Как работает современная экспонометрия

Урок четвертый - Технические стороны фотографии

Выдержка

Выдержка — интервал времени, в течение которого свет воздействует на участок светочувствительного материала для сообщения ему определённой экспозиции.

Время экспонирования — интервал времени, в течение которого затвор фотоаппарата открыт для получения кадра (экспонирования кадра), то есть, в течение которого свет воздействует на светочувствительный материал (матрицу или пленку) в пределах всего поля изображения.

Если доступ света начинается и прекращается одновременно по всему полю изображения (например, центральным затвором), время экспонирования совпадает с выдержкой. При использовании шторного или обтюраторного затвора время экспозиции может многократно превышать выдержку. Например, на фотоаппаратах «ФЭД», «Зоркий», «Зенит» со шторным затвором все выдержки 1/60, 1/125, 1/250, 1/500 отрабатываются при времени экспонирования 1/30 секунды. Это, в частности, приводит к эффекту временного параллакса.

Шкала выдержек

Во многих современных фотоаппаратах используется стандартная шкала выдержек в долях секунды, причем для коротких выдержек (меньше 1 секунды) числитель опускается, и выдержка описывается знаменателем:

8000 (1/8000 c)

4000 (1/4000 c)

2000 (1/2000 c)

1000 (1/1000 c)

500 (1/500 с)

250 (1/250 с)

125 (1/125 с)

60 (1/60 с)

30 (1/30 с)

15 (1/15 с)

8 (1/8 с)

4 (1/4 с)

2 (1/2 с)

1 с

2 с

B — «Bulb». Ручная выдержка (затвор открыт до тех пор, пока нажата кнопка спуска затвора или не поступит сигнал с пульта дистанционного управления)

Различные выдержки дают различный эффект при фотографировании движущейся воды

Чем больше знаменатель выдержки, тем меньше экспозиция при фиксированном относительном отверстии диафрагмы, и тем темнее получается фотография. Для компенсации необходимо повышать чувствительность или изменять диафрагму.

Кроме экспозиции, выдержка влияет на фиксацию движущихся объектов: длинные выдержки (обычно более 1/30 с) позволяют добиться эффекта «видимого движения», при котором объект превращается в размытые полосы. Короткие выдержки (обычно короче 1/500 с) дают «стоп-кадр», четко фиксируя объект.

Длинные выдержки часто приводят к эффекту «шевеленки», появляющемуся из-за дрожания рук фотографа. Фотографии при этом получаются размытыми. При фотографировании статичных объектов от «шевеленки» можно избавиться, используя штатив или, до определенной степени, специальные объективы с подавлением вибрации.

При применении не имеющих такого оборудования фотоаппаратов и объективов, для отсутствия "шевелёнки" следует соблюдать эмпирическое правило: знаменатель выдержки должен быть больше числового значения эквивалентного фокусного расстояния объектива, приведённого к 35 мм плёнке. Так, снимая объективом "Юпитер-37А" на 35 мм плёнку с фокусным расстоянием 135 мм, следует выставлять выдержку не длинее 1/250 с, чтобы быть уверенным в полученном результате. При применении объектива ЗМ-5А (500 мм фокусное расстояние) на цифровом аппарате с матрицей APS-C получаем эквивалентное фокусное расстояние 750 мм и необходимую выдержку не длиннее 1/1000 с.

Диафрагма

Диафрагма – это устройство, которое регулирует количество света, пропускаемое объективом.

Степень открытия отверстия диафрагмы определяется ее значением. Значение диафрагмы обозначается следующим образом: f2.8, f3.5, f5.6 и т.д.

Она является экспопарой совместно с выдержкой: можно открыть диафрагму, а выдержку сделать короче, а можно наоборот – длиннее выдержку и меньше относительное отверстие диафрагмы. На первый взгляд экспопара взаимозаменяема – и выдержка и диафрагма влияет на количество пропускаемого света на светочувствительный элемент фотоаппарата, но это только на первый взгляд. На что в первую очередь влияет диафрагма – на глубину резко изображаемого пространства (ГРИП), или говоря проще – глубину резкости. Именно поэтому диафрагма для фотографа является широчайшим творческим рычагом для достижения творческого эффекта.

Чем больше значение диафрагмы, тем меньше света проникает в объектив. Например, если на объективе с относительным отверстием 2.8 мы поставим значение диафрагмы f /2.8, то это будет значить, что диафрагма на этом объективе будет полностью открыта. Чем сильнее закрыта диафрагма, тем больше глубина резкости, соответственно, чем больше открыта, тем меньше глубина резкости.

Давайте более детально разберемся с тем, что нам дает увеличение или уменьшение отверстия диафрагмы. Чем меньше отверстие диафрагмы, тем больше глубина резко изображаемого пространства (ГРИП), кратко – глубина резкости, то есть область четкой фокусировки вокруг снимаемого объекта.

Наиболее эффективный способ управления ГРИП – это регулировка диафрагмы. С открытой диафрагмой происходит эффект размытия заднего фона. Пример с цветами это ясно демонстрирует. Резкость была наведена на край цветка, а задняя часть кадра получилась красиво размытой и зритель сразу понимает что именно хотел показать им фотограф.

Умелое использование диафрагмы станет для вас хорошим творческим инструментом. Главное понимать, что для съемки пейзажей следует использовать высокие значения диафрагмы, а для съемки портрета будет полезно использовать размытие заднего фона.

Чувствительность (ISO)

Матрица цифрового фотоаппарата обладает базовым значением чувствительности. В цифровой фотографии параметр чувствительности принято обозначать как ISO. Он зависит от физического размера матрицы, размеров ее ячеек и в меньшей степени от применяемых при изготовлении технологий. Все прочие значения чувствительности, доступные через меню камеры или устанавливаемые автоматически, есть результат работы электронного усилителя. Очевидно, что усилитель одновременно увеличивает как полезный сигнал, так и шумы.

С позиции экспонометрии управление чувствительностью многократно расширяет диапазон приемлемых условий освещения в сцене. В пленочной фотографии ряд значений чувствительности стандартизирован. В цифровой фотографии некоторые фирмы придерживаются стандартного ряда ISO, а другие добавляют собственные значения.

Автоматика хорошей цифровой камеры крайне неохотно идет на изменение чувствительности. Но если условия съемки не соответствуют диапазону маневра диафрагмой и выдержкой, приходится подключать к управлению экспозицией изменение чувствительности.

Фотограф может задать чувствительность вручную через меню камеры. Но пользоваться этой функцией следует очень осторожно. По меньшей мере, надо изучить, как влияет повышение чувствительности на уровень шумов. Владелец камеры самостоятельно решает при каком значении ISO качество снимков остается удовлетворительным.

Принципиально надо понимать, что если в характеристиках камеры записано максимальное ISO 3200, это «круто» только на бумаге. На практике же сверхвысокая чувствительность никак не расширит диапазон применения камеры (кроме профессиональных камер) и, скорее всего, останется невостребованной.

Баланс белого (WB)

Баланс белого – это регулирование оттенка белого цвета в изображении. Это очень важный параметр, определяющий цветовую температуру, которая меняется в зависимости от типа освещения (от погодных условий, а также от источников света в помещении). Независимо от освещения человеческий глаз приспосабливается к нормальному восприятию белого цвета, нам кажется, что мы видим мир одинаково как при дневном свете, так и в помещении, где используются лампы искусственного освещения.

В солнечный день на улице и в помещении цветовая температура будет сильно отличаться. Если вы ошибетесь с балансом белого, то цвета на ваших снимках будут сильно искажены, что будет выражаться в общем изменении тона снимков. При съемках в темном помещении, например в кафе, ваши снимки будут получаться с ярко выраженным желтым оттенком. Бывают и такие ситуации, когда кадры уходят «в синеву». Это бывает в основном тогда, когда вы снимаете в помещении, где используются флуоресцентные лампы. Глаз человека моментально подстраивается под используемое освещение, поэтому ощутимой разницы цветовой температуры мы не замечаем. Фотокамера же воспринимает освещение таким, каково оно на самом деле, поэтому очень важно выставлять баланс белого правильно.

Цветовая температура

Цветовой температурой можно измерить все без исключения источники освещения. Она измеряется в градусах Кельвина. Профессиональные зеркальные камеры позволяют установить баланс белого вручную, задавая точную цветовую температуру освещения. Полезно запомнить цветовую температуру самых распространенных источников света. Это поможет при съемке в сложной ситуации, когда автоматический баланс белого камеры ошибается.

Свеча - 1200-1800 К

Лампа накаливания - 2500-3500 К

Свет в сумерках - 4000 К

Флуоресцентная лампа - 4000-4800 К

Яркий солнечный свет - 4800-5400 К

Фотовспышка - 5400-5600 К

Облачная пасмурная погода - 5400-6200 К

Тень или вечернее время - 8000-9500 К

Небо в яркий солнечный день - 7000-11000 К

Режимы баланса белого

Во всех камерах значки режима баланса белого стандартизированы. Лишь в некоторых камерах режимы приведены не в качестве значков, а в качестве названий.

Авто – режим автоматического баланса белого. Его можно использовать, если вы не уверены в настройках. Параметр подойдет в использовании при сложном освещении при съемке с несколькими источниками света, имеющими разную цветовую температуру. Но автоматика не всегда правильно определяет баланс белого.

Дневной свет – этот режим выставляется при съемке в яркий солнечный день. Если неправильно выставить этот режим (например, если на улице пасмурно или вы зашли в помещение и забыли сменить режим), то вы можете испортить свои снимки. Они получатся с желтым или зеленым оттенком.

Облачно– этот режим нужно использовать, когда на улице пасмурная погода.

Лампа накаливания – данный режим необходимо использовать, когда вы снимаете в помещении, в котором в качестве освещения используются лампы накаливания. Как правило эти лампы имеют низкую цветовую температуру и автоматический режим справляется с этой задачей не лучшим образом.

Флуоресцентное освещение – этот режим необходим при съемке в помещении с флуоресцентными лампами, их еще называют «лампами дневного света».

Вспышка – режим, необходимый при съемке с использованием фотовспышки (накамерной или внешней), когда свет от вспышки является основным источником света.

Режим замера баланса белого по образцу – пожалуй, наиболее профессиональный режим баланса белого. Необходим при съемке с несколькими источниками освещения, которые отличаются по цветовой температуре, а также при съемке в фотостудии со студийным освещением. Чтобы сделать замер баланса белого необходимо в этом режиме сделать снимок белого листа бумаги рядом с объектом съемки и камера сохранит результат. Но если освещение изменилось, либо объект съемки переместился, то необходимо производить замер по образцу заново.

Также для правильного отображения цвета в изображении при замере баланса белого используют так называемую серую карту. Это картонная или бумажная карта, полностью окрашенная 18% серым цветом. Её можно использовать как для правильного замера экспозиции, так и для правильного замера баланса белого.

Экспозиция

Произведение выдержки на освещённость называется экспозицией или количеством освещения. Одна и та же экспозиция может давать несколько различный фотографический эффект в зависимости от соотношения освещённости и времени выдержки, подобное явление называется явлением невзаимозаместимости.

Экспозиция должна быть такой величины, чтобы позволить матрице (фотопленке) с заданной чувствительностью получить количество света, нужное для сохранения изображения – это техническая характеристика каждой светочувствительной матрицы (фотоплёнки). Чем больше светочувствительность (ISO 50/100/200/400/800/1600/3200) матрицы (фотоплёнки), тем меньшая требуется экспозиция.

Измерение экспозиции

Измерение экспозиции (син. Замер экспозиции, Экспозамер) – это получение правильной для данных условий и для данной сцены экспопары.

Экспопара (выдержка и диафрагма в фотографии) вычисляется по результатам экспозамера с учетом эквивалентной чувствительности матрицы (чувствительности фотоплёнки), а иногда и других параметров кадра: контрастности, расстояния до объекта, фокусного расстояния.

Выдержка - время, в течение которого свет от объекта фотографирования регистрируется матрицей (в цифровой фотографии) или воздействует на светочувствительную эмульсию фотоплёнки (в аналоговой фотографии). В фотографии выдержку отрабатывает затвор. В киносъёмочной аппаратуре выдержку отрабатывает обтюратор.

Освещенность фокальной плоскости (плотность светового потока) регулируется диафрагмой объектива.

В фотографии стандартные значения диафрагменных чисел: 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; ..., образованы геометрической прогрессией, т.е. увеличение диафрагмы на одну ступень (1EV) равносильно увеличению выдержки в 2 раза или допускает уменьшение светочувствительности ISO в 2 раза.

Для передачи всего диапазона яркостей снимаемой сцены фотографическим процессом фотографическая широта должна быть больше диапазона сцены. Если это невозможно, экспопару надо выбирать так, чтобы фотографическая широта фотоматериала перекрывала диапазон яркостей сюжетно важной части сцены. Для этого применяют экспокоррекцию - сдвигают экспопару относительно результатов экспозамера, либо производят «точечный замер» нужной части сцены. Экспокоррекция измеряется в единицах EV (англ. exposure value - величина экспозиции). Экспокоррекция предусмотрена у большинства цифровых фотоаппаратов и меняется, как правило, в диапазоне: ±2 EV с шагом 1/3EV.

В современных любительских фотоаппаратах экспозамер и расчет экспопары автоматизированы.

В профессиональных фотоаппаратах автоматика экспозамера отключаема (полностью и частично), либо отсутствует (обычно в студийных камерах).

Как работает современная экспонометрия

Знание принципов экспозиции нужно нам для того, чтобы наши фотографии имели ту яркость, которую нам хочется. Проще говоря, ночное небо на снимке должно быть чёрным, белый снег – белым, лицо не должно иметь пересветов, ну и так далее. А вот на цвет полученного снимка экспозиция никак не влияет. За это отвечает функция определения баланса белого, встроенная в вашу камеру.

Экспонирование в цифровой фотокамере, в общих словах, происходит следующим образом. Первым делом, экспонометр, встроенный в камеру, определяет количество света, необходимое для того, чтобы оптимально экспонировать снимок. Для замера он анализирует свет, попадающий в объектив нашей цифровой камеры (режим TTL). На этом работа экспонометра заканчивается, и мнение экспонометра передаётся в процессор камеры.

Прежде всего, процессор проверяет, не задал ли пользователь какую-нибудь поправку на экспозицию, и, если так, то учитывает её. Получив окончательную величину экспозиции, процессор фотокамеры подбирает выдержку и диафрагму.

А вот тут возможны варианты. Давайте проведём аналогию между экспонированием снимка и варкой супа. Предположим, по рецепту, нам надо налить в кастрюлю определённое количество воды. Это можно сделать по-разному. Например, можно долго лить воду через тонкую трубу. А можно лить через трубу вдвое толще, и кастрюля нальётся вдвое быстрее (при той же скорости воды). Результат будет один и тот же: столько воды в кастрюле, сколько требовалось по рецепту.

То же самое происходит и при экспонировании снимка. Камера может выставить диафрагму в величину f2.0 и дать выдержку 1/1000сек, а может использовать диафрагму f32 с выдержкой 1/4сек, причём в обоих случаях экспозиция будет абсолютно одинаковой и снимки будут иметь одинаковую яркость! Пары выдержек и диафрагм, отрабатывающих одну и ту же экспозицию, называются экспопарами. При выборе подходящей экспопары процессор обращается за подсказкой к фотографу, анализируя, какой пользовательский режим задал фотограф.