Expozice (foto)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 2. března 2021; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Expozice (ve fotografii, filmu a televizi) je množství aktinického záření přijatého fotosenzitivním prvkem. Pro viditelné záření jej lze vypočítat jako součin osvětlení rychlostí závěrky , při které světlo působí na fotocitlivý prvek: matrici nebo fotografickou emulzi [1] .

Pro viditelné záření je expozice vyjádřena v lx s  lux  -sekunda). Termín se také používá ve vztahu k samotnému procesu expozice fotocitlivého prvku a v dalších oblastech souvisejících s ozařováním fotocitlivých vrstev: fotolitografie , radiografie atd. Při expozici se mění fyzikálně-chemické nebo elektrické vlastnosti detektoru světla. Například kov stříbra je redukován na halogenidy stříbra .

Hodnota expozice

Materiály citlivé na světlo a elektronické konvertory světla na elektriku mají omezenou fotografickou šířku a jsou schopny reprodukovat relativně úzký rozsah jasu předmětu. Pro správné zobrazení všech částí snímané scény je tedy nutné přesně dávkovat množství světla přijímaného světelným přijímačem [2] .

Příliš malá expozice ( podexpozice ) má malý účinek a vede k tmavému – podexponovanému – snímku, který postrádá detaily v tmavých oblastech ( stínech ) objektu a někdy vůbec žádný snímek. Příliš velká expozice ( přeexponování ) má za následek snímek s chybějícími detaily ve světlech ( highlights ) a někdy žádný snímek. Druhý případ je zvláště výrazný u digitálních fotoaparátů a kinofilmů , kdy přeexponování vede ke vzniku „rozbitých“ oblastí obrazu se zcela chybějící informací v důsledku výrazného efektu „saturace matrice“.

Expozice by měla být taková, aby umožnila fotografickému materiálu s určitou fotocitlivostí přijmout množství světla nezbytné k reprodukci maximálního rozsahu jasu důležitého pro scénu v dostupném měřítku. Světelná citlivost je senzitometrická charakteristika jakéhokoli fotocitlivého prvku. Čím větší je citlivost matrice (fotografický film, fotografický papír ), tím nižší je požadovaná expozice.

Zákon reciprocity

Matematický vzorec popisující expozici v nejjednodušších případech vypadá takto:

,

kde je expozice, je osvětlení nastavené clonou a je rychlost závěrky v sekundách [2] [1] . Stupnice rychlosti závěrky a clony fotoaparátů jsou sestaveny podle logaritmického principu, to znamená, že když se hodnota změní o jeden krok v libovolném směru, každý parametr se změní přesně dvakrát. Zvýšení rychlosti závěrky o jeden krok při zavření o stejnou hodnotu clony tedy nezmění expozici. Říká se tomu zákon reciprocity , který není dodržen v celém rozsahu rychlostí závěrky. Odchylka od zákona, nazývaná Schwarzschildův efekt , je popsána přesnějším vzorcem expozice:

,

kde je Schwarzschildova konstanta popisující odchylku od zákona reciprocity. Odchylka od zákona, která se projevuje při dlouhých a ultrakrátkých expozicích, vyžaduje kompenzaci od zlomků po celé kroky. Ve většině typických situací při fotografování je však dodržován zákon reciprocity, který vám umožňuje zvolit jakýkoli "expocouple" pro stejné číslo expozice v závislosti na požadované hloubce ostrosti a rychlosti objektu.

Moderní digitální fotoaparáty také umožňují upravit fotocitlivost změnou zisku předzesilovače a algoritmů ADC [3] . Pokud tedy není možné změnit parametry expozice, můžete požadovanou expozici změnit snížením nebo zvýšením ISO.

Měření expozice

Měření expozice lze provádět na základě fyziologického vnímání – zrakem, nebo pomocí speciálních přístrojů – přístrojově [2] . Druhý způsob se provádí především pomocí expozimetru, který může být optický nebo fotoelektrický . Přístrojové měření expozice (synonyma Exposure metering, Exposure metering) je měření intenzity aktinického záření, na jehož základě se volí správné expoziční parametry. Měření je možné dvěma způsoby: jasem a osvětlením.

Až na vzácné výjimky související se speciálními druhy fotografie a kinematografie je za hlavní kritérium pro měření jasu světla odraženého od objektů považováno správné zobrazení odstínu lidské pokožky, zejména obličeje. Všechny expozimetry jsou proto kalibrovány tak, aby zobrazovaly správný výsledek při měření světla odraženého od kůže bělochů. V některých případech může jako testovací objekt sloužit šedá karta s kalibrovanou odrazivostí 18 % [4] .

Měření expozice osvětlením eliminuje chyby spojené s různou odrazivostí objektů, ale vyžaduje měření přímo od subjektu ve směru hlavního zdroje světla. V moderních zařízeních je nejpoužívanější měření jasu světla odraženého od snímané scény, protože tento způsob je možný přímo z fotoaparátu pomocí vestavěného expozimetru [5] . Většina moderních vestavěných expozimetrů provádí objektivní měření expozice, což umožňuje měřit nejen průměrnou hodnotu jasu v celém snímku, ale i jeho jednotlivých sekcích, kompenzujících chyby při určování expozice kontrastních scén.

Nejdokonalejší ze samostatných režimů měření – vyhodnocovací – umožňuje automaticky zohlednit případné nuance snímané scény, přičemž scénu rozpozná na základě statistické databáze zabudované v mikroprocesoru expozimetru [6] .

Při práci kameramanů je někdy nutné řešit obrácený problém: stanovení úrovně osvětlení scény nezbytné pro získání správné expozice pro konkrétní expoziční parametry. To je nezbytné pro výpočet požadovaného počtu a výkonu osvětlovacích zařízení obsluhy při vypracování žádosti do dílny osvětlovacích zařízení. Ve většině případů se k řešení problému používá empirický vzorec [7] :

kde je osvětlení v luxech vytvořené hlavním klíčem; - clonové číslo objektivu a - rychlost filmu v jednotkách GOST . Závislost platí pro standardní rychlost filmování 24 snímků za sekundu a úhel otevření závěrky 160–180°. V tomto případě se přidává bezpečnostní faktor 1,5–2, který zohledňuje pokles výkonu světelných zdrojů v důsledku jejich stárnutí a přirozeného znečištění. Pro ostatní hodnoty těchto parametrů se používá složitější vzorec, jehož čitatel obsahuje frekvenci jako doplňkový faktor a jmenovatel obsahuje úhel otevření uzávěru [7] .

V některých procesech, například při tisku na fotografický papír , je měření expozice zanedbáváno a pomocí zkušebního tisku se určí správná kombinace nastavení. U barevného negativ-pozitivního fotoprocesu byla při tisku fotografií použita speciální zařízení (mozaikové filtry a multiplikátory) , které poskytovaly tisk s proměnlivou hustotou a barevnou reprodukcí [8] . Na základě výsledků zkušebního tisku byly vybrány správné expoziční parametry. U neviditelných paprsků se expozice určuje pomocí speciálních tabulek, jak se to dělalo ve fotografii a kině před příchodem fotoelektrických expozimetrů.

U televizorů a videokamer je expozice měřena výstupním videosignálem , takže tato zařízení nejsou vybavena expozimetrem. Rozvoj digitální fotografie a rozšíření elektronického hledáčku také zjednodušilo proces fotografování a umožnilo určit správnou expozici bez expozimetru. Ve většině situací, kdy lze fotografování několikrát opakovat za stejných světelných podmínek, lze expozici určit na základě prohlížení pořízených snímků. V tomto případě digitální fotoaparát ve skutečnosti sám plní roli fotoexpozimetru. Tato metoda je nejpřijatelnější při fotografování ve studiu, včetně blesků. Dalším prostředkem ke zlepšení přesnosti expozice je histogram , který umožňuje kvantifikovat výsledný snímek. Expozici televizních a videokamer lze určit i studiovým monitorem nebo osciloskopem s provozním nastavením clony a gama korekcí [9] . Při reportážní fotografii, kdy opakování události nemusí být možné, je však přesné měření expozice nutné nejen u filmu, ale i u elektronických zařízení.

Způsoby kontroly expozice

U většiny zařízení pro záznam obrazu závisí expozice na skutečné cloně objektivu a rychlosti závěrky. Tyto hodnoty se nazývají parametry expozice . U fotoaparátů je rychlost závěrky řízena závěrkou a u filmové kamery pomocí závěrky . Při filmování závisí rychlost závěrky na snímkové frekvenci a úhlu otevření závěrky (faktor zatemnění), takže expozice je řízena především clonou , která mění relativní clonu objektivu a v konečném důsledku i osvětlení [10] . V televizních kamerách a videokamerách vybavených vakuovými přenosovými trubicemi mohla být expozice nastavena pouze clonou, protože rychlost závěrky vždy přesně odpovídala době trvání televizního pole . Moderní videokamery s polovodičovými matricemi mají schopnost upravit dobu čtení snímků změnou rychlosti závěrky. Při fotografování lze expozici upravit v širším rozsahu díky rychlosti závěrky, jejíž hodnoty lze měřit v minutách a hodinách, na rozdíl od filmové kamery a videokamery, které umožňují časy závěrky nepřesahující 1/50 sekundy při standardní snímkové frekvenci.

Kromě clony lze pro ovládání osvětlení použít světelné filtry umístěné před objektivem nebo za ním. Některé fotoaparáty jsou speciálně vybaveny vestavěnými ND filtry, které se ve správný čas zasunou do optického systému, někdy i mezi objektivy. Tato metoda je zvláště důležitá pro natáčení filmu nebo videa, protože kompenzuje potíže se snížením rychlosti závěrky. V případech, kdy k expozici dochází bez použití čočky (například při kontaktním tisku ), lze osvětlení řídit intenzitou zdroje záření. V některých procesech souvisejících s expozicí je rychlost závěrky řízena provozní dobou zdroje záření, například při tisku fotografií nebo fotolitografii. U kopírek na kontinuální film je expozice dána šířkou tiskového okna a lze ji řídit jasem tiskové lampy a rychlostí posunu filmu. U středních filmových kopírek se expozice řídí pomocí světelného pasu [11] .

Při fotografování s elektronickými blesky je expozice řízena clonou objektivu a dobou trvání záblesku, protože její intenzitu nelze upravit. Nejjednodušší blesky, u kterých nedochází k úpravě délky pulzu, umožňují řídit expozici pouze clonou. V některých moderních typech zařízení (například matice SIMD, kamery se světelným polem a Foveon X3 ), stejně jako u vícevrstvých filmů, lze myšlenku expozice (stejně jako rychlosti závěrky a clony) připsat nejen fotografický materiál nebo zařízení jako celek, ale i jeho jednotlivé prvky (vrstvy) a kombinace prvků.

Kontrola expozice

Expozici lze ovládat ručně i automaticky. Většina moderních fotoaparátů a videokamer je vybavena automatickým zařízením, které nastavuje jeden nebo oba expoziční parametry na základě výsledků měření jasu vestavěným expozimetrem [12] .

Automatika přitom nevyžaduje žádné akce kromě zadání počátečních parametrů snímání: ISO nebo nejdůležitějšího expozičního parametru. V některých případech automatické řízení expozice neposkytuje potřebnou přesnost a pak se používá manuální nastavení pomocí ovládacích prvků spojených s vestavěným expozimetrem [13] .

V případě automatické volby expozičních parametrů při fotografování kontrastních scén, jejichž měření běžným způsobem vnáší záměrnou chybu o známou hodnotu (například velmi tmavý objekt na velmi světlém pozadí nebo naopak), je kompenzace expozice se zavádí do výsledků měření expozice , což umožňuje automaticky získat expozici, která se liší od standardní k nastavené hodnotě. Některá zařízení umožňují zadání pevné hodnoty kompenzace expozice pomocí samostatného tlačítka, například pro fotografování v protisvětle , kdy je typická chyba expozimetru známa předem [14] . Moderní jednoduchá zařízení pro záznam obrazu jsou vybavena pouze automatickým řízením expozice s vyloučením jejího ručního nastavování.

Expozice bleskem

K měření světla přijímaného pulzními osvětlovacími zařízeními ( svítilnami ) se používají specializované expozimetry - flashmetry [15] . U filmových fotoaparátů určených pro použití systémových blesků existují dva nezávislé systémy měření expozice pro měření expozice dané nepřetržitým osvětlením a fotoblesky. Zrcadlovky používají samostatné měření expozice kvůli nemožnosti změřit světlo blesku hlavním systémem TTL při zvednutém zrcátku. Pro měření intenzity záblesku se využívá světlo odražené od filmu [16] . Tato technologie získala označení „ TTL OTF “ ( anglicky  Off the film ) [17] . U digitálních zrcadlovek je použití této technologie obtížné kvůli nízké odrazivosti matric, takže naprostá většina moderních fotoaparátů používá pro měření zábleskové expozice stejný systém TTL jako u běžného světla, který vypočítává správný výkon záblesku z nízkovýkonový předpulz vydávaný těsně před zvednutím zrcátka.

Ovládání expozice elektronických záblesků je možné pouze úpravou délky pulzu, protože jeho intenzitu nelze měnit [18] . Tato možnost se objevila a rozšířila s příchodem tyristorových řídicích obvodů pro zábleskové lampy, které přerušovaly záři při dosažení požadované expozice. Profesionální studiové blesky vám umožní plynule upravit energii pulzu změnou jeho trvání. Při fotografování s takovými blesky je expozice měřena externím bleskoměrem a je regulována změnou výkonu blesků a clony objektivu. Při fotografování digitálními fotoaparáty se expozice často volí zkušebním snímkováním s kontrolou obrazu na elektronickém hledáčku a histogramu .

V případě současného použití pulzního a kontinuálního osvětlení se expozice každého z nich měří samostatně a výsledná hodnota se vypočítá jako součet dvou expozic.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Kudrjašov, 1952 , str. 84.
  2. ↑ 1 2 3 Obecný kurz fotografie, 1987 , s. 125.
  3. ↑ Expozice v digitální fotografii, 2008 , str. osmnáct.
  4. ↑ Anton Shvets. Šedá mapa a její použití (odkaz není k dispozici) . Poznámky k fotografování. Získáno 28. září 2015. Archivováno z originálu 29. září 2015. 
  5. ↑ Fotokinotechnika, 1981 , s. osmnáct.
  6. ↑ Sovětská fotografie, 1985 , str. 40.
  7. ↑ 1 2 Kameramanova příručka, 1979 , str. 341.
  8. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. 219.
  9. ↑ Kamery a komorové kanály, 2011 , str. 69.
  10. ↑ Kudrjašov, 1952 , s. 87.
  11. ↑ Filmové a fotoprocesy a materiály, 1980 , s. 117.
  12. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. 41.
  13. ↑ Fotoaparáty, 1984 , str. 80.
  14. ↑ The Movie Lover 's Reference Book, 1977 , str. 196.
  15. ↑ Hedgecoe, 2004 , str. 29.
  16. ↑ TTL ovládání (downlink) . Systémové blesky . Fototest (17. 2. 2011). Získáno 5. února 2013. Archivováno z originálu 11. února 2013. 
  17. ↑ Zkratka ve fotografii, 1990 , s. 43.
  18. ↑ Photoshop, 1995 , str. 17.

Literatura

Odkazy

 měření expozice
Podmínky měření expozice
Manuální ovládání expozice
Automatická kontrola expozice
Standardy měření blesku