דינמיקת גלים
היסודות
שיהיה אור!
שיעור 3: דינמיקת גלים
- איך גלים עושים צבע
- האנטומיה של גל
- המדע הלא כל כך מפחיד
- אֹרֶך גַל
- מִשׂרַעַת
- תֶדֶר
- אור מול גלי קול
- איך גלים נעים בחלל
בשיעור זה תלמדו את המרכיבים השונים המרכיבים גל. על ידי הבנת מה כל חלק עושה, תתחיל לראות כיצד שינוי אורך, משרעת ותדירות הגל יכול לתת לך מידה מפתיעה של שליטה על אור, צבע וצל.
איך גלים עושים צבע
עכשיו כשאתם מבינים איך מה שאנו תופסים כאור נשבר לרצועות הצבע שאנו מכירים כספקטרום, בואו נשבור את האנטומיה של הגלים היוצרים את רצועות הצבע הללו. אנחנו צריכים לנתח את הגל ולבחון את חלקיו המרכיבים כדי שתוכל להבין מה עושים שדות ה-EM כשהם יוצרים תנודה. אבל ג'ינה, זה לא הרבה מאוד מדע? לא, זה לא. זהו פישוט יתר גס של המדע, שנועד לעשות זאת מהר ככל האפשר כדי להימנע מלהפחיד אותך. למה כל המדע הזה נחוץ, אתם שואלים? כי תאורה היא המקום שבו רוב המעצבים ואפילו הצלמים בהחלט לְהִכָּשֵׁל עם התמונות שלהם. שום דבר לא קורה בצילום ללא אור. זו הסיבה שכל כך הרבה מכם לא יכולים לעבוד עם עקומות צבע או רמות!!!
המציאות הבלתי נמנעת של צילום היא שלא תמיד תוכל לשלוט בתנאי התאורה כשאתה מצלם. אז אתה צריך להיות מוכן להתמודד עם בעיות תאורה בפוסט-פרודקשן. פוטושופ נותן לך המון כלים לתיקון תאורה, אבל אתה חייב לדעת אֵיך להשתמש בהם, וחשוב מכך, כַּאֲשֵׁר ו אֵיפֹה להשתמש בהם. זה לא כל כך קשה לזהות תמונה כהה מדי או מכובסת מדי. אבל באיזה כלי אתה משתמש כדי לתקן איזו בעיה? ואיך אתה יודע שהשינויים שלך הם השינויים הנכונים? יותר מדי מכם מנחשים, וניחוש זה לא מספיק טוב. התוצאות שלך עשויות להיות טובות, אבל הן עשויות להיות מרהיבות אם אתה מבין איך האור עובד. זה יעזור לך לדעת מַה לעשות ויותר מכך, מַדוּעַ אתה עושה מה שאתה עושה.
כאשר אתה מתקן בעיות חשיפה בתמונות שלך, זו תאורה. כאשר אתה מכוון הדגשות, גווני ביניים וצללים כדי להשיג רמות אופטימליות ועיקולי צבע, זו תאורה. למעשה, כל מה שקשור להארה הוא ממש בשליטה על האור בתמונה שלך. אבל מילת המפתח כאן היא "שליטה". אתה לא יכול לקוות לשלוט במשהו שאתה לא באמת מבין. זה יעזור לך לקבל אחיזה על הקימורים וההיסטוגרמות שלך, כי אתה כן לְבָסוֹף, סוף סוף, תפסיקו לראות באור ובצבע שני דברים שונים. הצבע הוא בהיר, שבור לחלקים המרכיבים שלו. ואם אתם מתכוונים לעבוד עם צבע בכל סוג של עיצוב גרפי, כדאי לכם לחפור במה שאחריו, כי אתם הולכים להיתקל בדינמיקת הגלים הזו בכל מקום, ולא רק עם אור וצבע. אתה הולך להיתקל בהם עם גלי קול, עקומות אנימציה או תנועה, ומרקמים פרוצדורליים, במיוחד אם אתה נכנס לאנימציית תלת מימד.
האנטומיה של גל
אז בואו נתחיל על ידי הבנת אטריות הראמן שהיא הגל שלנו. נתחיל בפירוק גל לשלושת החלקים המרכיבים אותו:
- אֹרֶך גַל: אורך הגל, כמו כמה מקום יש מפסגה לשיא.
- מִשׂרַעַת: כמה גבוה הגל, כמו בגובה הגל מפסגה לשפל (מלמעלה למטה).
- תֶדֶר: באיזו מהירות או לאט גלים נעים. מכיוון שהגלים נמצאים בתנועה מתמדת, התדירות מציינת כמה מהר או לאט הגל הזה נע קדימה.
המדע לא כל כך מפחיד
אז...מה כל זה מביא לך? אם אתה מבין אורך גל, משרעת ותדירות, אתה מקבל שליטה על הפיזיקה של צבע, גבשושיות או חלקות. אבל זה לא הכל. אותה דינמיקה של גלים חלה על צליל וכו'. כמו שאמרתי, גלים הם דינמיים כי הם פועלים ככוח על דברים אחרים. כמו מגנט שפועל ככוח המושך את המתכת כשהיא מושכת אותה לעבר עצמו בקו ישר, לגלים יש את אותה יכולת לגרור אור או קול בקו ישר, נעים בכיוון מסוים (כמו ב"לאורך ציר". ”). זה החלק M של שדה "EM": מגנטיות. לְדוּגמָה:
אֹרֶך גַל
- אורכי גל עבודה על ציר X (כמו אופקית, משמאל לימין)
- עם גלי אור, אורכי גל משפיעים צֶבַע.
- עם גלי קול, אורכי גל משפיעים פְּסִיעָה.
צֶבַע: שינוי אורך הגל של האור יעביר את הצבע מקצה אחד של הספקטרום לקצה השני. אורכי גל ארוכים יותר מעבירים את הצבע לכיוון הקצה האדום של הספקטרום. אורכי גל קצרים יותר מעבירים את הצבע לכיוון הקצה הכחול של הספקטרום.
קוֹל: שינוי אורך הגל של צליל ישנה את הצליל מגבוה לנמוך. ככל שהגל ארוך יותר, הגובה נמוך יותר. ככל שהגל קצר יותר, כך הגובה גבוה יותר.
מִשׂרַעַת
- מִשׂרַעַת עובד על ציר Y (אנכית, למעלה ולמטה)
- עם גלי אור, משרעת הגלים משפיעה בְּהִירוּת.
- עם גלי קול, משרעת הגלים משפיעה כֶּרֶך.
צֶבַע: הגדלת גובהו של גל אור מגבירה את עוצמת האור ובהירותו. הפחתת הגובה מפחיתה את עוצמת האור והבהירות.
קוֹל: הגדלת גובהו של גל קול מגבירה את עוצמת הקול. הקטנת גובה הגלים מורידה את עוצמת הקול.
תֶדֶר
תֶדֶר הוא פרופורציונלי הפוך לאורך הגל... תגיד מה, עכשיו? זה אומר ש הגדלת אחד מקטין את השני. זה פרופורציה הפוכה. אתה לא יכול לשנות אחד מבלי להשפיע על השני.
צֶבַע: שינוי התדר של גל אור משנה את הצבע על ידי הפיכת אורך הגל ארוך יותר או קצר יותר. הורדת התדר דוחפת את הצבע לכיוון אינפרא אדום. הגדלת התדירות דוחפת את הצבע לכיוון האולטרה סגול.
קוֹל: הגדלת התדר (או "Hz") עבור גלי קול יוצרת יותר גלים ומגבירה את הגובה. ירידה בתדר עושה פחות גלים ומורידה את הגובה.
התדירות שבה גלים נוצרים בפרק זמן קבוע אומר לך באיזו מהירות או איטיות נעים הגלים. שינוי התדר מאפשר לך לשלוט במהירות שלהם.
אור מול גלי קול
גלים נקראים "דינמיים" מכיוון שהם נעים ועושים דברים, בניגוד להיותם "סטטי", שפירושו "דומם". דינמיקת הגלים שאתה לומד כאן תעזור לך להבין כיצד להשתמש בפקדים, המחוונים וההגדרות שמגיעים עם הכלים המאפשרים לך להתאים אור, צליל, אפילו תנועה. הם נמצאים בכל מקום בתוכנות עיצוב גרפי. אז מה שתלמד כאן יהיה שימושי בהמון מקומות שלא דמיינת.
גלי אור וגלי קול חולקים את אותה אנטומיה. גל הוא גל. בין אם הם גלי אור או גלי קול, הם פועלים באופן זהה. שניהם נוסעים ושניהם ניתנים להתאמה ולשלוט על ידך, המשתמש. אבל יש הבדל אחד חשוב: היכן שאור יכול לעבור בוואקום של החלל בעצמו ללא כל אמצעי תחבורה אחר, צליל לא יכול. צליל הוא "מֵכָנִי". ובזה, אני מתכוון שזה דורש מנגנון כלשהו כדי להיות מסוגל לנוע באוקיינוס האינסופי של החלל העמוק.
גלים יכולים לנסוע בחלל
אם אתה חושב על החלל כעל אוקיינוס עצום, גלי אור יכולים לנוע באופן עצמאי, אבל גלי קול זקוקים לסירה או שהם לא יכולים ללכת לשום מקום. גלי אור הם כמו דגים בכך שהם יכולים להניע את עצמם קדימה בעצמם מבלי להזדקק לתחבורה כדי לשאת אותם לאן שהם הולכים. זו הסיבה שאור יכול לנוע במהירויות מדהימות, ללא הפרעה בחלל, אבל הקול לא יכול. בלי משהו כמו מים, אוויר או דינמיקה נוזלית אחרת כדי לשאת אותם קדימה, גלי הקול הם סטטיים. הם לא יכולים לזוז. שום דבר לא יכול, אפילו לא אתה. זו הייתה תגלית מפחידה למדי שהאסטרונאוטים גילו במסעותיהם המוקדמים לחלל ואל הירח.
בלי לדחוף משהו כדי לנצח את האינרציה, אתה יכול להתנופף כל מה שאתה רוצה בחלל, אבל אתה לא הולך לשום מקום בלי אמצעי להניע את עצמך קדימה. אבל ברגע שאתה מתחיל לנוע בחלל, אתה תמשיך לנוע. בלי שום דבר שיעצור אותך, אתה פשוט תרחף. אתה לא יכול לשנות כיוון או לעצור את עצמך כי אין מה להציע התנגדות כלשהי. אם אתה שוחה, תחשוב על הפעם האחרונה שקפצת מקרש צלילה. אתה נופל חופשי באוויר עד שאתה פוגש את ההתנגדות של המים. המים נדחפים לאחור, מאטים את מהירותך ושוברים את הנפילה שלך. בלי המים האלה, אתה תמשיך ליפול באותה מהירות עד שתפגע בקרקעית הבריכה... חפץ נייח.
כדור הארץ מסתובב לפחות 4.5 מיליארדי שנים בדיוק מהסיבה הזו. אמנם יש לו אטמוספירה, אבל כגוף פלנטרי הוא קיים בוואקום של החלל ולכן אותם כללים חלים. יש חשיבות לאוויר. זה אולי לא נראה מאוד משמעותי כשאתה נושם את זה, אבל תאמין לי... אוויר זה דבר. כמו מים, האטמוספירה מציעה את אותה התנגדות לדחוף נגדה. כל דבר מוצק שדוחף את הגבול הזה בין האטמוספירה של כוכב לכת לריק של החלל יתקל בחיכוך כשהוא מתחכך בו. החיכוך הזה יגרום לחפץ להתחמם ולבער כשהוא חודר את האטמוספרה.
מה שהופך את הטבע הזוהר של האור לדבר עוצמתי באמת כי זה לֹא מוצק, כך שהוא לא נתקל בהתנגדות כזו כשהוא חודר לאטמוספירה. אם האור נתקל במשהו מוצק, הוא או שהוא קופץ ממנו (השתקפות) או שהוא מתפזר על פני השטח של האובייקט (דיפוזיה). היכולת לנוע כל כך מהר בחלל בכוחות עצמו ללא עזרה היא הישג מדהים של פיזיקה. אבל העובדה שהוא יכול להיתקל בחפץ נייח, להקפיץ אותו ולהמשיך לנסוע בחלל היא פשוט גאונות מצד אמא טבע.
תַקצִיר
ההבנה החדשה שלך בדינמיקה של גלים פירושה שאתה הולך לראות את Photoshop ותוכניות אחרות באור חדש לגמרי. עכשיו כשאתה מבין את האנטומיה של אור וגלי קול, לעולם לא תסתכל שוב על צבע באותה צורה. בשיעור הבא שלנו, נסקור כיצד בורפי הצבע נולדו מתוך מדע האור. אבל לידע הגל הזה יש חיסרון. אם אתה חובב טרקים או מדע בדיוני שנהנה לצפות בקרבות החלל הנהדרים שבהם הכל מתפוצץ בפיצוץ אדיר... אתה יכול להמשיך ולקרוא סקאטולוגיה של שור על זה. זה רישיון אמנותי מצד הכותבים, כי זה פשוט לא אפשרי במציאות של הפיזיקה. אין אוויר בחלל, כך שהקול לא יכול לנוע לשום מקום, לא משנה כמה הוא חזק. בומים חזקים הם פונקציה של האווירה, כך שהמפץ הגדול היה שקט לחלוטין. הוליווד יודעת את זה, אבל אם אתה כותב לטלוויזיה, מה אתה הולך לעשות?