Лекція 4. Система експозаміру.

1. Режими експозаміру. Зонна система експозаміру.

Експозиція – тривалість освітлення, величина, що визначає дію світлового опромінення матриці або фотоплівки. Регулювати кількість світла, що попадає на матрицю (плівку), можна змінюючи співвідношення витримки та діафрагми. Це співвідношення регулюється вбудованим в камеру експонометром (датчиками експозаміру – кремнієвими фотоелементами).

Найголовніший недолік вбудованого в камеру експонометру в тому, що він вимірює кількість відбитого від об’єкту світла. Але справа в тому, що різні об’єкти відбивають світло по різному. Наприклад, білий сніг відбиває дуже багато світла, десь приблизно 70-90%, а чорний оксамит – біля 3-7%. Якщо усереднити яскравість великої кількості середньостатичних знімків, то отримаємо приблизно сірий нейтральний колір з відбиваючою властивістю 18%.

При наведенні на об’єкт зйомки світло через об’єктив ( в дзеркальних фотокамерах) попадає на датчик, а потім передається на процесор камери. Процесор на підставі отриманої інформації «підбирає» правильну (на його погляд) експопару. Замір TTL – (Through The Lens – через об’єктив) є одною з основних переваг дзеркальних камер, тому що дозволяє виміряти і оцінити ту кількість світла, яка безпосередньо попадає на матрицю.

Сучасні користувачі цифрових дзеркальних камер мають можливість вибирати і налаштовувати широкий спектр режимів експозаміру, або те, як камера визначає яскравість об’єкту зйомки. Розуміння цих процесів дозволить покращити інтуїтивне розуміння деякими фотографами того, як камера вимірює освітленість.

Система експозаміру камери налаштовується виробником,як правило, на нейтрально сірий тон, який відбиває 18% падаючого на нього світла. Тобто фотокамера намагається привести середню яскравість сцени до 18%. З цього можна зробити висновок, що сцену, на якій переважає світлий колір, камера намагатиметься привести до середнього показника 18% сірого кольору, а значить зробити знімок темнішим. І, навпаки, сцену, де переважає темний колір, зробити світлішою.

Для коригування та творчого використання фотографом в сучасних камерах найбільш розповсюджені наступні режими заміру експозиції:

- Точковий експозамір. При точковому замірі експозиції проходить зчитування даних освітленості з дуже малої частини зображення і ігнорується експозиція решти сцени. При цьому вимірюється освітленість лише 1-5% площі видошукача. Показники, як правило, беруться з самого центру сцени або з освітлення певного об’єкту (наприклад, яскраво освітлений актор на темній сцені театру). Вказаний спосіб заміру є дуже точним і використовується при фотозйомці дуже контрастних сюжетів.

- Опосередкований центрально-зважений експозамір. В цьому режимі вимірюється експозиція всієї сцени, а потім її значення розраховується по середньому значенню центральної плями картини, що фотографується. Вимірюється освітленість 60-80% площі видошукача. При такому вимірюванні, як правило, можна регулювати співвідношення між центральною і периферійною частиною зображення. На результати вимірювання менше впливають невеликі ділянки на краях видошукача, які дуже відрізняються по яскравості. В зв’язку з цим можуть бути отримані більш точні показники вимірювань.

- Опосередкований експозамір. Інформація про освітленість надходить з всієї площі сцени, яка фотографується, і опосередковується для установки остаточного значення експозиції. Не проводиться окреме вимірювання для будь-якої конкретної частини зображення.

- Частковий експозамір. Найбільш часто застосовується в камерах фірми Canon. При цьому вимірюється 10-15% площі видошукача. Частковий замір експозиції використовується тоді, коли дуже яскраві чи дуже темні ділянки по краях кадру дуже впливають на точність її вимірювання.

- Багатозонний експозамір. Вказаний режим виміру експозиції вперше був преставлений в фотокамерах Nikon. Багатозонний експозамір – це такий тип вимірювання, при якому знімаються показники освітленості в декількох різних ділянках (або зонах) в межах сцени, що фотографується, а потім виконується розрахунок їх середнього значення. Метод також називається оціночним/матричним (Evaluvative/Matrix) в фотокамерах Nikon і оціночним (Evaluvativе) в фотокамерах Canon. Багатозонний експозамір є стандартним налаштуванням ( по замовчуванню) в багатьох фотокамерах. Інтенсивність освітлення вимірюється в декількох точках сюжету, а потім певним чином комбінується (об’єднується) для отримання оптимальної експозиції. Ідея, що полягає в багатозонному виміру, - зменшити необхідність використання компенсації експозиції.

2. Поняття витримки . Стандартний ряд витримки.

Якісні фотографії складно отримати в автоматичному режимі з стандартними налаштуваннями. Звісно, вони можуть бути гарні і цікаві для певного кола людей, але художньою роботою назвати їх складно. Така функція, як витримка в фотокамері, потрібна для зйомки рухомих об’єктів, для отримання чіткості, різкості або, навпаки, розмитості певних елементів (наприклад, потоків води).

Витримка – це час, протягом якого відкритий затвор камери і світло проходить через об’єктив на матрицю і формує зображення. Можна сказати також, що витримка, або як її ще називають, швидкість затвору (shutter speed value), - це проміжок часу, який необхідний для експозиції, іншими словами, як довго камера буде відкрита для проходження світла. Варто зауважити, що, наприклад, в телефонах і цифрових компактах (мильницях) відсутній як такий механічний затвор. Там в якості затвору служить включення/виключення матриці. Але принцип роботи повністю зберігається з одною лише різницею, що замість підняття дзеркала і ходу шторок затвору матриця «мильниці» повністю обновляється. Зараз набувають популярності системні бездзеркальні камери, в яких відсутнє дзеркало, але які мають той самий справжній механічний затвор, наприклад, Sony IL CE-7, який видає приємне клацання спуску затвору.

Витримку можна вимірювати в секундах, годинах, днях. Але в фотокамерах навіть в секундах витримка є значною. Тому майже завжди вона вказується в долях секунди. Наприклад, 1/30 сек., 1/60 сек. … 1/500 сек. Найбільш часто камера відображає тільки знаменник – 30, 60 … 500.

Коротка витримка призначена для зйомки тварин, гонок, спортивних змагань, щоб рухомий об’єкт на фото не виглядав «змазаним». Чим швидше рухається об’єкт, тим коротша витримка повинна встановлюватись. Але слід пам’ятати, що освітлення в цьому випадку повинне бути досить значним, позаяк відкритий на більш короткий термін затвор пропускає меншу кількість світла. Кадр буде недоекспонований (світлий). Виправити ситуацію допоможе діафрагма, ступінь відкриття якої збільшується пропорційно зменшенню витримки.

Довга витримка використовується при недостатньому освітленні і для створення спеціальних ефектів. Але в такому випадку необхідно застосовувати штатив, інакше зображення буде «розмитим» по всій фотографії. Якщо встановити високу світлочутливість ISO, то в темний час доби на фото неминуче буде «шум», виправити який можна в програмі Photoshop, але якість знімка від цього знизиться.

В затворах сучасних фотокамер використовується стандартна шкала витримок в долях секунди, причому для коротких витримок (менше 1 секунди) чисельник опускається і витримка описується знаменником:

8000 ( 1/8000 с)

4000 (1/4000 с)

2000 (1/2000 с)

1000 (1/1000 с)

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

Незалежно від чисел, що використовуються, шкала витримок будується за логарифмічним принципом, коли кожне значення відрізняється від сусіднього в 2 рази. Сучасні фотокамери з електронним відпрацюванням витримок мають на електронній шкалі дробні значення, що вказують на проміжні витримки між стандартними. Наприклад, між 1/30 і 1/60 можуть бути 1/40 і 1/50, відповідно зміні витримки на 1/3 ступені. Крім того, на шкалі витримок зустрічається таке значення, як В - «Bulb». Ручна витримка – затвор відкритий до тих пір, поки натиснута кнопка спуску затвору.

В фотокамерах режим витримки позначається буквою T ( англ..Time –час.)

3.Експозиція, експопара, гістограма, експокорекція.

Як відомо, експозиція – це кількість світла, що попадає на світлочутливий елемент (матрицю цифрової камери). Від кількості світла, яке попало на матрицю, залежить якість отриманого зображення і ступінь передачі напівтонів. Якщо світла мало (мала експозиція), то фотографія буде темною, без деталізації темних ділянок об’єкта зйомки. І навпаки, якщо світла буде багато (велика експозиція), то на фотографії можуть бути засвіченими (повністю білими) деякі світлі ділянки об’єкта зйомки.

Ідеальною (правильною) буде експозиція при якій на матрицю попало стільки світла, щоб прорисувати на фотографії максимум сюжетно необхідних деталей. Допускається наявність на фотографії незначних засвіток або чорних ділянок, якщо це не заважає сприймати загальну картинку.

Основними параметрами, за допомогою яких регулюють експозицію, є витримка і діафрагма, які разом називаються експопарою. Позаяк і витримка, і діафрагма допомагають контролювати ступінь освітленості в кадрі, виходить, що вони доповнюють і взаємозамінюють одне одного. Наприклад, одне і те значення експозиції можуть забезпечувати експопари 1/30 і f8, 1/60 і f5,6 , 1/125 і f4.

Насправді існують ще 2 додаткових способи вплинути на експозицію в фотографії при незмінних умовах освітленості: за допомогою параметру світлочутливості ISO та застосуванням світлофільтрів.

Майже всі сучасні цифрові камери вміють відображати на своїх дисплеях такий інформаційний пункт як гістограма. Головна мета гістограми – зробити аналіз цифрової фотографії математичним способом і допомогти фотографу вибрати правильні налаштування.

Гістограма – це графік розподілу тонів на фотографії. По осі Х (горизонтальна лінія) градація яскравості: зліва повна чорнота і справа – яскраве світло і переосвітлення. По осі Y відображається кількість пікселів, які на фотографії відповідають певному рівню яскравості. Гістограма може відображати дані всіх каналів або яскравості кожного окремого кольору. В залежності від сюжету фотографії чорних і білих точок може бути більше чи менше. Все залежить від задуму фотографа. Гістограма допомагає зрозуміти скільки точок на фотографії знаходиться в тінях, а скільки – в світлі. Як висновок, на фотографії не буде падінь яскравості в чорний колір і переосвітлень, якщо всі точки на гістограмі будуть розташовуватись ближче до центру.

Темна фотографія	Нормальна фотографія	Світла фотографія

Будь-яка фотокамера поступається оку людини. В тому числі динамічний діапазон будь-якої камери значно вужчий від динамічного діапазону ока людини. На практиці, наприклад, при фотографуванні людини на фоні заходу сонця або обличчя опиняється глибоко проваленим в тінь, або захід сонця буде занадто світлим. Це і є нехваткою динамічного діапазону. При цьому фотограф очима бачить сцену абсолютно нормально, бачить однаково нормально і лице і фарби заходу сонця на задньому плані. Помилки автоматики камери можуть призвести до того, що при фотографуванні білого снігу камера сприйме його як сірий, а не білий. Тому кадр буде більш темний. Навпаки, при фотографуванні нічного пейзажу камера захоче зробити їх більш світлими. І в результаті увесь кадр буде виглядати більш світлим у порівнянні з фактичною сценою. В таких випадках і потрібна експокорекція.

Така функція є майже у всіх сучасних камерах і, як правило, позначається піктограмою <+/->. Експокорекція вимірюється величиною EV (exposure values – величина експозиції). З технічної точки зору значення EV – це числа, кожне з яких відноситься до визначеної комбінації діафрагми об’єктиву і швидкості спрацювання затвору (витримки) відповідно. Значення величини експозиції можуть коливатись в межах від -2EV до +2EV з кроком в ½EV чи 1/3EV. Загальне правило експокорекції полягає в тому, що позитивні (+) значення експозиції застосовуються в тих випадках, коли більшу частину кадру займає світлий об’єкт або фон, наприклад, при зйомці сніжних пейзажів чи просто темних об’єктів на світлому фоні. Від’ємні (-) значення експозиції, навпаки, використовують при зйомці темних сцен або світлих об’єктів на темному фоні.

Якщо виникають сумніви в правильності експозаміру, а виставляти експокорекцію вручну нема часу або бажання, можна застосувати так званий брекетинг експозиції. В цьому режимі камера зробить сама підряд декілька знімків від 3-х і більше. Перший кадр у серії робиться з нульовою експокорекцією, всі наступні з симетричною позитивною (+) і від’ємною (-) експокорекцією. Найбільш вдалі кадри серії можна не поспішаючи вибрати пізніше.

Об’єднавши всі знімки, зроблені з брекетингом експозиції, в один за допомогою технології HDR (High Dynamic Range Imaging) можна отримати фотографію з високим динамічним діапазоном, діапазон яскравості якої значно перевищує можливості стандартних технологій.

4.Користувальницькі режими фотокамери.

Кожна цифрова фотокамера має певну кількість користувальницьких режимів, які відрізняються зокрема способом застосування експозиції (експопари). До таких режимів відносяться «портрет», «пейзаж», «макро», «спорт», «нічний портрет» та інші. З точки зору експонометрії вони відрізняються експопарами, які вибираються за принципом «витримка не повинна допускати «змазуваності», а діафрагма відповідає за глибину різкості».

Якщо заданий режим «пейзаж», то діафрагма закривається (зменшується отвір об’єктиву, а діафрагменне число збільшується, наприклад f16). При цьому комп’ютер камери слідкує за тим, щоб величина витримки не вийшла за межі гранично допустимих меж ( для поточної фокусної відстані). Завдяки таким величинам діафрагм знімок отримає максимальне значення глибини поля різкості, що дуже важливо для більшості пейзажів.

В режимі «портрет», навпаки, важлива незначна глибина різкості. Тому тут діафрагма відкривається максимально (збільшується отвір об’єктиву, а діафрагменне число зменшується, наприклад, f2), що дає можливість відділити різко зображуване обличчя від нерізкого фону. Для того, щоб кількість світла, що попадає на матрицю, відповідала нормальній експозиції, камері необхідно значно скоротити витримку затвору.

В режимі «спорт» ключовим параметром є витримка, яка повинна бути якомога коротшою, аби об’єкт зйомки залишався не «змазаним». Тому витримка і встановлюється в мінімальне значення. В цьому випадку турбота про підтримку правильної експозиції покладається на діафрагму.

Вибір режиму макрозйомки (як правило, позначається зображенням маленької квіточки) подає сигнал камері, що потрібно сфокусуватись на об’єкті, який значно ближче до об’єктиву, ніж завжди ( мінімально допустима відстань відрізняється для різних моделей камер, щоби взнати його, треба звернутись до інструкції). Включення режиму Макро найчастіше приводить до автоматичного вибору камерою більш широко відкритої діафрагми. Тому різкість буде зосереджена на об’єкті зйомки, а фон буде розмитим.

Режим «нічний портрет» використовується для отримання природного балансу між основним об’єктом і фоном на портретах, знятих при слабких освітленнях. Вказаний режим ще можна назвати режимом з подвійною експозицією. Люди на передньому плані експонуються світлом спалаху з короткою витримкою, що дорівнює тривалості імпульсу фотоспалаху. При цьому для опрацювання фону, до якого не «дістає» спалах, використовується довга витримка, як для зйомки нічного міста. З метою запобігання розмитості фону рекомендується застосування штативу або твердої опори.

В повністю автоматичному режимі Auto, який ще називають «зеленим» режимом, витримка і діафрагма мають приблизно рівний пріоритет. Все те ж саме відноситься і до режиму програмної експозиції (Р).

Програмний режим (Р). В режимі «розумної» програмної експозиції камера автоматично виставляє і витримку, і діафрагму з врахуванням фокусної відстані об’єктиву. Програма забезпечує правильну установку камери, вибираючи достатньо коротку витримку з метою запобігання впливу будь-якого струсу камери. Відрізняється від режиму Auto тільки тим, що можна вручну змінювати ISO і включати чи відключати спалах на свій розсуд.

Режим автоматичного вибору експозиції з пріоритетом діафрагми (А) вибирається в тих випадках, коли необхідно управляти діафрагмою. В режимі А встановлюється діафрагма об’єктиву, а камера підбирає підходящу витримку, яка забезпечує правильну експозицію. Діафрагма визначає глибину різко зображуваного простору (як вказано вище, мала ГРЗП для портретів і велика – для пейзажів). Глибина різкості при постійному значенні діафрагми змінюється в залежності від фокусної відстані об’єктиву.

Режим автоматичного вибору експозиції з пріоритетом вибору витримки (S) забезпечує повне управління витримкою затвору. В цьому режимі встановлюється витримка, а камера підбирає для коректної експозиції відповідну діафрагму. Вибрана витримка забезпечує відповідну ступінь розмитості, з якою відтворюється об’єкт зйомки. Найкоротші витримки дозволяють «заморозити» рух більшості об’єктів і на знімку отримуємо різке і чітке зображення з чисельними подробицями. Не обов’язково знімати об’єкти, що рухаються, на коротких витримках. Незначна «змазаність» може бути дуже ефективною для передачі руху на зображенні. Значні витримки також можуть «заморозити» рух, але в цьому випадку буде не фотографічна чіткість передачі моменту, а створення художнього ефекту, наприклад, «шовковистості (молочності)» води водоспаду, морських хвиль.

Найкращі результати від використання режиму S досягаються на тому етапі, коли фотограф набуває достатнього досвіду, щоб оцінити вплив вибраної витримки затвору.

Нарешті, цифрові камери мають і повністю ручний режим, який найчастіше позначається буквою М. Вибравши його, фотограф забороняє процесору використовувати дані вбудованого експонометру, а витримку і діафрагму підбирає на власний розсуд. І все ж таки, на моніторі чи у видошукачі камери на спеціальній шкалі показується думка експонометра, а також інформація про те, на скільки з експонометром не співпадає думка фотографа.

Підсумувавши вищесказане, слід зауважити, що виробники фототехніки у виборі експопари «по-замовчуванню» дотримуються принципу «все навкруги повинно бути різким». Якщо фотограф хоче перебороти ці обставини, то повинен творчо використовувати можливості фотокамери і, зокрема, користувальницькі (творчі) режими