Makro osvětlení z optických vláken – výroba svépomocí - Fotografovani.cz - Digitální fotografie v praxi

15. května 2007, 00.00 | Fotografická činnost vyžaduje, pokud není specializovaná na jednu oblast, zpravidla značné investice do vybavení. Pokud chce fotograf udržet krok s dobou i konkurencí, uvažuje často, do čeho získané prostředky vložit a co ponechat mimo fokus svého zájmu. Rád bych vám dnes předvedl, že s prostředky představujícími desetinu nebo dvacetinu standardního rozpočtu je možné sestavit konkurenceschopné zařízení, a výrazně tak obohatit ateliér o skvělého pomocníka.

Veškeré instruktážní fotografie stáhnete zabalené ve formátu ZIP. Zde jsou větší pro rychlejší připojení (5,9 MB) a zde jsou menší pro pomalejší připojení (1,64 MB). V článku je zobrazena pouze vybraná část.

Fotografická činnost vyžaduje, pokud není specializovaná na jednu oblast, zpravidla značné investice do vybavení. Pokud chce fotograf udržet krok s dobou i konkurencí, uvažuje často, do čeho získané prostředky vložit a co ponechat mimo fokus svého zájmu. Rád bych vám dnes předvedl, že s prostředky představujícími desetinu nebo dvacetinu standardního rozpočtu je možné sestavit konkurenceschopné zařízení, a výrazně tak obohatit ateliér o skvělého pomocníka (obrázek 1).
Ovládání světla na scéně jako prostředek vlastní kreativity je zásadním parametrem naší snahy a tato pomůcka vám umožní osvětlení drobných předmětů – jako jsou šroubky, kousky jídla, malé části lidského těla, hmyz a mnoho dalších drobností – s potřebnou měrou invence stejným způsobem, na jaký jste zvyklí v běžné ateliérové praxi. Je možné také nasazení v oblasti produktové fotografie k prokreslení žádoucích detailů a další a další aplikace.

Cíl projektu
Cílem projektu je stavba makrosvětel schopných nasazení v ateliérové praxi bez nutnosti nákupu specializovaného profesionálního zařízení.

takové snímky lze se sestavou pořídit

Zdroje a konfigurace vybavení
Jako inspirace pro konstrukci posloužila světla Hensel studiotechnik (Starspot 3000 a fiber optics link zde). Studiové vybavení, na které jsem sestavu "přišil", je vybavení Fomei SLS, záblesková hlava sloužící k osazení měla výkon 600 Ws. Při zobrazených testech byl použit fotoaparát Canon 20D, u demosnímků objektiv EF 100 mm f/2,8 macro.

Co budeme potřebovat?

Ateliérové vybavení (v mém případě Fomei SLS)

• zábleskovou hlavu o výkonu alespoň 600 Ws, napájecí kabely, pilotní žárovku 150 W
• komínkový reflektor Fomei/Bowens
• stativ na světlo
• makroobjektiv, fotoaparát, stativ

Materiál pro výrobu optických světel

• ohebné kovové trubky opatřené příslušnými redukcemi a závity (lze pořídit na zakázku)
• příslušný počet objektivů ze zvětšovacích přístrojů Meopta Belar nebo podobné
• barevné závitové filtry Meopta průměru 30 mm
• optická plastová vlákna průměru 1 mm (cca 150 metrů)
• epoxidovou pryskyřici, kousky igelitu
• tepelně smršťovací bužírky o průměru cca 15 mm
• hliník na výrobu redukce (průměr 70 mm, síla cca 20 mm)
• soustruh (nebo soustružníka)
• posuvné měřítko a metr
• plynový hořák a ostrý nůž (stačí výsuvný zlamovací), mazací tuk

Finanční náklady potřebné k nákupu originálního zařízení
Speciální vybavení pro makrofotografii, pokud vynecháme systémové makroblesky, pořídíte do ateliéru za cca 60 až 100 tisíc korun. Tato investice představuje speciální zábleskovou hlavu o vysokém výkonu (dva až čtyři tisíce Ws), tři až čtyři soustavy na bázi optických vláken připojitelné do zábleskové hlavy ve formě ohebných "hadic", které budeme dále nazývat "fíbry" (podle anglického výrazu fibre - vlákno), stojánky na fíbry, fokusovací nástavce k ovládání světelného ohniska a další drobnosti. Tato suma často představuje celý rozpočet na pořízení ateliérového vybavení dostupný začínajícímu i pokročilému fotografovi.

Finanční náklady potřebné ke zhotovení zařízení svépomocí

Ačkoliv je tedy zřetelné, že výroba zařízení "podomácku" také něco stojí, pokud vlastníte běžné ateliérové vybavení pro fotografii reklamy nebo produktů, představuje pro vás tato cesta skutečně minimální finanční i prostorové investice.

Časová náročnost
Vstupy do organizace, nákupu a výroby také jsou zanedbatelné. Přiznám se, že celé pátrání po možných alternativách, pokusy, experimenty a "výzkumy" zabraly při výrobě téměř půl roku, to však již čtenáře tohoto článku nečeká. Většina problémů a technických řešení před vámi leží rozkryta a k použití. Předpokládám, že byste měli být schopni sestavit celou soustavu za tři víkendy klidné, zábavné činnosti, pokud nebudete práci věnovat celodenní úsilí.

Co ještě je třeba vědět
Úmyslně neuvádím některé drobnosti, jako je spojení na příslušné dodavatele optických vláken i jednotlivých částí systému, ponechávám je vaší invenci. Některé části ateliérového vybavení je třeba drobně přizpůsobit, celý systém jsem však vyráběl s důrazem na možnou bezproblémovou demontáž a užití všech částí k jejich původnímu účelu. Žádnou část vybavení nezničíte ani nezměníte tak, aby ztratila svůj původní charakter a účel. Daň za tento přístup je nepatrná "neforemnost", která je však mým osobním, subjektivním dojmem, neboť zpravidla pracuji pouze s profesionální technikou. Jste-li zvyklí na "dílčí" řešení, budete tuto pomůcku považovat za naprostý luxus.

Nejprve nákupy
Dlouho jsem přemýšlel, z jakého materiálu bych měl světla zhotovit, aby dobře a dlouho sloužila. Začnete-li se zajímat o optická vlákna, časem zjistíte, že existují dvě základní kategorie tohoto výrobku. První z nich jsou vlákna skleněná o průměru kolem 9 mikrometrů, druhou vlákna plastová, dodávaná většinou v průměrech 0,09, 0,25, 1 a 2,5 mm. Skleněná vlákna jsou pro účely stavby makrosvětel nepoužitelná pro svou cenu za "milimetr průměru" i z důvodu mnohem obtížnější zpracovatelnosti. Na telefonickou radu řady profesionálů jsem nakonec zvolil 1 mm plastová optická vlákna, která podle mého názoru jsou použita i u světel Hensel. Plastová vlákna je možné objednat u několika dodavatelů v ČR. Další nezbytnou součástkou jsou kovové ohebné trubky, které mechanicky drží světlo ve správné poloze, nahrazují světelný stativ a chrání svazek vláken před poškozením. Z důvodu nedostupnosti podobných pomůcek na trhu jsem nakonec zvolil zakázkovou výrobu u společnosti, která produkuje lampičky pro průmyslové stroje, soustruhy, šicí stroje a tyto trubky přímo vyrábí (tip pro vás). Dodavatel také osadil konce trubek příslušnými redukcemi určenými k našroubování objektivu Belar (zaslal jsem mu vzorek objektivu pro změření závitu) i k nasazení do redukce komínkového reflektoru a vyrobil i dvě samotné redukce. Disponuji variantami osaditelnými třemi nebo čtyřmi světly, čtyři považuji za výhodné, pokud budete pracovat pouze s jednou zábleskovou hlavou, tři na jednu hlavu bych volil v případě, že budete osazovat dvě světla po třech "fíbrech" - tedy celkem šest světel. Vyzkoušel jsem i řešení složené z hadice ke sprše zbavené vnitřní výstelky a opatřené stojánkem pro umístění světla v okolí fotografované scény, obě mají své výhody a nevýhody. Poslední důležitou částí jsou objektivy. Světla by šla sestavit i bez nich, ukončení soustavy je však žádoucí z důvodu ochrany vyleštěných vláken a dále kvůli možnosti ovládat světelný tok jednotlivých ramen zařízení. Musíme si totiž uvědomit, že všechna světla budou připojena do jedné zábleskové Hlavy, a tak by poskytovala konstantní světelný výkon. Pokud chcete modelovat světlo dopadající na scénu jinak než přiblížením či oddálením hlavičky světla, je třeba disponovat takovým prostředkem, který umožňuje intenzitu světla mechanicky řídit. Takový prostředek jsem nakonec nalezl právě ve cloně starých zvětšovacích objektivů. Doporučuji objektivy zakoupit jako první, neboť podle jejich průměru i závitu můžete následně objednat příslušné trubky k osazení vlákny. Tolik k záludnostem nákupu pomůcek. Ostatní prostředky nakoupíte v běžné obchodní síti.

Postup prací

Vytvoření svazků optických vláken
Pokud máte všechny součástky pohromadě (odhaduji, že to zvládnete za několik týdnů), můžete přikročit k výrobě svazků optických vláken. Sílu svazku volíme podle požadavků na výkon a podle toho, jaké jsme pořídili "obaly na vlákna" - ohebné trubky. Zobrazený systém je složen ze svazků o průměru šest až sedm milimetrů, což podle mých dosavadních zkušeností plně postačuje k nasvícení různých scén.
Z kotouče optického vlákna odstřihujeme štípacími kleštěmi kusy o délce přesahující délku zhotovené trubky asi o pět až sedm centimetrů. Odstřihujeme do okamžiku, kdy máme svazek potřebného průměru. Na sedmimilimetrový svazek vláken bylo třeba přibližně sedmdesáti jednomilimetrových vláken (obrázek 2). Svazek na jedné straně stáhneme páskou, gumičkou nebo jiným způsobem asi pět centimetrů od konce a vlákna srovnáme do roviny (např. poklepem o tvrdou podložku). Poté začneme vlákna splétat, aby se zkroutila do "copánku". Není třeba příliš dbát na formu a pravidelnost splétání, propletení vláken je však nutné, aby se po začistění vlákna při ohnutí trubky "nezkracovala". Nespletený svazek by při změně poloměru zakřivení vlákna, která jsou na vnější straně svazku, "zkrátil" a ta na vnitřní straně oblouku naopak "vysunul". Spletením nebo zkroucením vláken tomuto chování zabráníme. Při splétání je užitečné brát na zřetel také zakřivení svazku vláken do oblouku. Svazek se zpravidla díky tvarové paměti po navinutí na cívce může kroutit do oblouku, což by komplikovalo následné vsouvání vláken do fíbrů. Pokuste se proto splétat vlákna tak, aby se svazek narovnal.
Zafixované konce spleteného svazku je třeba zarovnat a zkrátit na potřebnou délku. Zkracujeme na délku o dva centimetry přesahující délku fíbra, které budeme připraveným svazkem "nadívat". Pro odkrojení přebytečných konců je ideální rozžhavený ostrý nůž, nejlépe odlamovací řezač. Nůž nažhavíme nad plamenem plynového kahanu (obrázek 3) do červena, svazek vláken položíme na dřevěnou podložku a rozžhavenou čepelí odřízneme konce svazku (obrázek 4a, 4b). Dbáme na to, aby řez byl rychlý a kolmý. Roztavené kousky vláken, které "vyvřely" mimo průměr svazku (obrázek 5), můžeme odstranit štípacími kleštěmi (pozn.: na ilustračních záběrech jsou svazky již slepeny epoxidem, což je v přípravě optických vláken až následující operace).
Připravíme si čirou epoxidovou pryskyřici, kterou namícháme v takovém poměru, aby vznikl spíše tvrdší, rychleji schnoucí kompozit, a oba konce svazku vláken důkladně natřeme lepidlem v délce tři až čtyři centimetry. Dbáme na to, aby nám pryskyřice ze svazků nekapala a netvořila na povrchu vláken výstupky a nerovnosti. Počkáme, až pryskyřice prosákne i mezi vlákna. Vrstvička lepidla by měla být rovnoměrná, na její uhlazení je možné použít kousek igelitu, který kolem naneseného lepidla na svazku "utáhneme". Po zatvrdnutí půjde igelitový "obal" snadno sejmout. Tuto fintu znají zejména vodáci opravující své laminátové lodě.
Po zatvrdnutí lepidla sejmeme igelit, uhladíme případné nerovnosti, odstraníme přebytečné kousky lepidla nebo kapičky a svazek vláken zhruba zabrousíme. Výhodné je použití brusného papíru na kotouči ruční vrtačky. V této fázi není třeba ještě zarovnávat vlákna zvlášť pečlivě, zábrus provádíme pouze z důvodu kontroly konzistence svazku a snadnosti průchodu trubkou, která bude svazek hostit. Postup opakujeme i u ostatních svazků vláken, které jsme si k sestavení systému připravili. Tím je hrubá práce s vlákny a jejich svazky hotová.

Příprava trubek - nosného systému pro optická vlákna
Při přípravě tzv. pancéřových trubek jsem jako hlavní faktor měl na zřeteli spolehlivost a samonosnost. Druhým důležitým hlediskem bylo takové sestavení, které by umožňovalo bezproblémový provoz, možnost rychlého složení a rozebrání systému a zachování komínkového reflektoru v původním stavu (bez nutnosti jakékoliv destrukce). Volba nakonec padla na "záslepku" reflektoru složenou ze dvou částí a opatřenou otvory se závity pro našroubování jednotlivých fíbrů. V tomto konkrétním provedení je síla záslepky deset milimetrů. Mocnost závitu a jeho délka je podstatná pro skutečně stabilní uchycení trubek, s nimiž fotograf manipuluje. Záslepka má tloušťku rovnající se délce závitu koncovky fíbru (obrázek 6). Druhá strana trubky je osazena redukcí se závitem určenou k našroubování objektivu s clonou (obrázek 7). Redukce reflektoru je opatřena závitem, na který se šroubuje matice (obrázek 8). Redukci provlékneme vnitřkem reflektoru a umístíme na zahrdlení komínku. Utažení maticí zajistí pevné uchycení redukce v ústí komínkového reflektoru. Je důležité zajistit rovnoběžnost konce optického systému se směrem vyzařování světla ze zábleskové hlavy. Tím dosáhneme maximální ziskovosti světla. Vlákna by měla v redukci být umístěna tak, aby jejich plocha byla rovnoběžná s plochou redukce a vlákna nebyla ani vystouplá, ani zapuštěná v ploše redukce. Důvodem je opět kvalitní vedení světla z reflektoru do optického systému. Umístění fíbrů v redukci reflektoru znázorňuje obrázek 9.

Osazení trubek svazky vláken
Připravené a nahrubo začištěné svazky optických vláken je třeba dopravit do kovových nosných trubek a zajistit proti posouvání a pohybu. Systém, který jsem tvořil, byl sestavený s minimální vůlí a vlákna by procházela trubkou poměrně obtížně. Vzhledem k faktu, že světlovodný efekt je zajištěn speciální reflexní vrstvičkou, která odráží světlo procházející vláknem zpět dovnitř, mohlo by při nešetrné manipulaci dojít k jejímu poškození a snížení vodivosti světla ve svazku. Z toho důvodu jsem svazek lehce potřel mazacím tukem, aby nedocházelo ke zbytečnému tření.
Nyní stačí uchopit svazek optických vláken a opatrně jej zavést do nitra každé trubky. Konečné zabroušení předního konce svazku je žádoucí provést až po protažení vláken systémem, proto svazek poněkud vysuneme (obrázek 10), provedeme konečné uhlazení, zabroušení a vyleštění pomocí brusných papírů hrubosti 220, očistíme od nečistot a zasuneme zpět. Díky zalepení konců svazků epoxidem bude "řez" svazku zrcadlově lesklý a hladký jako sklo. Osazení systému vlákny ukazuje obrázek 11. Poslední fází montáže je uchycení svazku v trubce. K tomu je užita smršťovací bužírka, kterou jsem nasunul na svazek vláken v místě zahrdlení vždy v délce dva až tři centimetry postupně ve třech vrstvách. Tím jsem vytvořil pevnou, elastickou manžetu kolem svazku vláken, která jej pevně utěsnila v trubce a zajistila proti posunutí. Takto zajištěný konec svazku je opět zabroušen jemným brusným papírem a zaleštěný jemnou brusnou pastou. Výsledek je vidět na obrázku 12.

Montáž objektivů a kompletace systému
Nyní máme potřebný počet "světel" – flexibilních, ohebných subsystémů, které připojíme jako příslušenství prostřednictvím komínkového reflektoru do zábleskové hlavy ateliérového světla. Zde je vhodné podotknout, že zaslepený komínkový reflektor neodvádí prakticky žádné teplo, takže to, které vyzařuje pilotní žárovka světla, by mohlo teplotu uvnitř reflektoru zvýšit natolik, že by se pečlivě zahlazené a vyleštěné konce plastových optických vláken začaly tavit. Proto je vhodné v hlavě, kterou budete k podobnému účelu používat, vyměnit pilotní žárovku za takovou, která svým tepelným výkonem nepoškodí napojený systém. Doporučuji použít 150 W a výkon pilotky stáhnout na minimum nutné pro správné modelování světla a minimálně v průběhu prvních testů chování zařízení pečlivě monitorovat. Jak jsem již uvedl na začátku, problém ovládání množství světla vycházejícího z každého fíbru je vyřešen pomocí objektivů ze zvětšovacích přístrojů, které jsou levně k dispozici ve většině bazarů s fototechnikou (obrázek 13). Objektivy obsahují vlastní lamelovou clonu ovládanou clonovým kroužkem (zde plně otevřená), takže je možné intenzitu světla vycházející z každého fíbru ovládat, ačkoliv intenzita světla na vstupu do každého svazku je identická pro všechny připojené fíbry. Další výhodou tohoto řešení je možnost nákupu různých doplňků, jako jsou barevné filtry, UV a polarizační filtry a další pomůcky, které je na jednotlivé "hlavičky" možné nasadit, a zvýšit tak kreativitu použitého systému (obrázek 14). Objektivy ošetříme troškou mazacího tuku na závitu, vyčistíme od prachu a špíny a nasadíme na fíbry. Zadní konec každého světla je začištěný, vyleštěný a zajištěný proti pohybu i posuvu, přední konec hostí objektiv s clonou (obrázek 15), můžeme tedy přikročit ke kompletaci.
Komínkovým reflektorem protáhneme redukci závitem ven tak, aby svým rozšířením dosedla na zahrdlení komínku. Matici redukce nasadíme na závit a pevně na redukci utáhneme. Padesáticentimetrové fíbry mají hmotnost stovek gramů, celá montáž čtyř "hlav" váží přibližně dva kilogramy, proto je pevné utažení důležité pro stabilitu systému. Do přišroubované redukce našroubujeme všechny hotové fíbry (obrázek 16) a náš systém osvětlení pro makrofotografii složený z optických vláken je hotov (obrázek 17).

Chování systému
Nyní už zbývají pouze testy systému. Tok přirozeného světla fíbrem je zachycen na obrázku 18. Zde jsou vidět jednotlivá vlákna optického svazku, jak vyzařují barevně přirozené bílé světlo (druhý konec hlavy mířil při tomto snímku do okna). Je samozřejmé, že takto strukturované světlo by nebylo užitečné, pokud by dopadalo na scénu stejným způsobem. Tím by tvořilo "kropenatou" nebo "flekatou" strukturu světla, efekt by byl podobný jako u voštiny na reflektoru. Díky objektivu s ohniskovou vzdáleností 50 nebo 75 mm se světlo spojuje a vyzařuje tak, že při dopadu na fotografovaný předmět tvoří elegantní, hladký, homogenní svazek. Světlo z hlavy připojené do záblesku ukazuje obrázek 19. Zde po fragmentaci světelného svazku na jednotlivá vlákna již není ani stopy.
Je pochopitelné, že pokud se do výroby podobného doplňku vašeho ateliéru pustíte, výsledek se může poměrně výrazně lišit od toho, který jsem v článku představil. Není tedy příliš důležité podrobně popisovat všechny způsoby aplikace. Vyzkoušel jsem za dobu jeho existence různá nasazení a mohu konstatovat, že z hlediska ovládání je makroosvětlení komfortní, čtyři "zábleskové hlavičky" stačí v plné míře na nasvícení jakékoliv miniaturní scény o velikosti do 50 čtverečních centimetrů shora i ze stran. K pořizování makrosnímků používám objektiv Canon EF 100 mm f/2,8 macro, jehož maximální clonové číslo je 32, zobrazená sestava osvětluje scény při maximálním výkonu zábleskové hlavy (600 Ws) dokonce nad touto hodnotou při ISO 100 a čase 1/125 vteřiny. Při použití s výkonnější hlavou by výkon systému pochopitelně vzrostl také, příslušné testy jsem však zatím neměl možnost provést. Robustní systém ohebných trubek drží světla v žádoucí poloze, clony jednotlivých objektivů jsou schopny velmi účinně řídit světelný tok, barevná teplota světla odpovídá teplotě záblesku, vlákna ani nasazené objektivy ji nijak znatelně nezkreslují a výsledky považuji za zcela dostatečné pro pravidelné profesionální nasazení. Výhodou podobného systému je také jeho jedinečnost, fotograf má k dispozici zařízení, které jeho kolegové nemají a jehož vlastnosti je obtížné napodobit. Může tedy s jeho pomocí tvořit výsledky jedinečné hodnoty.
Mezi nevýhody tohoto řešení bych zařadil nemožnost svícení scény ze zcela protilehlých směrů (shora a zdola), úbytek "plochy světla" úměrný nastavené cloně na objektivu a objektivy se světelností f/4,5, které dále snižují světelný výkon systému. Také komínkový reflektor není zřejmě ideálním hostitelem takového zařízení, stejným způsobem by šel osadit i běžný malý reflektor, délka soustavy by se zkrátila a manipulace by byla o něco snadnější. Takto vyrobený systém je vhodný umístit svisle nad nebo pod fotografovaný objekt, při umístění ze strany je náchylný k nestabilitě kvůli hmotnosti fíbrů a páce působící na zábleskovou hlavu. Sestavu by bylo vhodné doplnit o trubkovou "šibenici" nad produktovým stolem, která by umožňovala širší možnost stabilního umístění blesků nad scénou.

Závěr
Pokud vlastníte ateliér a přemýšlíte o něčem zajímavém pro osvětlení detailů a velmi malých scén, unikátní doplněk pro foodstyling, snímky nápojů, částí lidského těla, jako jsou oči, prsty, fotografování stylizovaného hmyzu v ateliéru, rostlin, elektrosoučástek, drobných šroubků, šperků, potravin a mnoha dalších předmětů, můžete za cenu nižší než pět tisíc korun (pokud vlastníte komínkový reflektor) získat skutečně silného pomocníka. Výrazným benefitem je možnost za stejně výhodných podmínek systém podle potřeby libovolně rozšiřovat a přetvářet (například zvýšením počtu mikrohlav, osazením více zábleskových hlav, úpravou redukcí, různou délkou jednotlivých ramen, možností aplikace jiných výstupních nástavců, než jsou objektivy, a mnoha dalšími způsoby). Výhodou robustních trubek, které nesou optický systém i objektivy, je také možnost uchycení odrazných destiček, difuzérů a voštinek, které vaše možnosti nasvícení scény ještě zvýší. Práce se světly je zábavná, často až uhrančivá a dovede vám odkrýt zcela jiný svět fotografie. Systém by bylo vhodné doplnit ještě o speciální "stoleček" vhodný k uchycení předmětů podle potřeby. Pokud se do podobné práce pustíte, přeji vám pevné nervy, šťastnou ruku a dobrý výsledek vašeho snažení. Připojené ilustrační snímky jsem vybral úmyslně tak, aby se na první pohled lišily od toho, co v produktovém ateliéru vzniká běžně. Všechny jsou nasvíceny pouze jednou zábleskovou hlavou osazenou čtyři fíbry, modelování světla na scéně by bylo jistě možné ladit řadou jiných prostředků, jako jsou spotové reflektory, kruhové blesky, systémové makroblesky a další doplňky. Nestihl jsem bohužel zhotovit snímky s prosvíceným pozadím na produktovém stole, které by jistě dodaly práci další zajímavý rozměr.

Demosnímky:
Dva způsoby nasvícení vaječné skořápky
Tužková baterie Duracell
Nábojnice
Pštrosí pero
Kamenná kočka nasvícená dvěma způsoby, v okolí jsou zachyceny hlavy makrosvětel.

Snímky jsou ke stažení zde.