Жёсткий и мягкий свет: что на самом деле описывают эти слова

Жёсткий и мягкий свет — это прежде всего рисунок

Когда фотограф говорит «жёсткий свет», он обычно описывает характер светотеневого рисунка: тень имеет заметную границу, а переход от освещённой части к затенённой занимает небольшую область. «Мягкий свет» обычно означает, что граница тени растянута, переход плавный, а между светом и полной тенью есть широкая переходная зона.

Это описание результата в сцене, а не название конкретного прибора. Жёсткость или мягкость можно заметить по краю падающей тени, по собственной тени на объёме, по тому, как быстро меняется тон на округлой поверхности. При этом глубокая или светлая тень — не то же самое, что резкая или плавная граница. Насколько тёмной будет тень, дополнительно зависит от заполнения, отражений окружающей среды, цвета предмета и экспозиции.

Есть и другой способ описать свет — по его пути: непосредственно от источника, через рассеивающую поверхность или после отражения от стены, потолка, отражателя либо другого предмета. В первой части серии мы называли эти варианты прямым, рассеянным и отражённым светом. Они описывают, что происходило со светом по дороге к предмету; жёсткий и мягкий — какой рисунок получился на предмете. Поэтому отражённый свет тоже может быть и узким, направленным от гладкой поверхности, и широким, спокойным — от большой матовой стены.

В профессиональной речи рассеянную светящуюся поверхность — софтбокс, фрост-раму, облачное небо — обычно и называют мягким источником. С расстоянием она не перестаёт быть рассеянной: софтбокс не превращается в открытую вспышку. Но этого названия недостаточно, чтобы предсказать рисунок на конкретном предмете. Один и тот же мягкий источник, стоящий близко, может почти обволакивать предмет светом, а поставленный дальше — дать более плотную тень и более собранную границу, потому что предмет видит его меньшим.

По краю тени можно сделать полезный, но не окончательный вывод. Бритвенно резкая граница говорит, что для этой тени источник был очень малым по отношению к предмету. Растянутый край означает, что предмет видел протяжённую светящуюся поверхность. Но по одной границе нельзя безошибочно назвать конкретную насадку: на неё влияют также расстояние, форма предмета и расстояние до поверхности, на которую ложится тень.

Откуда берётся полутень

Представим маленькую лампу, непрозрачный предмет и белую стену за ним. Если лампу можно считать точечным источником, любой участок стены за предметом либо получает от неё свет, либо полностью закрыт от неё. Граница тени в таком приближении получается резкой.

Реальный источник имеет площадь: светящаяся колба, окно, поверхность софтбокса, облачное небо или большая отражающая панель. Разные её точки посылают свет под немного разными углами. Край предмета может закрыть часть источника, но не весь; тогда до поверхности доходит свет только от его части. Это и есть полутень, или пенумбра. Там, куда не доходит свет ни от одной части источника, возникает полная тень, или умбра.

Полезно представить протяжённый источник как множество маленьких. В центре их тени перекрываются полностью, а ближе к краю — лишь частично: одни части источника уже закрыты предметом, другие ещё видны. Поэтому тон меняется постепенно.

Именно так физика объясняет визуальное впечатление мягкости. Мягкость — не отсутствие света и не обязательно низкий контраст всего кадра. Это наличие заметной зоны частичного освещения и растянутого перехода. Чем шире эта зона относительно детали, которую мы рассматриваем, тем мягче выглядит край.

На форме предмета происходит то же самое, хотя отдельной тени на фоне может не быть. Грань, выступ или округлость закрывают разные части источника. Малый источник даёт быстрый переход и более собранный рисунок, протяжённый — спокойный и широкий. Учебная демонстрация University of Massachusetts показывает эту разницу, а Oregon State University объясняет полутень как область, из которой видна только часть источника.

Здесь важно не переоценить один параметр. На вид края влияют не только источник, но и геометрия сцены: расстояние между источником и предметом, расстояние от предмета до поверхности, на которую падает тень, угол света и форма самого предмета. Одна и та же граница может выглядеть разной на ближнем и дальнем участке объёма.

Что меняет расстояние: размер источника и закон обратных квадратов

Фотографу полезно держать в голове очень простую механику. Когда мы отодвигаем источник от предмета, происходят сразу две вещи: источник становится меньше относительно предмета, а света на предмет попадает меньше. Именно эту связку в фотографии обычно объясняют через закон обратных квадратов.

В удобной для фотографа формулировке закон звучит так: освещённость, создаваемая точечным источником, обратно пропорциональна квадрату расстояния до поверхности и прямо пропорциональна косинусу угла падения света. Иными словами, чем дальше предмет от источника, тем меньше света он получает — его освещённость уменьшается. Одновременно источник становится меньше относительно предмета.

Чтобы понять эту механику наглядно, возьмём метровый софтбокс. При удвоении расстояния он станет для предмета примерно вдвое меньше по видимой ширине и высоте, а его видимая площадь уменьшится в четыре раза. При увеличении расстояния втрое видимая площадь уменьшится в девять раз, а вчетверо — в шестнадцать раз. Сам софтбокс не меняет размер и не перестаёт быть рассеивающим: он просто занимает всё меньшую часть пространства, которое видит предмет.

Для мягкости тени важнее видимая ширина: она определяет, насколько большую часть светящейся поверхности предмет видит по разные стороны края тени. Площадь полезна для схемы, потому что наглядно показывает те же пропорции — в четыре, девять и шестнадцать раз.

Одновременно уменьшается освещённость. В упрощённой модели, которой фотографы пользуются для оценки расстояния, при увеличении дистанции в два раза на предмете останется примерно четверть прежнего света, при увеличении в три раза — одна девятая, а при увеличении в четыре раза — одна шестнадцатая. Поэтому дальний источник не только выглядит меньше, но и заметно слабее; вместе с этим меняется световой спад между ближними и дальними участками сцены. Важно, что здесь считают не добавленные метры, а отношение расстояний.

Для светотени важна первая часть этой связки. Пока предмет видит большую поверхность софтбокса, её участки светят на край предмета под заметно разными углами — появляется широкая полутень. Когда источник отодвигают, разница между направлениями уменьшается, полутень сужается, и рисунок выглядит жёстче.

Именно поэтому фраза «софтбокс стал жёстким» неточна. Точнее сказать так: «мы отодвинули софтбокс, он стал меньше относительно предмета, и светотеневой рисунок стал жёстче». Свет всё так же прошёл через рассеивающий материал. Лучи от разных участков софтбокса не исчезли и не «улетели в сторону»; для предмета эти направления просто стали настолько близкими, что источник начинает вести себя почти как точечный в отношении этой тени.

У этого приближения нет универсального расстояния в метрах: всё зависит от размера софтбокса, предмета, детали и места, куда падает тень. Но масштаб можно представить так: метровый софтбокс в ста метрах от предмета будет виден под углом, близким к солнечному диску с Земли — около половины градуса (1). При этом света станет примерно в 10 000 раз меньше, чем на расстоянии одного метра — а это, больше тринадцати ступеней экспозиции. 

Этот пример показывает предел: в теории при достаточном удалении источник может стать для предмета почти точечным и дать почти жёсткий светотеневой рисунок, не меняя физический тип света. На практике такой путь обычно не имеет смысла: чтобы компенсировать потерю света, понадобится непропорционально большая мощность.

Солнце хорошо показывает, почему абсолютного размера недостаточно. Физически оно огромно, но с Земли выглядит небольшим и в ясный день даёт довольно резкую тень. Облачное небо, наоборот, становится большой светящейся областью, и переходы смягчаются.

Это различие говорит фотографу, чем управлять: положением источника, размером его видимой поверхности, направлением, расстоянием до предмета и расстоянием до фона или другой поверхности.

(1) согласно данных NASA видимый диаметр Солнца с Земли составляет около половины градуса

Жёсткий свет чаще рисует, мягкий — заполняет

В практическом языке предметной фотографии жёсткий источник чаще всего выступает рисующим светом. Его собранная граница и выраженный светотеневой рисунок помогают показать грань, фактуру, рельеф, форму блика и направление объёма.

Мягкий, рассеянный источник чаще всего работает как заполняющий: даёт спокойный градиент, поднимает детали в тенях и показывает цвет и форму без грубой границы. Стоя близко, он может почти обволакивать предмет светом; дальше — дать более плотную тень и более собранный рисунок, но остаться мягким, рассеянным источником.

Это не означает, что в каждой схеме обязательно должны присутствовать оба типа света. Для матового предмета, который нужно показать ровно и спокойно, может быть достаточно одного мягкого источника или нескольких мягких поверхностей. Жёсткий свет добавляют тогда, когда задаче нужен локальный акцент: подчеркнуть фактуру, рельеф, грань, блик или более собранный объём. Если предмет и кадр этого не требуют, отсутствие жёсткого источника — осознанное решение, а не неполная схема.

Глубина тени и мягкость её границы — не одно и то же. Мягкая граница может соседствовать с очень тёмной тенью при недостатке заполнения, а собранная — не выглядеть тяжёлой при большом количестве отражённого света. Для матовой поверхности мягкий свет может ровно показать цвет и форму, но чрезмерное заполнение сделает предмет плоским. Более направленный подчеркнёт фактуру и рельеф, но может дать слишком резкие локальные контрасты. Результат зависит от того, какую информацию должен прочитать зритель.

Материал меняет смысл слова «мягкий»

На матовом предмете в первую очередь читается рассеянный поверхностью свет: зритель видит цвет, форму и фактуру, а характер тени помогает понять объём. Широкий переход делает форму спокойной и цельной, более резкий — выделяет рельеф, зерно или грань. Но сам по себе край тени не описывает материал: важен весь рисунок на поверхности.

На глянце фотограф видит не только тень, но и отражение световой среды. Большая светлая поверхность даёт широкий блик, небольшая — узкую яркую полосу. Здесь «жёстким» или «мягким» может выглядеть уже не край падающей тени, а форма и резкость отражения. На металле эта среда видна особенно явно: он возвращает камере светлую панель, тёмный флаг, край стола или градиент фона.

Стекло одновременно пропускает, отражает и преломляет свет. Прошедший свет делает видимыми прозрачность и содержимое, отражение обозначает контур и кривизну. Поэтому одного ярлыка «мягкий» недостаточно: фотограф формирует световую среду, которую предмет сможет отразить, рассеять или пропустить.