Всегда идеальная экспозиция. Что такое экспозиция. В двух словах

Несмотря на то, что это слово может кому-то показаться незнакомым и даже пугающим, мы сталкиваемся с экспозицией каждый раз, когда что-то фотографируем. Потому что экспозиция - это суммарный световой поток, который попадает на матрицу за время выдержки.

Если матрице достался слишком малый объем светового потока, то такой кадр получится слишком темным, то есть, недоэкспонированным или недосвеченным. Вот пример такого кадра:

Комментарии, как говорится, излишни. Первое желание, которое возникает при просмотре этой фотографии - ее хочется осветлить! Но, пытаясь прибавить яркости, мы неизбежно столкнемся с потерей качества. В темных местах (тенях) матрица получила настолько малый световой поток, что информация о цвете этих фрагментах частично или полностью отсутствует.

При попытке осветления недоэкспонированного снимка мы получим гарантированное искажение оттенков в тенях, а также высокий уровень цветового шума.

Наоборот, если матрица получила слишком большой световой поток, то фотография получается слишком светлой, то есть, переэкспонированной или пересвеченной. Пересвет - это еще большее зло, чем недосвет. Если недосвеченный снимок хоть как-то можно исправить в Adobe Photoshop, то пересвеченный снимок спасти намного сложнее, а во многих случаях - совершенно невозможно. При недосвете мы имеем недостаток информации о темных участках. Тем не менее, информация есть. Информация о цвете в пересвеченной области просто отсутствует - программа обработки ее воспринимает просто как абсолютно белый участок картинки. И какими бы не были совершенными алгоритмы обработки изображений, ни один из них не сможет "придумать" те детали, которые были потеряны при пересвете.

Ниже приведен пример пересвеченного снимка.

На картинке видно, что корпус яхты потерял все детали и стал просто белым пятнышком. Как мы не будем пытаться его затемнить, потерянные детали обратно уже не вернутся.

Эти два примера показывают, что при фотосъемке нужно каким-то образом соблюсти баланс между пересветом и недосветом, то есть, обеспечить правильную экспозицию. В этом случае, фотография будет сбалансирована по светам и теням и будет смотреться наилучшим образом.

Как обеспечить правильную экспозицию?

Экспозиция задается тремя параметрами:

Выдержка

Диафрагма

Чувствительность ISO

Выдержка - это временной промежуток, когда затвор фотокамеры открыт и матрица получает световой поток. Чем больше выдержка, тем больший световой поток получает матрица, тем ярче получается фотография.

Диафрагма - это механический "зрачок" объектива, который может открываться и прикрываться, тем самым меняя интенсивность светового потока, попадающего на матрицу. При открытой диафрагме (расширенный зрачок) световой поток максимален, при закрытой диафрагме (суженный зрачок) - минимален.

Чувствительность ISO - степень восприимчивости матрицы к свету. Изменение этого параметра позволяет матрице не "ослепнуть" от дневного света (для этого нужно задать низкую чувствительность) и не страдать "куриной слепотой" в темном помещении и делать в нем кадры без вспышки (для этого чувствительность нужно увеличивать).

Эти три параметра и задают экспозицию.

Если провести параллель между этими сложными на первый взгляд вещами и нашей повседневной жизнью предлагаю очень наглядный пример. Пусть у нас есть стакан и нам его нужно наполнить водой из-под крана. Это можно сделать двумя способами - включить напор помощнее и наполнить стакан за 1 секунду, либо набирать воду тонкой струйкой в течение минуты. В данном случае - стакан это ячейка матрицы, вода - световой поток, кран - диафрагма (чем шире отверстие, тем сильнее поток). А то время, которое уходит на наполнение стакана - выдержка. Но если у нас не получается наполнить стакан за отведенное время - единственный выход, чтобы соблюсти все "формальности" - это уменьшить объем стакана. Стакан в 2 раза меньшего объема наполнится в 2 раза быстрее. Таким образом, объем стакана - это величина обратная чувствительности. Меньше объем (быстрее наполняется стакан) - выше чувствительность (можно снимать с более короткой выдержкой).

Итак, что нужно сделать, чтобы стакан был наполнен "по рубчик", то есть, фотография была правильно проэкспонирована?

Экспозицию нужно сначала замерить

В современных фотоаппаратах вся эта троица параметров может выставляться автоматически. В большинстве случаев автоматика работает безупречно, поэтому многие даже не задумываются о том, чтобы что-то выставлять и что-то менять. Но в ряде случаев автоматика срабатывает неправильно и мы начинаем искать причину... Почитав инструкцию к фотоаппарату, мы выясняем, автоматический экспозамер действует по одному из нескольких алгоритмов. Каждый из них "заточен" под разные условия освещения. Вот основные виды алгоритма замера экспозиции...

Интегральный (матричный) замер
Частичный и точечный замер
Центрально-взвешенный замер

В чем между ними разница и какой режим лучше использовать? Смотрим таблицу...

	Интегральный (матричный) замер	Частичный, точечный замер	Центрально-взвешенный замер
Область замера	Данные об экспозиции снимаются со всей площади матрицы и усредняются. На основе этого "среднего арифметического" задаются выдержка и диафрагма.	Данные об экспозиции снимаются только с небольшой области в центре кадра (при частичном замере область больше, при точечном - меньше). Освещенность по краям кадра не оказывает никакого влияния на расчет экспозиции	Данные об экспозиции снимаются со всего кадра, однако наибольший вес имеет область в центре. Чем ближе точка к краю кадра, тем меньшее ее влияние итоговую экспозицию.
Когда лучше применять	Основной режим для съемки, когда освещенность в кадре более-менее равномерная и нет объектов, которые сильно "выбиваются" из общей тональности.	Когда ключевой объект по своей освещенности сильно отличается от общего фона и он должен быть хорошо проработан. Пример - портрет человека в темной одежде на темном фоне.	Как правило, по результату результат мало отличается от интегрального замера. Тем не менее, при съемке контрастных сюжетов большее внимание уделяется экспозиции центральной части кадра.
Когда не стоит применять	Если яркость небольшого объекта значительно отличается от яркости фона, есть риск, что объект будет либо пересвечен, либо недосвечен. В этом случае лучше использовать частичный или точечный замер.	Неизвестно, что попало в малую по площади область замера - белый снег или темные ветки. Результат - практически непредсказуемый уровень экспозиции при съемке "пестрых" сюжетов.	Явных ограничений нет, нужно смотреть по ситуации. Важно помнить, что иногда невозможно одновременно проработать и светлые и темные участки. Если разница по освещенности между объектами слишком большая, то используем дополнительное освещение (для портрета) или снимаем в HDR (пейзаж).

После замера экспозиции автоматика аппарата выставляет экспопару - выдержку и диафрагму. В видоискателе камеры высвечиваются числа, например:

Это означает, что выдержка составляет 1/250 секунды, диафрагма - 8. Аппарат готов к съемке, нам остается только нажать кнопку спуск!

Экспозицию можно скорректировать...

Бывает так, что автоматический экспозамер ошибается и фотография имеет незначительный пересвет или недосвет. В этом случае можно внести поправку в работу экспозамера и переснять сюжет так, чтобы следующий кадр был нормально проэкспонированным. Но вот в чем вопрос - как определить, есть ли ошибка в экспозиции на отснятом кадре? Ведь на небольшом ЖК-экране, зачастую с не идеальной цветопередачей, мало что можно увидеть! И тут нам на помощь приходит замечательная функция - просмотр гистограммы.

Гистограмма - это график, показывающий распределение яркости на фотоснимке.

Вот пример фотоснимка и его гистограммы:

В данном случае видно, что гистограмма "упирается" в левый край - это означает, что на фотографии присутствуют недосвеченные объекты, которые выглядят на грани черноты. В то же время видно, что справа от графика есть немного свободного места. Чтобы избавиться от недосвета давайте попробуем скорректировать экспозицию, на +1/3EV (это эквивалентно тому, что мы увеличим выдержку "на 1 щелчок колесика", то есть, на 1/3 шага).

Чтобы ввести экспокоррекцию, нам нужно найти на фотоаппарате кнопку с такой пиктограммой:

Удерживая эту кнопку нажатой, крутим управляющее колесико, или нажимаем джойстик (у разных аппаратов по разному). На экране будет отображаться ползунок, который можно перемещать влево или вправо:

Если сместить ползунок вправо, снимок будет светлее (положительная экспокоррекция), если влево - темнее (отрицательная экспокоррекция).

Вот вариант предыдущего снимка, сделанного с положительной экспокоррекцией.

Мы видим, что картинка чуть посветлела, проработка теней на ней улучшилась. Гистограмма при этом сдвинулась чуть вправо. Если внести большую поправку, то тени будут проработаны еще лучше, но облака при этом будут пересвечиваться, то есть, терять оттенки и уходить в белизну. При этом гистограмма еще сильнее сместится вправо и будет "обрезана" со стороны светов. Таким образом выводим важное правило:

В идеале гистограмма не должна выглядеть обрезанной ни слева, ни справа. Если гистограмма обрезана слева, на фотографии присутствуют недосвеченные области и идет потеря информации в тенях. Если гистограмма обрезана справа, то на фотографии идет потеря оттенков в светлых областях.

Иногда возникает ситуация, когда гистограмма упирается и вправо и влево - в этом случае на снимке идет одновременная потеря деталей в тенях и в светах.

Вопросы и задания для самоконтроля

Какие виды экспозамера есть в вашем фотоаппарате?
Поэкспериментируйте с режимами замера экспозиции. Какие сюжеты лучше получаются в режиме интегрального замера, какие - в режиме точечного или частичного?
Выясните, как в вашем фотоаппарате включается функция экспокоррекции.
Сделайте снимки одного сюжета с положительной и отрицательной экспокоррекцией, проследите за изменениями гистограммы.

Фототренажер

Попрактикуйтесь в настройке "виртуального" фотоаппарата - выставляйте выдержку, диафрагму, чувствительность ISO и старайтесь получать четкие фотографии.

В предыдущем номере мы анонсировали, пожалуй, самую неоднозначную тему - «Экспозиция». Почему неоднозначную? Попробуем объяснить и аргументировать.

С одной стороны, стараясь облегчить жизнь фотолюбителя, современные фотоаппараты сами достаточно корректно определяют и сами же выставляют экспопараметры. То есть обеспечивают такие значения выдержки и диафрагмы, при которых техническое качество фотографии должно быть как минимум вполне приличным. Производители постоянно улучшают системы экспонометрии и разрабатывают все новые и новые наборы сюжетных программ экспозиции, стараясь обеспечить наилучшие соотношения экспопары для разных типовых ситуаций съемки. Соответственно, очень многие весьма приличные фотолюбители могут позволить себе не иметь ни малейшего понятия о том, что такое диафрагма, выдержка и экспопара, единственно, что требуется - не забыть вовремя переключить сюжетную программу. С другой стороны - корректность выставления экспозиция была, есть и будет основным условием технического качества снимков и часто основным художественным приемом.

И мы, и многие наши коллеги неоднократно писали на тему экспозиции, поэтому, уважаемый читатель, постараемся дать предельно краткую характеристику нашему вопросу и перейдем к обсуждению экспопараметров на наглядных примерах.

Экспозиция в широком смысле - это количество света, которое попадает на светочувствительную плоскость, пленку или светочувствительную электронную матрицу - не имеет принципиального значения. Количество света, почти так же как количество жидкости, протекающей через трубу (в известной детской задачке про бассейн), зависит от диаметра трубы и времени. Разница лишь в том, что в отличие от водного потока скорость света постоянна, и это, надо сказать, несколько облегчает экспозамер. Измерение количества светового потока для определения оптимальной экспозиции связано, конечно же, с характеристиками фотоаппарата и особенностями экспонометра, но важно не это. Количество света, отраженного от объекта (или точнее, от области) съемки и попадающего через оптическую систему фотоаппарата на пленку (или матрицу), зависит от уровня общей освещенности, характеристик объекта съемки и может меняться в очень широком диапазоне. Для формирования качественного изображения это самое количество света должно быть вполне определенным (для каждого значения чувствительности ISO) плюс-минус некоторое отклонение. Соответственно, необходимо обеспечить в фотоаппарате механизм регулирования количества света, попадающего на экспозиционную плоскость. Таких механизмов, если не считать изменение светочувствительности фотоматериала (матрицы), фактически два. Иначе говоря, на количество света, формирующего изображение в фотоаппарате, можно влиять двумя способами - изменением диафрагмы и изменением выдержки. У каждого из них есть свои сильные и слабые стороны.

Диафрагма

Диаметр эффективного отверстия с помощью диафрагмы в объективе фотоаппарата можно изменять в довольно широком диапазоне, существенно влияя на характеристики и качество прежде всего неподвижного изображения. Здесь есть несколько путанный для начинающих фотолюбителей момент: дело в том, что используемые численные величины диафрагмы - это обратные значения относительного отверстия объектива при соответствующих положениях лепестков диафрагмы. Чтобы уменьшить интенсивность проходящего через объектив светового потока, нужно уменьшить относительное отверстие, это значит «прикрыть» диафрагму, т.е. выставить большее числовое значение. Все. Дальше углубляться, пожалуй, не стоит, для любознательных мы приводим справки из энциклопедии и классической литературы, где подробно все разъясняется. Резюмируем - чем больше число диафрагмирования, тем меньше пройдет света через объектив и больше будет резкости.
Немного конкретики. Чтобы ослабить световой поток в два раза, нужно вдвое уменьшить площадь диафрагмируемого отверстия, соответственно, диаметр при этом меняется в 1,41 раза. Обычно используемые диафрагменные значения привязаны именно к диаметру, поэтому используется последовательность чисел, каждое из которых в 1,4 раза больше предыдущего: f/1,4; f/2; f/2,8; f/4; f/5,6 и т.д. Таким образом, например, переход с диафрагмы f/2 на f/2,8 ослабляет поток света в два раза.

Выдержка

Интуитивно понятная категория - время, в течение которого затвор фотоаппарата удерживается в открытом положении и происходит экспонирование. Меняя числовое значение выдержки, фотограф может значительно влиять на форму и характер прежде всего движущихся изображений (или их составляющих). Здесь есть два простых момента, на которые тем не менее хотелось бы обратить внимание. Первое - фотоаппарату безразлично, движется объект съемки или он сам перемещается относительно этого самого объекта. Заметное смещение изображения в процессе экспонирования делает фотоснимок нерезким. Второе - без путаницы не обошлось и здесь - используемые значения выдержки это тоже (в основном) обратные величины. Выдержка 100 будет означать одну сотую секунды, 500 - соответственно одну пятисотую и так далее, а вот, например, 2″ - это две секунды. Следовательно, увеличить выдержку - это значит уменьшить ее числовое значение. Снова немного конкретики. Так же, как и в случае с диафрагмой, обычно выдержка задается ступенями, отличающимися в два раза по продолжительности: 60; 125; 250; 500 и т.д. В «продвинутых» и профессиональных моделях для достижения большей точности используют «полуторную» линейку: 30; 45; 60; 90; 125; 180; 250 и т.д.

Экспозиция

В фотографии - количество освещения, Н, одна из световых величин, которая служит оценкой поверхностной плотности световой энергии Q. В фотографии экспозиция определяет действие оптического излучения на фотоматериал. За пределами видимого диапазона оптического излучения применяют энергетическую Э. Понятие Э. удобно применять, если результат воздействия излучения накапливается во времени (не только в фотографии, но и, например, в фотобиологии). Понятием Э. широко пользуются при работе с неоптическими и даже корпускулярными излучениями: рентгеновским и гамма.
По материалам: Картужанский А.Л.,

Экспонометрия

Раздел фотографии, в котором определяют условия экспонирования фотографических материалов, обеспечивающие наилучшее качество получаемых изображений. Основой Э. служит известное в оптике соотношение между яркостью В объекта, изображаемого оптической системой с относительным отверстием 1:n (где n - положительное число), и освещенностью Е получаемого изображения: Е = gBn-2, здесь g - коэффициент, учитывающий светопотери в камере, распределение освещенности в плоскости изображения, угол, под которым наблюдается та или иная точка изображения, и пр. При выдержке t фотоматериал получает экспозицию Н = Et, а учет практической светочувствительности материала S = а/Н дает основное уравнение Э.: B = kn2/tS. Величина k = a/g называется экспонометрической постоянной. Для экспонометров, встроенных в фотоаппарат общего назначения, выбирают значение k в интервале от 10 до 17; для экспонометров, не связанных конструктивно с аппаратом, в интервале 10-13,5. Тип функциональной связи встроенных экспонометрических систем с механизмами, устанавливающими условия работы аппарата при съемке, в значительной мере определяет степень автоматизации съемочного процесса и служит важной характеристикой фотоаппаратуры.

По материалам: Гальперин А.В.,
Определение фотографической экспозиции.
Экспонометрия для кино- и фотолюбителей, М., 1955.

Переэкспонированный, нормальный и недоэкспонированный кадры

Довольно яркий пример влияния экспозиции на характер фотографии - снимки 1-3, сделанные в одинаковых условиях на выдержке 250 с разницей в две ступени значений диафрагмы - f/5,6; f/8; f/11. На первом снимке хорошо проработалась фактура полуразрушенной стены (слева), отлично видны барельефные рисунки, но еле различима стела на дальнем плане, которая оказалась явно переэкспонированной. На третьем снимке ситуация обратная - хорошо проработана в деталях поверхность гранитной стелы, но совершенно завалена в тенях стена. Снимок номер два - пример компромиссного решения, при котором неплохо проработаны и теневые и светлые участки, но именно неплохо. Технически этот снимок выполнен наиболее корректно, но на наш взгляд художественно интереснее недоэкспонированный, то есть перетемненный снимок. Стена слева не отвлекает деталями, а как бы обрамляет четко и сочно прорисованную стелу, подчеркивая ее геометрическую строгость и красоту своей темной бесформенностью.

В этой серии снимков мы приводим пример характерных ошибок экспонометрии, связанных с большой разницей в световой тональности или освещенности объекта съемки и фона.

На фотографии 4 в результате экспозамера по всей площади и интенсивного верхнеконтрового света экспопара определена с явной ошибкой. В результате тени полностью «завалены», и наш темнокожий инструктор по кайтсерфингу Жимни, мягко говоря, совсем почернел. Черты лица практически не просматриваются. Отчетливо видно, как на заднем плане проработалось море, линией горизонта, кстати говоря, неоправданно разрезающее фигуру пополам.
Фотография 5 сделана с более крупным кадрированием, что сразу дало, при таком же экспозамере, смещение на две ступени в сторону увеличения выдержки (с 500 до 125). Плюс к тому на одну ступень сделана экспокоррекция диафрагмы. В результате получился вполне приличный кадр, заодно избавились от моря и линии горизонта.

Фотография 6 Здесь условия съемки практически противоположные - в темной кают-компании на лицо инструктора аквалангиста Михаила падает световое пятно через иллюминатор. Традиционный для большинства случаев оценочный экспозамер дал серьезную ошибку. В результате лицо практически выбелено.
Фотография 7. Этот кадр сделан тут же, с экспокоррекцией в две ступени (прикрыта диафрагма), в результате получился полноценный светотеневой рисунок, хорошо передающий настроение. Кроме того, фон, не несущий особой смысловой нагрузки, получился приглушенным, подчеркнув сюжетно важную часть фотографии.

Работа с диафрагмой, изменение глубины резкости

Эта группа снимков иллюстрирует влияние диафрагмирования на отображаемую глубину резкости (о том, как влияет на глубину резкости фокусное расстояние объектива и расстояние до плоскости фокусировки, мы уже неоднократно писали).

Фотографии 8 и 9 сделаны с практически полностью открытой диафрагмой, со значениями соответственно f/2, и f/4.

Значения выдержки были 1000 и 250, поскольку съемка проводилась в условиях легкой облачности. Отдельно заметим, что разница между снимками не только в две ступени значения диафрагмы, но и в расположении плоскости фокусировки и в расстоянии до нее (которое тоже существенно влияет на глубину резкости). На фотографии 8 резкость наводилась по правому цветку (расстояние около 40 см), поэтому резким получился только он и некоторые стебельки, оказавшиеся в той же плоскости. На фото 9 другой ракурс и план. Плоскость фокусировки смещена на 10–15 см дальше правого цветка (расстояние около 120 см), многие сухие стебли получились резко, создавая ритм и на контрасте подчеркивая красоту ромашек. Левая ромашка еще на 10–15 см ближе к фотографу, и этого хватило, чтобы она получилась слегка размытой. Сюжетная идея проста и подчеркнута глубиной резкости - он и она в чужом мире. Он - резкий и любопытный, она - мягкая и сдержанная.
Фотография 10 сделана с максимально закрытой диафрагмой (f/2) и «на коротком фокусе». Как видите, это позволило достичь максимальной глубины резкости - и передний план на расстоянии 4–5 метров от фотографа, и здания вдали, на расстоянии нескольких сотен метров, получились достаточно резкими.

Эта группа фотографий иллюстрирует влияние выдержки на образ и настроение фотографии
Экспопара. Для фотографа это базовое понятие и, безусловно, базовое сочетание значений выдержки и диафрагмы, для каждого конкретного случая однозначно определяющее технически корректную экспозицию. Как нетрудно догадаться, одной и той же экспозиции будет соответствовать много вариантов экспопар, например: 60 с - f/5,6; 120 с - f/4; 250 с - f/2,8. Именно выбор соотношения выдержка/диафрагма, при правильно определенной экспозиции, дает возможность по-разному снимать одно и то же. То есть - творить. В соответствии с сюжетным замыслом можно побольше открыть диафрагму для уменьшения резкости заднего (или переднего) плана, пропорционально уменьшив выдержку. Можно отталкиваться от необходимой, чаще минимальной выдержки, (соответственно подстраивая значение диафрагмы) получать «замороженные» снимки быстродвижущихся объектов или, наоборот, «смазанные» фрагменты, создающие эффект движения. Иногда можно сознательно занижать или завышать экспозицию для улучшенной проработки фотографии в тенях или в светах соответственно, для получения эффектных снимков в темной или светлой тональности.

Диафрагма (от греч. diaphragma - перегородка) в оптике, непрозрачная преграда, ограничивающая поперечное сечение световых пучков в оптических системах. Размеры и положение диафрагмы определяют освещенность и качество изображения, глубину резкости и разрешающую способность оптической системы.

Д., наиболее сильно ограничивающая световой пучок, называется апертурной или действующей. В фотографических объективах для плавного изменения действующего отверстия чаще всего применяют так называемую ирисовую диафрагму. Отношение диаметра действующего отверстия к главному фокусному расстоянию называется относительным отверстием объектива, оно характеризует светосилу объектива (оптической системы). На оправу объектива обычно наносится шкала, содержащая числа, обратные значениям его относительного отверстия. Использование в светосильных оптических системах широких пучков света сопряжено с возможным ухудшением изображения за счет аберраций оптических систем. Уменьшение до известного предела действующего отверстия оптической системы (диафрагмирование) улучшает качество изображения, т.к. при этом из пучка лучей устраняются краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказываются аберрации. Диафрагмирование увеличивает также глубину резкости (глубину изображаемого пространства). В то же время уменьшение действующего отверстия снижает из-за дифракции света на краях Д. разрешающую способность оптической системы. В связи с этим апертура оптической системы должна иметь оптимальное значение.
По материалам: Ландсберг Г.С., Оптика, 4 изд., М., 1957, гл. 13, § 77-79 (Общий курс физики, т. 3); Тудоровский А.И., Теория оптических приборов,
2 изд., т. 1-2, М. - Л., 1948-52.

Парные снимки 11 и 12 сделаны абсолютно в одинаковых условиях с разницей выдержки в пять ступеней и соответствующим изменением значений диафрагмы для сохранения правильной экспозиции. Замороженная короткой выдержкой в одну пятисотую секунды вода (на верхнем снимке) выглядит противоестественно и «ломает» общее настроение снимка. На снимке, сделанном с выдержкой в одну пятнадцатую секунды (внизу), вода заметно размыта, появляется ощущение движения и мягкости. Снимок становится гораздо естественнее и художественнее.

Выдержка, время освещения, промежуток времени t, в течение которого светочувствительный фотографический материал подвергается непрерывному действию света. Если мощность излучения (освещенность на эмульсионном слое) за время освещения переменна, то различают полную выдержку tполн и эффективную выдержку tэфф < tполн. Эффективная выдержка - промежуток времени, за который на фотографический слой упало бы такое же количество света, что и за полную В., если бы мощность излучения оставалась постоянной и равной ее максимальному значению. Если изменение освещенности на слое связано с типом применяемого в фотографической камере затвора (например, центрального затвора, лепестки которого располагаются в зрачке объектива или вблизи него), то отношение tэфф/tполн называется коэффициентом полезного действия затвора. КПД затвора тем больше, чем больше В. и меньше относительное отверстие объектива. Произведение В. на освещенность L называется экспозицией или количеством освещения H = Lt. Одна и та же экспозиция может давать несколько различный фотографический эффект в зависимости от соотношения L и t; подобное фотохимическое явление называется невзаимозаместимости явлением..
Гороховский Ю.Н.
Большая советская энциклопедия.

Эта группа снимков иллюстрирует влияние выдержки на образ инастроение фотографии

Фотография 13. Довольно яркий пример репортажной съемки движения на короткой выдержке (одна тысячная секунды). Здесь удалось поймать и заморозить довольно интересный момент игры. Один из футболистов буквально завис в воздухе, второй тоже в очень динамичной, неустойчивой позе. При этом резкость на игроках весьма высока, а задний план сильно размыт, что говорит о сильно открытой диафрагме.

Фотография 14. Пример съемки с проводкой быстро движущегося объекта на выдержке в одну тридцатую секунды. Фотограф обеспечил движение фотоаппарата в момент экспонирования, совпадающее с направлением и скоростью картингиста. В результате неподвижные объекты в кадре получились размазанными, а быстро перемещающийся картингист вышел вполне резким.

Глубина резкости

Глубина изображаемого пространства (г. и. п.), наибольшее расстояние, измеренное вдоль оптической оси, между точками в пространстве, изображаемыми оптической системой достаточно резко.
Оптическая система образует резкое изображение в плоскости фокусировки Q" лишь точек плоского предмета, перпендикулярного к оптической оси и расположенного на определенном расстоянии от системы - в плоскости наводки Q. Точки пространства, расположенные впереди и сзади плоскости Q и лежащие в плоскостях Q1 и Q2, будут резко изображаться в сопряженных им плоскостях Q"1 и Q"2. В плоскости фокусировки Q"1 эти точки будут отображаться кружками (кружками рассеяния) конечных размеров d1 и d2, однако, если диаметр кружков рассеяния меньше определенного размера (меньше 0,1 мм для нормального глаза), то глаз воспринимает их как точки, т.е. одинаково резко. Расстояние между плоскостями Q1 и Q2, точки которых на плоском изображении или на фотографии нам кажутся одинаково резкими, называют г. и. п.; расстояние между плоскостями Q"1 и Q"2 называют глубиной резкости (расстояние Q1Q2 иногда также называют глубиной резкости).
Г. и. п. зависит от диаметра входного зрачка объектива и увеличивается с его уменьшением. Поэтому при фотографировании объекта с передним и задним планом, т.е. объекта, протяженного вдоль оптической оси системы, необходимо уменьшать отверстие диафрагмы объектива.
По материалам: Тудоровский А.И., Теория оптических приборов, М. - Л., 1952.

Для того, чтобы получать хорошие фотографии необходимо научиться выставлять правильную экспозицию. Как научиться быстро и наглядно выставлять правильные диафрагму, выдержку и iso я попытаюсь в данной статье. Мы будем использовать очень реалистичный симулятор цифровой камеры.

Зачем использовать симулятор, не проще ли снимать сразу камерой? Симулятор в разы ускорит понимание правильной экспозиции. Сидя за компьютером, сразу получая снимки, очень быстро можно понять, как правильно использовать разные режимы съемки.

Свет, который воздействует на матрицу, должен попадать на нее в определенном количестве. Именно оптимальное для каждого сюжета количество света и определяет качество фотографии. Если попадает света больше чем нужно, мы получаем пересвеченный RAW файл. Особенность цифры в том, что пересвеченные кадры практически нельзя восстановить никакими RAW конвертерами. Если света попадает на матрицу меньше нормы фото получается темным. Немного темные фото легче подвергаются исправлению. Это одна из причин почему многие фотографы снимают с небольшой недодержкой, т е делают кадры немного темнее нормы, чтобы иметь запас для последующей обработки.

Диафрагма.

Диафрагма это регулируемое отверстие в объективе, которое позволяет управлять количеством света, поступающим на матрицу. Диафрагма может состоять от 3 до 15 или даже 20 с лишним лепестков. Как раз эти лепестки и ограничивают количество пропускаемого света.

Чем больше лепестков диафрагмы, тем красивее будет боке при ее небольшом закрытии. Чем меньше цифра F на объективе, тем шире открывается входное отверстие объектива, тем светосильнее объектив.

Чем меньше цифра F на объективе, тем меньший ГРИП - более сильное размытие заднего фона мы можем получить. Грип так же зависит от расстояния до модели. Чем меньше расстояние, тем меньше ГРИП.

При закрытии диафрагмы на одно диафрагменное число, количество света падающего на матрицу уменьшается в два раза.

Диафрагменные числа - это: 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6 , 8, 11, 16 и т д. Все остальные значения имеют промежуточные значения и кратность не в два раза.

Выдержка.

Выдержка управляет временем открытия и закрытия затвора вашей камеры, временем в которое свет попадает на матрицу фотоаппарата. Изменением времени выдержки можно заморозить движение или наоборот размыть его.

Для устранения смазанного изображения следует использовать выдержку равную фокусному расстоянию объектива помноженному на кроп фактор камеры. Например объектив 50 мм, камера с кропом 1.5, получаем выдержку не менее 1/75.

ISO это светочувствительность, увеличивает или уменьшает чувствительность матрицы к свету. Чем больше значение ISO, тем матрица становится чувствительнее, что позволяет снимать даже при плохом освещении.

ISO обозначается в числах, например 100, 200, 400, 800, 1600… и в зависимости от камеры, максимальное значение может быть разным.

При увеличении ISO возрастают шумы матрицы, с некоторого значения они мешают получить нормальную детализацию фотографии. Шумы плохо подвергаются уменьшению, т к при шумопонижении пропадают мелкие детали изображения.

Правильная экспозиция в фотографии.

Для каждого сюжета необходимо подобрать правильную экспозицию. Правильная экспозиция это - правильная по сюжету диафрагма, выдержка и в последнюю очередь, соответствующая первым двум параметрам ISO.

CameraSim симулятор

Что не учитывает данный симулятор?

Есть случаи, когда в правильную экспозицию необходимо вносить поправки. Это съемка на пляже, на снегу, съемка черных предметов например.

Симулятор не учитывает режимы замера экспозиции. Эти случаи мы рассмотрим отдельно.

К сожалению симулятор стал платным 39 долларов на год, но можно перейти на сам сайт camerasim.com/camerasim-free-web-app/ и в бесплатном режиме потренироваться

В фотографии есть основы, без знания которых, невозможно научиться делать качественные и красивые снимки. Одна из таких вещей — понимание экспозиции кадра. В нашей статье мы расскажем о выдержке, диафрагме и чувствительности. Именно эти вещи формируют экспозицию и понимание их работы необходимо для получения хороших кадров. Мы расскажем, что такое выдержка, диафрагма и чувствительность и как с ними эффективно работать.

Введение.

Прежде чем написать, что такое выдержка и диафрагма, небольшое отступление. Для каждого кадра требуется определённое количество света (экспозиция). В фотоаппарате есть три возможности дозировать световой поток: диафрагма, выдержка и чувствительность. Чувствительность используется лишь в тех случаях, когда ситуация не позволяет изменять выдержку и диафрагму. Кроме контроля поступления света на матрицу, выдержка и диафрагма — это эффективные художественные инструменты. Сперва их надо понять, а со временем и опытом придёт лёгкость применения. Опытный фотограф использует эти инструменты на уровне подсознания.

Диафрагма.

(diaphragma — перегородка, греч.), в английском «апертура» (aperture, англ.)

Диафрагма — элемент конструкции объектива, отвечающий за диаметр отверстия пропускающего свет на светочувствительную поверхность (плёнку, либо матрицу).

Для простого понимания диафрагмы - приведу аналогию с окном. Чем шире открыты ставни окна, тем больше света проходит через окно.

Диафрагма обозначается так f/2.8 или f:2.8, определяется как отношение диаметра входного отверстия объектива к фокусному расстоянию. Очень часто путаются понятия открытой, большой диафрагмы (f/2.8) и большого диафрагменного числа f/16. Чем меньше число в обозначении диафрагмы, тем больше она открыта.

Меняя F на одно значение, количество света попадающего в камеру меняется в 2 раза. Это называется ступенью экспозиции. Любые изменения (по шкалам фотоаппарата) экспозиции происходят с шагом в 1 ступень. Для точности ступень делят на трети, если это необходимо.

Диафрагма — очень мощный визуальный инструмент. Максимально открытая диафрагма даёт очень маленькую ГРИП (глубина резкости изображаемого пространства). Малый ГРИП визуально выделяет объект на размытом фоне.

Для получения большой ГРИП используется максимально закрытая диафрагма. Чтобы получить большую глубину резкости в кадре, используйте диафрагменное число 8 и больше. Однако, играя величиной диафрагмы, помните, что приближаясь к крайним значениям диафрагмы есть следующие опасности. При открытой – наихудшие показания резкости, а при закрытой вся пыль на матрице будет видна на кадре (для цифровых фотоаппаратов).

Большая глубина резкости подходит больше для пейзажной фотографии, когда зрителю будет интересно рассмотреть все детали фотографии.

Выдержка.

Выдержка — интервал времени на который открывается затвор для пропускания света на светочувствительный элемент.

Снова поможет аналогия с открытым окном. Чем дольше открыты створки, тем больше света пройдёт.

Выдержка всегда измеряется в секундах и миллисекундах. Обозначается как: 1/200, в камере отображается только знаменатель: 200. Если выдержка секунда или длиннее, обозначается так 2″ т.е. 2 секунды.

Минимальная выдержка при съёмке с рук (для получения резкого кадра) не постоянна и зависит от фокусного расстояния. Зависимость обратная, т.е. для 300 мм лучше использовать выдержки короче 1/300.

Длинная выдержка подчёркивает движение объектов. Например, съёмка с проводкой — при длинной выдержке, 1/60 и длиннее, камера следует за объектом, таким образом фон размывается, а объект остаётся резким.

Текущая вода на длинной выдержке превращается в замороженные фигуры.

Очень короткие выдержки, использую для остановки мгновения, такого как брызги упавшей капли или пролетающая мимо машина.

Чувствительность ISO.

Чувствительность — это чисто техническое понятие, обозначающее чувствительность матрицы (или плёнки) к свету. Представьте загорающих людей на пляже. Тот у кого кожа более чувствительная загорит быстрее, т.е. ему надо меньше света для этого. Другому же наоборот, надо больше света, чтобы загореть, потому, что у него низкая чувствительность.

Чувствительность напрямую связана с количеством шумов. Чем больше ISO тем больше шумов, а у плёнки размер зерна. Почему? Чисто технически, вообще это тема расширенной статьи.

При ISO 100 сигнал снимается с матрицы без усиления, при 200 – усиливается в 2 раза и так далее. При любом усилении появляются помехи и искажения и чем больше усиление, тем больше побочных эффектов. Они и называются шумами.

Интенсивность шумов разная на разных камерах. При минимальном ISO шумы не видны и так же менее проявляются при обработке фотографии. Начиная с ISO 600 почти все камеры достаточно сильно шумят и для получения качественного кадра надо использовать программы для шумоподавления.

Итог

Вместе значения выдержки и диафрагмы — образуют экспозиционную пару (оптимальное, правильное для данных условий освещения сочетание выдержки и диафрагмы). Экспопара определяет экспозицию кадра. Раньше для определения использовали экспонометры, которые определяли выдержку исходя из количества света и диафрагмы. Раньше использовался экспонометр как отдельное устройство, сегодня он встроен практически в каждую камеру.

В каждом зеркальном фотоаппарате присутствуют режимы приоритета выдержки и диафрагмы. В режиме приоритета диафрагмы, выбирается диафрагма, а камера анализируя уровень света, подбирает выдержку. Все наоборот в режиме приоритета выдержки. Почти всегда я использую приоритет диафрагмы, он даёт возможность работы с глубиной резкости. Если же есть необходимость снимать движение, я использую режим приоритета выдержки.

В следующих наших статьях, мы продолжим рассказывать о основах фотографии. Ведь именно в этих вещах и кроется понимание искусства фотографии. Зная их, вы сможете создавать те кадры, которые вы хотите.

Современный фотоаппарат своим внешним видом больше напоминает кабину самолета с множеством непонятных кнопочек и различных регуляторов, и этот факт сильно пугает большинство новичков. Я бы тоже, наверное, растерялся, взяв в первый раз в жизни технику, настолько сильно напичканную электроникой.

Правда, в моей жизни все вышло несколько по-другому. Сначала у меня была пленочная мыльница. В ней было все просто – всего одна кнопка – просто нажми, и на выходе всегда получишь непредсказуемый по качеству кадр. Потом отец меня познакомил с зеркальной камерой «Зенит ЕТ», рассказал принцип работы, объяснил на пальцах, что такое «выдержка», « », «светочувствительность», «экспозиция» и вручил книгу с теоретическими материалами. Поснимать я на него толком не смог, ибо в моих руках старенький фотоаппарат скоропостижно скончался (ресурс затвора оказался на исходе), я даже не успел опробовать свои теоретические навыки с пленкой.

Когда я был студентом, цифровые камеры уже во всю входили в домашний обиход и были уже достаточно популярны. Я тоже решил не отставать от прогресса и прикупил «Konica Minolta dimage z10» – хорошо, что я купил продвинутую «мыльницу» с возможностью менять большое количество настроек в ручном режиме – это помогло мне на практике опробовать те знания, которые я получил, «играясь» с Зенитом.

Посмотрите на любой «старый» фотоаппарат – там все предельно просто: кольцо установки выдержек затвора на корпусе камеры и шкала диафрагм, которая расположена на объективе.

Шкала диафрагм с дешевых объективов просто исчезла и теперь главные настройки экспозиции (выдержка и диафрагма) заняли скромное положение на диске выбора режимов и теперь соседствуют с всевозможными бесполезными режимами: «Пейзаж», «Цветы», «Портрет», «Групповой портрет», «Съемка движущихся объектов», «Спорт», и так далее. Режимов очень много и каждый из них работает практически в полном автомате, по алгоритмам, известным только производителю камеры, самые автоматизированные режимы даже точку фокусировки за тебя выберут… и не беда, что она не будет совпадать с тем объектом, который вы хотите сделать наиболее резким…

Зачем так усложнять? Не проще ли освоить главные, основополагающие понятия фотографии, а потом дорабатывать нюансы? Зачем все время полагаться на автоматику и получать непредсказуемый и очень часто неудовлетворительный результат?

Давайте уже включим мозг и поймем суть всей фотографии – экспозицию. Когда я объясняю своим тему ““, то для простоты понимания я привожу много житейских примеров, и никогда не лезу в научные дебри, ибо для большинства людей это пустая трата времени. Так мы поступим и в этот раз.

Для того, чтобы разобраться в этом понятии нам придется вернуться к истокам.

Фотография в переводе с греческого – рисование светом (светопись). Следовательно, для того, чтобы мы смогли влиять на процесс фотосъемки, нам нужно устройство, которое будет регулировать порцию , попадающего на светочувствительный материал (раньше это была пленка, сейчас – светочувствительный элемент камеры, который называют матрицей).

Итак, камера – это всего лишь устройство, регулирующее порцию света, за определенный промежуток времени.

И 100 лет назад и сейчас, камера – это светонепроницаемая коробка (исключение – объектив) с объективом на одном конце и матрицей или пленкой на другом конце. Свет проходит через регулируемое отверстие в объективе (диафрагма) и некоторое количество времени воздействует на светочувствительный материал (матрицу / пленку), после того как время воздействия истекает мы можем увидеть результат работы устройства – фотографию.

Фундаментально, природа экспозиции (и сама суть действия камеры) остается неизменной с самого момента зарождения фотографии, а технические и технологические новшества, которые появились и будут появляться в современных камерах всего лишь помогают более точно настраивать экспозицию. Точность и качество современных фотоаппаратов, конечно же, улучшилось, но суть осталась прежней (современные фотоаппараты намного точнее регулируют порцию света, по сравнению со своими предшественниками).

Я уже много раз упоминал слово экспозиция, но так и не дал ему определения.

Экспозиция в цифровой фотосъемке – это порция света, попадающая на светочувствительный элемент фотоаппарата за определенное время.

Б. Петерсон дает следующее определение этому слову.

Экспозиция – количество и время воздействия света, попадающего на светочувствительный материал (цифровой носитель или пленку).

Думаю среди читателей могут найтись люди, которые любят научный сухой язык, им могу предложить определение, заимствованное из википедии.

Экспози́ция (в фотографии, кинематографе и телевидении) - количество актиничного излучения, получаемого светочувствительным элементом. Для видимого излучения может быть рассчитана как произведение освещённости на выдержку, в течение которой свет воздействует на светочувствительный элемент: матрицу или фотоэмульсию. Математически формула, описывающая экспозицию, в простейших случаях выглядит так: H = E*t, где H – экспозиция, E – освещенность, регулируемая диафрагмой, а t – выдержка в секундах.

При помощи чего мы можем регулировать порцию света?

В нашем распоряжении три главных настройки фотоаппарата, которые позволяют контролировать свет. Это – выдержка, диафрагма и светочувствительность.

Всегда, когда говорят об экспозиции, то имеют в виду некоторое сочетание значений выдержки, диафрагмы и светочувствительности – это тройка параметров, определяющих экспозицию.

Для того, чтобы вы поняли суть, необходимо раскрыть понятия диафрагмы, выдержки и светочувствительности..

Начнем, пожалуй, с диафрагмы. Я не буду давать точных и научных определений, чтобы не перегружать ваш разум =) Попробую объяснить, так сказать на пальцах.

Диафрагма – отверстие внутри объектива, позволяющее регулировать количество проходимого света (за счет изменения диаметра отверстия).

Аналог диафрагмы в жизни – зрачок глаза. Если света много – зрачок закрывается, если света недостаточно – зрачок открывается.

Выдержка – интервал времени, в течение которого свет воздействует на светочувствительный элемент камеры. Измеряется в секундах (долях секунды).

Представьте себе абсолютно темную комнату, в которой есть окно (окно – это диафрагма. Так размер окна постоянный, будем считать, что диафрагма меняться не может и остается неизменной). Окно закрыто шторой, которая полностью блокирует свет с улицы. У нас есть возможность посмотреть, что твориться на улице, например в течение 10 секунд, после чего штора закроется. В нашем случае 10 секунд – это «выдержка» в течении которой штора (затвор камеры) остается открытой и в течении этого времени свет имеет возможность осветить комнату и воздействовать на светочувствительный элемент (наши глаза), после чего штора закрывается и комната становиться абсолютно черной. Образ, который остался в нашей памяти после десятисекундного просмотра улицы за окном можно считать фотографией.

Затвор зеркального фотоаппарата выглядит примерно так:

На следующем видео вы можете наблюдать работу диафрагмы и затвора фотоаппарата в замедленном времени.

Светочувствительность (ISO) – способность светочувствительного материала реагировать на свет.

Здесь можно провести аналогию с усилением сигнала. Например, звук.

Представьте ситуацию. Вы слушаете музыку, и в какой-то момент вам захотелось увеличить громкость, вы повернули регулятор громкости (усилили сигнал) и громкость музыки возросла до желаемого порога. В камере меняется уровень усиления электрического сигнала, который в свою очередь меняется в зависимости от количества света, воздействовавшего на матрицу камеры.

Еще один жизненный пример. Считается, что кошки в темноте видят значительно лучше человека, следовательно светочувствительность кошачьих глаз выше человеческих.

Думаю, теперь вы почти готовы к такому диалогу:

«Мне понравился твой снимок. А какая экспозиция была установлена на камере в момент съемки?».

Думается мне, что хороший фотограф вспомнит и то, как был поставлен свет, и то при помощи чего он снимал данный кадр и каким оборудованием пользовался, а настройки экспозиции он сможет взять из метаданных файла =)

Главное, чтобы вы не пугались таких вопросов. Надеюсь, что вопрос экспозиции в цифровой фотографии будете теперь решать вы, а не ваша камера.

Экспозиция это главный вопрос для большинства фотографов и для его решения придумано множество технических средств, каждое из которых все время совершенствуется.

Идеальная экспозиция должна держаться на трех китах – аппаратура, вкус и цифровая обработка. Причем решать эти вопросы должен именно фотограф (иначе в чем творчество?).

Первоначально должна зародиться идея будущего изображения (образ), далее при помощи технических средств мы ее должны реализовать, техника – это лишь инструмент реализации.

Можно смело сказать, что не существует идеальной экспозиции – это не точная наука с единственно верным решением, это творческий процесс, в результате которого, та или иная выбранная нами экспозиция передает объект согласно нашей задумке в момент съемки (а не так как этого пожелала автоматика камеры).

Процесс экспонирования зависит как от фотографа, так и от особенностей камеры, и только обдуманное решение обеспечивает фотографу верный результат (наиболее близкий к задуманному).

Чаще всего задачей фотографа является точная передача объекта съемки: белое должно быть белым, черное – черным, с соответствующим набором промежуточных тонов – во всяком случае, большая часть кадров должна к этому стремиться. К сожалению, это не всегда получается, и могут возникнуть следующие неприятные ситуации.

Изображение слишком светлое – полностью или частично отсутствуют детали в светлых местах. Крайним проявлением будет полностью белый кадр. Это явление называется переэкспонированием (передержка). Эту ситуацию практически нельзя исправить в графических редакторах. Лишь незначительное переэкспонирование поддается коррекции. Переэкспонирование не всегда будет дефектом, иногда фотографии специально делаются светлыми – этот творческий прием называется высокий ключ.

Изображение слишком темное – полное или частичное отсутствие деталей в темных областях. Крайний случай проявления – абсолютно черный кадр. Это явление называется недоэкспонирование (недодержка). Ситуация не так критична, как в случае с переэкспонированием в силу человеческой природы восприятия темных оттенков (когда не хватает деталей в темных областях изображения – тенях, мы на это не обращаем внимания, а вот стоит потеряться деталям в светах, и мы это сразу же заметим), кроме всего прочего в графических редакторах эта оплошность убирается чуть лучше. Недоэкспонирование не всегда будет дефектом, иногда фотографии специально делаются темными – этот творческий прием называется низкий ключ.

Третья ситуация. Кадр средней яркости – нормально экспонирован. Именно с такими кадрами чаще всего и происходит дальнейшая работа, два верхних случая чаще всего заставляют забраковывать изображения и сразу удалять.

Теперь вы знаете все определения. Осталось только закрепить прочитанное простым примером.

Представьте такую ситуацию: у нас есть пустая стеклянная емкость, например: пробирка (будем считать, что это светочувствительный элемент нашей камеры, то есть это наша матрица). Также у нас есть кран с водой. Будем считать, что вода – это свет. Поток воды в кране регулируется отверстием, которое мы можем открывать при помощи ручки, отверстие в кране – это диафрагма. Время, в течение которого набирается вода в пробирку, точно регулируется автоматикой – секундомером (выдержка). Получается своеобразный фотоаппарат, который регулирует порцию воды.

Условимся, что кадр будет нормально экспонирован, если наберется пол пробирки воды (ситуация под номером 3).
Если уровень воды будет выше середины – кадр переэкспонирован (слишком светлый – ситуация под номером 4).
Если вода начала убегать за края пробирки – то кадр становится практически белым – такие потери «воды» уже не исправить ни какими средствами (графическими редакторами) (ситуация под номером 5).

Если уровень воды ниже середины – кадр недоэкспонирован (темный – ситуация под номером 2). Если воды совсем на дне – то кадр настолько темный (почти черный), что это практически не исправить (ситуация под номером 1).

Хотелось бы верить, что тема «экспозиция в цифровой фотографии» вам стала понятной и вы перестали бояться этих страшных терминов =)

Надеюсь, полностью автоматические режимы наконец начнут уходить в прошлое, а работа с камерой превратиться в настоящий творческий, контролируемый вами процесс.