Làm thế nào để độ sâu lưới xác định góc chùm?

Tôi vừa nhận được một hộp mềm Westcott Apollo 28 ". Họ không bán một hộp lưới / trứng cho nó, vì vậy tôi muốn tạo ra cái riêng của mình, tương tự như thế này .

Hiểu biết của tôi là lưới càng sâu, góc tràn ánh sáng càng hẹp, có nghĩa là một khu vực nhỏ hơn được thắp sáng và do đó kiểm soát ánh sáng nhiều hơn. Điều tôi muốn biết là làm thế nào để bạn xác định tỷ lệ độ sâu / góc, bên cạnh thử và sai.

Ngoài ra, tôi sẽ không nhớ bất kỳ lời khuyên nào về các góc chùm tia hữu ích nhất là gì.

Xét một mặt cắt 2D ABCD thẳng qua một ô của lưới, song song với (và chứa) trục chiếu sáng. AD = BC là độ sâu của ô và AB = CD là chiều dài của lỗ mở (theo chiều ngang, chiều dọc hoặc thậm chí ở một góc).

Trong sơ đồ này, ánh sáng có thể đến bất cứ nơi nào từ bên trái theo bất kỳ hướng nào (được tạo bởi hộp mềm của bạn hoặc nếu không). Chủ thể được chiếu sáng được biểu diễn một cách trừu tượng là dòng JL. Ba trong số các tia sáng có thể đi qua hoàn toàn qua tế bào được hiển thị: BL, AJ và HK (một tia ở vị trí "chung"). Rõ ràng tất cả các tia phát ra từ tế bào (không có bất kỳ sự phản xạ trung gian nào) phải nằm giữa J và L trên đối tượng. (Điều này là hiển nhiên nếu bạn bắt đầu ở đối tượng và theo dõi đường ánh sáng xuyên qua ô: chỉ bằng cách bắt đầu giữa J và L, bạn mới có thể tìm thấy một số dòng khiến nó quay trở lại qua ô tới nguồn sáng.) Góc được phụ thuộc bởi phần sáng của đối tượng là góc JGL - đầu bên trái của hình tam giác màu vàng - giống hệt với góc CGD. Bạn có thể tính toán lượng giác nếu bạn muốn:một nửa góc này bằng (CD / 2) / (AD / 2) = CD / AD. Nhưng nó có thể đủ tốt để lưu ý rằng các tia cực trị, BL và AC, giao nhau ở trung tâm của hình chữ nhật cắt ngang tại G. Điều đó cho bạn một cách hiệu quả để hình dung góc của chùm tia và cũng cho thấy rằng nó gấp đôi các góc bạn sẽ đo trên ô tại CBD hoặc CAD. Nói tóm lại, góc chùm là (nhiều nhất) những gì có thể quan sát được là một nguồn sáng nhỏ được đặt chính xác ở trung tâm (3D) của mỗi ô của lưới và nó (gấp đôi) góc bạn ước tính bằng cách đi từ bất kỳ một góc nào điểm trên mặt sau của ô thông qua lỗ mở đối diện của ô. Điều này biện minh cho sự hiểu biết của bạn - khi tế bào trở nên sâu hơn, góc tại G phải nhỏ hơn - và cũng định lượng nó.

Lý do này là đủ để phục hồi toàn bộ góc 3D bằng cách xem xét các hướng khác nhau có thể có của các mặt cắt dọc theo trục của ô (trục chiếu sáng).

Đó không phải là toàn bộ câu chuyện. Chất lượng của ánh sáng phụ thuộc một chút vào chất lượng và mức độ của nguồn. Quan trọng nhất là nó sẽ không đồng nhất: ngay cả khi nguồn phát đồng đều và khuếch tán, ánh sáng phát ra sẽ giảm đáng kể về phía các cạnh (gần như tuyến tính). Điều đó không nên được chú ý (ngoại trừ ở các cạnh của tổng độ chiếu sáng) bởi vì ánh sáng thực tế là hỗn hợp của các chùm tia từ tất cả các ô lưới, không chỉ từ một trong số chúng. Và nguồn sẽ không luôn luôn đồng nhất. Thiếu tính đồng nhất sẽ thắt chặt các góc chùm, đặc biệt là trong số các ô lưới xa nhất (ngoài trục) từ ánh sáng.

Giả sử các thùng lưới vuông, kích thước của mỗi thùng lưới là WxWxD, trong đó D là chiều sâu của lưới và W là chiều dài cạnh vuông. Sau đó, sử dụng lượng giác, chúng ta biết rằng:

tan(A) = W / D

Trong đó A là góc chùm (từ đường tâm - trục - sang một bên). Nhưng, khi xem xét các tia đi qua các góc vuông, có hai góc khác để xem xét:

tan(A') = W / D' = W / sqrt(D^2 + W^2)

tan(A") = W' / D = sqrt(2) * W / D

Có thể thấy rằng A" > Avà A > A', và do đó A" > A'. A"là góc lớn nhất và nên được coi là góc chùm.

CẬP NHẬT: Để làm rõ, theo quy ước, góc tôi tính ở trên được đo từ trục tia tới cạnh của nó. Vì chùm tia là đối xứng, nên sự lan truyền theo cả hai hướng, và người ta nên xem xét gấp đôi giá trị này khi tính diện tích sáng.

Để hoàn thành câu trả lời của whuber, góc mở là α = tan⁻¹ (2 × đường kính / chiều dài). Lưới thường được sử dụng nhất của tôi được làm bằng ống hút có đường kính 5 mm và chiều dài 3 cm = 30 mm, dẫn đến góc mở khoảng 20 ° hoặc chùm sáng rộng hơn khoảng 33 cm sau mỗi mét (imho đó là một cách dễ dàng hơn để tưởng tượng góc mở). Latter được tính bằng: 1 m × 2 × đường kính / chiều dài.

Một sự thật thú vị về lưới bằng cách: Hình dạng nó ném trên tường được xác định bởi hình dạng của các yếu tố đơn lẻ. Nếu bạn lấy một ô vuông, bạn (nhiều hơn hoặc ít hơn) có được một mẫu hình vuông. Với rơm tròn kết quả là một vòng tròn.

Tôi đã viết một Hướng dẫn về việc xây dựng lưới DIY với một máy tính trực tuyến cho chiều rộng chùm tia một thời gian trước đây, có lẽ điều này cũng có ích :) (Mặc dù vậy, nó chỉ dành cho đèn flash nhỏ.)