בחלק ב של טכנולוגיות התאורה נדון בסוגים שונים של אמצעי תאורה, בהיסטוריה של התפתחות טכנולוגיות התאורה ונסקור את עקרונות הפעולה של נורות טנגסטן וטנגסטן הלוגן, הנורה הפלורסנטית, תאורת HMI, תאורת LED ונסיים בעקרונות הפעולה של המבזק האלקטרוני. הרחבה בנושא אחרון זה תהיה בחלק ג.

נתחיל באיור המתאר את התפתחות טכנולוגיות התאורה לאורך השנים:

סרטון קצר המתאר את ההיסטוריה של התפתחות התאורה תוכלו למצוא כאן. מקור: qdvision.

הדורות הראשונים של הצלמים נאלצו להסתפק באור השמש ולעיתים השתמשו באבקת הבזקה.
למעשה, כבר Talbot לקראת אמצע שנות ה-40 של המאה ה- 19 השתמש באבקת הבזקה.

פרסומת למתקן להצתת אבקת הבזקה עם טבלת החשיפה של חב׳ Agfa, משנת 1887:

סטודיו לצילום עם חלון אור צפוני נחשב שנים רבות לסטודיו המועדף על צלמים רבים.

גם כיום צילום באור יום טבעי מועדף ע״י צלמים רבים. ניתן לשלב אור יום טבעי עם אמצעי תאורה מלאכותית כמו מבזקי אולפן.

באמצע המאה ה-18 היה מקובל להאיר תיאטראות ואולמות קונצרטים בפנסים שנקראו Lime Light שהיו מבוססים על שריפת סיד (Lime) בנוכחות חמצן ומימן. לאור הסרבול והסיכון הרב שהיה כרוך בהפעלת פנסים מסוג זה רק צלמים מעטים השתמשו בהם. עד היום נהוג להשתמש בביטוי: Under The Lime Light כתאור למישהו או משהו הנמצא במרכז ההתענינות.

עם פיתוח רשת החשמל ונורת הטנגסטן השימושית ע״י אדיסון בסוף המאה ה-19 החלו צלמים להשתמש במה שנקרא בשפה המקצועית ״תאורה חמה״: תאורת הטנגסטן היא בעלת ספקטרום רציף, כמו אור השמש, צבע האור שהיא מפיקה תלוי במתח החשמלי הזורם דרכה (ככל שהמתח גבוה טמפ׳ הצבע עולה, דבר המקשה על השימוש בה בצילום צבע, בעיקר עם סרטי צילום).

טמפ׳ הצבע הבסיסית המקובלת היתה 3200K (נורות Type A) או 3400K (נורות Type B), ויוצרו סרטי צילום בעלי רגישות צבעונית בהתאם. על מנת להשתמש בתאורה זו עם סרטי צילום המיועדים לאור יום היה צורך להשתמש במסנן כחול שגרם לירידה של כשני צמצמים בעצמת האור.

מבנה של נורת טנגסטן: עקרון הפעולה מבוסס על חימום באמצעות התנגדות חשמלית בואקום (ריק).

מן העקומה הספקטרלית ניתן לראות כי תאורת הטנגסטן עשירה באדום-צהוב ועניה בכחול, לעומת אור יום סטנדרטי המכיל כמויות שוות של אדום, כחול וירוק.

תאורת הטנגסטן הלוגן שפותחה במקור כבר ב- 1882 היגיעה לבשלות טכנית ומסחרית בשנות ה- 60 של המאה ה-20. הוספת גז הלוגן לשפופרת הנורה מונעת את השחרת הדופן הפנימית שלה (כתוצאה מאידוי פילמנט הטנגסטן) במחיר של פליטת חום גבוהה יותר שחייבה החלפת שפופרת הזכוכית הרגילה בקוורץ. בנורות מסוג זה המשולבות ברפקלטור ניתן לשלוט באיכות הצבעונית של האור באמצעות ציפוי הרפלקטור. עקרון הפעולה: חימום באמצעות התנגדות חשמלית בנוכחות גז הלוגן.

הנורה הפלורסנטית: התקני תאורה פלורסנטיים פותחו כבר ב- 1850 אולם הפכו מסחריים רק בשנות ה- 30 של המאה העשרים. סוג תאורה זה לא נקלט בתחום הצילום למרות נצילותו החשמלית הטובה יותר לעומת נורות טנגסטן מאחר וזהו מקור אור מפוזר שקשה מאד לשלוט בו. גם איכותו הצבעונית בעייתית היות והספקטרום שלו אינו רציף. עקרון הפעולה: פריקה חשמלית ופלורסנציה: ניצוץ הנוצר בין 2 אלקטרודות גורם ליינון של אדי כספית הממלאים את השפופרת. כתוצאה מכך נפלטות קרני אור UV הגורמות לפליטת אור נראה כאשר הן מגיבות עם הציפוי הזרחני של פנים השפופרת. חשוב לציין גם שנורות אלו מהוות מפגע סביבתי עקב התכולה של אדי כספית המשתחררים לאויר במקרה של שבר ונוכחות הציפוי הזרחני של פנים השפופרת.
כיום משתמשים לצרכי תאורה ביתית בנורות פלורסנטיות כתחליף לנורות הטנגסטן המקוריות, אבל נורות אלו אינן מתאימות לצילום. קיימות נורות פלורסנטיות בעלות ערך CRI גבוה המשמשות בביתני צפייה לבקרת איכות בתחום ההדפסה המקצועית.

מבנה שפופרת פלורסנטית:

עקומה ספקטרלית של נורה פלורסנטית:

סוגים שונים של שפופרות פלורסנטיות:

טמפ׳ צבע של נורות פלורסנטיות:

תאורת LED: בשנים האחרונות פותחו אמצעי תאורה מבוססי LED: Light Emitting Diode.
זו טכנולוגיה הידועה כבר משנות ה- 70 של המאה ה-20 (הומצאה בשנות ה-20) המתאימה גם לצילום סטילס וגם לוידאו, הסינרגיה שהתפתחה בין שני התחומים בשנים האחרונות מעודדת מאד את המעבר לשימוש בתאורת LED שהופכת טובה וזולה יותר. לתאורת LED ניצולת אנרגטית גבוהה מאד של כ- 70%. עקרון הפעולה מבוסס על Electro Luminescence: פליטת אור בעקבות מעבר של זרם חזק או שדה חשמלי בחמרים מסויימים.

מבנה של LED ועקומה ספקטרלית:

טמפ׳ צבע של LED:

מערכי LED לצילום סטילס ולוידאו:

תאורת HMI

סוג תאורה זה מגיע מתחום הקולנוע: HMI: Hydrargyrum, Medium Arc Iodide. פרוש המילה   Hydrargyrum בלטינית הוא כספית. טכנולוגיה זו פותחה ע״י Osram ומבוססת על אדי כספית והלוגן בתוך שפופרת קוורץ. בניגוד לנורות טנגסטן וטנגסטן הלוגן בהן האור נפלט עקב התלהטות של חוט להט, בנורות HMI האור נפלט מתערובת הגזים שבשפופרת. לתאורת  HMI טמפ׳ צבע של אור יום ועצמה חזקה ביותר דבר העושה אותה מתאימה להארת שטחים גדולים, (כמו לדוגמא בסטים של צילומים לקולנוע) עם זאת, מחיר הנורות גבוה מאד, אורך חייהן קצר והן רגישות למכות. בשנים האחרונות הופיעו בשוק מספר דגמים של פנסי HMI לצילום סטילס ולוידאו כאחד אולם מחיריהם עדיין גבוהים מאד ביחס לטכנולוגיות תאורה אחרות. עקרון פעולה: פריקה חשמלית.

מבנה של שפופרת HMI:

נורה ופנסי HMI:

מבזק אלקטרוני

טכנולוגיית המבזק האלקטרוני שפותחה בשנת 1930 ע״י Edgerton כבשה בסערה את עולם הצילום והפכה לנפוצה ביותר לכל השימושים בכל הגדלים וההספקים, ממבזקים זעירים המובנים לתוך המצלמה ועד יחידות סטודיו גדולות וחזקות. טמפ׳ הצבע של אור המבזק היא כשל אור יום 5000-5500K עובדה העושה את המבזק מתאים לצילום בצבע ולשילוב אור יום עם תאורת מבזק ללא צורך במסננים. עקרון הפעולה: פריקה חשמלית.

דיון מורחב בעקרונות הפעולה, המאפיינים והישומים של מבזק אלקטרוני יסקרו בנפרד בחלק ג.

השוואה בין התכונות והמאפיינים של טכנולוגיות התאורה השונות:

השוואה בין טכנולוגיות התאורה השונות:

אור יום:
יתרונות: עצמה גבוהה, חופשי, ללא עלות. מגוון רחב של אפקטים, הרכב ספקטרלי אידיאלי.
חסרונות: תלות בעונות השנה, שינויים במהלך היממה, תלות במזג האויר, הרכב ספקטרלי משתנה.

טנגסטן:
יתרונות: הנורה מחוברת ישירות לרשת החשמל, נורות זולות יחסית, אין תלות בעונות השנה ובשעות היממה, מאפשר צילום בשעות החשיכה.
חסרונות: צריכת חשמל גבוהה, טמפ׳ צבע משתנה עם שינויי המתח וגיל הנורה, פליטת חום גבוהה, נצילות אנרגטית נמוכה ולכן עצמה נמוכה יחסית הגורמת לצורך בחשיפות ארוכות, דרוש WB מתאים, מהבהב.

HMI:
יתרונות: אור יציב וקבוע, טמפ׳ צבע יציבה, אין הבהוב תלוי רשת, פליטת חום נמוכה יחסית, איכות ספקטרלית של אור יום, מתאים לסטילס (סרט+דיגיטלי), וידאו וקולנוע (סרט+דיגיטלי), ניתן לשימוש במשולב עם מבזק אלקטרוני ואור שמש.
חסרונות: מחייב מערכת בקרה יקרה, אורך חיים קצר, רגישות מכנית.

מבזק אלקטרוני:
יתרונות: אור קבוע ויציב, טמפ׳ צבע איננה תלויה בעוצמה, צריכת חשמל נמוכה, יעילות אנרגטית גבוהה, פליטת חום נמוכה, מאפשר זמני חשיפה קצרים מאד, ניתן להפעלה מסוללות, ניתן לשימוש יחד עם אור יום ותאורת HMI, בשימוש עם סרטי צילום איננו סובל מסטייה מחוק הגומלין.
חסרונות: דרוש ספק כח, ליחידות סטודיו דרושה תאורת כיוון (Modeling Light), יקר יחסית לרכישה, איננו מתאים לוידאו. פולט UV ו- IR.

LED:
יתרונות: אור קבוע ויציב, ניתן לשינוי לכל טמפ׳ צבע דרושה, יעילות אנרגטית גבוהה מאד, פליטת חום נמוכה מאד, אינו פולט UV ו- IR. ניתן לישום במארזים קטנים וקלים, צריכת חשמל נמוכה, מתאים להפעלה מסוללות, מתאים לשימוש בסטילס ובוידאו, ניתן לשימוש בשילוב מקורות אור אחרים באותה טמפ׳ צבע.
חסרונות: חלש יחסית, אור קשה וקשה למיקוד מאחר ונוצר ע״י ריבוי מקורות זעירים.

הסבר, מתחום הקולנוע, על היתרונות והחסרונות של תאורת LED.

ולסיום, סרטון מצויין הסוקר ומשווה בין טכנולוגיות התאורה השונות.

עדכון 16.02.16: מאמר מעניין העוסק בהשוואת העוצמה של סוגי תאורה שונים. מיועד בעיקר לעוסקים בקולנוע וטלוויזיה אולם יחכים גם צלמי סטילס.

הערות, הארות ושאלות יתקבלו בברכה!

גבי