PÓŁCIEŃ WŁASNY
Ilościowa jasność oświetlenia padającego na powierzchnię przedmiotu zależna jest od czterech czynników, a mianowicie:
1. jasności źródła światła,
2. ilości źródeł światła,
3. oddalenia źródła światła od przedmiotu,
4. kąta padania światła na powierzchnię.
W obecnej chwili interesują nas szczególnie punkty 3 i 4.
Im większa jest odległość źródła światła od przedmiotu, tym ten przedmiot jest słabiej oświetlony. Spadek ilości oświetlenia jest proporcjonalny do kwadratu odległości pomiędzy źródłem światła i przedmiotem.
Rysunek 34 wyjaśnia to prawo fizyczne. Ta sama ilość światła oświetla z odległości 3 metrów powierzchnię 9 razy większą, a z odległości 2 metrów — 4 razy większą niż z odległości 1 metra.
Jasność oświetlenia powierzchni zależna jest również o d kąta pod jakim pada na nią światło.
Na rysunku 35 obracająca się na osi A powierzchnia AB w położeniu 1 przyjmuje 6 jednostek światła, w położeniu 2 — 5 jednostek itd. W położeniu 6 tylko 1 jednostkę, a w położeniu 7 — światło ślizga się po niej nie oświetlając jej wcale.
Zagadnienie to, stosunkowo proste przy powierzchniach płaskich, komplikuje się przy powierzchniach obłych, np. przy oświetleniu powierzchni walca. Łuk ABC na rysunku 36 stanowi 1/4 powierzchni walca. Dzielimy go na cztery odcinki 1, 2, 3 i 4, z czego najmniejszy jest odcinek 1, a największy odcinek 4. Ponieważ każdy z tych odcinków oświetla jednakowa ilość światła, odcinek 1, najkrótszy — będzie oświetlony najjaśniej, a odcinek najdłuższy 4 — najsłabiej. Z tego powodu doświetlna część pola figur obłych nigdy nie jest równomiernie oświetlona.
Walec oświetlony światłem „idealnie” nierozproszonym miałby stronę odświetlną równomiernie czarną, zaś stronę doświetlną łagodnie tonowaną. Przejście od światła do cienia byłoby w tym przypadku prawie raptowne, lecz posiadające wąską strefę przejściową, która nie jest właściwym półcieniem, ponieważ światło nierozproszone nie może stworzyć półcienia. Podobne zjawisko występuje na księżycu na terminatorze (granicy dnia i nocy). Słońce możemy traktować tu jako źródło światła nierozproszonego. Przez teleskop nie widzimy tu półcienia, a jedynie ziarniste przejście od cienia do światła. Powstaje ono na skutek nierówności powierzchni księżyca. Jest to typowy przykład przejścia ziarnistego. Przejścia ziarniste bywają również nazywane półcieniami ziarnistymi. Istotnie, z odległości, z której nie rozróżnia się elementów ziarna, robią one wrażenie półcienia.
Stosując światło rozproszone otrzymujemy półcień. Ponieważ otrzymanie światła idealnie nierozproszonego jest niemożliwe, półcień powstaje zawsze. W praktyce niejednokrotnie jest on tak mały, że nie bierzemy go pod uwagę.
Jak już wiemy, wielkość półcienia zależna jest od wielkości kąta świecenia.
Półcień powstaje na powierzchniach płaskich, oświetlonych jednym źródłem światła, znajdującym się w odpowiedniej niewielkiej odległości od przedmiotu.
Rolę odgrywa tu nie tyle odległość, ile stosunek odległości źródła światła od najbliższego i najdalszego (rysunek 37 SA : SB) punktu oświetlonej płaszczyzny. Gdy stosunek ten nie jest większy niż 1:1,1, to różnica jasności nie będzie dostrzegalna. Przy stosunku 1:1,2 może być nierażąca, przy stosunku 1 :1,3 będzie się rzucała w oczy, a na zdjęciach kontrastowych może być denerwująca.
Powierzchnia odpowiednio oświetlonego wielościanu (rysunek 38) będzie stanowiła na zdjęciu szereg płaszczyzn zróżnicowanych tonalnie pomiędzy sobą.
Matowy walec, oświetlony światłem rozproszonym nawet o stosunkowo małym kącie świecenia, będzie miał wyraźnie zróżnicowaną powierzchnię doświetlną. Odświetlna będzie równomiernie ciemna (rysunek 39, AMD). Widzimy na niej cień własny, jeżeli w grę nie wchodzi inne źródło światła, np. oświetlenie resztkowe. Doświetlną ABCD będzie podzielona na trzy wyraźnie różniące się między sobą strefy: świetlną BC, zwaną nadal „światłem”, i dwie strefy półcienia — AB i CD. Żadna z tych stref nie będzie oświetlona równomiernie, ani światło, ani półcienie, jednakże przejścia tonalne w półcieniach będą dużo raptowniejsze niż na powierzchni światła; rysunek 40 pokazuje krzywą jasności w ten sposób oświetlonej powierzchni matowego walca.
