Exponering (foto)

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 2 mars 2021; kontroller kräver 4 redigeringar .

Exponering (i fotografi, film och tv) är mängden aktinisk strålning som tas emot av ett ljuskänsligt element. För synlig strålning kan den beräknas som produkten av belysning med slutarhastighet , under vilken ljus verkar på ett ljuskänsligt element: en matris eller fotografisk emulsion [1] .

För synlig strålning uttrycks exponeringen i lx s  lux  -sekund). Termen används också i relation till själva processen att exponera ett ljuskänsligt element, och i andra områden relaterade till bestrålning av ljuskänsliga skikt: fotolitografi , radiografi , etc. När den exponeras förändras ljusdetektorns fysikalisk-kemiska eller elektriska egenskaper. Till exempel reduceras silvermetall i silverhalogenider .

Exponeringsvärde

Ljuskänsliga material och elektroniska ljus-till-elektriska omvandlare har en begränsad fotografisk latitud och kan återge ett relativt snävt område av motivets ljusstyrka. För korrekt visning av alla delar av scenen som filmas är det därför nödvändigt att noggrant dosera mängden ljus som tas emot av ljusmottagaren [2] .

För lite exponering ( underexponering ) har liten effekt och resulterar i en mörk—underexponerad—bild som saknar detaljer i de mörka områdena ( skuggor ) av motivet, och ibland ingen bild alls. För mycket exponering ( överexponering ) resulterar i en bild med saknade detaljer i högdagrarna ( högdagrar ), och ibland ingen bild alls. Det andra fallet är särskilt uttalat i digitalkameror och biokameror , när överexponering leder till uppkomsten av "trasiga" områden i bilden med helt saknad information på grund av den uttalade effekten av "matrismättnad".

Exponeringen bör vara sådan att den kommer att tillåta fotografiskt material med en viss ljuskänslighet att ta emot den mängd ljus som krävs för att återge det maximala området av scenviktig ljusstyrka inom den tillgängliga skalan. Ljuskänslighet är en sensitometrisk egenskap hos alla ljuskänsliga element. Ju högre känslighet matrisen (fotografisk film, fotopapper ) har, desto lägre exponering krävs.

Lagen om ömsesidighet

Den matematiska formeln som beskriver exponeringen, i de enklaste fallen, ser ut så här:

,

var är exponeringen, är belysningen justerad av bländaren och är slutartiden i sekunder [2] [1] . Kamerornas slutarhastighet och bländarskalor är byggda enligt den logaritmiska principen, det vill säga när värdet ändras med ett steg i valfri riktning ändras varje parameter exakt två gånger. Om du ökar slutartiden med ett stopp samtidigt som du stänger den med samma bländarvärde kommer inte exponeringen att ändras. Detta kallas ömsesidighetslagen , som inte observeras i hela intervallet av slutartider. Avvikelsen från lagen, kallad Schwarzschild- effekten , beskrivs med en mer exakt exponeringsformel:

,

var är Schwarzschild-konstanten som beskriver avvikelsen från ömsesidighetslagen. Avvikelsen från lagen, som visar sig vid långa och ultrakorta exponeringar, kräver kompensation från bråk till hela steg. Men i de flesta typiska fotograferingssituationer iakttas lagen om ömsesidighet, vilket gör att du kan välja vilket "expoelement" som helst för samma exponeringsnummer beroende på det erforderliga skärpedjupet och motivets hastighet.

Moderna digitalkameror låter dig också justera ljuskänsligheten genom att ändra förförstärkarens förstärkning och ADC- algoritmer [3] . Därför, om det är omöjligt att ändra exponeringsparametrarna, kan du ändra den exponering som krävs genom att minska eller öka ISO.

Exponeringsmätning

Exponeringsmätning kan utföras utifrån fysiologisk perception - visuellt, eller med hjälp av speciella apparater - instrumentellt [2] . Den senare metoden utförs huvudsakligen med hjälp av en ljusmätare, som kan vara optisk eller fotoelektrisk . Instrumentell exponeringsmätning (synonymer Exponeringsmätning, exponeringsmätning) är ett mått på intensiteten av aktinisk strålning, på basis av vilken de korrekta exponeringsparametrarna väljs. Mätning är möjlig på två sätt: genom ljusstyrka och genom belysning.

Med sällsynta undantag relaterade till speciella typer av fotografering och film, anses huvudkriteriet för att mäta ljusstyrkan hos ljus som reflekteras från motiv vara korrekt visning av mänsklig hudton, främst ansiktet. Därför är alla exponeringsmätare kalibrerade för att visa korrekt resultat vid mätning av ljus som reflekteras från huden på kaukasier. I vissa fall kan ett grått kort med en kalibrerad reflektivitet på 18 % [4] fungera som ett testobjekt .

Mätning av exponering genom belysning eliminerar fel associerade med olika reflektionsförmåga hos föremål, men kräver mätning direkt från motivet i riktning mot huvudljuskällan. I modern utrustning är den mest använda mätningen av ljusstyrkan hos ljus som reflekteras från scenen som tas, eftersom denna metod är möjlig direkt från kameran med hjälp av den inbyggda exponeringsmätaren [5] . De flesta moderna inbyggda exponeringsmätare utför objektiv exponeringsmätning, vilket gör att du kan mäta inte bara det genomsnittliga ljusstyrkan över hela bilden, utan också dess individuella sektioner, och kompenserar för fel vid bestämning av exponeringen av kontrasterande scener.

Det mest perfekta av de separata mätlägena - utvärderande - gör att du automatiskt kan ta hänsyn till alla nyanser av scenen som tas, och känna igen scenen baserat på den statistiska databasen inbäddad i exponeringsmätarens mikroprocessor [6] .

I kameramännens arbete är det ibland nödvändigt att lösa det omvända problemet: bestämma nivån av scenbelysning som krävs för att erhålla korrekt exponering för specifika exponeringsparametrar. Detta är nödvändigt för att beräkna det erforderliga antalet och kraften för operatörsbelysningsanordningar när man upprättar en ansökan till belysningsutrustningsverkstaden. I de flesta fall används den empiriska formeln [7] för att lösa problemet :

var är belysningen i lux , skapad av huvudljuset; - objektivets bländarnummer och filmhastighet i GOST - enheter . Beroendet gäller för en standardfilmningshastighet på 24 bilder per sekund och en slutaröppningsvinkel på 160–180°. I det här fallet läggs en säkerhetsfaktor på 1,5–2 till, vilket tar hänsyn till minskningen av kraften hos ljuskällor på grund av deras åldrande och naturliga föroreningar. För andra värden av dessa parametrar används en mer komplex formel, vars täljare innehåller frekvensen som en extra faktor , och nämnaren innehåller obturatorns öppningsvinkel [7] .

I vissa processer, t.ex. vid utskrift på fotografiskt papper , försummas exponeringsmätning, med hjälp av korrekturutskrift för att fastställa den korrekta kombinationen av inställningar. I färgnegativ-positiv fotoprocess användes speciella anordningar (mosaikfilter och multiplikatorer) under fotoutskrift , vilket gav ett tryck med variabel densitet och färgåtergivning [8] . Baserat på resultaten av testutskrifter valdes de korrekta exponeringsparametrarna. För osynliga strålar bestäms exponeringen med hjälp av speciella tabeller, vilket gjordes inom fotografi och film före tillkomsten av fotoelektriska exponeringsmätare.

I TV- och videokameror mäts exponeringen av den utgående videosignalen , så dessa enheter är inte utrustade med en exponeringsmätare. Utvecklingen av digital fotografering och spridningen av den elektroniska sökaren förenklade också fotograferingsprocessen och gjorde det möjligt att bestämma rätt exponering utan ljusmätare. I de flesta situationer där fotografering kan upprepas flera gånger under samma ljusförhållanden, kan exponeringen bestämmas baserat på visning av de insamlade bilderna. I det här fallet utför en digitalkamera i själva verket rollen som en fotoexponeringsmätare. Denna metod är mest acceptabel när du fotograferar i studion, inklusive med blixtar. Ett ytterligare sätt att förbättra exponeringsnoggrannheten är ett histogram , som låter dig kvantifiera den resulterande bilden. Exponeringen av tv- och videokameror kan också bestämmas av en studiomonitor eller ett oscilloskop med operationell justering av bländare och gammakorrigering [9] . Men i reportagefotografering, när upprepning av händelsen kanske inte är möjlig, är noggrann exponeringsmätning nödvändig inte bara för film, utan även för elektroniska enheter.

Sätt att kontrollera exponeringen

I de flesta bildinspelningsenheter beror exponeringen på objektivets faktiska bländare och slutarhastighet. Dessa värden kallas exponeringsparametrar . I kameror styrs slutartiden av en slutare och i en filmkamera av en slutare . Vid filmning beror slutartiden på bildhastigheten och slutaröppningsvinkeln (obturationsfaktor), så exponeringen styrs huvudsakligen av bländaren , vilket ändrar objektivets relativa bländare och i slutändan belysningen [10] . I TV-kameror och videokameror utrustade med vakuumtransmissionsrör kunde exponeringen endast justeras med membranet, eftersom slutartiden alltid motsvarade varaktigheten av tv-fältet . Moderna videokameror med halvledarmatriser har möjlighet att justera bildlästiden genom att ändra slutartiden. När du fotograferar kan exponeringen justeras över ett större område på grund av slutartiden, vars värden kan mätas i minuter och timmar, till skillnad från en filmkamera och videokamera, som tillåter slutartider som inte är längre än 1/50 sekund vid en standardbildhastighet.

Förutom bländaren kan ljusfilter användas för att styra belysningen , placerade framför linsen eller bakom den. Vissa kameror är speciellt utrustade med inbyggda ND-filter som glider in i det optiska systemet vid rätt tidpunkt, ibland mellan linserna. Denna metod är särskilt relevant för film- eller videoinspelning och kompenserar för svårigheterna med att minska slutartiden. I de fall exponering sker utan användning av en lins (till exempel med kontakttryck ) kan belysningen styras av strålningskällans intensitet. I vissa exponeringsrelaterade processer styrs slutartiden av strålningskällans drifttid, till exempel vid fotoutskrift eller fotolitografi. I kopiatorer för kontinuerlig film ges exponeringen av utskriftsfönstrets bredd och kan styras av utskriftslampans ljusstyrka och filmens frammatningshastighet. I mellanliggande filmkopiatorer kontrolleras exponeringen med hjälp av ett ljuspass [11] .

När du fotograferar med elektroniska blixtar styrs exponeringen av objektivets bländare och blixtens varaktighet, eftersom dess intensitet inte kan justeras. De enklaste blixtarna, där det inte finns någon justering av pulslängden, gör det möjligt att kontrollera exponeringen endast med bländaren. I vissa moderna typer av utrustning (till exempel SIMD-matriser, ljusfältskameror och Foveon X3 ), precis som i flerskiktsfilmer, kan idén om exponering (liksom slutartid och bländare) inte bara hänföras till fotografiskt material eller enheten som helhet, men också till dess individuella element (lager) och kombinationer av element.

Exponeringskontroll

Exponeringen kan styras både manuellt och automatiskt. De flesta moderna kameror och videokameror är utrustade med automatisk utrustning som ställer in en eller båda exponeringsparametrarna baserat på resultaten av mätning av ljusstyrka med en inbyggd exponeringsmätare [12] .

Samtidigt kräver automatisering inga andra åtgärder än att ange de initiala fotograferingsparametrarna: ISO eller den viktigaste exponeringsparametern. I vissa fall ger automatisk exponeringskontroll inte den nödvändiga noggrannheten, och då används manuell inställning med kontrollerna som är kopplade till den inbyggda exponeringsmätaren [13] .

Vid automatiskt val av exponeringsparametrar vid fotografering av kontrasterande scener, vars mätning på vanligt sätt introducerar ett avsiktligt fel med ett känt värde (till exempel ett mycket mörkt föremål mot en mycket ljus bakgrund eller vice versa), exponeringskompensation införs i exponeringsmätresultaten , vilket gör att du automatiskt kan få en exponering som skiljer sig från standard till inställt värde. Vissa enheter ger möjlighet att ange ett fast exponeringskompensationsvärde med hjälp av en separat knapp, till exempel för fotografering i motljus , när det typiska exponeringsmätarfelet är känt i förväg [14] . Moderna enkla bildinspelningsenheter är endast utrustade med automatisk exponeringskontroll, exklusive dess manuella justering.

Blixtexponering

För att mäta ljuset som tas emot av pulserande belysningsanordningar ( ficklampor ), används specialiserade exponeringsmätare - blixtmätare [15] . I filmkameror som är utformade för att använda systemblixtar finns det två oberoende exponeringsmätningssystem för att mäta exponering som ges av kontinuerlig belysning och fotoblixtar. SLR-kameror använder separat exponeringsmätning på grund av oförmågan att mäta blixtljus med huvud- TTL-systemet när spegeln är uppfälld. För att mäta blixtens intensitet används ljus som reflekteras från filmen [16] . Denna teknik har fått beteckningen " TTL OTF " ( eng.  Off the film ) [17] . I digitala SLR-kameror är användningen av denna teknik svår på grund av matrisernas låga reflektionsförmåga, så de allra flesta moderna kameror använder samma TTL-system för att mäta blixtexponering som för vanligt ljus, vilket beräknar rätt blixteffekt från en lågeffekts förpuls som avges precis innan spegeln lyfts upp.

Att kontrollera exponeringen av elektroniska blixtar är endast möjligt genom att justera pulslängden, eftersom dess intensitet inte kan ändras [18] . Denna möjlighet dök upp och blev utbredd med tillkomsten av tyristorstyrkretsar för blixtlampor, som avbröt glöden när den erforderliga exponeringen nåddes. Professionella studioblixtar låter dig smidigt justera pulsenergin genom att ändra dess varaktighet. När du fotograferar med sådana blixtar mäts exponeringen av en extern blixtmätare och regleras genom att blixtarnas styrka och objektivets bländare ändras. När du fotograferar med digitalkameror väljs exponeringen ofta genom provtagning med kontroll över bilden på den elektroniska sökaren och histogrammet .

Vid samtidig användning av pulserad och kontinuerlig belysning mäts exponeringen för var och en av dem separat, och det resulterande värdet beräknas som summan av de två exponeringarna.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Kudryashov, 1952 , sid. 84.
  2. ↑ 1 2 3 Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 125.
  3. ↑ Exponering i digital fotografi, 2008 , sid. arton.
  4. ↑ Anton Shvets. Den grå kartan och dess användningsområden (länk ej tillgänglig) . Anteckningar om fotografering. Hämtad 28 september 2015. Arkiverad från originalet 29 september 2015. 
  5. ↑ Photokinotechnics, 1981 , sid. arton.
  6. ↑ Sovjetiskt foto, 1985 , sid. 40.
  7. ↑ 1 2 Cameraman's Handbook, 1979 , sid. 341.
  8. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 219.
  9. ↑ Kameror och kammarkanaler, 2011 , sid. 69.
  10. ↑ Kudryashov, 1952 , sid. 87.
  11. ↑ Film- och fotoprocesser och material, 1980 , sid. 117.
  12. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 41.
  13. ↑ Cameras, 1984 , sid. 80.
  14. ↑ The Movie Lover 's Reference Book, 1977 , sid. 196.
  15. ↑ Hedgecoe, 2004 , sid. 29.
  16. ↑ TTL-kontroll (nedlänk) . Systemblixtenheter . Fototest (17 februari 2011). Hämtad 5 februari 2013. Arkiverad från originalet 11 februari 2013. 
  17. ↑ Förkortning inom fotografi, 1990 , sid. 43.
  18. ↑ Photoshop, 1995 , sid. 17.

Litteratur

Länkar

 exponeringsmätning
Exponeringsmätningsvillkor
Manuell exponeringskontroll
Automatisk exponeringskontroll
Blixtmätningsstandarder