego dymu.

Przy dobrej pogodzie głównymi źródłami światła są słońce i niebo. Skład widmowy bezpośredniego światła słonecznego zależy od położenia naszej gwiazdy względem horyzontu, ponieważ atmosfera pochłania promienie krótkofalowe (niebiesko-fioletowe) bardziej niż czerwone. Gdy słońce wschodzi nad horyzontem, w zenicie zmienia kolor z czerwonego na biało-żółty, a temperatura barwowa wzrasta z 2200 °K do 5700 °K. Kolor nieba zależy od wielu czynników i waha się od niebieskiego do niebieskiego, temperatura barwowa odpowiednio wzrasta od 104 do 3 x 104 °K.

Cienie oświetlane głównie przez błękitne niebo wydają się chłodniejsze niż światła (oświetlone obszary) w żółtym słońcu. Niebieskie cienie i żółte światła dodatkowo zwiększają kontrast obrazu. W dzień, przy pochmurnej pogodzie i gdy słońce jest zachmurzone, różnica w barwie światła i cienia jest mało zauważalna (temperatura barwowa wynosi odpowiednio około 5500°K i 7000-8500°K).

Słońce o świcie lub zachodzie słońca stoi nad horyzontem pod kątem 0-6° i daje ostry kontrast światła i cienia. Oświetlone są tylko pionowe powierzchnie obiektów; bezpośrednie światło słoneczne nadaje im kolor czerwony, cienie są czarne, a inne kolory są przytłumione. Ta pozycja słońca podkreśla teren i nadaje się do fotografowania krajobrazów, cichych tafli wody w nadchodzącym świetle. Takie oświetlenie nie nadaje się do fotografowania ludzi z bliska; szczególnie niedopuszczalne jest światło boczne ze względu na nadmierny kontrast. Wieczór - dobry czas do fotografowania krajobrazów miejskich, ponieważ gdy na ulicy jest jeszcze wystarczająco dużo światła, okna domów są już oświetlone.

Niskie słońce (13-15° nad horyzontem) w poranny, wieczorny lub zimowy dzień daje wyraźną różnicę w oświetleniu powierzchni poziomych i pionowych. W świetle przedmioty malowane są w odcieniach pomarańczowo-żółtych, a cienie w kolorze niebieskim (temperatura barwowa słońca wynosi 2500-3500 °K, nieba - ponad 15 000 °K). Kontrast jest wysoki, reprodukcja kolorów jest zniekształcona.

Oświetlona część twarzy staje się złocista ciepły cień. W zbliżeniach przydatne jest podświetlenie wbudowaną lampą, aby zrównać oświetlenie części cienia z poziomem jasności nieba i skorygować jego kolorystykę. Do fotografowania odległych planów bardziej odpowiednie jest poranne oświetlenie niż wieczorne, ponieważ po upalnym dniu powietrze staje się mniej przezroczyste. Niskie słońce przy pochmurnej pogodzie nie tworzy cieni i raczej nie nadaje się do fotografii.

Oświetlenie uniwersalne występuje wtedy, gdy słońce świeci pod kątem 30-60°, światło jest białe, a temperatura barwowa wynosi około 55 000°K. W tej chwili oświetlenie powierzchni poziomych i pionowych jest w przybliżeniu takie samo, a odwzorowanie kolorów oświetlonych obszarów jest najbardziej udane. Cienie są niebieskie, w we właściwych miejscach można je złagodzić za pomocą odblaskowych białych ekranów na stojakach. Można fotografować zarówno ludzi, jak i krajobrazy.

Słońce w zenicie jest mało przydatne w fotografii, ponieważ oświetlane są głównie powierzchnie poziome. Ale tylko takie naturalne światło występuje w leśnych zaroślach, głębokich kamieniołomach i studniach. Wymaga to oświetlenia przedniego i oświetlenia od dołu; zadowalające rezultaty uzyskuje się podczas strzelania na jasnym piasku lub śniegu.

W słoneczny dzień pod koronami drzew tworzy się wiele plam światła i odblasków, dlatego kontrast staje się zaporowy. Z tego powodu lepiej robić zdjęcia w parku lub lesie w pochmurny dzień lub gdy słońce jest zamglone. Wskazane jest wybranie miejsca do strzelania na polanie, aby przynajmniej mały obszar niebo.

Rozdarte niebo przed burzą, kiedy jasne słońce przebija się przez ciemne chmury, może zapewnić doskonałe, ale nieprzewidywalne oświetlenie dla rozwoju dramatycznych wydarzeń. Krajobrazy nabierają wewnętrznego napięcia. Słońce za gęstą chmurą na błękitnym niebie daje przyćmione i rozproszone światło, w którym znikają cienie, a obiekty stają się płaskie. To oświetlenie nie jest zbyt dobre do fotografowania.

W pochmurny dzień nie powstają cienie, kontrast jest bardzo niski, temperatura barwowa przekracza 6500°K, kolory blakną. Obraz okazuje się płaski; potrzebne są dodatkowe środki, aby podkreślić objętość i kształt obiektów. Oświetlenie jest odpowiednie do ujęć ludzi z bliska, ale pożądane jest boczne oświetlenie kierunkowe, zwłaszcza w przypadku płaskich twarzy, potrzebne są kontrasty kolorów. Jasne, ciepłe oświetlenie dzięki wbudowanemu oświetlaczowi da efekt fotografowania w zachodzącym słońcu.

Iluminacja - podstawowe pojęcia

Oświetlenie- jest to wielkość fizyczna charakteryzująca oświetlenie powierzchni wytworzone przez strumień świetlny padający na tę powierzchnię.

Jednostką oświetlenia w układzie SI jest luks (1 luks = 1 lumen na metr kwadratowy), w GHS - fot. (jeden foto równa się 10 000 lux).

W przeciwieństwie do natężenia oświetlenia, wyrażenie ilości światła odbitego przez powierzchnię nazywa się jasnością.

Oświetlenie jest wprost proporcjonalna do natężenia światła źródła światła. W miarę oddalania się od oświetlanej powierzchni jego oświetlenie maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości.

Gdy promienie świetlne padają ukośnie w stronę oświetlanej powierzchni, natężenie oświetlenia maleje proporcjonalnie do cosinusa kąta padania promieni.

Na przykład:

• Światło słoneczne w południe - 100 000 luksów
• Podczas kręcenia w studiu - 10 000 luksów
• NA otwarte miejsce w pochmurny dzień - 1000 lux
• W jasny pokój przy oknie - 100 luksów
• Na pulpicie dla dobra robota- 100–200 luksów
• Niezbędne do czytania - 30–50 luksów
• Na ekranie kinowym – 85–120 luksów
• Od pełni księżyca - 0,2 luksa
• Z nocnego nieba do bezksiężycowej nocy - 0,0003 luksa

Oświetlenie - podstawowe pojęcia

Z reguły oświetlenie jest kierunkowe, rozproszone i łączone.

• Światło kierunkowe- jest to światło, które wytwarza wyraźnie zarysowane światła i cienie, a w niektórych przypadkach rozjaśnia obiekt.
• Rozproszone światło- to światło, które równomiernie i jednakowo oświetla wszystkie powierzchnie obiektu, dzięki czemu nie powstają na nich cienie, odblaski i odbicia.
• Oświetlenie kombinowane to połączenie światła kierunkowego i rozproszonego.

Zmniejszenie ogólnego oświetlenia zmienia stosunek jasności świateł i cieni: jasność świateł zmniejsza się szybciej niż cieni. Może się to zdarzyć z powodu pewnego oświetlenia cieni rozproszonym światłem. Zatem zmniejszenie ogólnego oświetlenia powoduje jednocześnie zmniejszenie kontrastu.

Oświetlenie jest proste, jeśli światło ma jeden kierunek, i złożone, jeśli pada w kilku kierunkach, z dwóch lub więcej źródeł.

Oświetlenie będzie trudne, jeśli źródłem światła jest łuk elektryczny lub lampa elektryczna bez opraw; zmiękczony – jeśli przesłonięty jest przesłoną półprzezroczystą (z papieru, szkła mlecznego, lekkiej tkaniny) i miękki – gdy jest zamknięty w szerokiej podsufitce z przesłoną prześwitującą.

Rodzaj oświetlenia wpływa na zarys cieni i charakter reliefu. W ostrym oświetleniu granice cieni są bardzo precyzyjnie określone, a relief obiektu przesadny – sprawia to wrażenie pogłębienia się wszystkich wgłębień. Miękkie oświetlenie rozmywa kontury cieni i zmniejsza relief obiektu. Miękkie oświetlenie dodatkowo wzmacnia ten efekt.

Jeśli źródło światła znajduje się blisko oświetlanego korpusu, cienie będą miały kształt stożka i będą ostro zaznaczone. Jeśli dwa źródła światła wyślą w przestrzeń wzajemnie przecinające się promienie, wytworzy się cień i półcień, które łagodzą kontrast obrazu.

Promienie padające na powierzchnię obiektu pod kątem większym niż 45° zapewniają oświetlenie bezpośrednie, natomiast promienie pod mniejszym kątem zapewniają oświetlenie ukośne.

Oświetlenie skośne podkreśla kształt obiektów i dobrze wydobywa ich szczegóły. Jego odmianą jest oświetlenie przesuwne, gdy kąt padania na powierzchnię obiektu jest bliski zeru stopni. Oświetlenie przesuwne szczególnie wyraźnie ujawnia fakturę obiektu. Aby złagodzić kontrast z pasącym się oświetleniem, zapewniono dodatkowe bezpośrednie oświetlenie obiektu, ale ze słabszego źródła światła niż źródło światła szybującego.

Przy oświetlaniu zbliżeń (portretów, martwych natur itp.) sztucznymi źródłami światła stosuje się następujące rodzaje oświetlenia:

• Światło wypełniające lub ogólne– równomierne, rozproszone, pozbawione cieni oświetlenie obiektu, o natężeniu wystarczającym dla krótkiego czasu otwarcia migawki. Odbywa się to poprzez kombinację górnych i przednich źródeł światła.
• Malowanie światłem- wiązka światła skierowana na przedmiot lub jego podmiot ważna część. Jego zadaniem jest stworzenie głównego efektu świetlnego. Światło takie powinno zapewniać większe oświetlenie oświetlanego obszaru obiektu w porównaniu do oświetlenia światłem ogólnym. Światło samorysujące jest rzadko stosowane, ponieważ zapewnia oświetlenie kontrastowe, co utrudnia wydobywanie szczegółów w cieniach lub światłach ze względu na duży zakres jasności.
• Modelujące światło- wąska, ukierunkowana wiązka światła o małym natężeniu, służąca do wytwarzania refleksów poprawiających przeniesienie objętości obiektu oraz podkreślania cieni w celu ich zmiękczenia, a czasem całkowitego wyeliminowania. Celem modelowania światła jest poprawa gradacji światła i cienia. Urządzeniem do modelowania światła jest głęboka, wąska podsufitka ze zwykłą żarówką małej mocy lub zwykła podsufitka z umieszczoną na niej rurą.
• Kontur lub podświetlenie, światło- tylne światło przesuwne służące do podkreślenia zarysu obiektu z tła. Światło to odsłania kształt całego obiektu lub jego części. Źródło światła konturowego umieszcza się za obiektem, w niewielkiej odległości od niego. Uzyskuje się cienką linię konturu światła, która rozszerza się w miarę oddalania się źródła światła od obiektu. Jako urządzenie do oświetlenia konturowego stosuje się podsufitkę o średniej średnicy odbłyśnika.
• Światło tła- światło oświetlające tło, na które rzutowany jest obiekt. Oświetlenie tła powinno być mniejsze niż oświetlenie zapewniane przez światło ogólne i kluczowe. Światło tła może być jednolite lub nierówne. Zwykle jest on rozłożony w taki sposób, że jasne obszary obiektu są narysowane na ciemnym tle, a ciemne obszary na jasnym tle. Aby równomiernie oświetlić tło, w szerokiej podsufitce stosuje się źródła światła, a w wąskiej podsufitce tworzy się na nim plamy świetlne. Światło odbite daje doskonałe rezultaty w zakresie zmiękczania światła; w tym celu stosuje się parasole z powierzchnią odblaskową i płaskimi odbłyśnikami wykonanymi z białej tkaniny na ramie.

Głównym źródłem decydującym o świetle naturalnym jest Słońce. Skład widmowy promieniowania słonecznego na granicy atmosfery jest zwykle przybliżany przez promieniowanie ciała doskonale czarnego o temperaturze K. Prawdziwy rozkład energii w widmie promieniowania słonecznego różni się nieco od rozkładu ciała doskonale czarnego o temperaturze K : w zakresie 0,4...0,75 μm Słońce emituje więcej energii niż czarny emiter w K, w zakresie ultrafioletu jest jej mniej, a w zakresie podczerwieni różnice są nieznaczne. Słońce jako emiter jest kulą i teoretycznie emituje rozbieżny strumień promieni, jednak ze względu na dużą odległość Słońca, jego promieniowanie na powierzchni Ziemi praktycznie reprezentuje strumień promieni równoległych. Oświetlenie energetyczne wytwarzane przez promienie słoneczne w płaszczyźnie prostopadłej do nich na zewnątrz ziemska atmosfera w średniej odległości Ziemi od Słońca charakteryzuje się stałą słoneczną.

Oświetlenie naturalnych krajobrazów zależy od wysokości Słońca nad horyzontem i wpływu atmosfery. Wysokość Słońca dla obszaru o szerokości i długości geograficznej geodezyjnej określa się za pomocą następującego wzoru obliczeniowego:

gdzie jest deklinacja Słońca w dniu obserwacji; – różnica długości geograficznej Słońca i obserwatora (kąt godzinny).

Różnica długości geograficznej (stopnia) jest powiązana z czasem lokalnym zależnością , gdzie to czas w godzinach i jego ułamkach.

W danym momencie czasu moskiewskiego wartość tę wyznaczają następujące równości odpowiednio dla czasu zimowego i letniego:

gdzie jest równaniem czasu (korekta czasu) w ułamkach godziny.

Deklinację słoneczną podano w tabeli, ale można ją wyznaczyć analitycznie z wystarczającą dokładnością do modelowania: , gdzie jest czasem w dniach od równonocy dziennej (22 marca) do daty wykonania zdjęcia. Wartości są określane za pomocą nomogramu lub tabel.

Aby symulować realistyczne obrazy w naturalnym świetle, konieczne jest również określenie azymutu Słońca, do obliczenia którego używane są i:

W procedurach syntezy obrazu zaleca się stosowanie wektora jednostkowego wskazującego kierunek do Słońca. Jeżeli zastosujemy prawoskrętny topocentryczny układ współrzędnych, w którym oś jest skierowana na północ, a oś jest prostopadła do powierzchni Ziemi i skierowana do zenitu, to składowe wektorów wzdłuż osi będą określone przez następujące zależności :

(1.3.4)

Należy pamiętać, że do scharakteryzowania położenia Słońca wraz z wysokością używana jest odległość od zenitu.

Wpływ atmosfery objawia się osłabieniem bezpośredniego promieniowania słonecznego i jego rozproszeniem. Zgodnie z tym o oświetleniu powierzchni Ziemi decydują dwa strumienie świetlne: osłabione promieniowanie bezpośrednie i rozproszone promieniowanie promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi.

Znaczna niestabilność właściwości atmosfery, znaczna liczba czynników powodujących jej zmienność, nie pozwalają na dokładną prognozę oświetlenia. Zwykle stosuje się modele przybliżone z ograniczoną liczbą parametrów charakteryzujących właściwości optyczne atmosfery. Do obliczeń powszechnie stosuje się model średniej atmosfery standardowej. Oświetlenie widmowe wytwarzane przez Słońce na powierzchni Ziemi na obszarze prostopadłym do promienie słoneczne, przy bezchmurnym niebie i standardowej atmosferze określa wzór

, (1.3.5)

gdzie jest oświetlenie widmowe wytwarzane przez promieniowanie słoneczne na granicy atmosfery; – głębokość optyczna atmosfery.

Uogólniony parametr można praktycznie zastosować w zakresie , w obrębie którego osłabienie bezpośredniego promieniowania słonecznego wynika głównie z rozpraszania molekularnego i aerozolowego (ryc. 1.3.1).

Ryż. 1.3.1. Tłumienie bezpośredniego promieniowania słonecznego w atmosferze:

1 – promieniowanie słoneczne na granicy atmosfery; 2 – promieniowanie słoneczne na powierzchni ziemi; 3 – rozpraszanie aerozolu; 4 – absorpcja w atmosferze

Dla tego zakresu zależność długości fali dla atmosfery standardowej jest opisana wzorem empirycznym

gdzie jest głębokość optyczna atmosfery w nm. Przy obliczaniu zgodnie z (1.3.6) wartości są zastępowane w nanometrach.

W obliczeniach zwykle stosuje się kilka standardowych wartości. Dla umiarkowanie mętnej atmosfery wynosi ona 0,3. Niskie zmętnienie atmosfery odpowiada wysokiemu zmętnieniu.

Oświetlenie wytworzone przez bezpośrednie promieniowanie Słońca w dowolnie zorientowanym miejscu jest określone przez kąt między jednostkowym wektorem kierunku do słońca a normalnym wektorem jednostkowym do miejsca:

, (1.3.7)

gdzie jest iloczynem skalarnym wektorów i .

Program syntezy obrazu musi uwzględniać warunek oświetlenia nieujemnego

Jeżeli warunki (1.3.8) nie są spełnione, ta strona obiektu nie jest oświetlona: . Jednostkowy wektor normalny do miejsca musi być skierowany od powierzchni, której oświetlenie jest obliczane. Oznacza to, że w zasadzie platformę charakteryzują dwa jednostkowe wektory normalne i , wyznaczające jej dwa boki. To oczywiste.

Zauważ, że od ogólna formuła w celu określenia oświetlenia (1.2.23) bezpośrednio następuje podany w literaturze wzór na oświetlenie powierzchni ziemi. Do poziomej powierzchni ziemi i dlatego .

Oświetlenie generowane przez promieniowanie rozproszone zależy od jasności nieba. Znaczenie uwzględnienia promieniowania rozproszonego wynika z faktu, że określa ono oświetlenie obszarów sceny znajdujących się w cieniu.

Jasność dowolnego punktu na niebie jest funkcją czterech podstawowych parametrów: wysokości Słońca, przepuszczalności atmosfery, odległości od zenitu punktu na niebie oraz kąta pomiędzy kierunkiem do Słońca i do dany punkt na niebie.

Obliczenie oświetlenia dowolnie zorientowanego obszaru, z uwzględnieniem rzeczywistego rozkładu jasności nieba, wymaga całkowania numerycznego za pomocą tabeli określone funkcje. To znacznie komplikuje procedurę obliczania oświetlenia punktów na płaszczyźnie obrazu. Procedurę obliczeniową można znacznie uprościć, jeśli przyjmie się, że jasność wszystkich punktów na niebie jest taka sama i równa jakiejś wartości średniej. Średnią jasność nieba można przybliżyć na podstawie zależności formy

Wartość zależy stosunkowo słabo od i . W niektórych przypadkach przyjmuje się, że jest stała. Bardziej dokładne przybliżenie można uzyskać zakładając . Różnice w wynikach uzyskanych na podstawie dokładniejszych modeli i przedstawionych powyżej są jednak niewielkie. Maksymalne różnice sięgają 20% tylko na znacznej wysokości Słońca ().

Aby określić oświetlenie z nieba dowolnie zorientowanego obszaru, rozważ ogólny schemat określania oświetlenia wytwarzanego przez rozszerzone źródło (ryc. 1.3.2).

Ryż. 1.3.2. Wyznaczanie oświetlenia dowolnie zorientowanego obszaru przez niebo

Zgodnie z (1.2.16) oświetlenie z nieba obiektu określa się w następujący sposób: , gdzie jest rzutem widocznej części sfery niebieskiej na oświetloną płaszczyznę, w której leży dane miejsce. Do . Poza tym zakresem wartości są praktycznie zerowe.

Choć przejście z systemu energetycznego na system oświetleniowy nie nastręcza zasadniczych trudności, to dla systemów w zakresie widzialnym wygodniejsze jest stosowanie wzorów obliczeniowych wyrażających natężenie oświetlenia bezpośrednio w systemie oświetleniowym. Do takich obliczeń można zastosować zależność wzorowaną na znanej w , ale uzupełnioną o uwzględnienie nachylenia oświetlanego obszaru:

Gdzie – oświetlenie płaszczyzny prostopadłej do promieni słonecznych na granicy atmosfery w układzie oświetlenia jednostek; – współczynniki charakteryzujące przezroczystość i dyspersję w atmosferze.

Dla średnich parametrów atmosfery standardowej; . Zgodnie z (1.2.29) maksymalne oświetlenie poziomego obszaru na powierzchni ziemi w warunkach normalnych wynosi 106 000 luksów (przy ).

Na ilość naturalnego światła duży wpływ ma charakter zachmurzenia. Obecność chmur powoduje znaczny wzrost promieniowania rozproszonego. Kiedy chmury się rozejdą, oświetlenie „w Słońcu” okazuje się o 10...30% wyższe niż przy bezchmurnej pogodzie, a oświetlenie w cieniu może wzrosnąć nawet dwukrotnie. Okoliczność ta jest przyczyną znacznego rozrzutu danych eksperymentalnych dotyczących oświetlenia w cieniu i uzasadnia stosowanie w grafice komputerowej stosunkowo prostych modeli do obliczania oświetlenia, stosowanie współczynników korekcyjnych zwiększających wartość oświetlenia w cieniu w porównaniu do obliczone dla kątów słonecznych.