Дихроичные фильтры
.
.
Дихроичные фильтры и их применение для архитектурного освещения
.
Это первая из шести статей, посвященных техническим аспектам светодизайна. Серия задумана с целью обобщить технический материал и привести примеры его практического использования. Список ссылок, публикуемый в конце каждой статьи, поможет светодизайнерам, архитекторам и инженерам найти дополнительную информацию по обсуждаемым темам.
.
Свет и цвет связаны между собой, как ничто другое в природе. Белый содержит в себе все остальные цвета спектра, а окружающие нас объекты различаются по цвету только благодаря своей способности поглощать световые волны определенной длины. При этом оттенок цвета зависит от освещения и отражающих свойств объекта, и оттого иной раз бывает трудно разобраться, какой же цвет – «настоящий». Именно зависимость цвета и от отражающей, и от поглощающей способности объекта делает цвет и свет такой неразлучной парой. Без света нет цвета, а без отражения свет остается «бесцветным».
.
Сначала были гели
С практическими аспектами теории света хорошо знакомы в театре – для создания цветных эффектов художники используют селективное поглощение. В светильник устанавливается окрашенная в определенный цвет полупрозрачная пленка, обычно из поликарбоната или полиэстера. В театре ее называют «цветной гель», хотя в действительности гелем она не является. Гель поглощает световые волны всех длин, кроме тех, которые соответствуют требуемому цвету. «Нужные» волны беспрепятственно проходят сквозь пленку, в результате чего получается свет необходимого диапазона спектра.
.
Эта техника доступна и проста в использовании, но имеет несколько больших недостатков. В первую очередь поглощение всех нежелательных волн ведет к нагреву геля, поскольку вся отфильтрованная световая энергия трансформируется в тепло. В случае с темными оттенками, когда требуется пропустить менее 5% всей световой энергии, это приводит к тому, что гель быстро плавится, то есть срок его службы составляет буквально считаные часы.
.
Для театра это не такая уж большая проблема – вполне реально менять гель перед каждым новым спектаклем. Еще один недостаток геля заключается в том, что его невозможно сделать достаточно чистым – такой фильтр никогда не сумеет отсеять волны узкого диапазона и создать
монохроматический свет.
.
Конечно, существуют гели довольно высокого качества и отличающиеся значительной устойчивостью к нагреву - в таких фильтрах поглощающая пленка располагается между двумя прозрачными стеклами, - а также многоцветные гели. Тем не менее перечисленные недостатки не позволяют использовать гели за пределами театров, клубов или концертных залов - например, для постоянного архитектурного освещения.
.
.
Из театра – на улицы
Спрос на цветной свет в архитектурном светодизайне растет. Хотя первоначально дихроичные стекла были созданы именно для театрального использования - как более надежная альтернатива гелям, - в конце 1990-х эти разработки стали применяться в постоянных архитектурных установках.
.
Дихроичное стекло, как и гель, является селективным трансмиттером световых волн определенных длин, то есть инструментом создания цветного света. Принципиальное отличие дихроичных стекол от гелей состоит в том, что они отражают нежелательные световые волны, вместо того чтобы поглощать. Слово «дихроичный» переводится с греческого как «двуцветный». Один цвет – это тот, что беспрепятственно проходит через фильтр, а другой – отражается. Вместе они всегда дают белый свет, при условии что источник света, находящийся за фильтром, белый.
.
Как это работает
В сущности, дихроичные стекла – это зеркала. Для создания такого зеркала, отражающего свет одного цвета и поглощающего свет другого, на стекло наносится очень тонкий слой металлов и оксидов; делается это в специальной вакуумной камере, защищающей от проникновения пыли. Обычно толщина такого слоя составляет одну молекулу, а для получения смешанных цветов необходимо нанести около двадцати слоев, каждый из которых будет соответствовать волнам определенной длины.
.
Пропускание цветов базируется на принципе интерференции света. Отраженные каждым из металлических слоев волны света накладываются друг на друга, «усиливая» волны, находящиеся в одной фазе, и одновременно «ослабляя» те, что в «противофазе». При этом получается так называемый эффект деструктивной интерференции, то есть свет этих цветов не пропускается через стекло.
.
Цвет, который проникает сквозь дихроичное стекло, зависит от материала и комбинации слоев металла на стекле. Некоторые производители, такие как
Rosco, добиваются при создании этих слоев огромной точности, с отклонением по длине волны равной всего 5 нанометрам. Это означает, что практически можно получить свет любого необходимого цвета, а погрешности в цветопередаче – например, при сравнении двух стекол одного цвета - невозможно уловить невооруженным глазом.
.
Как правило, основой дихроичного фильтра является стекло, хотя для этих целей могут использоваться и пластик, и пленка, и другие материалы. Эти альтернативные варианты - недавняя разработка, еще не прошедшая всесторонних испытаний реальной жизнью. Стекло в дихроичных фильтрах также может быть разных типов: обычное, боросиликатное и пр.
.
Дихроичные стекла рассчитаны для типового применения в качестве светофильтров в осветительных приборах. В этом случае они устанавливаются на место переднего стекла светильника. Их прочность полностью соответствует требованиям безопасности.
За и против
Преимущества дихроичных стекол очевидны: они превосходят гели по чистоте цветов, обладают более высокой пропускной способностью, надежностью и устойчивостью к воздействию. С другой стороны, их стоимость гораздо выше: до 0,2 евро за квадратный сантиметр в сравнении с гелями, стоящими 0,03 евро за поверхность того же размера. Еще один недостаток заключается в том, что цвет, пропускаемый стеклом, зависит не только от слоя металла, но еще и от угла падения света.
.
При повороте дихроичного стекла по отношению к источнику света как по волшебству происходят изменения цвета от зеленого к желтому, от оранжевого к красному. Однако, в центре и по периметру светового пучка цвет разный – и это, безусловно, существенный недостаток, который не так заметен для стекол светлых цветов, но избежать его полностью не удастся даже в этом случае.
.
Еще одно свойство дихроичных фильтров – отражение «нежелательных» цветов назад – в ряде случаев может использоваться в качестве дополнительного декоративного эффекта, но также не всегда желательного. Применяя дихроичные стекла в качестве фильтров, необходимо принимать во внимание тот факт, что большое количество излучения отражается внутрь светильника.
.
Не все модели приборов способны выдерживать такую трансформацию световой энергии в тепло – все это влияет на работу электроники и уменьшает срок службы светильников и безопасность эксплуатации. Рекомендовать в этой ситуации можно только проведение тщательных испытаний до начала использования.
Специальные фильтры
Дихроичные стекла, способные отсекать световые волны определенных длин, - идеальное средство для ограничения разрушающего воздействия ультрафиолетового и инфракрасного излучения на предметы искусства. Такие фильтры нашли широкое применение в музеях - для освещения особо чувствительных экспонатов и картин, написанных акварелью и маслом.
.
Rosco производят комбинированные фильтры, «обрезающие» ультрафиолетовую и инфракрасную составляющие, но одновременно с этим не меняющие видимую часть спектра, то есть идеальные для максимально корректного освещения экспонатов. Это - огромный прорыв в сравнении с традиционными поглощающими УФ-фильтрами, которые имеют тенденцию «окрашивать» видимую часть спектра в желтый цвет.
Где еще применяют дихроичные фильтры
Отражающая способность дихроичных стекол вдохновляет художников и дизайнеров. Существует достаточно примеров ювелирных изделий и аксессуаров, сделанных из дихроичных стекол, во многих галереях можно отыскать различные художественные объекты, в которых использованы такие фильтры.
.
Дихроичным фильтрам, изготовленным в виде пленки (например, 3M Radiant Mirror Film), архитекторы нашли применение в качестве материала для отделки фасадов зданий – пленку просто внедряют в облицовочное стекло. Таким способом можно создавать дихроичные фасады большой площади. Способность пленки изменять цвет полностью меняет внешний вид здания в течение дня, по мере движения солнца над горизонтом.
.
Хорошим примером может служить La Bastille в Нидерландах, облицованное стеклом с пленкой 3M. К недостаткам материала можно причислить то, что доступными оказываются только два цвета, причем каждый из них очень насыщенный. К тому же производитель не может гарантировать сохранение первоначального цвета в течение всего срока службы.
термоусадочное зеркало />
.
TruColor ИК-фильтр
.....................
интересный такой ресурс, - интересно будет прочитать будущие статьи
иточнег - .......................................................
хотя сдаётся мне,что написаное имеет определённый процент ереси... - как думаете?
/>
..............................................
и не менее интересная хрень...
/>
вот такая вот конСрукция....
заинтересовала шописец...
Любителям путешествовать на колесах, путешествовать с комфортом.
Авангардный прицеп.
Но вместе с тем весьма приятного вида.
На дороге ты точно выделишься!
с точки зрения -"а нахрена здесь то постить?"
.
Объясню къебениматику: Треугольник - Самая Жёсткая с точки зрения сопромата фигура!
Весь домик построен БЕЗ КАРКАСА(!), утяжеляющего этот домик на колёсах, и его жёсткость обеспечена различным сочетанием различных сочетаний треугольников(пардон за вынужденую тавтологию).
.
Дополнительную жёсткость добавляют внутренние конструкции типа шкафчиков, тумбочек, дверных проёмов и т.д., работающих в роли своеобразных "внутренних кессонов" и посему этот странный домик имеет б0льшую жёсткость с мЕньшей массой при увеличенном объёме, в сравнении с другими кемперами!
вот такими к примеру...
.
/>