Comment la profondeur de la grille détermine-t-elle l'angle du faisceau?

Je viens de recevoir une boîte à lumière Westcott Apollo de 28 ". Ils ne vendent pas de grille / caisse d'oeufs pour cela, donc j'aimerais créer le mien, similaire à celui-ci .

Ma compréhension est que plus la grille est profonde, plus l'angle de déversement de lumière est étroit, ce qui signifie une plus petite zone éclairée et donc plus de contrôle sur l'éclairage. Ce que j'aimerais savoir, c'est comment déterminer le rapport profondeur / angle, en plus des essais et erreurs.

De plus, cela ne me dérangerait aucun conseil sur les angles de faisceau de grille les plus utiles.

Considérons une coupe 2D ABCD directement à travers une cellule de la grille, parallèle à (et contenant) l'axe d'éclairage. AD = BC est la profondeur de la cellule et AB = CD est la longueur de l'ouverture (horizontalement, verticalement, ou même à un angle).

Dans ce diagramme, la lumière peut venir de la gauche dans n'importe quelle direction (créée par votre softbox ou autre). Le sujet illuminé est représenté abstraitement comme la ligne JL. Trois des rayons lumineux possibles traversant complètement la cellule sont représentés: BL, AJ et HK (un rayon dans une position "générique"). Evidemment tous les rayons émanant de la cellule (sans réflexion intermédiaire) doivent atterrir entre J et L sur le sujet. (Cela est évident si vous commencez par le sujet et tracez le chemin de la lumière à travers la cellule: ce n'est qu'en commençant entre J et L que vous pourrez trouver une ligne qui la fera traverser la cellule jusqu'à la source de lumière.) L'angle sous-tendue par la partie éclairée du sujet est l'angle JGL - l'extrémité gauche du triangle jaune - qui est identique à l'angle CGD. Vous pouvez le calculer de manière trigonométrique si vous le souhaitez:la moitié de cet angle est égale à (CD / 2) / (AD / 2) = CD / AD. Mais il peut être suffisant de noter que les rayons extrêmes, BL et AC, se croisent au centre du rectangle de section transversale en G. Cela vous donne un moyen efficace de visualiser l'angle du faisceau et montre également qu'il est le double de la angles que vous mesureriez à travers la cellule au CBD ou au CAD. En bref, l'angle du faisceau est (tout au plus) ce qui serait observé si une minuscule source de lumière était placée exactement au centre (3D) de chaque cellule de la grille et c'est (approximativement) le double de l'angle que vous estimeriez en partant de n'importe quelle seule point à l'arrière de la cellule à travers l'ouverture opposée de la cellule. Cela justifie votre compréhension - à mesure que la cellule s'approfondit, l'angle à G doit devenir plus petit - et le quantifie également.

Ce raisonnement est suffisant pour récupérer l'intégralité de l'angle 3D en considérant différentes orientations possibles des coupes transversales le long de l'axe de la cellule (l'axe d'éclairage).

Ce n'est pas toute l'histoire. La qualité de la lumière dépend légèrement de la qualité et de l'étendue de la source. Plus important encore, il ne sera pas uniforme: même lorsque la source est uniforme et diffuse, la lumière émise tombe sensiblement vers les bords (approximativement linéairement). Cela ne devrait pas être perceptible (sauf aux bords mêmes de l'éclairage total) car la lumière réelle est le composite des faisceaux de toutes les cellules de la grille, pas seulement de l'une d'entre elles. Et la source ne sera pas toujours uniforme non plus. Le manque d'uniformité resserrera les angles du faisceau, en particulier parmi les cellules de la grille les plus éloignées (hors axe) de la lumière.

En supposant des cases de grille carrées, les dimensions de chaque case de grille sont WxLxP, où D est la profondeur de la grille et W est la longueur du bord carré. Ensuite, en utilisant la trigonométrie, nous savons que:

tan(A) = W / D

où A est l'angle du faisceau (à partir de la ligne centrale - axe - d'un côté). Mais, lorsque l'on considère les rayons passant par les coins carrés, il y a deux autres angles à considérer:

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

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

On peut voir cela A" > Aet A > A', et ainsi A" > A'. A"est l'angle le plus grand et doit être considéré comme l'angle du faisceau.

MISE À JOUR: Pour clarifier, par convention, l'angle que je calcule ci-dessus est mesuré de l'axe du faisceau à son bord. Étant donné que le faisceau est symétrique, la répartition est dans les deux sens, et il faut considérer le double de cette valeur lors du calcul de la zone éclairée.

Pour compléter la réponse de whuber, l'angle d'ouverture est α = tan⁻¹ (2 × diamètre / longueur). Ma grille la plus utilisée est constituée de pailles d'un diamètre de 5 mm et d'une longueur de 3 cm = 30 mm, ce qui donne un angle d'ouverture d'environ 20 °, ou une poutre qui s'élargit d' environ 33 cm après chaque mètre (à mon humble avis). c'est un moyen plus facile d'imaginer l'angle d'ouverture). Ce dernier est calculé par: 1 m × 2 × diamètre / longueur.

Un fait intéressant sur les grilles d'ailleurs: la forme qu'elle projette sur le mur est définie par la forme des éléments individuels. Si vous prenez une grille de carrés, vous obtenez (plus ou moins) un motif carré. Avec de la paille ronde, le résultat est un cercle.

J'ai écrit un tutoriel sur la construction d'une grille de bricolage avec une calculatrice en ligne pour la largeur du faisceau il y a quelque temps, peut-être que cela aide aussi :) (C'est pour les petits flashs cependant.)