Exponeringsnummer

Exponeringsvärde , exponeringskanal ( engelska  Exposure Value, EV ) är ett villkorat heltal som unikt karakteriserar exponeringen under fotografering och filmning [1] [2] . Samma exponeringsnummer kan motsvara olika kombinationer av slutartid och bländare ( expoelement ), men samma mängd ljus [* 1] . Samtidigt är exponeringstalet inte ett fotometriskt värde och utan ett specifikt värde på ljuskänslighet kan inte entydigt jämföras med belysning och ljusstyrka .. Steget i den logaritmiska skalan av exponeringssiffror, motsvarande en dubbel förändring i exponeringen, kallas vanligtvis exponeringssteget [3] . Konceptet låg till grund för mekanisk automatisering av exponeringskontroll med hjälp av ljusvärdeskalan ( engelsk  LVS-system, Light-Value Scale ; tyska  Lichtwerte ), som fick stor spridning under andra hälften av 1950 -talet [4] .

Fysisk betydelse

Konceptet med exponeringsnummer utvecklades av den tyska fotoslutardesignern Friedrich Deckel ( tyska:  Friedrich Deckel ) [5] . Som kontroll användes exponeringsnumrets skala i kameror med central slutare , som är strukturellt mest lämpade för denna metod att justera exponeringen [6] . I detta fall utförs graderingen av bländar- och slutarhastighetsskalorna enhetligt och med samma steg, motsvarande en fördubbling av var och en av parametrarna. På grund av detta leder den gemensamma rotationen av båda ringarna i samma vinkel till en förändring av exponeringsparet med en konstant exponering [7] . För första gången implementerades en sådan anordning i Dekels Synchro- Compur- slutare, som han presenterade på Photokina- utställningen 1954 [ 8] [4] .

Skalan som appliceras på en av de två koaxialringarna som reglerar exponeringen tjänar till att välja deras relativa position. Valet av ett specifikt nummer av denna skala med hjälp av det relativa rotationslåset för slutartid och bländarringar motsvarar valet av önskad exponering, oavsett de aktuella värdena för båda exponeringsparametrarna [9] . Den här tekniken har avsevärt förenklat exponeringskontrollen, vilket räddar nybörjare amatörfotografer från behovet av att studera begreppen "slutartid" och "bländare" i detalj. I detta fall tillåter den ömsesidiga fixeringen av ringarna, genom gemensam rotation av båda skalorna, att ändra kombinationen av parametrar under mekanisk automatisering av överensstämmelse med ömsesidighetslagen [10] .

Den ursprungliga beteckningen , antagen som en av ISO-standarderna , förvandlades så småningom till den moderna engelska akronymen EV eller eV , som fick status som en internationell symbol [11] . Skalan för exponeringstal är baserad på ett logaritmiskt bas 2-förhållande :

där N är bländarvärdet och t är exponeringstiden i sekunder . Ljuskänsligheten antas vara lika med 100 ISO-enheter.
Om det är annorlunda ändras EV-värdet med ett värde lika med antalet stopp som känsligheten skiljer sig från 100.
Ett EV-värde på 0 motsvarar alltså en exponering med en slutartid på 1 sekund vid en bländare på f /1.0 [5] [12] med ljusmottagarens känslighet lika med 100. Om vi ​​i detta fall ändrar känsligheten till t.ex. 800 ISO så kommer EV att ta ett positivt värde på +3. Men vid samma exponeringsvärde är andra kombinationer av slutartid och bländare möjliga: 2 sekunder vid f / 1,4; 4 sekunder vid f/2,0; 8 sekunder vid f/2,8 och så vidare. Med någon av dessa kombinationer kommer exponeringen som erhålls av det fotografiska materialet eller fotomatrisen att vara densamma, men djupet på det skarpt avbildade utrymmet och mängden suddighet hos rörliga objekt kommer att skilja sig [* 2] . Varje förändring av exponeringsvärdet med ett, kallat steg (slangterm för "stopp"), motsvarar en fördubbling av exponeringen. En minskning med en motsvarar alltså en kortare slutartid eller stängning av bländaren med ett steg [13] .

Exponeringsnumret är dock inte ett fotometriskt värde, utan kännetecknar förhållandet mellan specifika värden på exponeringsparametrar, inte direkt relaterade till ljusstyrka och belysning. Som bekant uttrycks det fotometriska begreppet exponering av beroendet [14] :

där H v är exponeringen, E är belysningen i det verkliga bildplanet och t är slutartiden. Belysningsstyrkan E beror inte bara på objektivets relativa bländare utan också på motivets ljusstyrka, vars exponeringsvärde inte tar hänsyn till den senare. För att undvika förvirring används begreppet exponeringsparametrar oftare istället för exponeringsnumret , och kameratillverkare föredrar termen Camera Exposure Settings .  Exponeringsnummersystemet blev grunden för den additiva APEX-skalan, antagen i USA i form av standarden ASA PH2.15-1964.

I Sovjetunionen var systemet föga känt och begreppet exponeringsnummer blev inte heller utbrett. Istället användes tabellmetoder för beräkning av exponering, innehållande andra villkorade tal som inte har något med den allmänt accepterade exponeringen att göra [15] . Endast i fotografiska exponeringsmätare och i vissa kameror med centrala slutare tillämpades internationella standardexponeringsskalor [13] . I västländer nådde APEX-systemet aldrig godkännandestadiet i form av märkningsutrustningsvågar på grund av det massiva införandet av fotoelektriska exponeringsmätare.

I modern referenslitteratur används begreppet exponeringsvärde för att referera till specifika kombinationer av slutartid och bländare, oftast när man beskriver prestandaomfånget för ljusmätare , autofokus och andra enheter som beror på ljusförhållandena. Exponeringssiffror ("stopp") mäter också den fotografiska latituden för digitala bildinspelningsenheter.

Tabell 1. Exponeringsnummervärden för olika exponeringsparametrar [10]
Relativt hål
Exponering
på sekunder 		f/1,0 f/1,4 f/2,0 f/2,8 f/4,0 f/5,6 f/8,0 f/11 f/16 f/22 f/32 f/45 f/64
60 −6 −5 −4 −3 −2 −1 0 ett 2 3 fyra 5 6
trettio −5 −4 −3 −2 −1 0 ett 2 3 fyra 5 6 7
femton −4 −3 −2 −1 0 ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta
åtta −3 −2 −1 0 ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9
fyra −2 −1 0 ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio
2 −1 0 ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva
ett 0 ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12
1/2 ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13
1/4 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton
1/8 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton
1/15 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16
1/30 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17
1/60 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton
1/125 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton 19
1/250 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton 19 tjugo
1/500 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton 19 tjugo 21
1/1000 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton 19 tjugo 21 22
1/2000 elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton 19 tjugo 21 22 23
1/4000 12 13 fjorton femton 16 17 arton 19 tjugo 21 22 23 24
1/8000 13 fjorton femton 16 17 arton 19 tjugo 21 22 23 24 25

I praktiken används endast heltalsvärden för exponeringssiffror, motsvarande kombinationer av vanliga slutartider och bländare som är allmänt accepterade i fotografisk utrustning. Bråkvärden har blivit vanliga för att beskriva förändringar i exponeringsnivåer, oftast exponeringskompensation. För filmning ser en liknande tabell mycket enklare ut, eftersom i de flesta fall, med en standardbildhastighet och en konstant slutaröppningsvinkel , används en enda slutartid , men på bio har exponeringsnummersystemet inte blivit utbrett.

Exponeringstabeller

I de flesta situationer är det omöjligt att exakt bestämma exponeringen utan en fotoelektrisk exponeringsmätare, men att veta exponeringsnumret som motsvarar en viss typ av plot hjälper till att navigera vid beräkning av de nödvändiga exponeringsparametrarna [16] . För att jämföra ett specifikt antal med belysning krävs kunskap om ljuskänslighet. Med värdet för denna parameter lika med ISO 100 tas alla exponeringsnummer lika med motsvarande ljus [17] .

Tabell 2. Exponeringssiffror för olika ljusförhållanden vid ISO 100
Ljusförhållanden EV100 _
Naturlig belysning utanför
Upplyst sand eller snö i stark sol eller lätt dis (hårda skuggor) [* 3] 16
Genomsnittlig scen i stark sol eller lätt dis (hårda skuggor) femton
Upplyst av den skarpa solen, ett standard grått kort femton
Genomsnittlig tomt med solen i ett dis (mjuka skuggor) fjorton
Genomsnittlig tomt med lätt molntäcke (inga skuggor) 13
Genomsnittlig tomt med täta moln 11–12
Rita i djup skugga i strålande sol 12
Landskap upplyst av månsken [* 4]
Fullmåne -3 till -2
Månad (kvartal) −4
Halvmåne −6
Landskap upplyst av ljuset från stjärnhimlen −15
Konstgjord belysning på gatan
Neon- och LED-skyltar 9–10
Nattsporter 9
Brand och brinnande byggnader 9
Livliga nattscener åtta
Nattscener på gatan och upplysta fönster 7–8
Natttrafik på gatorna 5
Mässor och nöjesparker 7
Julgran, belysning av byggnader 4–5
Upplysta byggnader, monument och fontäner 3–5
Upplysta byggnader på avstånd 2
Konstgjord belysning i interiören
Utställningshallar, gallerier 8–11
Stadioner och teaterscener i fullt ljus 8–9
Isshower med strålkastare 9
Cirkusarena med strålkastarljus åtta
Kontor och verkstäder 7–8
heminredning 5–7
julgran 4–5
Ljuskällor
Glittrande snö i den strålande solen 21
Ljus artificiell ljuskälla tjugo
Solbländning på blanka metallföremål 19
Solbländning på vattenytan arton
Månens skiva [*4]
Komplett femton
defekta fjorton
Månad (kvartal) 13
Halvmåne 12
Regnbåge
Mot bakgrund av en klar himmel femton
Mot bakgrund av moln och moln fjorton
Skyline vid horisonten
före solnedgången 12–14
På solnedgången 12
Strax efter solnedgången 9–11
Polarljus
Ljus -4 till -3
Medel -6 till -5
Vintergatan -11 till -9

Ovanstående tabell tillåter, med begränsad noggrannhet, att bestämma exponeringsvärdet som motsvarar de beskrivna ljussituationerna för ett värde för ljuskänslighet. Med en annan känslighet används ömsesidighetslagen för omräkning, varav det följer att när ISO-värdet fördubblas ökar motsvarande exponeringsvärde med ett. En av konsekvenserna av ovanstående tabeller kan betraktas som F / 16- tumregeln , som gör att du kan beräkna exponeringsparametrar på ett enklare sätt.

Exponeringsnummer i fotografisk utrustning

De flesta kameror ger inte möjlighet att konvertera exponeringssiffror till exponeringsparametrar. Nästan all utländsk utrustning från slutet av 1950-talet med en central slutare var dock utrustad med en lämplig skala [10] . Samma teknik hittades i de sovjetiska kamerorna " Iskra ", " Youth ", " Relay " [18] [7] . För första gången dök en slutare med ljusskala upp 1955 på avståndsmätarkamerorna Agfa Super Solinette och Ansco Super Regent [4] . Standardserien av slutartider och bländare under samma år fördes till en modern form, när varje angränsande värde skiljer sig med exakt 2 gånger, eller med 1 exponeringssteg. Med slutet av modet för den centrala slutaren och spridningen av fokala linser började skalan överges, men den användes under lång tid i professionell mellanformat fotografisk utrustning designad för utbytbar optik med en interlins slutare, som Hasselblad och Rolleiflex SL66.

Skalan för exponeringssiffror eller "exponeringsskalan" appliceras sedan på en av de koaxialringar som styr slutarhastighet eller bländare, graderad med samma enhetliga vinkelsteg [19] . Att vrida var och en av ringarna i samma vinkel var som helst på skalan i detta fall leder till en förändring av motsvarande exponeringsparametrar med en faktor två [13] . Ändringarnas riktningar väljs motsatta, det vill säga när ringarna roteras i samma riktning förkortas slutartiden, och bländaren öppnas och vice versa [20] . En separat spärr placerad på skalan för exponeringssiffror kan låsa den inbördes rotationen av båda ringarna i enlighet med värdet som valts på denna skala. Som ett resultat sker rotationen av inställningsskalorna synkront på ett sådant sätt att exponeringen förblir konstant genom hela området av förändringar i fotograferingsparametrarna [13] . Detta ökar effektiviteten, vilket gör att du snabbt kan välja rätt kombination beroende på scenen: en stängd bländare för ett stort skärpedjup eller en snabb slutartid när du fotograferar snabba rörelser [21] .

Exponeringsskalor finns inte i digital fotoutrustning. Vissa exponeringsmätare (som Pentax spotmeters ) ger avläsningar i EV-enheter för ISO 100. Mer moderna digitala modeller kan visa resultatet som ett exponeringsvärde för ett specifikt känslighetsvärde som ställs in före mätning.

Exponeringskompensation

Oftast används begreppet och symbolen för exponeringsnumret vid markering av exponeringskompensationsskalor. I detta fall används termen exponeringssteg som ett relativt värde som uttrycker skillnaden mellan faktiska och beräknade exponeringsnivåer. Till skillnad från de absoluta värdena för exponeringssiffror, vars negativa värden motsvarar mycket låga ljusnivåer, återspeglar tecknet på exponeringskompensation i vilken riktning exponeringen ändras. Det absoluta värdet på -1 EV motsvarar alltså en slutartid på 4 sekunder vid f / 1,4, medan -1 EV med exponeringskompensation innebär en minskning av exponeringen med 1 stopp jämfört med den beräknade. Samtidigt indikeras positiva exponeringskompensationsvärden med ett "+"-tecken, till exempel motsvarar +2 EV en ökning av exponeringen med 2 steg.

Exponeringskompensationsskalan är motsatsen till absolutvärdesskalan för exponeringsvärdena, det vill säga med en korrigering på +1 EV bör exponeringsvärdet minska med samma belopp. Till exempel, om ett motiv som är för mörkt för att mäta vid 15 EV kräver en exponeringskompensation på +2 EV, kommer en ökning av slutartiden eller öppnande av bländaren att minska siffran till 13.

Samband med ljusstyrka och belysningsstyrka

Med känd ljuskänslighet finns det ett direkt samband mellan exponeringsvärdet och sådana fotometriska storheter som ljusstyrka och belysning. Den korrekta exponeringen för givna ljusförhållanden och ISO-hastighet bestäms med hjälp av ekvationen [22] :

var

Vi använder expositionsnummerformeln i logaritmen istället för den vänstra sidan av den högra sidan av denna likhet. Sedan bestäms antalet EV med hjälp av uttrycket:

Koefficienten väljs av tillverkarna på egen hand och är oftast lika med 12,5 (inklusive Canon , Nikon och Seconic). I det här fallet, och vid ISO 100, ser beroendet ut som en jämlikhet:

Med hjälp av detta beroende, med hjälp av en ljusmätare, kan du mäta ljusstyrkan på ljuset som reflekteras från motivet.

Tabell 3 Överensstämmelse mellan exponeringstal och ljusstyrka (för ISO 100 och K- faktor = 12,5) och belysning (för ISO 100 och C- faktor = 250)
EV100 _ Ljusstyrka belysning
cd/ m2 fot-lambert Svit ft/cd
-fyra 0,008 0,0023 0,156 0,015
-3 0,016 0,0046 0,313 0,029
-2 0,031 0,0091 0,625 0,058
-ett 0,063 0,018 1,25 0,116
0 0,125 0,036 2.5 0,232
ett 0,25 0,073 5 0,465
2 0,5 0,146 tio 0,929
3 ett 0,292 tjugo 1,86
fyra 2 0,584 40 3,72
5 fyra 1.17 80 7,43
6 åtta 2,33 160 14.9
7 16 4,67 320 29,7
åtta 32 9,34 640 59,5
9 64 18.7 1280 119
tio 128 37,4 2560 238
elva 256 74,7 5120 476
12 512 149 10 240 951
13 1024 299 20 480 1903
fjorton 2048 598 40 960 3805
femton 4096 1195 81 920 7611
16 8192 2391 163 840 15 221

Beroendebestämning ger relativt exakta resultat för reflekterat ljus. Vid mätning av infallande ljus (belysningsstyrka) kan ytterligare avvikelser införas av typen av mätsensor, som är uppdelade i två huvudvarianter: platt och halvsfärisk med olika fördelning av känslighetsriktningar. Vid mätning med en platt ljusdetektor används koefficienten C \u003d 250 oftast , och beroendet vid ISO 100 tar formen:

Men i praktiken, när de flesta av försökspersonerna har volym och olika orienteringar i förhållande till ljuskällor, kan ett mer exakt resultat erhållas med ett halvsfäriskt mäthuvud, för vilket C -faktorn är 320 ( Minolta ) eller 340 (Seconic) för belysningsstyrka i lux .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Begreppet "exponeringsvärde" är endast tillämpligt på kontinuerlig belysning och är inte lämpligt för att beräkna exponeringen som ges av blixtenheter
  2. ↑ Undantaget är avvikelser från ömsesidighetslagen på grund av Schwarzschild -effekten , manifesterad vid mycket långa eller ultrakorta slutartider
  3. ↑ Värdet gäller för dagsljus, som börjar två timmar efter soluppgången och slutar två timmar före solnedgången . För sidoljus reduceras siffran med ett och för motljus med 2 EV
  4. ↑ 1 2 När månens höjd över horisonten är mer än 40°

Källor

  1. ↑ Photokinotechnics, 1981 , sid. 431.
  2. ↑ Vetenskap och liv, 1966 , sid. 150.
  3. ↑ Exponeringssiffror och exponeringens underliggande karaktär . Bildvärd. Tillträdesdatum: 17 oktober 2015.
  4. ↑ 1 2 3 Mike Eckman. Keppler's Vault 25: Light Value  Scale . Fotografering (7 december 2018). Hämtad: 8 november 2020.
  5. ↑ 1 2 Exponeringsnummer . exponeringsmätning . Zenith kamera. Tillträdesdatum: 17 oktober 2015.
  6. ↑ Cameras, 1984 , sid. 78.
  7. ↑ 1 2 Optisk-mekanisk industri, 1959 , sid. åtta.
  8. ↑ M. Ya. Shulman. Utveckling av enheter för automatisering av exponeringsinställning i kameror . exponeringsmätning . Zenith kamera. Tillträdesdatum: 17 oktober 2015.
  9. ↑ En kort kurs i fotografi, 1972 , sid. 103.
  10. ↑ 1 2 3 Sovjetiskt foto, 1961 , sid. 31.
  11. ↑ Sovjetiskt foto, 1990 , sid. 46.
  12. ↑ Konstantin Voronov. Exponering. Del 3. Hur mäts exponeringen? exponeringssteg . Recensioner . Prophotos (22 april 2015). Tillträdesdatum: 17 oktober 2015.
  13. ↑ 1 2 3 4 Cameras, 1984 , sid. 79.
  14. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 125.
  15. ↑ Kort fotografisk guide, 1952 , sid. 204.
  16. ↑ Exponerings-EV-nummer för olika ljusförhållanden . Fotografering . "Prostofoto". Tillträdesdatum: 17 oktober 2015.
  17. ↑ Ken Rockwell. Vad är LV och EV  (engelska) (oktober 2013). Tillträdesdatum: 17 oktober 2015.
  18. ↑ Sovjetiskt foto, 1963 , sid. 34.
  19. ↑ Val av kamera, 1962 , sid. 40.
  20. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 130.
  21. ↑ Shulman M.Ya. Utveckling av enheter för automatisering av exponeringsinställning i kameror . Fototeknik . Statens optiska institut uppkallat efter S. I. Vavilov (1958). Hämtad: 24 oktober 2015.
  22. ↑ Cameras, 1984 , sid. 73.
  23. ↑ Ansel Adams, 2005 , sid. 43.

Litteratur

Länkar

 exponeringsmätning
Exponeringsmätningsvillkor
Manuell exponeringskontroll
Automatisk exponeringskontroll
Blixtmätningsstandarder