Grundläggande kunskap om fysik ökar din förståelse för hur ljus fungerar och ökar dina chanser att du tar bättre bilder.
Fotografera betyder ”måla med ljus”. Det är precis vad man gör, man använder ljus istället för pensel för att fånga en bild.
För att bli en bättre fotograf är det bra att förstå den mest grundläggande fysiken om vad ljus är, hur den kan påverkas och dess betydelse för bilden.
Ljusets fysik och biologi
Ljus är elektromagnetisk strålning. All elektromagnetisk strålning har en våglängd. Radiovågor kan vara över en kilometer långa, mikrovågor och infraröda vågor är kortare. Så kommer det ljus vi kan se, röd har längst våglängd och lila har kortast. Ännu kortare våglängd har bland annat ultraviolett strålning, röntgenstrålning och gammastrålning.
Ljusstrålar från sol och lampor gör att vi kan se. Bilden är tagen mitt på dagen, ljuset i strålarna är därför vita. Lägg märke till att vattenfallets skum i skuggan är blått när vitbalansen inte ändrats i delar av bilden.
I våra ögon sitter receptorer (sensorer) som reagerar på ljus. Det finns två typer av receptorer. Stavar reagerar på allt synligt ljus och kräver lite ljus för att reagera. Den andra typen är tappar. Varje tapp som kan upptäcka en av tre färger: grönt, rött eller blått.
När ljus med rätt våglängd når receptorerna sker en kemisk reaktion som utlöser en nervsignal som skickas till hjärnan. Där tolkas signalerna och vi upplever en bild. En kamera fungerar på samma sätt, men utan stavar och signalen skickas till en dator istället för hjärnan.
Att vi kan se just dessa färger är ett resultat av evolution. Bland annat fåglar har en typ av tappar som kan se UV-ljus. De första däggdjuren förlorade sin förmåga att se både UV och rött. De var nattaktiva, så färgseende hade liten nytta. En mutation för många miljoner år sedan gav oss apor förmågan att återigen se rött ljus.
Ljus färdas från ljuskällan och träffar ytor. Strålning kan studsa, absorberas eller ändra våglängd. Ett exempel på sistnämnda är på fester där man har UV-lampor. Du kan inte se UV-strålningen som skickas ut från lamporna, men när det träffar kläder med vissa färgämnen ändras våglängden till en färg vi kan se. Om våglängd absorberas kommer energin i strålningen omvandlas till värmeenergi.
Om du placerar en röd genomskinlig plastskiva framför lampan kommer bara de röda våglängder kunna ta sig genom. Det är därför bara rött ljus som kan kan reflekteras på föremål. Allt kommer därför vara rött.
Det är inte bara när ljus passerar genom genomskinligt material som du får ljus i andra färger än vitt. En lägereld ger rött sken. Ett lysrör ger blått. I skuggor blir ljuset blåare än i solen. Detta kallas för vitbalans. Till viss del kan hjärnan kompensera för detta, så saker vi vet ska vara vita tolkas vitare än de är, kameran är inte lika bra på detta. Att ljus har olika färger syns tydligt om du har två olika ljuskällor, föremål får olika färger beroende på vilken ljuskälla som är starkast i den delen av bilden. Med hjälp av masker i ett bildredigeringsprogram kan man ändra vitbalansen så bilden upplevs mer naturlig.
Ljus som reflekteras
Som fotograf är man framför allt intresserad av de våglängder som reflekteras. Ett föremål blir ljust när mycket ljus reflekteras. Om det bara är de gröna våglängderna som reflekteras kommer du uppleva att föremålet är grönt.
Växterna omvandlar det mesta av det synliga ljuset till kemisk energi, men inte de gröna våglängderna. De reflekteras eller går genom bladen och vi upplever att bladen är gröna.
Om något är vitt, grått eller svart reflekteras alla våglängder lika mycket. Svarta föremål absorberar mycket av strålningen och gör om den till värmeenergi. Det är därför mörka kläder är varmare en solig dag.
Ljus reflekteras som en boll studsar. Det betyder att om ljuset träffar en helt flat yta kommer infallsvinkeln vara samma som utfallsvinkeln. Ett exempel på en flat yta är en spegel. Om du står till höger om en spegel och lyser med en koncentrerad stråle på den kommer spegeln fortfarande vara mörk. En person som står till vänster om spegeln kommer uppleva det som att området ljuset träffar på är lika ljust som om det var en lampa där.
De flesta ytor är ojämna. Därför ändrar de inte ljusstyrka beroende på hur du står i förhållande till ljuskällan.
Skuggor
Om en ljuskälla är liten, sett från motivet, kommer skuggorna bli skarpa. Man säger att man har hårt ljus. Den delen av föremålet som är vänt mot ljuskällan kommer få ljus från hela ljuskällans area, den blir därmed ljus. Därefter blir det en glidande övergång till skuggan vartefter delar av ljuskällan inte längre är synlig från en punkt. Två exempel på ljuskällor som ger hårt ljus är kamerablixt och solen. Sistnämnda är stor, men den är långt bort.
Om vi avfyrar blixten genom ett vitt tyg eller solen går bakom moln kommer du få mjukare ljus eftersom ljuset ändrar riktning när det når tyget eller molnet. Ljuskällan blir därmed större. En sak man använder för att sprida ljuset kallas för diffusor.
Det är sällan det blir helt svart där ljuset inte nås av ljuskällan. Orsaken är att ljuset studsar i omgivningen och når de skuggade delarna. Även i luften reflekteras ljuset i olika riktningar. Har du tänkt på att skuggor på bilder tagna på månen är
Med hjälp av en stor softbox nära får man glidande övergångar mellan ljusa områden och skuggor.
mörkare än på jorden? Det beror på att månen inte har en atmosfär som sprider ljuset.
För att vi ska uppleva en bild som tredimensionell och se ojämnheter i en enfärgad yta måste det finnas skuggor. En molnig dag eller om du fotograferar i en liten studio med ljusa väggar kommer bilderna sakna skuggor. Du kommer inte se detaljer och du får bilder som lätt upplevs tråkiga.
Fotograferar du i medljus kan bilderna också lätt upplevas tråkiga. De ojämnheter där skuggorna finns kommer inte synas eftersom de är dolda. Om du flyttar dig så ljuset kommer från sidan eller framifrån får bilderna bättre kontraster, men färgerna riskerar att inte komma fram lika tydligt.
Som studiofotograf kan du tänka på vilken typ av ljus du vill ha och ändra styrka, riktning och hårdhet. Som naturfotograf blir det svårare, även om du kan använda blixt en solig dag för att göra skuggor mindre tydliga när du fotograferar små motiv. Då bör du istället tänka på vilka bilder blir bra med de ljusförhållanden du har för tillfället. En solig dag med starkt och hårt ljus är det svårt att ta stämningsfulla bilder av av landskap, men det ger korta slutartider så du får skarpa bilder även av de snabbaste fåglar.
Ljus som ändrar riktning
Lägg märke till de lila och gröna linjerna i övergången mellan ljusa och mörka områden.
Ibland ändrar ljuset riktning. Du har kanske stoppat ned en pinne i vattnet och lagt märke till att det sett ut som att den böjer sig vid vattenytan. Orsaken är att när ljuset går mellan olika material ändrar ljuset riktning. Samma sak sker när ljuset passerar genom luften och in i glaset på objektivet.
Hur mycket ljuset ändrar riktning beror på material och våglängd. Ibland kan du få en lila eller grön rand längs med konturer. Det beror på att att objektivet inte har tagit hänsyn till att ljuset ändrar riktning. Detta kallas för kromatisk aberation.
Också små passager kan ändra ljuset riktning, detta kallas för difraktion. Du har säkert hört att små bländaröppningar skapar större skärpedjup. Vad många inte känner till är att om bländaröppningen är för liten blir hela bilden suddig på grund av difraktion.
Du kan läsa mer om både difraktion och kromatisk aberation i min bok Felsökning för fotografer.
Har du kommentarer eller frågor? Är det någon information du saknar? Skicka i så fall ett mail till post@staffansandberg.se.
Alla kampanjer på ett ställe
Här hittar du Outnorths kampanjer och tillfälliga erbjudanden. Håll koll här så att du aldrig missar våra bästa priser på skandinavisk outdoor.