Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Dvě lampy v mlze: co lze vyčíst z jejich snímků?

Honza Kondziolka požádal dva české odborníky na svícení o reakci na zajímavé snímky dvou lamp. V tomto článku najdeme jeden pohled na věc.

Ilustrační foto...
Lampa s plochým sklem

Ilustrační foto...
Lampa s vypouklým sklem

Dva obrázky lamp a jejich světelných kuželů v mlhavém vzduchu se nápadně liší jen tím, jak velká je přeexponovaná oblast v místě, kde vidíme přímé světlo z lampy. Jinak se mohou zdát téměř stejné.

První lampa s menší přeexponovanou oblastí má onu přeexponovanou oblast ve tvaru úzké elipsy. Lze odhadnout, že jde o zespodu pozorované ústí dutiny, ohraničené neprůsvitným horním krytem. Kromě této vyzařující části zbytek lampy nevidíme, ani při zesvětlení obrázku.

Druhá lampa ji má ve tvaru téměř polokruhu, či Měsíce krátce před první čtvrtí (ten ovšem byl takhle vodorovně vidět až někde na obratníku Raka, v sobotu 4. února v deset večer). Z toho, že je nahoře prohnutá uprostřed mírně dolů, je zřejmé, že obrázek byl pořízen z místa, které leželo jaksi nad lampou, přesněji nad rovinou, ohraničující zespodu její horní neprůsvitný kryt (pokud byla lampa nahnutá směrem od kamery, mohla být kamera níže než lampa). To, co vidíme, není tedy ústí horního krytu (to by z tohoto pohledu nemohlo být viditelné), ale nějaká další součást lampy, rozptylující světlo i směrem do kamery. Nejspíše plastový průsvitný dolní kryt, který není celý ponořený v krytu horním.

Při hodně světlém zobrazení začne být patrné ohraničení světelných kuželů, jak jsou vidět z kamery. Osvětlený vzduch pod lampami ale není nejsvětlejší podél tohoto ohraničení, hlavní proud světla se zdá směřovat mnohem strměji, u první lampy ve trochu širším vějíři než u druhé.

Vezmeme-li naopak celé kužely, i jejich slabými částmi blízko ohraničení, a snažíme se zjistit, jak jsou široké, je s tím u druhé lampy trochu problém – vlastně to není kužel. Těsně u lampy se zdá směřovat dost vodorovně, když to měřím, je to jen asi 11° stupňů šikmo dolů, dál je to ale strměji, tak 28°. Je to spíš taková nejasně ohraničená homole. U první lampy je to to mnohem spíše skutečný kužel, okraje míří tak 24° pod vodorovný směr.

Z málo skloněného vrcholku světelné homole pod druhou lampou je zřejmé, že dost svítí, i kam nemá – emise méně strmé než 15° pod vodorovný směr se všeobecně považují za nežádoucí, nepřispívající užitečně osvětlení terénu, ale jen působící oslnění, a bývají proto regulovány normami (např. na německé železnici).

To, že svítí, kam nemá, je ovšem zřejmé nejen z osvětleného vzduchu (přesně řečeno vodního aerosolu, tedy drobných kapiček vody vznášejících se v plynu), ale z prostého faktu, že její přímé emise (světlo přesměrované ke kameře dolním krytem) vidíme. Jistě, světla rozptýleného krytem je mnohem méně než světla krytem procházejícího směrem dolů, ale zdaleka to není množství zanedbatelné, vyčnívající dolní kryt lampy je daleko nejnápadnější předmět v zorném poli.

Zaměřme se teď na vzduch, který na první pohled není osvětlený, tedy na ten, který je v polorovině nad oslnivými ploškami lamp, čili nad ústími jejich horních neprůsvitných krytů. Pokud si obrázky dost zesvětlíme (já to pohodlně dělám pomocí prohlížeče zgv, ve kterém si také obrázek můžu zvětšovat, mírné zesvětlení ale dokážou i kolečka či tlačítka na nových, nevysvícených monitorech), začne mezi nimi být zřetelný rozdíl. Nad první lampou vzduch zůstává tmavý, nad druhou je o dost světlejší. To proto, že do něj nějaké světlo z druhé lampy jde – to, které je rozptýleno či odraženo tím viditelným, vyčuhujícím dolním krytem. Toho je sice o dost méně než světla jdoucího dolů, ale není to množství zdaleka zanedbatelné. Snímek pořízený „v raw“ by ukázal přesně, kolik ho je.

On to ale tak trochu dokáže ukázat i formát jpeg. Když si po obrázku jezdím „tužkou“ editoru gimp, jsou hodnoty R a G (B je tak nízké, že se hodnoty v málo proexponovaných oblastech liší málo od jedničky, to proto že se jedná o běžné sodíkové výbojky) jsou ve směrech nad první lampou pětkrát menší než stejně daleko od ní, ale v tom světlém kuželu šikmo pod ní. I nad lampou je nějaké světlo, ubývající směrem od lampy pryč, asi dané dvojím rozptylem (od stožáru či vzduchu pod lampou a pak znovu od vzduchu nad lampou). U druhé lampy je světla nad ní mnohem více – hodnoty R a G činí tak šest desetin úrovně pod lampou! Ta lampa tam zkrátka dost vydatně svítí, ač naše oči, zvláště dokonalé v nalézání rozhraní, rozdělí snímek na světlo a tmu. Tma nad lampou je hodně mizerná.

Proč je to tak nad druhou lampou je? Jeden důvod může být v rozptylu světla na nehomogenitách materiálu či povrchu dolního krytu (kryt může být matný). Druhý důvod je u každého takového krytu, který vyčuhuje dolů, v tom, že na obou površích krytu se odráží vždy nejméně čtyři procenta světla. Paprsek se může odrazit dovnitř do dutiny horního krytu (tehdy neškodí a může případně ještě posloužit) nebo naopak někam vhodně dolů, ale může se odrazit též do směru dosti vodorovného (řekli jsme už známou poučku osvětlovací techniky, že směry, které nejsou strmější než 15° stupňů šikmo dolů jsou vždy nežádoucí) mířícího ven z lampy, nebo i šikmo nahoru pryč od lampy. Odraz nastává samozřejmě dovnitř dolního krytu, paprsek jím buď projde ven, nebo se znovu někam odrazí. Takže: i kdyby dolní kryt takového tvaru byl z dokonale průhledné hladké látky, nutně nemalou část světla (vyslaného výbojkou či zrcadly uvnitř dutiny horního krytu někam směrem na terén) přesměruje od terénu pryč. Důsledkem je, že při pohledu shora (to je i pohled na daném snímku, bráno vůči rovině ústí horního krytu lampy), je dolní kryt odevšud vidět, vyjma pohledů téměř svisle dolů (když je pod horním krytem zcela schovaný). Svítí nejen na nás, ale také na budovy, ptáky a vzduch kolem nás a nad námi. Kdyby tam nebyl, svítí lampa na zem o dost lépe, a nahoru nesvítí vůbec. Z druhé lampy by se stala třeba zrovna ta první.

Člověka napadne, že rovnou nad lampou by měl být vzduch tmavší, tam přece nemůže svítit. Ale on je tam stejný jako kousek nabok... Jak je to možné? Je to proto, že „nad“ a „pod“ platí jen úhlově či na obrázku. Také to platí, pokud jde o celou rovinu ústí horního krytu. Ve skutečnosti jde převážně o vzduch někde mezi námi a lampou. Světlo se na drobných částicích rozptyluje hlavně dopředu, do směrů jen málo odlišných od původního. Vyčuhující dolní kryt druhé lampy samozřejmě šikmo nad kameru svítí, a proto je tam vzduch skoro stejně světlý jako kousek nabok. (Skoro: na mé LCD obrazovce jsou v obrázku, když jej zesvětluji, jakési izofoty, a ty mají rovnou nad lampou mírné prohnutí dolů, spíš asi vinou stínu od sloupu než stínu od horního krytu lampy.)

Obecně platí, že třírozměrný model ukazující, kde se vlastně rozptyluje světlo, které vidíme jako svítící mlhu, se poněkud liší od toho, kam lampy svítí podél cesty. Chce-li člověk studovat svícení podél cesty, hodí se k tomu trochu lépe lampy namontované těsně u zdi – na zdi je pak nápadně vidět i případné svícení šikmo vzhůru. V případě našich dvou obrázků se ale realita svícení podél cesty (my se díváme zřejmě kolmo na cestu) moc od prvního dojmu neliší, to proto, že kamera je v obou případech dost blízko roviny ústí horního krytu lampy (klamavější je, když se člověk dívá na lampu strměji vzhůru).

Poslední podrobnost, která stojí za zmínku, je, že druhou lampu na snímku vlastně lze vidět (když jej zesvětlíme a zvětšíme), první ani pak ne. Jak to? Bude to asi tím, že vyčuhující dolní kryt druhé lampy svítí šikmo nahoru na sloup, ten (je jistě poměrně hladký) opět šikmo nahoru světlo odráží, a osvětluje tak lampu a její úchyt).

Shrnuto: i obrázky, které se při prvním pohledu zdají dost podobné, dokáží odhalit, že takové lampy, u nichž světlo prochází čirou či matnou vrstvou, vyčnívající z horního neprůsvitného krytu, svítí vždycky špatně, i tam, kam nepochybně svítit nemají. Je-li taková vrstva použita (obvykle je, kvůli hmyzu či prachu), tj. lampa není zespodu otevřená, je nutné ji schovat do dutiny horního krytu.

Jak se vyhnout svícení do očí a vzhůru

Schovat dolní kryt do horního lze nejsnáze tak, že se ten dolní kryt vyrobí neprohnutý, aby nečouhal dolů. Prohnutí lze použít, pokud se horní kryt dostatečně zvětší. Je pak asi dražší, zato jím lze lépe směrovat světlo tam, kam je to potřeba (podél cesty, ne napříč). Při snaze mít horní kryt co nejmenší se nicméně zpravidla používá dolní kryt ve tvaru rovinného kaleného skla. Světlo, které směřuje do dálky podél cesty, se na něm samozřejmě odráží zčásti zpět do dutiny lampy. Míří-li strmě dolů, odrazí se jej zpět devět procent (projde 91 %, pokud se užije sklo, které světlo neabsorbuje, bez obsahu železa, takové se vyrábí za cenu asi dvojnásobnou než běžné tabulové sklo), míří-li 71,5° nabok (čili 18,5° pod vodorovný směr, do dálky trojnásobku výšky lampy nad cestou, kde při velké rozteči lamp může být ještě potřeba), odrazí se jej 31 procent (projde tedy 69 procent). Tak malé zeslabení očima stěží postřehneme, při návrhu osvětlovacích soustav ale může někdy výpočtáře trochu zlobit. Ti proto mají raději ty dolní kryty hodně prohnuté, aby světlo mířící do dáli přes ně procházelo kolměji.

Menší zeslabení ve směru 71,5° od svislice, které lze docílit užitím vyčuhujícího krytu, není ale zadarmo. Kryt, sebeprůhlednější, totiž jednak odráží světlo i vodorovněji, do očí řidičům, a jednak dostatečně neubírá světla, které do takových nežádoucích směrů může vycházet z dutiny horního krytu. Vodorovné sklo přitom krásně pomáhá – už do směru 79° od svislice (11° od vodorovného, tak vysoko bychom lampu viděli nad vozovkou) nepustí ani polovinu světla, do směru 85° (lampa 5° nad vozovkou) ani čtvrtinu světla. To je přesně to, co od osvětlovacích soustav chceme. Vypouklý kryt, jako má lampa na druhém obrázku, propouští z dutiny horního krytu (ať již z jejích boků, nebo ze samotného hořáku výbojky) i do směrů téměř vodorovných stále oněch devět desetin světla.

U naprosté většiny osvětlovacích soustav v českých městech, kde je dnes poměrně rovnoměrné osvětlení vozovky či chodníku, jsou lampy v tak malých roztečích (dvaapůlnásobek, trojnásobek, málokdy čtyřnásobek své výšky), že svícení do extrémního směru 71,5° vůbec není potřeba, dokonce je nežádoucí (málo platné, lampa 18,5° nad cestou už je dost blízko tomu, kam hledíme, a svítí tedy už dost „do očí“). U takových „hustých“ soustav nemůže být žádných pochybností, je-li u nich vodorovné sklo ideálním dolním krytem. Spory nastávají jen u nově budovaných soustav s roztečemi 5 až 6 výšek. U nich je skutečně snazší, vzít lampu s nevalnou vnitřní optikou a s vyčuhujícím krytem, než vyhledat lampu větší, s mnohem lepší optikou a dolním krytem schovaným uvnitř dutiny krytu horního. Snazší a investičně levnější řešení znamená také ale více oslňující a vůbec více znečišťující, méně kvalitní osvětlení. Proto je důležité, aby je zákon vylučoval. Jinak budou kvalitní osvětlovací soustavy vznikat jen tu a tam, ne jako samozřejmost. V regionech, kde zákon vodorovné svícení zakazuje, světelní technici samozřejmě vhodné lampy zvolit dokážou... Ostatně, dva italské regiony už zakazují budovat osvětlovací soustavy s roztečemi menšími než 3,7, aby návrh nemohl nikdo úplně odflinknout. Požadovat rozteče o moc větší, např 5, by nemuselo být rozumné, ač to technicky vždy vyřešit jde, ona totiž menší rozteč, tedy strmější svícení, umožňuje docílit menšího oslňování, tedy kvalitnějšího osvětlení. Rozteče 4 a menší, běžné ve městech, nebyly v minulých dobách používány z blbosti, ony prostě dokáží poskytnout lepší službu veřejnosti – pokud jsou na nich ovšem lampy, které vůbec nesvítí nahoru, a pokud možno ani jinam mimo cestu.

Jan Hollan

 IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Srpnové Perseidy jsou tady!
Ilustrační foto...
Haló, taxi!
Ilustrační foto...
Týden s Vesmírem 47
Ilustrační foto...
Rozpuštěný a vypuštěný
Ilustrační foto...
Co skrývá Titan?
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691