Что такое ступени экспозиции

Правило эквивалентной экспозиции

Фотоаппарат – восхитительный инструмент. Просто поразительно как одним щелчком затвора можно остановить текущий миг и сохранить его на будущее. Принцип работы фотоаппарата кажется довольно прямолинейным, однако, когда вы нажимаете на кнопку спуска затвора, происходит довольно много всего. Чтобы полученный снимок был правильно проэкспонирован, нужно выбрать правильное сочетание значений диафрагмы, выдержки и ISO, которые являются составляющими треугольника экспозиции.

Говоря простыми словами, правило эквивалентной экспозиции позволяет получать одинаковую (или эквивалентную) экспозицию, используя разные значения диафрагмы, выдержки и ISO. Существует множество комбинаций этих трех параметров, которые можно использовать для получения эквивалентной экспозиции. Это отлично дополняет правило Тамба (или как его еще называют «правило f/16» или «Sunny 16»).

Для лучшего понимания темы давайте вспомним основные принципы работы камеры и экспозиции. Если всё это вам известно, можете пролистывать сразу до последнего раздела, в котором описывается само правило эквивалентной экспозиции.

Как камера делает фотографии?

Существуют различные виды камер – цифровые зеркальные, беззеркальные, пленочные, встроенные в телефоны. Хоть технология, по которой они работают, и отличается, основной принцип всегда одинаковый. Наиболее специфичное строение у DSLR камер, поскольку в них есть зеркало, позволяющее использовать оптический видоискатель. В остальном же процесс аналогичен.

Основа любой камеры – фотоматрица (или пленка, в случае с аналоговыми фотоаппаратами). Именно при помощи неё создается изображение.

Свет, отражающийся от субъекта, проходит через отверстие (диафрагму), попадает на фотоматрицу, которая имеет определенную чувствительность (ISO) и записывается в течение фиксированного времени (выдержка). Примерно так происходит процесс создания фотографии после того, как вы нажимаете на кнопку спуска затвора. Эти три характеристики: диафрагма, выдержка и ISO являются составляющими треугольника экспозиции.

В большинстве камер есть возможность вручную выбрать значение каждого их трех параметров. При этом можно сказать, что снимок хорошо проэкспонирован, если он выглядит достаточно ярким и не содержит участков, поддавшихся клиппингу (это означает, что на фотографии нет пикселей абсолютно черного или белого цвета. На гистограмме они расположены по краям). Самые распространенные значения параметров экспозиции представлены в таблице ниже (конечно же, это не полный список).

Типичные значения диафрагмы, выдержки и ISO

Что такое стоп экспозиции?

В фотографии термин «стоп» обозначает относительное изменение яркости света. Например, если к одной лампочке добавить вторую с такой же интенсивностью, общая яркость света увеличится на один стоп. Таким образом, один стоп обозначает увеличение или уменьшение вдвое количества света, который попадает на матрицу.

Продолжая наш пример, если к двум лампочкам добавить еще две, интенсивность света увеличится на один стоп, что в сумме даст два стопа.

Таким же образом можно менять интенсивность света во время экспонирования внутри камеры. Достичь этого изменения можно путем регулирования тех самых параметров: диафрагмы, выдержки или ISO.

Рассмотрим пример хорошо проэкспонированной фотографии со следующими параметрами: f/8, 1/125 с, ISO 100. Если установить значение диафрагмы на f/11, количество света, который попадает на сенсор, сократится вдвое за счет уменьшения размера диафрагмы. Таким образом, экспозиция уменьшится на один стоп.

Чтобы получить правильную экспозицию с f/11, нужно скомпенсировать это либо за счет более длительной выдержки (1/60 с), либо повысив ISO до 200. В обоих случаях количество света увеличится на один стоп, и мы снова получим правильную экспозицию. А сейчас давайте рассмотрим следующую таблицу.

Соседние значения в каждой таблице отделены стопами экспозиции

Двигаясь вверх по строчкам, вы повышаете экспозицию по одному стопу за раз. Аналогично, двигаясь вниз, с каждой ступенькой вы будете сокращать экспозицию на один стоп.

Давайте рассмотрим, что означает стоп в контексте каждого из параметров

Диафрагма

Меняя значения диафрагмы, вы регулируете размер отверстия объектива и, следовательно, количество света, попадающего на матрицу. Чем шире диафрагма, тем больше света проходит через объектив и наоборот.

Двигаясь вверх по столбцу, «отверстие» становится шире, удваивая количество света. Таким образом, мы можем сказать, что экспозиция повышается на один стоп. Расширение диафрагмы также приводит к размытию фона, позволяя сделать акцент на фотографируемом субъекте. Используя более узкую диафрагму (большее f-число), вы сокращаете количество света вдвое, тем самым снижая экспозицию на один стоп. В таком случае глубина резкости, наоборот, увеличивается.

Выдержка

Выдержка – это период времени, в течение которого затвор остается открытым. Регулирование того, как на снимке переданы движения, достигается за счет работы с выдержкой.

С каждым большим значением выдержки вы увеличиваете время, в течение которого на фотоматрицу попадает свет, повышая экспозицию на один стоп. Аналогично, с каждым шагом сокращения выдержки, вы уменьшаете экспозицию на один стоп.

ISO – это мера чувствительности сенсора к свету. Чем выше значение, тем сенсор чувствительнее и тем больше цифрового шума будет на фотографии. По возможности лучше устанавливать минимальное значение ISO во избежание шума на снимках.

Поднимаясь по ступенькам ISO, вы удваиваете чувствительность сенсора к свету и повышаете экспозицию на один стоп, и наоборот.

Примечание: Если вы стремитесь избежать шума на фотографиях, очевидно, при съемке вы будете использовать низкие значения ISO. Чтобы скомпенсировать это, можно творчески сочетать разные значения диафрагмы и выдержки в зависимости от желаемого результата. Диафрагма и выдержка связаны обратной зависимостью, то есть, если одно значение повышается, второе понижается. В фотографии этот принцип называется законом взаимозаместимости.

Правило эквивалентной экспозиции

Честно говоря, мне кажется, что вы уже сами догадались, в чем заключается правило – можно получить одинаковую экспозицию при различных комбинациях диафрагмы, ISO и выдержки. Под «одинаковой экспозицией» подразумевается, что фотоматрица получит аналогичное количество света и яркость фотографий будет одинаковой.

Рассмотрим пример

Представьте, что фотографируете портреты на улице в ручном режиме камеры. Вы смотрите в видоискатель, компонуете кадр и наполовину нажимаете кнопку спуска затвора, чтобы сделать замер экспозиции.

Допустим, вы устанавливаете следующие значения: f/2.8, 1/250 с, ISO 200, чтобы индикатор экспозиции был на отметке 0 (это обозначает «корректную» экспозицию, основываясь на режиме замера). Вы делаете снимок, но замечаете, что ему не помешала бы большая глубина резкости, которую можно достичь за счет сужения диафрагмы. Вы устанавливаете значение f/5.6, что на два стопа ниже от f/2.8.

Чтобы получить эквивалентную экспозицию, вы можете выбрать любые из следующих сочетаний. Таким образом, эквивалентная экспозиция достигается за счет повышения или понижения значений других параметров для балансирования общего количества света.

Эквивалентные экспозиции для исходных параметров f/2.8, 1/250 с, ISO 200

Есть много комбинаций, с которыми можно получить эквивалентную экспозицию, поэтому приведенный выше список – всего лишь пример.

Фотографии, сделанные с любой из этих комбинаций будут выглядеть одинаково яркими. Разница будет заключаться либо в глубине резкости (за счет разных значений диафрагмы), том, как передается движение в кадре (разная выдержка) или количестве шума (значения ISO).

Давайте попрактикуемся!

Теперь можно закрепить всё парой задач. Заполните пропуски так, чтобы экспозиция в обоих случаях была эквивалентной. Первая задача разобрана детально. (Ответы приведены в конце статьи)

1. f/5.6, 1/30 sec, ISO 400 = f/16, _____, ISO 800

f/5.6 > f/8 > f/11 > f/16 = яркость сократилась на 3 стопа

ISO 400 > ISO 800 = яркость увеличилась на 1 стоп

Таким образом, суммарный результат – уменьшение яркости на 2 стопа. Следовательно, нам нужно это скомпенсировать за счет выдержки. 1/30 > 1/15 > 1/8 = повышение яркости на 2 стопа.

2. f/2.8, 1/1000 sec, ISO 1600 = f/8, _____, ISO 400

3. f/11, 1/8 sec, ISO 100 = _____, 1/250, ISO 3200

5. f/16, 1/125 sec, ISO 100 (the Sunny 16 Rule) = f/8, _____, ISO 200

(Ответы – 2. 1/30 sec, 3. f/11, 4. ISO 100, 5. 1/1000 sec)

Источник

Ступень экспозиции

Автор: Fimpuls.ru · Опубликовано 05.11.2012 · Обновлено 23.09.2018

И снова углубимся в теорию. Сегодня разберём понятие ступень экспозиции (стоп, f-stop).

Из предыдущей статьи нам известно, что у фотографов исторически принято измерять экспозицию (количество необходимого света, попадающего на светочувствительный материал) в геометрической (логарифмической) прогрессии. Шагом изменения принята ступень экспозиции изменение количества света в два раза.

Ступенями измеряют все параметры влияющие на экспозицию: мощность источника света, выдержку, диафрагму, чувствительность фотоплёнки (матрицы цифрового фотоаппарата). Вы могли слышать выражение эксподвойка (выдержка и диафрагма) или экспотройка (чувствительность, выдержка и диафрагма). Но с учётом изменения мощности впору вводить понятие экспочетвёрка.

Рассмотрим каждый из этих параметров по отдельности. И начнём с мощности источника света. Не обязательно это мощность импульсного прибора или искусственного источника постоянного света. Под этим понятием мы будем подразумевать и Солнце.

Солнце естественный источник постоянного света вполне определённой конечной мощности. Именно потому, что мощность Солнца стабильна и появились так называемые эмпирические правила. Кроме того мы можем изменять интенсивность солнечного излучения, применяя различные рассеиватели и отражатели.

Итак, примем полную мощность источника света за единицу. Его половинную мощность обозначим как 1/2, четверть мощности 1/4 и т. д.

1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128

Как видим, каждое последующее число уменьшает мощность источника света наполовину (в два раза). Таким образом, мы получили ряд чисел с шагом в одну ступень экспозиции.

Между числами с шагом в одну ступень могут быть и множество промежуточных чисел, позволяющих более точно выставить необходимую экспозицию. Регулировка мощности может быть как ступенчатой (с конечным шагом), так и плавной.

Не обязательно мощность на источнике света будет показана в виде дроби. Производители используют разные обозначения мощности прибора.

Теперь рассмотрим ряд чисел выдержки. Выдержка это время, в течении которого происходит экспонирование светочувствительного материала (или матрицы цифрового фотоаппарата). Т. е. это время открытия затвора фотоаппарата. Опять начнём с единицы. С одной секунды. И составим ряд с шагом в одну ступень экспозиции.

И здесь нас ждёт небольшой сюрприз. Обратите внимание на два числа, выделенные красным цветом. Мы договорились, что будем называть одной ступенью изменение параметра в два раза. Но изменение с 1/8 до 1/15 секунды и с 1/60 до 1/125 секунды вовсе не равно двукратному изменению, как это было при рассмотрении ряда ступеней мощности. В чём же дело?

А это некий компромисс. Принимая подобные допущения мы упростили себе последующий расчёт времени как в сторону более длинных выдержек, так и в сторону более коротких выдержек. Конечно, мы могли и не делать таких допущений и оставить всё как в шкале мощностей.

Надо сказать, что шкала выдержек не всегда была такой. Первоначально выдержек короче секунды вообще не было. Да, и привычных нам затворов в фотоаппаратах не было. Светочувствительность материала была очень низкой. Соответственно и выдержки были очень длинные. Выдержку отмерял не затвор фотокамеры, а фотограф, снимая и одевая крышку объектива. Вспомните выражение сейчас вылетит птичка.

На сайте vintagephoto.tv нашлась фотография такой птички, призванной отвлекать детей во время длинных экспозиций. Ассистент фотографа приводил такую птичку в движение с помощью гидросистемы и она начинала издавать свист, напоминающий пение птиц. Дети замирали в изумлении. Так удавалось избегать шевелёнки.

С появлением более светочувствительных материалов фотографам уже понадобился затвор, который был обязан точно отмерять короткие выдержки. И встал вопрос, как обозначать выдержку. Посмотрите на иллюстрацию фотоаппарата Beauty Flex. Ниже его шкала выдержек. Непривычно, не правда ли?

1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/100, 1/200 секунды.

Здесь мы тоже имеем некоторые допущения. Переход с 1/2 секунды на 1/5 секунды и с 1/10 на 1/25 секунды фактически не равен одной ступени экспозиции, но в целом логарифмический ряд сохранён.

Очень похожую шкалу имел дальномерный фотоаппарат Киев 4EМ. Первые фотоаппараты Киев по сути были фотоаппаратами Contax, вывезенными из Германии по репарации после Второй мировой войны. Вот его шкала.

1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 (или 1/1250).

Уже что-то напоминающее шкалу выдержек современного фотоаппарата.

Но, как говорят во французской пьесе, вернёмся к нашим баранам. Современный ряд выдержек с шагом в одну ступень (основной ряд выдержек) недостаточно точен для выставления правильной экспозиции. Не удивительно, что появились и промежуточные значения выдержек. Ряд выдержек с шагом 1/3 ступени экспозиции выглядит следующим образом (красным цветом обозначен основной ряд выдержек).

Правда, на фотоаппарате вы никаких дробей не увидите. Принято писать вместо дроби просто знаменатель. Если на шкале фотоаппарата вы видите число 125, то это означает выдержку 1/125 с, если видите число 8, то это выдержка 1/8 секунды. Но если видите 8, то это выдержка 8 секунд. Выдержка 05 означает 0.5 секунды или, иначе, 1/2 секунды.

Знак прямые кавычки традиционно используется в обозначении минут. Вы видите такой значёк не только в фотоаппарате, но и при пользовании системой GPS в момент определения широты и долготы.

Как и в случае диафрагменных чисел, шаг изменения выдержек может быть изменён в настройках вашего фотоаппарата на 1/2. Тогда ряд выдержек будет выглядеть следующим образом.

Опять мы видим совпадения промежуточных значений выдержки в рядах с шагом 1/3 и 1/2 ступени экспозиции. Этим можно пренебречь. Более популярен ряд с шагом 1/3 экспозиции, но можете пользоваться тем вариантом, который вам удобен.

Ряд выдержек может свободно продолжатся как влево так и вправо. Выдержки могут иметь любую длину. В современных зеркальных фотоаппаратах обычно запрограммированы выдержки от 30 секунд до 1/4000 с (в более продвинутых моделях до 1/8000 с).

Если нужны более длительные выдержки, или мы хотим управлять выдержкой сами (при комбинированных съёмках), то в фотоаппаратах предусмотрен ещё один режим, называемый Bulb. Фактически это та же крышечка на объективе при съёмке с птичкой. Когда захотели, затвор открыли, когда захотели закрыли. Проще говоря, это ручное управление выдержкой.

Надеюсь, с выдержками теперь всё понятно. Займёмся чувствителностью. Чувствительность числовая величина, характеризующая способность фотографического материала образовывать изображение под действием света.

Я начал заниматься фотосъёмкой ещё в советское время, поэтому ни о каких чувствительностях, измеряемых в ISO в то время не слышал. На фотоаппаратах, на плёнках, на расчётных таблицах вспышек (вспышки не были автоматическими) наносились чувствительности, выраженные в единицах, которые требовал ГОСТ (Государственный стандарт). Фотографы называли плёнки по ГОСТ: 32-я, 65-я, 130-я Все друг друга понимали.

Идиллия продолжалась до тех пор, пока не появились минифотолаборатории Кодак, в которых плёнка продавалась с необычным обозначением чувствительности в каких-то ISO. Как позже выяснилось, чувствительность по ISO совпадала с чувствительностью по ASA, которая в то время на плёнках тоже наносилась. Но чувствительность по ГОСТу численно не совпадала с чувствительностью по ASA. Это первое неудобство. Значение чувствительности плёнок в ASA тогда никто не запоминал.

Второе неудобство было значительно хуже. Советские плёнки, производимые шостинским объединения Свема (Светочувствительные материалы) и казанским предприятием Тасма (Татарские светочувствительные материалы), не имели прямых аналогов по чувствительности среди плёнок, обозначаемых по стандарту ISO.

ГОСТ32 = DIN17 = ASA40

ГОСТ45 (цветная негативная) = DIN18 = ASA50

ГОСТ65 = DIN20 = ASA80

ГОСТ130 = DIN23 = ASA160

ГОСТ250 = DIN26 = ASA320

Некоторое время в моей голове царил коллапс. Постоянные пересчёты с одного значения чувствительности на другое сводили сума. Наконец, в 1987 году вступил в силу новый стандарт, по которому чувствительность по ГОСТу фактически стала такой же как и по стандарту ISO. И когда я приобрёл мой второй Зенит, то он уже имел обозначение чувствительности по новому ГОСТу.

Переход на новый ГОСТ, а по сути на стандарт ISO, решил ещё одну проблему. По старому ГОСТу не было предусмотрено чувствительности выше 5600 (эквивалент ISO 6400). То же самое относилось и к стандарту DIN. Стандарт ASA имел более высокий предел, но тоже был ограничен значением эквивалентным ISO 100000. А современные топовые фотоаппараты, такие как Canon EOS 1D-X, имеют максимальную чувствительность аж ISo 204800!

Ну, что ж, перейдём, наконец, к составлению ряда чувствительностей с шагом в одну ступень экспозиции. И начнём с ISO 100.

100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800

Чувствительность матрицы цифрового фотоаппарата может быть и меньше ISO 100. Это зависит от возможностей вашего фотоаппарата. Низкие чувствительности могут быть полезны при съёмке с импульсным светом и при необходимости применения длительных выдержек.

В современных фотоаппаратах чувствительность может задаваться с шагом 1/3 или с шагом 1/2. В качестве примера рассмотрим ряд с шагом 1/3 (красным цветом выделены чувствительности основного ряда).

Здесь ничего сложного нет. Со значениями диафрагм мы подробно разобрались в предыдущей статье Это странное диафрагменное число. Не буду здесь повторятся.

Вот такие пироги. Если вы усвоили материал, то без труда решите задачку для девочек.

В следующей статье поговорим про необычные диафрагмы фотоаппаратов.

Удачи в работе и творчестве!

Источник

Что такое «шаг» экспозиции

Экспозиция находится под контролем трех составляющих: выдержки, диафрагмы и ISO. Понимание того, что такое «шаг» (здесь и далее: также широко используется термин «ступень») экспозиции, позволяет нам сопоставлять и изменять эти элементы так, чтобы получить желаемый результат.

Зачастую люди, которые занимаются фотографией, не до конца понимают, что такое шаг экспозиции или ошибочно предполагают, что это какой-то сложный термин. В действительности все достаточно просто.

Шаг – предполагает двукратное увеличение или сокращение количества света, попадающего во время съемки на светочувствительный элемент камеры.

Например, если фотограф говорит, что хочет увеличить экспозицию на один шаг, это означает, что он будет использовать в два раза больше света, чем во время прошлого снимка.

Шаг экспозиции является мерой, связанной с двукратным увеличением или уменьшением освещения. Автор фотографии Хамед Сабер.

Шаг и выдержка

Выдержка, или скорость затвора, обозначает отрезок времени, в течение которого затвор камеры остается открытым. Чем дольше затвор открыт, тем больше света проникает, следовательно, тем сильнее экспозиция. Двукратное увеличение или уменьшение выдержки равнозначно повышению или понижению на 1 шаг экспозиции.

Типичные шаги экспозиции, выраженные через выдержку. Подписи (слева направо, сверху вниз): короче выдержка и меньше света; длиннее выдержка и больше света; 1 шаг; выдержка в секундах.

К примеру, переход от выдержки от 1/100 к 1/200 секунды в два раза снижает количество проникающего света, поэтому мы говорим, что мы снизили экспозицию на один шаг. По аналогии, переход с выдержки 1/60 на 1/30 секунды в два раза увеличивает количество света, т.е. экспозиция повышается на 1 шаг.

Большинство камер позволяют регулировать скорость затвора с точностью до 1/3 шага экспозиции, поэтому 3 сдвига регулировочного диска будут давать 1 полный шаг экспозиции.

Шаг и ISO

Типичные шаги экспозиции, выраженные через ISO. Подписи (слева направо, сверху вниз): ниже светосила и меньше света; выше светосила и больше света; 1 шаг; значения ISO.

ISO измеряется по шкале, схожей с ASA, используемой для пленки. Чем выше значение ISO, тем выше светочувствительность сенсора. Как и в случае с выдержкой, удвоение ISO приводит к повышению экспозиции на 1 шаг и наоборот, двукратное снижение ISO приводит к понижению экспозиции на 1 шаг.

К примеру, переключение с ISO 100 на ISO 200 удваивает чувствительность сенсора и повышает экспозицию на 1 шаг. Переход с ISO 800 на ISO 400, напротив, снижает экспозицию на 1 шаг. Большинство камер позволяют изменять ISO как раз на 1 шаг экспозиции при каждом переключении.

Шаг и значение диафрагмы

Изменение диафрагмы обозначается как «f-число» (также называют «f-шагом»), представляющее собой диаметр отверстия объектива. Чем ниже значение диафрагмы («f-число»), тем шире отверстие и больше света попадает на светочувствительный элемент. С другой стороны, чем выше значение диафрагмы, тем уже отверстие и меньше количество проникающего света.

Типичные шаги экспозиции, выраженные через значение диафрагмы. Подписи (слева направо, сверху вниз): выше значение диафрагмы, уже отверстие и меньше света; ниже значение диафрагмы, шире отверстие и больше света; 1 шаг, значения диафрагмы или «f-число».

Так как значения диафрагмы рассчитываются отдельно, числа не связаны просто с двукратным увеличением или уменьшением, вместо этого производится умножение или деление на 1,41 (квадратный корень 2). Например, переход от диафрагмы f/2.8 к f/4 является снижением экспозиции на 1 шаг и рассчитывается следующим образом: 4 = 2.8 * 1,41. А переключение с f/16 на f/11 является повышением экспозиции на 1 шаг и рассчитывается, как 11 = 16 / 1,41.

Как и в случае с выдержкой, большинство современных камер позволяют управлять диафрагмой с точностью до 1/3 шага экспозиции.

Шаг экспозиции – это универсальная величина

Предположим, вы делаете снимок, используя выдержку 1/60, диафрагму f/8 и ISO 200. Вы замечаете, что кадр хорошо экспонирован, но объект вышел несколько размытым. Поэтому вы решаете укоротить выдержку до 1/120 секунды.

Это изменение на 1 шаг сделало бы снимок темным, потому что в сравнении с прошлым кадром, теперь используется в два раза меньше света. Для того чтобы компенсировать эту разницу, вам необходимо будет вернуть экспозицию обратно на 1 шаг за счет других параметров. Это легко, так как у нас есть замечательный инструмент для сопоставления.

Как вы видите, использование шага экспозиции является удобным инструментом, если вам необходимо подстроить камеру, не портя общую экспозицию снимка.

Учитывайте следующие факторы при настройке экспозиции

Регулируя три компонента экспозиции, вы должны помнить, что каждый из них оказывает особенное воздействие на фотографию. В некоторых случаях это воздействие может оказаться нежелательным.

Скорость затвора (выдержка) – если выдержка будет слишком длинной, снимок может получиться размытым из-за движения камеры или объекта.

Диафрагма – чем шире диафрагма, тем меньше глубина резкости, поэтому, используя самую широкую диафрагму, вы можете столкнуться с проблемой, как сохранить все необходимые элементы в фокусе. С другой стороны, малая глубина резкости может помочь выделить объект, что часто оказывается очень полезным – именно в таких случаях не стоит использовать закрытую диафрагму.

ISO – чем выше ISO, тем больше цифрового шума появляется на фотографиях. Из-за этого снимок может выглядеть слишком «зернистым» и нерезким.

Как и все в фотографии, настройка вышеописанных параметров представляет собой попытку отыскать идеальный баланс. Прежде всего необходимо решить, какой эффект вы хотите получить на снимке, и в соответствии с этим выбрать параметры, позволяющие реализовать задумку при минимальных возможных недостатках. Шаг экспозиции в данном процессе действительно является очень полезным инструментом, который помогает легко менять настройки и дает больше контроля над съемкой.

Автор: сайт Photographymad

Источник