तरंग गतिशीलता
मूल बातें
वहाँ प्रकाश होने दो!
पाठ 3: तरंग गतिविज्ञान
- लहरें कैसे रंग बनाती हैं
- लहर की शारीरिक रचना
- इतना भी डरावना नहीं विज्ञान
- वेवलेंथ
- आयाम
- आवृत्ति
- प्रकाश बनाम ध्वनि तरंगें
- अंतरिक्ष में तरंगें कैसे चलती हैं
इस पाठ में, आप तरंग बनाने वाले विभिन्न घटकों के बारे में जानेंगे। प्रत्येक भाग क्या करता है, यह समझकर आप यह देखना शुरू करेंगे कि तरंग की लंबाई, आयाम और आवृत्ति को बदलने से आपको प्रकाश, रंग और छाया पर आश्चर्यजनक रूप से नियंत्रण कैसे मिल सकता है।
लहरें कैसे रंग बनाती हैं
अब जब आप समझ गए हैं कि हम प्रकाश को किस तरह से रंग के बैंड में विभाजित करते हैं, जिसे हम स्पेक्ट्रम के रूप में जानते हैं, तो आइए उन रंग बैंड को बनाने वाली तरंगों की शारीरिक रचना को तोड़ते हैं। हमें तरंग को विच्छेदित करने और उसके घटक भागों की जांच करने की आवश्यकता है ताकि आप समझ सकें कि जब वे दोलन बनाते हैं तो EM क्षेत्र क्या कर रहे होते हैं। लेकिन जीना, क्या यह बहुत बड़ा विज्ञान नहीं है? नहीं, यह नहीं है। यह विज्ञान का एक बहुत बड़ा अति-सरलीकरण है, जिसे आपको भयभीत करने से बचने के लिए इसे यथासंभव त्वरित बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आप पूछते हैं कि यह सारा विज्ञान क्यों आवश्यक है? क्योंकि प्रकाश वह स्थान है जहाँ अधिकांश डिज़ाइनर और यहाँ तक कि फ़ोटोग्राफ़र भी बिल्कुल नहीं हैं असफल अपनी छवियों के साथ। प्रकाश के बिना फोटोग्राफी में कुछ भी नहीं होता है। यही कारण है कि आप में से बहुत से लोग रंग वक्र या स्तरों पर काम नहीं कर सकते हैं!!!
फ़ोटोग्राफ़ी की एक अपरिहार्य वास्तविकता यह है कि जब आप शूटिंग कर रहे होते हैं तो आप हमेशा प्रकाश की स्थिति को नियंत्रित करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं। इसलिए आपको पोस्ट-प्रोडक्शन में प्रकाश संबंधी समस्याओं से निपटने के लिए तैयार रहना होगा। फ़ोटोशॉप आपको प्रकाश व्यवस्था को सही करने के लिए बहुत सारे उपकरण देता है, लेकिन आपको पता होना चाहिए कि कैसे उनका उपयोग करना, और उससे भी महत्वपूर्ण बात, कब और कहाँ उनका उपयोग करने के लिए। बहुत ज़्यादा डार्क या बहुत ज़्यादा धुली हुई छवि को पहचानना इतना मुश्किल नहीं है। लेकिन आप किस समस्या को ठीक करने के लिए किस उपकरण का उपयोग करते हैं? और आप कैसे जानते हैं कि आपके द्वारा किए गए बदलाव सही बदलाव हैं? आप में से बहुत से लोग अनुमान लगा रहे हैं, और अनुमान लगाना पर्याप्त नहीं है। आपके परिणाम अच्छे हो सकते हैं, लेकिन अगर आप समझते हैं कि प्रकाश कैसे काम करता है तो वे शानदार हो सकते हैं। इससे आपको यह जानने में मदद मिलेगी कि क्या करना और उससे भी महत्वपूर्ण बात, क्यों आप जो कर रहे हैं, वही कर रहे हैं।
जब आप अपनी छवियों में एक्सपोज़र की समस्याओं को ठीक कर रहे होते हैं, तो उसे लाइटिंग कहते हैं। जब आप इष्टतम स्तर और रंग वक्र प्राप्त करने के लिए हाइलाइट्स, मिडटोन और छाया को समायोजित कर रहे होते हैं, तो उसे लाइटिंग कहते हैं। वास्तव में, ल्यूमिनेंस से जुड़ी कोई भी चीज़ वस्तुतः आपकी छवि में प्रकाश को नियंत्रित करने के बारे में होती है। लेकिन यहाँ मुख्य शब्द "नियंत्रण" है। आप संभवतः किसी ऐसी चीज़ को नियंत्रित करने की उम्मीद नहीं कर सकते जिसे आप वास्तव में नहीं समझते हैं। यह आपको अपने वक्रों और हिस्टोग्राम पर पकड़ बनाने में मदद करेगा क्योंकि आप अंत मेंअंततः, प्रकाश और रंग को दो अलग-अलग चीज़ों के रूप में देखना बंद करें। रंग प्रकाश है, जो अपने घटक भागों में टूटा हुआ है. और अगर आप किसी भी तरह के ग्राफिक डिज़ाइन में रंग के साथ काम करने जा रहे हैं, तो आपको आगे की बातों पर ध्यान देना चाहिए, क्योंकि आप हर जगह इन तरंग गतिकी का सामना करने जा रहे हैं, न कि केवल प्रकाश और रंग के साथ। आप इनका सामना ध्वनि तरंगों, एनीमेशन या गति वक्रों और प्रक्रियात्मक बनावटों के साथ करेंगे, खासकर अगर आप 3D एनीमेशन में हैं।
एक लहर की शारीरिक रचना
तो चलिए सबसे पहले रेमन नूडल को समझना शुरू करते हैं जो हमारी लहर है। हम लहर को उसके तीन घटक भागों में विभाजित करके शुरू करेंगे:
- तरंग दैर्ध्यतरंग की लम्बाई, अर्थात शिखर से शिखर तक कितनी जगह है।
- आयामलहर कितनी ऊँची है, जैसे शिखर से गर्त तक लहर की ऊँचाई (ऊपर से नीचे)।
- आवृत्तितरंगें कितनी तेजी से या धीमी गति से आगे बढ़ रही हैं। चूंकि तरंगें निरंतर गति में होती हैं, इसलिए आवृत्ति यह दर्शाती है कि वह तरंग कितनी तेजी से या धीमी गति से आगे बढ़ रही है।
इतना भी डरावना नहीं विज्ञान
तो...इससे आपको क्या मिलता है? अगर आप तरंगदैर्घ्य, आयाम और आवृत्ति को समझते हैं, तो आप रंग, ऊबड़-खाबड़पन या चिकनाई के भौतिकी पर नियंत्रण प्राप्त कर लेते हैं। लेकिन इतना ही नहीं। यही तरंग गतिकी ध्वनि आदि पर भी लागू होती है। जैसा कि मैंने कहा, तरंगें गतिशील होती हैं क्योंकि वे अन्य चीजों पर एक बल के रूप में कार्य करती हैं। एक चुंबक की तरह जो एक बल के रूप में कार्य करता है जो धातु को अपनी ओर खींचता है, उसी तरह तरंगों में भी प्रकाश या ध्वनि को एक सीधी रेखा में खींचने की क्षमता होती है, जो एक विशेष दिशा में चलती है (जैसे कि "एक अक्ष के साथ")। यह "ईएम" क्षेत्र का एम भाग है: चुंबकत्व। उदाहरण के लिए:
वेवलेंथ
- तरंगदैर्घ्य एक्स-अक्ष पर कार्य करें (जैसे कि क्षैतिज रूप से, बाएं से दाएं)
- प्रकाश तरंगों के साथ, तरंगदैर्घ्य प्रभावित होते हैं रंग.
- ध्वनि तरंगों के साथ तरंगदैर्घ्य प्रभावित होते हैं आवाज़ का उतार-चढ़ाव.
रंगप्रकाश की तरंगदैर्घ्य बदलने से स्पेक्ट्रम के एक छोर से दूसरे छोर पर रंग बदल जाएगा। लंबी तरंगदैर्घ्य रंग को स्पेक्ट्रम के लाल छोर की ओर ले जाती है। छोटी तरंगदैर्घ्य रंग को स्पेक्ट्रम के नीले छोर की ओर ले जाती है।
आवाज़ध्वनि की तरंगदैर्घ्य बदलने से ध्वनि की पिच ऊँची से नीची हो जाएगी। तरंग जितनी लंबी होगी, पिच उतनी ही कम होगी। तरंग जितनी छोटी होगी, पिच उतनी ही ऊँची होगी।
आयाम
- आयाम Y-अक्ष पर कार्य करता है (ऊर्ध्वाधर, ऊपर और नीचे)
- प्रकाश तरंगों के साथ, तरंग आयाम प्रभावित होता है चमक.
- ध्वनि तरंगों के साथ, तरंग आयाम प्रभावित होता है आयतन.
रंगप्रकाश तरंग की ऊंचाई बढ़ाने से प्रकाश की तीव्रता और चमक बढ़ती है। ऊंचाई घटाने से प्रकाश की तीव्रता और चमक घटती है।
आवाज़ध्वनि तरंग की ऊंचाई बढ़ाने से ध्वनि की मात्रा बढ़ जाती है। तरंग की ऊंचाई घटाने से ध्वनि की मात्रा कम हो जाती है।
आवृत्ति
आवृत्ति तरंगदैर्घ्य के व्युत्क्रमानुपाती होता है…अब क्या कहें? इसका मतलब है कि एक बढ़ने से दूसरा घटता हैयह व्युत्क्रमानुपात है। आप एक को बदले बिना दूसरे को प्रभावित नहीं कर सकते।
रंगप्रकाश तरंग की आवृत्ति बदलने से तरंगदैर्घ्य लंबा या छोटा होने से रंग बदल जाता है। आवृत्ति कम करने से रंग अवरक्त की ओर बढ़ जाता है। आवृत्ति बढ़ाने से रंग पराबैंगनी की ओर बढ़ जाता है।
आवाज़ध्वनि तरंगों की आवृत्ति (या "हर्ट्ज") बढ़ाने से ज़्यादा तरंगें बनती हैं और पिच बढ़ जाती है। आवृत्ति घटाने से कम तरंगें बनती हैं और पिच कम हो जाती है।
एक निश्चित समय अवधि के भीतर जिस आवृत्ति से तरंगें बनती हैं, उससे आपको पता चलता है कि तरंगें कितनी तेज़ या धीमी गति से चल रही हैं। आवृत्ति को बदलने से आप उनकी गति को नियंत्रित कर सकते हैं।
प्रकाश बनाम ध्वनि तरंगें
तरंगों को "गतिशील" इसलिए कहा जाता है क्योंकि वे "स्थिर" होने के विपरीत इधर-उधर घूमती हैं और काम करती हैं, जिसका अर्थ है "स्थिर"। आप यहाँ जो तरंग गतिकी सीख रहे हैं, वह आपको यह समझने में मदद करेगी कि नियंत्रण, स्लाइडर और सेटिंग्स का उपयोग कैसे करें जो उन उपकरणों के साथ आते हैं जो आपको प्रकाश, ध्वनि, यहाँ तक कि गति को समायोजित करने देते हैं। वे ग्राफिक डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर में हर जगह हैं। इसलिए आप यहाँ जो सीखेंगे वह बहुत सी जगहों पर उपयोगी होगा जिसकी आपने कभी कल्पना भी नहीं की होगी।
प्रकाश तरंगें और ध्वनि तरंगें एक ही शारीरिक रचना साझा करती हैं। एक तरंग एक तरंग है। चाहे वे प्रकाश तरंगें हों या ध्वनि तरंगें, वे समान रूप से कार्य करती हैं। वे दोनों यात्रा करती हैं और दोनों को आप, उपयोगकर्ता द्वारा समायोजित और नियंत्रित किया जा सकता है। लेकिन एक महत्वपूर्ण अंतर है: जहाँ प्रकाश किसी अन्य परिवहन साधन के बिना अंतरिक्ष के निर्वात में अपने आप यात्रा कर सकता है, वहीं ध्वनि नहीं कर सकती। ध्वनि "यांत्रिक". और इससे मेरा मतलब है कि गहरे अंतरिक्ष के अनंत महासागर की यात्रा करने में सक्षम होने के लिए किसी प्रकार के तंत्र की आवश्यकता होती है।
लहरें अंतरिक्ष यात्रा कर सकती हैं
यदि आप अंतरिक्ष को एक विशाल महासागर के रूप में देखते हैं, तो प्रकाश तरंगें स्वतंत्र रूप से यात्रा कर सकती हैं, लेकिन ध्वनि तरंगों को नाव की आवश्यकता होती है या वे कहीं नहीं जा सकतीं। प्रकाश तरंगें मछली की तरह होती हैं, जो अपने आप को आगे बढ़ा सकती हैं, बिना किसी परिवहन की आवश्यकता के। यही कारण है कि प्रकाश अंतरिक्ष में बिना किसी बाधा के आश्चर्यजनक गति से यात्रा कर सकता है, लेकिन ध्वनि ऐसा नहीं कर सकती। पानी, हवा या किसी अन्य द्रव गतिकी के बिना उन्हें आगे ले जाने के लिए, ध्वनि तरंगें स्थिर होती हैं। वे आगे नहीं बढ़ सकतीं। कुछ भी नहीं चल सकता, यहाँ तक कि आप भी नहीं। अंतरिक्ष यात्रियों ने अंतरिक्ष और चंद्रमा की अपनी शुरुआती यात्राओं में यह एक बहुत ही भयानक खोज की थी।
जड़त्व को हराने के लिए किसी चीज को धक्का दिए बिना, आप अंतरिक्ष में जितना चाहें उतना आगे बढ़ सकते हैं, लेकिन खुद को आगे बढ़ाने के साधन के बिना आप कहीं नहीं जा सकते। लेकिन एक बार जब आप अंतरिक्ष में चलना शुरू करते हैं, तो आप चलते रहेंगे। आपको रोकने के लिए कुछ न होने पर, आप बस बहते रहेंगे। आप दिशा नहीं बदल सकते या खुद को रोक नहीं सकते क्योंकि प्रतिरोध करने के लिए कुछ भी नहीं है। यदि आप तैरते हैं, तो पिछली बार जब आप डाइविंग बोर्ड से कूदे थे, उसके बारे में सोचें। आप हवा में तब तक मुक्त रूप से गिर रहे हैं जब तक कि आप पानी के प्रतिरोध का सामना नहीं करते। पानी आपको पीछे धकेलता है, आपकी गति को धीमा करता है और आपके गिरने को रोकता है। उस पानी के बिना, आप तब तक उसी वेग से गिरते रहेंगे जब तक कि आप पूल के तल पर नहीं पहुँच जाते... एक स्थिर वस्तु।
पृथ्वी कम से कम 4.5 अरब वर्षों से इसी कारण से घूम रही है। जबकि इसका वायुमंडल है, एक ग्रहीय पिंड के रूप में यह अंतरिक्ष के निर्वात में मौजूद है, इसलिए वही नियम लागू होते हैं। हवा मायने रखती है। जब आप इसे सांस के ज़रिए लेते हैं तो यह बहुत ठोस नहीं लग सकती है, लेकिन मेरा विश्वास करें...हवा एक चीज़ है। पानी की तरह, वायुमंडल भी उसी तरह का प्रतिरोध करता है, जिस तरह से वह किसी ग्रह के वायुमंडल और अंतरिक्ष के निर्वात के बीच की सीमा के विरुद्ध धकेलता है। जब कोई ठोस वस्तु ग्रह के वायुमंडल और अंतरिक्ष के निर्वात के बीच की सीमा के विरुद्ध रगड़ती है, तो उसे घर्षण का सामना करना पड़ता है। उस घर्षण के कारण वस्तु गर्म हो जाती है और वायुमंडल को भेदते हुए जल जाती है।
जो प्रकाश की उज्ज्वल प्रकृति को वास्तव में एक शक्तिशाली चीज बनाता है क्योंकि यह नहीं ठोस, इसलिए वायुमंडल में प्रवेश करते समय इसे किसी प्रतिरोध का सामना नहीं करना पड़ता। यदि प्रकाश किसी ठोस वस्तु से टकराता है, तो वह या तो उससे टकराता है (परावर्तन) या वह वस्तु की सतह पर बिखर जाता है (प्रसार)। बिना किसी मदद के अपने आप अंतरिक्ष में इतनी तेजी से यात्रा करने में सक्षम होना भौतिकी की एक अद्भुत उपलब्धि है। लेकिन यह तथ्य कि यह एक स्थिर वस्तु से टकरा सकता है, उससे टकरा सकता है, और अंतरिक्ष में यात्रा करना जारी रख सकता है, यह माँ प्रकृति की ओर से सिर्फ प्रतिभा है।
सारांश
तरंग गतिकी की आपकी नई मिली समझ का मतलब है कि आप फ़ोटोशॉप और अन्य कार्यक्रमों को बिल्कुल नई रोशनी में देखेंगे। अब जब आप प्रकाश और ध्वनि तरंगों की शारीरिक रचना को समझ गए हैं, तो आप कभी भी रंगों को उसी तरह से नहीं देखेंगे। हमारे अगले पाठ में, हम देखेंगे कि प्रकाश के विज्ञान से रंग चुनने वालों का जन्म कैसे हुआ। लेकिन इस तरंग ज्ञान का एक नकारात्मक पहलू भी है। यदि आप एक ट्रेकर या विज्ञान-फाई प्रेमी हैं, जो उन महान अंतरिक्ष युद्धों को देखना पसंद करते हैं, जहाँ सब कुछ एक विशाल विस्फोट में उड़ जाता है... तो आप आगे बढ़कर उस पर गोजातीय स्कैटोलॉजी कह सकते हैं। यह लेखकों की ओर से कलात्मक स्वतंत्रता है, क्योंकि यह भौतिकी की वास्तविकता में संभव नहीं है। अंतरिक्ष में हवा नहीं है, इसलिए ध्वनि कहीं भी यात्रा नहीं कर सकती, चाहे वह कितनी भी तेज़ क्यों न हो। बड़े ज़ोरदार धमाके वायुमंडल का एक कार्य हैं, इसलिए बिग बैंग पूरी तरह से मौन था। हॉलीवुड यह जानता है, लेकिन अगर आप टीवी के लिए लिखते हैं, तो आप क्या करेंगे?