Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Научные работы / Учебный проект по физике "«Freeze-light – фотография на стыке наук»

Учебный проект по физике "«Freeze-light – фотография на стыке наук»



Внимание! Сегодня последний день приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 7»












«Freeze-light – фотография на стыке наук»



Научно-исследовательский проект по физике.





Выполнили:

Бывалкин Артем, 11«Б» класс;
Титаренко Ольга, 10 класс.


Руководитель: Василькина Лариса Павловна,

учитель физики высшей категории;







Ртищево, 2016




Оглавление.



Введение. Цели и задачи проекта. ……………………………………………….2



  1. Freeze light – рисование светом…………………………………………….3

    1. Основные свойства света и законы его распространения……......3-4

    2. Особенности получения изображения с помощью цифрового

фотоаппарата………………………………………………………...4-6

    1. Технология рисования светом………………………………………6-8



  1. Как мы рисовали светом…………………………………………………..8-10



Заключение………………………………………………………………………10-11



Литература…………………………………………………………………………..12



Приложение………………………………………………………………………13-14













Введение. Цели и задачи проекта.

Что будет если заморозить воду? Ответ прост. Вода перейдёт в твёрдое агрегатное состояние под названием лёд. А что будет, если заморозить свет? Вопрос, конечно, интересный. Впрочем, интересен и ответ. Если заморозить свет – получится рисунок. Только не привычный для нашего глаза рисунок красками, карандашами или мелками. А рисунок, полученный с помощью света.

В настоящее время рисование светом или freeze light (в переводе с английского freeze – замороженный, light – свет) весьма популярно в молодёжной среде. В Интернете можно встретить весьма красивые картины, забавные анимации в стиле фризлайт. Что нужно для этого? Совсем немного: фонарик, цифровой фотоаппарат, штатив, ну и, конечно же, сплочённые действия одержимых фризлайт друзей.

Заинтересовавшим этим молодым видом искусства, мы решили найти ответ на вопрос: «Сможем ли мы нарисовать картину светом без определённых знаний по физике и информатике?»

Цель нашего проекта: выяснить « Что первично для фризлайт: талант или образование? »

Для поиска ответа на основополагающий вопрос проекта и достижения его цели были поставлены следующие задачи:

  • изучить научно-популярную литературу, в которой описывается технология рисования светом;

  • повторить основные разделы оптики, связанные со свойствами света и законами его распространения;

  • изучить получение изображения с помощью фотоаппарата;

  • рассмотреть отличительные особенности цифрового фотоаппарата;

  • научиться рисовать в стиле фризлайт;

  • заинтересовать обучающихся нашей школы с новым молодёжным увлечением, через презентацию нашего проекта на классных часах и на школьном сайте.

  1. Feeze light – рисование светом.

Что такое freezelight? Это – люминография, то есть, рисование светом. Из средств массовой информации мы узнали, что основателем этого сложного вида искусства стали Гийон Мили, известный фотограф и его друг Пабло Пикассо. Проводя эксперименты с техникой фотографии, Гийон Мили прикреплял к ботинкам конькобежцев небольшие фонарики. В итоге на фото появлялись следы, подвешенные в воздухе. Впечатленный Пикассо тоже решил попробовать свои силы, используя ту же технику. Но световые рисунки он делал чуть более осмысленными, чем линии от фонариков. Тогда это направление фотографического искусства носило название «рисование в пространстве» (spacedrawing). От современных световых граффити работы Пикассо и Гийона Мили отличались лишь тем, что на них виден автор рисунка, то есть водящий источником света человек. Сейчас основная часть световых граффити – работы, на которых автор скрыт.

Термин «фризлайт» появился в России 2 мая 2008 года. Слово было придумано российскими фотографами Артемом Долгополовым и Романом Пальченковым для названия сообщества, которое, по задумке авторов, должно было объединить всех, кто экспериментирует в фотографии на длинной выдержке и светом. Всплеск популярности в Интернет-ресурсе привел к тому, что слово стало нарицательным для всей области световых экспериментов.

    1. Основные свойства света и законы его распространения.

Так как основная краска художника – фризлайтиста это свет, то без законов физики в этом виде искусства не обойтись. Изучив объёмный материал о свете на уроках физики и в средствах массовой информации, в своём проекте мы отразим лишь те основные свойства света и законы его распространения, которые помогут нам ответить на основополагающий вопрос нашего проекта.

  1. Свет – одна из форм энергии, которую способен различить человеческий глаз. Свет генерируется при помощи электромагнитного излучения и перемещается строго по прямой и с постоянной скоростью. (Закон прямолинейного распространения света в однородной среде)

  2. Точная скорость света 299782458 м/с, в книгах и учебниках её часто округляют до 300000 км/с. Ничто во Вселенной не может двигаться быстрее света. (Для того чтобы добраться от поверхности Солнца до поверхности Земли свету необходимо всего 8 минут и 17 секунд, а от поверхности Земли до Луны свет домчится за 1,3 секунды.)

  3. Отражение света помогает нам познавать окружающий мир. Мы видим окружающие нас тела благодаря диффузному отражению света от поверхности этих тел. Своё отражение мы видим благодаря зеркальному отражению.

  4. Закон отражения. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол отражения β равен углу падения α.

  5. При переходе из одной среды в другую свет изменяет свою скорость, и как следствие изменяет направление своего распространения.

  6. Закон преломления. Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Угол падения α и угол преломления γ связаны соотношением: hello_html_65948cc.gif= n,

  7. В состав естественного света входит семь основных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Эти цвета образуют спектр. Диапазон длин волн, входящий в спектральную область: 340 нм – 760нм.

  8. Основными цветами света являются зеленый, синий и красный, при их смешении в определенных пропорциях можно получить любой существующий цвет и оттенок, в том числе и опять естественный свет.

  9. Для практического применения большое значение имеет преломление света на сферической границе раздела сред. Чаще всего на линзах, которые по своим способностям преломлять свет делятся на собирающие и рассеивающие.

    1. Особенности получения изображения с помощью цифрового фотоаппарата.

В процессе исследования окружающего мира у человека появилась потребность в приборах, позволяющих получать изображения различных объектов и увеличивать угол зрения. Так возникли оптические приборы, одним из которых является фотоаппарат. Первые фотоаппараты были плёночные.

В них используется одно из свойств линзы, заключающееся в том, что при расположении предмета на расстоянии, большем двойного фокусного расстояния, линза дает его действительное уменьшенное изображение. Фотоаппарат состоит из объектива, обычно состоящего из нескольких линз, светонепроницаемого корпуса, видоискателя, диафрагмы и затвора. В светонепроницаемый корпус фотоаппарата помещают фотопленку, чувствительную к действию света. На ней объектив фотоаппарата создает действительное уменьшенное изображение фотографируемого предмета. Для получения четкого изображения предмета, который может быть расположен на разных расстояниях от фотоаппарата, объектив перемещают относительно фотопленки, результат наводки на резкость обычно контролируется через видоискатель. В зависимости от условий освещенности и чувствительности фотопленки путь свету от объектива к фотопленке открывается с помощью затвора на определенный интервал времени, обычно на сотые доли секунды. Световой поток регулируется и кольцевым отверстием в диафрагме за объективом, диаметр которого можно плавно изменять.

С развитием науки и техники на смену плёночному фотоаппарату пришёл цифровой. Весьма удобный в фотосъёмках. Его принцип действия состоит в следующем. Свет от солнца или искусственного источника сначала отражается от сцены (1), находящейся перед объективом фотокамеры, а затем проходит через объектив (2) и, если он есть, затвор (7) (о затворе вы узнаете чуть позже в этом уроке) к задней стенке корпуса камеры - на матрицу (сенсор) (8). В зеркальной фотокамере до нажатия на кнопку спуска затвора свет, отраженный зеркалом (3), пройдя через призму (4) - попадает в видоискатель (5). При съемке зеркало поднимается, и свет попадает на матрицу, как в компактной камере.


hello_html_51bda694.jpg


Этот процесс аналогичен прохождению света через хрусталик человеческого глаза к колбочкам и палочкам, расположенным на задней стенке глаза, а также к зрительным нервам. Когда же свет достигает задней стенки корпуса, он попадает на чувствительный элемент (датчик изображения), который преобразует свет в электрическое напряжение. Затем полученная таким образом информация обрабатывается процессором для исключения помех, расчета значений цвета, формирования файла данных изображения и записи этого файла на носитель информации (карту для хранения цифровых изображений). После этого фотокамера подготавливается к экспонированию следующего изображения.

Весь этот процесс, в течение которого огромное количество информации обрабатывается и записывается на носитель, происходит довольно быстро.

Рынок цифровых фотоаппаратов весьма разнообразен. Есть и дорогостоящие бренды, требующие серьёзных знаний в процессе фотографирования. Есть и примитивные в обращении «мыльницы», в которых для фотоснимка достаточно только нажать на кнопку затвора. В нашем проекте мы попробуем сделать рисунок света с помощью серьёзной техники и простой и сравним качество наших шедевров.

    1. Технология рисования светом.

Цифровая камера, штатив, несколько светодиодов, ручной режим на камере и темнота – вот на каких «слонах» держится фризлайт.

Для рисования светом придется оперировать тремя основными параметрами: выдержкой, светочувствительностью и диафрагмой. Выдержка в данном случае — это время, которое есть у фотографа, чтобы нарисовать святящимся прибором картину в воздухе. Пока затвор камеры открыт, на матрицу попадает свет, который при движении источника света на снимке превращается в линию. Соответственно, чтобы получить такие линии нужно время. Поэтому в световом граффити самое главное — длительная выдержка, длящаяся не менее пяти секунд. Этого достаточно, чтобы нарисовать символ или букву. Для задач посложнее нужна более длительная выдержка, например, 30 секунд. Однако это может послужить причиной появления так называемых цифровых шумов. Чтобы избежать такого неприятного эффекта, придется снизить светочувствительность до 50-100 единиц. С помощью диафрагмы можно регулировать количество света, попадающего на матрицу. Чем больше значение — тем меньше света, чем меньше значение — тем больше света. Но для того чтобы понять какое значение дает наилучший результат необходима практика.

Одно из главных условий для фотохудожника, решившего заняться световым граффити, — это жесткая фиксация камеры. Небольшой порыв ветра или даже дыхание фотографа может свести на нет все творчество. Лучше всего поставить фотоаппарат на штатив. Если его нет, то подойдет любая жесткая поверхность: скамейка, каменный парапет, стол.

Для рисования светом крайне нежелательны лишние источники света: уличные фонари, окна, фары машин. Эти источники по яркости близки к тем, которые будут использоваться для рисования или даже превышают их, и в таком случае картина просто не получится — нужный свет сольется с городским освещением.

Для рисования светом подойдет практически любой светящийся предмет: фонарик, светодиод, зажигалка, горящая свеча, искрящийся бенгальский огонь и даже мобильный телефон — главное, чтобы он ярко светился. Однако чаще всего используются фонарики и лазерные указки. Эти устройства в отличие от других светящихся приборов мгновенно включаются и выключаются. А значит, появляется возможность создавать более сложные рисунки. Лазер вообще заслуживает отдельного разговора. В отличие от фонарика им нужно рисовать не в воздухе, а на объектах. Это может быть стена, дерево, мусорные баки, все что угодно. Фотографируется в таком случае отражение луча — та точка, которая блуждает по плоскости. Одно из самых увлекательных занятий для «фризлайтеров» — это поиск осветительных приборов. Рисовать светом можно, используя даже простейший однодиодный фонарик: с его помощью получится самый простой и незамысловатый кадр.

И ещё один нюанс фризлайтера. .Его одежда во время творчества должна быть чёрной. во время

Итак, чтобы получить рисунок светом нужно в тёмном помещении фотоаппарат разместить на штативе, установить длительнуюу, и в поле зрения фотоаппарата фонариком «нарисовать» объекты или узоры. Художник при этом должен облачиться в тёмную одежду.

Для «фризлайтера» очень важно пространственное мышление. Если его нет или оно слабо развито — упорные тренировки помогут это дело исправить. Во время рисования светом, важно запоминать, где только что была проведена линия — это поможет контролировать композицию, и все детали рисунка будут именно на тех местах, где и должны находиться. Упростить процесс рисования можно следующим способом. Нужно изобразить на бумаге то, что затем будет рисоваться в воздухе. Это поможет закрепить образ в голове.

Работа фризлайтера – командная. В команде должно быть минимум 2 человека. А лучше 3-4. Один фотографирует: нажимает и держит кнопку затвора (если есть - делать большие выдержки в несколько минут). А остальные двигаются с фонариками – рисуют. «Рисование» светом – очень непростой процесс. Нужно тридцать раз снять сцену, чтобы получить один хороший кадр.

Мы еще пока не знаем обо всех нюансах, но, надеемся, методом проб и ошибок научимся делать интересные кадры.

  1. Как мы рисовали светом.



Для того, чтобы сделать рисунок светом, мы решили использовать, для начала, камеру самого обыкновенного мобильного телефона. Для этого мы скачали приложение, удлиняющее выдержку (Long Exposure Camera), взяли фонарь и пошли в темное помещение. Мы долго экспериментировали с длиной выдержки, для того, чтобы добиться желаемого эффекта «светового следа» на фотографии. Оптимальной оказалась выдержка в четыре секунды, потому что большее ее значение приводило, из-за несовершенства камеры мобильного телефона, к засветам и потере четкости получаемого изображения. Когда мы нашли необходимое нам время выдержки снимка, перед нами встал другой вопрос – что и как нарисовать? Это не так просто, как могло бы показаться на первый взгляд, ведь в отличие от рисования на бумаге или в графическом редакторе, мы не имели возможности уловить траекторию движения фонарика, пока не получали фотографию. Чтобы создать изображение светом, для начала мы ставили выключенный фонарик в исходное положение и, после обратного отсчета, запускали съемку фотографии, включали фонарь, после чего пытались при помощи одной линии создать изображение. После мы поняли, что лучше чередовать включение и выключение фонарика, чтобы изображение не превращалось в месиво света из линий. Таким образом, мы сделали очень много снимков, но до совершенства было очень и очень далеко. Изображения получались абстрактными и неясными, а добиться какого-то четкого образа, как на картинках из интернета, у нас не получалось.

После того, как мы отсняли некоторое количество фотографий на камеру мобильного телефона, нам пришла идея попробовать поснимать на профессиональную фотокамеру и обратились к нашему знакомому фотографу, который предоставил нам свой фотоаппарат. Выдержка была уже выше, около восьми секунд, но из-за того, что у нас нет достойной техники построения светового изображения, мы делали изображение неэстетичным. Тогда мы вернулись к старому показателю выдержки в четыре секунды. Качество изображений, снятых на профессиональную камеру, было намного лучше, световые линии приобрели текстуру и полутона, причудливо и абстрактно извиваясь на снимках. Мы решили провести эксперимент. Если раньше камера была статична, а двигался источник света, то теперь мы зафиксировали фонарик и стали перемещать камеру во время съемки. Эффект был совсем другим. Линии из плавных и обтекаемых стали ломаными, более резкими, что придавало снимкам некоторый шарм. После этого мы нашли несколько источников света разных цветов, зафиксировали их и попытались снять что-то вышеизложенным способом. Результат поразил нас! Множество симметричных цветных линий, похожих на фракталы, создавали уникальные узоры, как в калейдоскопе. Каждый снимок был неповторим, свет смешивался, давая новые цвета, фактура его следов была очень своеобразной: где-то свет был густым, ярким, где-то терялся и становился едва различимым, а где-то на снимке оставался блик, делая фото похожим на изображение космической туманности.

После получения огромного количества снимков, мы отобрали лучшие и решили, что многие из этих образов складываются в изображения, как кляксы Роршаха. И мы решили, почему бы не дополнить их в графическом редакторе, дорисовывая образ, какую-то деталь, поверх готового снимка, используя его, так сказать, как собственноручную заготовку для создания digital-художественного изображения. Мы принялись за это и получили интересные рисунки, совмещающие в себе freeze-light и рисование в графическом редакторе, произведения, стоящие на стыке этих двух актуальных, популярных и перспективных на сегодняшний день искусств – фотографии, digital-рисунка и, можно сказать, живописи.

Заключение.

Итак, что же такое Freeze light - искусство или научный эксперимент? Работа над проектом помогла найти ответ на этот вопрос. Freeze light –творчество на основе научных знаний. Сказочную и удивительную череду образов, рождающихся руками создателя и воображением наблюдателя невозможно получить без элементарных знаний по оптике и цифровой технике, потому что без понимания основ, базиса, увы, нельзя заниматься никаким видом искусства. Музыкант должен знать нотную грамоту, художник – перспективу и светотень, фотограф – композицию. Так и для фризлайта нужно знание того, как работать с камерой и «аксессуарами» к ней, а также познания в таком разделе физики, как оптика.

Изучив технологию фризлайта, мы сумели нарисовать пусть не шедевры, но рисунки светом. Выяснили, что для того, чтобы увлечься этим новым направлением, не обязательна дорогостоящая аппаратура, ведь получить изображение можно и не имея ее, но если это направление в современном искусстве заинтересует вас, то лучше, все таки, обзавестись добротной камерой. Но для пробы своих сил, чтобы понять, интересно это для вас или нет, для релаксации и развлечения, достаточно иметь «мыльницу» или телефон, фонарик, темноту, тёмную одежду и главное желание «творить». Рисовать можно чем угодно: фонариками и светодиодами, зажигалками и горящими свечами, даже мобильными телефонами. Именно это делает данный вид искусства доступным, фактически, каждому человеку, имеющему потребность в самовыражении. Стоит учесть, что на самом снимке freeze-light идеи не заканчиваются. Можно дополнить его в редакторе, или же распечатать в типографии и поверх написать картину красками, можно объединить множество снимков в один, чтобы получить абстрактные образы на изображении – вы можете все, на что способна ваша фантазия! Идеей для фризлайта может служить все: от вазы и цветка до пейзажей и самолетов. Но суть — одна: светопись — это интересная и простая техника, дающая потрясающие результаты.

Считаем, что знакомство с указанным направлением в фотоискусстве будет весьма полезным, и поможет ребятам нашей школы увлечься этим весьма интересным видом творчества, ведь заниматься этим может каждый, а искусство фотографии сейчас на пике популярности. Благодаря фризлайту каждый может почувствовать себя художником, настоящим Сальвадором Дали, исследующим световую живопись, в поисках интересных решений.



Литература.

1. Абдулов Р. М. Методика использования цифрового фотоаппарата в учебном физическом эксперименте: метод.рекомендации для студентов и преподавателей/Урал. гос. пед. ун-т.Екатеринбург,2007

2. Годжаев Н.М. Оптика-М.: Высшая школа, 19775.

3. ГорбатовВ.А.,ТамицкийЭ.Д.Фотография-М.: Изд-во Легпромбытиздат, 1985

4. Ландсберг Г.С. Оптика-М.:Наука,1976

5. Митчел З.Э. Фотография-М.: Изд-во Мир, 1988

6. Мякишев Г.Я. «Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений» 2008

7. Интернет-сайт ru.wikipedia.org























Приложение.



hello_html_m363637c6.jpg





hello_html_7e4c5cb2.jpg





hello_html_10391e27.jpg



hello_html_436c083e.jpg

15





57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 28.02.2016
Раздел Физика
Подраздел Научные работы
Просмотров152
Номер материала ДВ-492272
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх