ILUMINAÇÃO COMO DIMENSIONAR A LUZ DE UMA CENA

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1 ILUMINAÇÃO COMO DIMENSIONAR A LUZ DE UMA CENA CONTEÚDO INTRODUÇÃO ILUMINAR É UMA MISTURA DE ARTE E CIÊNCIA PARTE 1 A INTENSIDADE DE LUZ CORRETA 1.1 MEDIDAS DE LUZ 1.2 A SENSIBILIDADE DAS CÂMERAS 1.3 RELAÇÃO DE CONTRASTE 1.4 ILUMINAR PARA OS OLHOS OU PARA A CÂMERA? 1.5 A CENA 1.6 OS TIPOS DE LUZ 1.7 COMO CALCULAR PARTE 2 A LUZ DE ALTA FIDELIDADE DE COR O K É UM PADRÃO OU UMA LIMITAÇÃO? REFERÊNCIAS Fevereiro 2008 Ricardo Fonseca de Kauffmann kauffmann@energia.tv

2 ILUMINAÇÃO COMO DIMENSIONAR A LUZ DE UMA CENA INTRODUÇÃO - ILUMINAR É UMA MISTURA DE ARTE E CIÊNCIA Então Deus disse: Faça-se a luz e a luz se fez (Gênesis: 1, 3). Luz é essencial, se não houver luz, não existirá imagem nem vídeo. Mas necessitamos saber como iluminar. Peter Gasper é o melhor Iluminador que eu conheci e ele nos conta uma estória muito interessante: quando eu era estudante de arquitetura, eu trabalhava como auxiliar de cenógrafo, na TV Tupi (a primeira emissora de Televisão do Brasil). No meu primeiro dia de trabalho, meu chefe pediu que eu desenhasse uma pedra e eu, estranhando perguntei - que tipo de pedra? E ele respondeu não importa, qualquer uma. Quando eu terminei o desenho ele perguntou se aquilo era o melhor que eu sabia fazer. Então eu re-fiz o desenho novamente e novamente... até que ele me perguntou: - onde estava a luz. Deste momento em diante eu percebi que para ser um Cenógrafo eu precisava antes ser um Iluminador. Iluminação pode alterar as sensações de uma cena, produzir medo, suspense, mas pode também transmitir alegria. Não importa as sensações, a iluminação deve antes de qualquer coisa fornecer a quantidade correta de Lux para uma câmera produzir uma boa imagem. Neste artigo, o nosso fosse principal será no lado técnico da iluminação. A nossa intenção será ajudálo a entender que para iluminar corretamente uma cena você necessita duas coisas: A correta intensidade de luz e Uma luz de alta fidelidade de cores. A INTENSIDADE CORRETA Para se ter a correta intensidade de luz, temos que antes de todo aprender a medir a luz. Depois disso necessitamos saber como calcular a quantidade correta de lux necessária para a câmera fornecer uma ótima imagem, nós necessitamos saber a sensibilidade da câmera. Temos que fornecer para a câmera, nem mais nem menos luz do que a câmera necessita. Se você iluminar a cena fora dos limites da câmera, você irá perder a gradação correta de brilhos (gray scale), ou em outras palavras, você estará fora da relação de contraste (contrast ratio) da câmera. Outro fato para se ter em mente é que você deve iluminar para câmera e não para os olhos. Assim, em alguns casos, você deverá iluminar somente para a área que a lente da câmera pode ver, você deverá escolher seu sungun com o ângulo do facho de luz equivalente ao ângulo de visão da lente de sua câmera. LUZ DE ALTA FIDELIDADE DE COR O que importa é mostrar a realidade exatamente como ela é. Mostrar todas as cores com a mesma intensidade que de fato elas têm. A cena somente reflete, em geral a cena não possue fonte de luz. Se você deseja refletir a cena com sua realidade, você deverá usar uma luz com temperatura de cor que tenha todas as corres igualmente.

3 PARTE 1 A CORRETA INTENSIDADE DE LUZ 1.1 MEDIDA DE LUZ Ciência é feita com medição. Assim, nós necessitamos descobrir o que e como medir. Certamente nó desejamos medir a quantidade de luz incidente sobre os elementos da cena (cenário, artistas, apresentadores, etc...), em outras palavras, a quantidade de luz numa área. Isso é Iluminância e a sua unidade física de medida é o Lux. Como a medida de lux varia com a distância (com o quadrado da distância) entre a fonte de luz e o elemento, nós usaremos lux@1m como referencia e que significa: a quantidade de luz medida à 1m de distancia da fonte de luz. O aparelho usado para medir Lux é o Luxímetro. Um bom exemplo de luxímetro é o fabricado pela Instrutherm Ltda., modelo LD-200, que custa na faixa de R$250,00. Instrutherm (11) , A SENSIBILIDADE DA CÂMERA A sensibilidade da câmera deve ser o ponto de partida de uma boa iluminação. A sensibilidade da câmera pode ser definida como a mínima quantidade de luz que resulta na melhor imagem (melhor relação sinal/ruído) para um determinado ponto de diafragma (f-stop). Infelizmente esta informação não é comum nos manuais das câmeras, mas ela pode ser determinada de modo prático e simples. Podemos supor que f-5.6 seja um diafragma de conforto e de preferência dos cinegrafistas. Deste modo, devemos colocar a lente da câmera à 1m de distancia da cena, selecionar o modo AUTO Íris e aumentar a luz até que o diafragma resultante seja f-5.6. Neste ponto, tome o Luximetro e meça a luz incidente na lente da câmera (refletida pela cena). Por exemplo, se você medir 50Lux, a sensibilidade desta câmera será 50Lux@f-5.6. Podemos substituir uma cena por um painel de escala de cinzas ou de color bars e criar uma referência de medida. o FIGURA 1 - GrayScale Pattern - SMPTE Como é mais fácil media a luz incidente do que a luz refletida pela cena, será necessário um novo conceito: a Refletância. A Refletância de um objeto é a relação entre a luz refletida e a incidente: Refletancia (R) = Luz Refletida (I Refletida ) / Luz Incidente (I Incidente ), ou: I Incidente = I Refletida / R

4 1.3 RELAÇÃO DE CONTRASTE (contrast ratio) Este é um conceito muito importante e pode ser definido como a capacidade da câmera ver simultaneamente as partes mais claras e as mais escuras da cena. Se você aumenta continuamente a diferença entre estas partes, você poderá ultrapassar o limite desta capacidade e perderá informação. Os cinzas escuros se tornarão pretos e os cinzas claros se tornarão brancos. Neste ponto podemos entender que iluminar é fornecer para cena apenas a quantidade de luz necessária e suficiente, não mais nem menos. Luz em excesso poderá ultrapassar a relação de contraste máxima permitida pela câmera, prejudicando a qualidade da imagem, alem de gastar energia inutilmente. Para evitar este sobre-limite da Relação de Contraste, você deve fazer uma varredura na cena com um luxímetro e verifycar se as partes mais escuras e as mais claras estão dentro desse limite. 1.4 ILUMINAR PARA OS OLHOS OU PARA A CÂMERA? Como na estória do Peter Gasper seu chefe perguntou pela luz, agora você deve perguntar: onde está a câmera? O iluminador deve ver através da lente da câmera. Em alguns casos, principalmente em operações tipo ENG, a fonte de luz é um sungun montado sobre a câmera. Neste caso você deve escolher seu sungun que possa iluminar exatamente o que a lente da câmera seja capaz de ver. A figura ao lado esquematiza uma cena típica de ENG: um repórter e um entrevistado em cena e uma câmera à 2m de distancia, resultando numa posição do zoom com um ângulo de visão de 52 o. Você pode ajustar o diafragma da câmera para 1; 1.4; 2; 2.8; 4; 5.6; 8; 11; 16; 22. Cada um desses números representa a quantidade de luz que passa através da lente e eles são chamados de pontos de diafragma ou f-stop. Quando você muda o diafragma de um f-stop para o seguinte (exemplo 5.6 para 8), você estará reduzindo em 50% a luz que entra na câmera. Assim o ângulo do facho de luz do sungun deverá ter nos seus limites até 50% da sua intensidade máxima. Assim a maneira correta de especificar o ângulo de luz do sungun será defini-lo como o ângulo de meia potência.

5 1.5 - A CENA Saber o que iluminar é fundamental. Assim, sugerimos estudar a cena e descobrir os planos de luz principal e secundários, qual o lado de cada elemento de cena a ser valorizado e quais os detalhes a serem realçados. Esses dados podem surgir de uma conversa com o diretor de TV, com as pessoas da cena ou com o cenógrafo e são necessários para uma boa iluminação. Uma vez obtidos esse dados, deve-se fazer um rascunho, onde os elementos da cena (pessoas, cenários e demais objetos) e as câmeras estejam plotados, anotando as distâncias entre eles. A seguir devemos fazer o dimensionamento e a marcação da luz. Tomemos como exemplo, um estúdio de telejornalismo conforme mostrado na figura 2. FIGURA - 2 Da Figura 2 obtemos: Plano de Luz Principal - Locutores Plano de Luz Secundário Cenário (tapadeira) Distância Câmera - Locutores: 3,5m Distância Câmera - Cenário: 6,0m

6 1.6 - OS TIPOS DE LUZ Podemos classificar os tipos de luz conforme sua função, assim teremos: Key Light Luz principal, montada a +45 o do elemento de cena (locutor). Fill Light Luz complementar, montada a -45 o do locutor, deverá ser ajustada, normalmente, para ter 50% do Key Light. Back Light Contra-luz, montada atrás do locutor, no sentido cenário-câmera e deve ser ajustado para 30% 50% do Key Light. Background Light Luz do cenário, geralmente ajustada para 50% do Key Light. Os ângulos e os percentuais poderão mudar em função do efeito desejado. Veja na figura 3 uma ilustração do resultado desses tipos de luz. Key Light Key e Fill Light Key, Fill e Back Light Key, Fill, Back e Background Light

7 1.7 - DIMENSIONAR A LUZ O ponto de partida será sempre a sensibilidade da câmera e a distância até ao elemento da cena a ser iluminado. Como sabem a luz varia com o quadrado da distância. Usando como exemplo o nosso estúdio de telejornal com câmeras de 50lux@f:5.6 de sensibilidade, teremos de acordo com a figura 4: Figura 4 Estúdio de Telejornalismo da TV Bahia Dimensionando o Key Light (I 1 /I 2 ) = [(d 1 ) 2 /(d 2 ) 2 ] => I 2 = (d 2 ) 2 x I 1 onde: I 1 é a sensibilidade (luz medida na câmera para f:5.6) I 2 é a luz refletida nos locutores d 2 é 3,5m (distância entre a câmera e os locutores) Para facilitar assumiremos que a refletância dos locutores e dos demais elementos da cena será igual a 0,8 (80%). A luz refletida nos locutores será: I 2 = 50 x 12,25 = 612,5lux => I 2 incidente = 612/0,8 = 765lux. Se montarmos as luminárias dos locutores à 2m de distância devemos ter uma luminária com a capacidade de: I luminaria do Locutor = 765lux x 4 = 3060lux@1m ou I KeyLight = 3060lux@1m Usar um ProLite SuperTV de 30 0 será uma excelente opção para este Key Light.

8 Dimensionando o Fill Light O Fill light deverá ter 50% do Key Light. Neste caso, o ProLite SuperTV de 60 0 produzirá uma luz mais soft e mais aberta. I FillLight = 1530lux@1m Dimensionando o Back Light O Back light deverá ter 50% do Key Light e no nosso exemplo, está posicionado a 2m dos locutores. I BackLight = 1530lux@1m Neste caso, o ProLite SuperTV de 30 0 será uma excelente opção. Dimensionando o Background Light Continuando neste exemplo, suponhamos que o cenário seja uma tapadeira com o logo do telejornal e fotos da cidade e que esteja posicionado à 2,5m dos locutores. Suponhamos, ainda que esta tapadeira seja o plano secundário de luz e como tal deva ter a metade da luz dos locutores. Neste caso teremos a luz refletida no cenário: I 3 =(I 1 /2) x (d 3 ) 2 ou seja I 3 = 25 x 6,5 2 I 3 = 1056,25lux I 3 incidente = 1056,25/0,8 = 1320lux. Se montarmos as luminárias do cenário à 1m de distância, teremos: I luminaria do cenário = 1320lux@1m I Background = 1320lux@1m Neste caso, o ProLite SuperTV de 60 0 será uma ótima opção

9 PARTE 2 LUZ DE ALTA FIDELIDADE DE COR O K É UM PADRÃO OU APENAS UMA LIMITAÇÃO? Como dito por Sir Isaac Newton ( ), a luz branca é aquela que tem todas as cores assim como a luz do Sol. Quase dois séculos depois o Lord Kelvin ( ), criou a Escala Kelvin para medir a cor da luz e de acordo com esta teoria a luz branca tem 5600 o K. Nos dias de hoje, com a ajuda de modernos espectrógrafos podemos observar as duas irradiações como nas figuras abaixo: Figura 5 Blackbody Radiation Copyright 2001 The McGraw-Hill Companies, Inc Como podemos ver nos espectrogramas acima, a luz visível está entre 400nm ~ 800nm (entre o ultra-violeta e o infra-vermelho) e a curva da irradiação de 5600 o K tem seu máximo próximo de 600nm, no centro da luz visível. Assim fica claro que a luz de 5600 o K tem todas as cores à aproximadamente no mesmo nível. Ao passo que a irradiação de 3200 o K tem seu centro em 100nm (infra-vermelho). Na luz de 3200 o K a cor azul tem menos de 10% da intensidade da cor vermelha. FIGURE O K FIGURE O K As figuras acima mostram dois banners com color bars. O mostrado na figura 6 foi iluminado com um sungun de LED com 5600 o K e o da figura 7 foi iluminado com um sungun com lâmpada

10 halógena de 3200 o K. Certamente que você pode bater branco (White Balance) e corrigir a diferença de nível de cores na iluminação de 3200 o K, principalmente, nas partes azuis. Mas isso terá seu preço. Quando você apertar o botão para bater branco o amplificador do canal azul irá aumentar seu ganho em 10dB para elevar o nível de azul até o nível do vermelho. Você já sabe o que acontece quando se liga +10dB, a qualidade da imagem degrada. Bem se a luz de 5600 o K é melhor, se com essa luz todas as cores têm a mesma intensidade e sua câmera não necessitará de muito esforço ao bater branco, porque a maioria dos estúdios ainda usam luz de 3200 o K? Porque insistem em dizer que 3200 o K é o padrão? Por que não podemos aumentar a temperatura de cor das lâmpadas halógenas? A resposta é que não podemos aumentar a temperatura dos filamentos se não eles simplesmente se rompem. O limite das lâmpadas halógenas é 3200 o K. Uma outra razão é o preço dos até então dispositivos capazes de gerar luz de 5600 o K. Os HMI são muito caros e têm um longo tempo de aquecimento. As lâmpadas florescente são de baixa intensidade e variam suas características rapidamente. Somente muito recentemente surgiram as luminárias de LED. Atualmente temos as luminárias de LED que fornecem 5600 o K com um preço razoável e com um tempo de vida muito mais longo e com baixo consumo de energia.

11 REFERÊNCIAS Television Production A Free Interactive Course in Studio and Field Production By Ron Whittaker, Ph.D. Light Measurement Handbook By Alex Ryer Methods of Characterizing Illuminance Meters and Luminance Meter By Commision Internationale de l Eclairage - CIE Projeto de Iluminação do Estúdio de Telejornalismo da TV Bahia By Ricardo F. Kauffmann WebPhysics - Davidson Physics Courses