Číslo expozice

Hodnota expozice , expoziční kanál ( anglicky  Exposure Value, EV ) je podmíněné celé číslo, které jednoznačně charakterizuje expozici během fotografování a filmování [1] [2] . Stejné číslo expozice může odpovídat různým kombinacím rychlosti závěrky a clony ( expocouple ), ale stejnému množství světla [* 1] . Expoziční číslo přitom není fotometrickou hodnotou a bez konkrétní hodnoty fotosenzitivity nelze jednoznačně srovnávat s osvětlením a jasem .. Krok logaritmické škály čísel expozice, odpovídající dvojnásobné změně expozice, se běžně nazývá krok expozice [3] . Koncept vytvořil základ mechanické automatizace řízení expozice pomocí světelné stupnice ( anglicky  LVS-system, Light-Value Scale ; německy  Lichtwerte ), která se rozšířila v druhé polovině 50. let [4] .

Fyzický význam

Koncept expozičního čísla vyvinul německý konstruktér fotospouště Friedrich Deckel ( německy  Friedrich Deckel ) [5] . Jako kontrola byla použita stupnice expozičního čísla u fotoaparátů s centrální závěrkou , které jsou pro tento způsob úpravy expozice konstrukčně nejvhodnější [6] . V tomto případě se odstupňování stupnic clony a rychlosti závěrky provádí rovnoměrně a se stejným krokem, což odpovídá zdvojnásobení každého z parametrů. Díky tomu společné natočení obou prstenců pod stejným úhlem vede ke změně expozičního páru při konstantní expozici [7] . Poprvé bylo takové zařízení implementováno v Dekelově Synchro- Compur závěrce, kterou představil na výstavě Photokina v roce 1954 [8] [4] .

Stupnice aplikovaná na jeden ze dvou koaxiálních kroužků, které regulují expozici, slouží k výběru jejich vzájemné polohy. Volba konkrétního čísla této stupnice pomocí aretace relativní rotace expozičního a clonového kroužku odpovídá volbě požadované expozice bez ohledu na aktuální hodnoty obou expozičních parametrů [9] . Tato technologie výrazně zjednodušila ovládání expozice a ušetřila začínající amatérské fotografy nutnosti podrobně studovat pojmy „rychlost závěrky“ a „clona“. Vzájemná fixace kroužků v tomto případě umožňuje společným otáčením obou vah měnit kombinaci parametrů při mechanické automatizaci souladu se zákonem reciprocity [10] .

Původní označení , přijaté jako jedna z norem ISO , se časem přetransformovalo do moderní anglické zkratky EV nebo eV , která získala status mezinárodního symbolu [11] . Stupnice čísla expozice je založena na logaritmickém vztahu se základním 2 :

kde N je hodnota clony at je expoziční čas v sekundách . Předpokládá se, že citlivost na světlo je rovna 100 jednotkám ISO.
Pokud se liší, pak se hodnota EV změní o hodnotu rovnou počtu EV, o které se citlivost liší od 100.
Hodnota EV 0 tedy odpovídá expozici s rychlostí závěrky 1 sekunda při cloně f / 1,0 [5] [12] s citlivostí světelného přijímače rovnou 100. Pokud v tomto případě změníme citlivost např. na 800 ISO, tak EV nabere kladnou hodnotu +3. Při stejné hodnotě expozice jsou však možné i jiné kombinace rychlosti závěrky a clony: 2 sekundy při f / 1,4; 4 sekundy při f/2,0; 8 sekund při f/2,8 a tak dále. Při kterékoli z těchto kombinací bude expozice získaná fotografickým materiálem nebo fotomaticí stejná, ale bude se lišit hloubka ostře zobrazeného prostoru a míra rozmazání pohybujících se objektů [* 2] . Každá změna hodnoty expozice o jednu, nazývaná krok (slangový výraz pro „stop“), odpovídá zdvojnásobení expozice. Snížení o jedničku tedy odpovídá kratšímu času závěrky nebo uzavření clony o jeden krok [13] .

Expoziční číslo však není fotometrická hodnota, ale charakterizuje vztah mezi konkrétními hodnotami expozičních parametrů, které přímo nesouvisí s jasem a osvětlením. Jak je známo, fotometrický koncept expozice je vyjádřen závislostí [14] :

kde Hv je expozice, E je osvětlení v rovině skutečného obrazu a t je rychlost závěrky. Intenzita osvětlení E závisí nejen na relativní světelnosti objektivu, ale také na světelnosti objektu, z nichž druhá není zohledněna hodnotou expozice. Aby nedošlo k záměně, místo expozičního čísla se častěji používá pojem expoziční parametry a výrobci fotoaparátů preferují termín Camera Exposure Settings . Systém expozičních čísel se stal základem pro aditivní stupnici APEX, přijatou v USA ve formě normy ASA PH2.15-1964.  

V SSSR byl systém málo známý a koncept expozičního čísla se také nerozšířil. Místo toho byly použity tabulkové metody pro výpočet expozice obsahující další podmíněná čísla, která nemají nic společného s obecně přijímanou expozicí [15] . Pouze u fotografických expozimetrů au některých fotoaparátů s centrální závěrkou byly použity mezinárodní standardní expoziční stupnice [13] . V západních zemích se systém APEX nikdy nedostal do fáze schvalování v podobě vah značkovacích zařízení z důvodu masivního zavádění fotoelektrických expozimetrů.

V moderní referenční literatuře se pojem expoziční hodnota používá k označení konkrétních kombinací rychlosti závěrky a clony, nejčastěji při popisu rozsahu výkonu expozimetrů , autofokusu a dalších zařízení závislých na světelných podmínkách. Expoziční čísla („stop“) také měří fotografickou šířku zařízení pro záznam digitálního obrazu.

Tabulka 1. Hodnoty čísel expozice pro různé parametry expozice [10]
Relativní díra
Expozice
v sekundách 		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 jeden 2 3 čtyři 5 6
třicet −5 −4 −3 −2 −1 0 jeden 2 3 čtyři 5 6 7
patnáct −4 −3 −2 −1 0 jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm
osm −3 −2 −1 0 jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9
čtyři −2 −1 0 jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset
2 −1 0 jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct
jeden 0 jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12
1/2 jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13
1/4 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct
1/8 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct
1/15 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16
1/30 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17
1/60 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct
1/125 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19
1/250 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet
1/500 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet 21
1/1000 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet 21 22
1/2000 jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet 21 22 23
1/4000 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet 21 22 23 24
1/8000 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet 21 22 23 24 25

V praxi se používají pouze celočíselné hodnoty expozičních čísel, odpovídající kombinacím standardních časů závěrky a clon obecně akceptovaných ve fotografických zařízeních. Zlomkové hodnoty se staly běžnými při popisu změn úrovní expozice, nejčastěji kompenzace expozice. Pro natáčení vypadá podobná tabulka mnohem jednodušeji, protože ve většině případů se standardní snímkovou frekvencí a konstantním úhlem otevření závěrky používá jedna rychlost závěrky, ale v kině se systém čísel expozice nerozšířil.

Expoziční tabulky

Ve většině situací je nemožné přesně určit expozici bez fotoelektrického expozimetru, nicméně znalost expozičního čísla odpovídajícímu konkrétnímu typu grafu pomáhá orientovat se při výpočtu požadovaných expozičních parametrů [16] . Pro porovnání konkrétního čísla s osvětlením je nutná znalost fotosenzitivity. Při hodnotě tohoto parametru rovné ISO 100 jsou všechna expoziční čísla rovna odpovídajícímu světlu [17] .

Tabulka 2. Expoziční čísla pro různé světelné podmínky při ISO 100
Světelné podmínky EV100 _
Přirozené osvětlení venku
Osvětlený písek nebo sníh v jasném slunci nebo lehkém oparu (ostré stíny) [* 3] 16
Průměrná scéna na jasném slunci nebo lehkém oparu (tvrdé stíny) patnáct
Osvětlená jasným sluncem, standardní šedá karta patnáct
Průměrná zápletka se sluncem v oparu (měkké stíny) čtrnáct
Průměrná zápletka se slabou oblačností (bez stínů) 13
Průměrná zápletka s hustými mraky 11–12
Pozemek v hlubokém stínu na jasném slunci 12
Krajina osvětlená měsíčním světlem [* 4]
Úplněk -3 až -2
měsíc (čtvrtletí) −4
Půlměsíc −6
Krajina osvětlená světlem hvězdné oblohy −15
Umělé osvětlení na ulici
Neonové a LED nápisy 9–10
Noční sporty 9
Požár a hořící budovy 9
Živé noční scény osm
Noční scény na ulici a osvětlená okna 7–8
Noční pouliční provoz 5
Veletrhy a zábavní parky 7
Vánoční strom, osvětlení budov 4–5
Osvětlené budovy, pomníky a fontány 3–5
Osvětlené budovy z dálky 2
Umělé osvětlení v interiéru
Výstavní síně, galerie 8–11
Stadiony a divadelní jeviště v plném osvětlení 8–9
Ledová show s reflektory 9
Cirkusová aréna se záplavovým světlem osm
Kanceláře a dílny 7–8
domácí interiéry 5–7
vánoční strom 4–5
Zdroje světla
Jiskřivý sníh v jasném slunci 21
Jasný zdroj umělého světla dvacet
Odlesky slunce na lesklých kovových předmětech 19
Odlesky slunce na hladině vody osmnáct
Disk Měsíce [*4]
Kompletní patnáct
vadný čtrnáct
měsíc (čtvrtletí) 13
Půlměsíc 12
Duha
Na pozadí jasné oblohy patnáct
Na pozadí mraků a mraků čtrnáct
Panorama na obzoru
před západem slunce 12–14
Na západ slunce 12
Hned po západu slunce 9–11
Polární světla
Jasný -4 až -3
Průměrný -6 až -5
mléčná dráha -11 až -9

Výše uvedená tabulka umožňuje s omezenou přesností určit hodnotu expozice odpovídající popsaným světelným situacím pro jednu hodnotu fotosenzitivity. Při jiné citlivosti se k přepočtu používá zákon reciprocity, ze kterého vyplývá, že při zdvojnásobení hodnoty ISO se odpovídající expoziční hodnota zvýší o jedničku. Za jeden z důsledků výše uvedených tabulek lze považovat pravidlo F / 16 , které umožňuje vypočítat parametry expozice jednodušším způsobem.

Číslo expozice ve fotografickém vybavení

Většina fotoaparátů neposkytuje možnost převodu expozičních čísel na expoziční parametry. Téměř všechna zahraniční zařízení konce 50. let s centrální závěrkou však byla vybavena odpovídajícím měřítkem [10] . Stejná technologie byla nalezena v sovětských fotoaparátech " Iskra ", " Youth ", " Relay " [18] [7] . Poprvé se závěrka se světelnou stupnicí objevila v roce 1955 na dálkoměrných fotoaparátech Agfa Super Solinette a Ansco Super Regent [4] . Standardní řady expozičních časů a clon ve stejných letech byly dovedeny do moderní podoby, kdy se každá sousední hodnota liší přesně 2x, respektive o 1 expoziční krok. S koncem módy centrální závěrky a rozšířením ohniskových čoček se od měřítka začalo upouštět, ale dlouho se používalo v profesionálních středoformátových fotografických zařízeních určených pro výměnnou optiku s mezičočkovou závěrkou, jako je Hasselblad a Rolleiflex SL66.

Stupnice expozičních čísel nebo "expoziční stupnice" je poté aplikována na jeden z koaxiálních prstenců, které řídí rychlost závěrky nebo clonu, odstupňované se stejným jednotným úhlovým krokem [19] . Otočení každého z prstenců pod stejným úhlem kdekoli na stupnici v tomto případě vede ke změně odpovídajících expozičních parametrů o faktor dva [13] . Směry změn jsou voleny opačně, to znamená, že při otáčení kroužků ve stejném směru se zkracuje rychlost závěrky a otevírá se clona a naopak [20] . Samostatnou západkou umístěnou na stupnici expozičních čísel lze uzamknout vzájemné otáčení obou prstenců v souladu s hodnotou zvolenou na této stupnici. Díky tomu dochází k otáčení nastavovacích stupnic synchronně tak, že expozice zůstává konstantní v celém rozsahu změn parametrů snímání [13] . To zvyšuje efektivitu a umožňuje rychle vybrat správnou kombinaci v závislosti na scéně: uzavřenou clonu pro velkou hloubku ostrosti nebo vysokou rychlost závěrky při fotografování rychlého pohybu [21] .

V digitálních fotografických zařízeních se stupnice expozice nenachází. Některé expozimetry (například spotmetry Pentax ) uvádějí hodnoty v jednotkách EV pro ISO 100. Modernější digitální modely mohou zobrazit výsledek jako hodnotu expozice pro konkrétní hodnotu citlivosti, která se nastavuje před měřením.

Kompenzace expozice

Nejčastěji se pojem a symbol expozičního čísla používá při označování stupnic kompenzace expozice. V tomto případě se termín expoziční krok používá jako relativní hodnota vyjadřující rozdíl mezi skutečnou a vypočítanou úrovní expozice. Na rozdíl od absolutních hodnot expozičních čísel, jejichž záporné hodnoty odpovídají velmi nízkým úrovním osvětlení, znaménko kompenzace expozice odráží směr, kterým se expozice mění. Absolutní hodnota -1 EV tedy odpovídá rychlosti závěrky 4 sekundy při f / 1,4, zatímco -1 EV s kompenzací expozice znamená pokles expozice o 1 stop oproti vypočtené. Současně jsou kladné hodnoty kompenzace expozice označeny znaménkem „+“, například +2 EV odpovídá zvýšení expozice o 2 kroky.

Stupnice kompenzace expozice je opakem absolutní hodnotové stupnice expozičních hodnot, to znamená, že při korekci +1 EV by se hodnota expozice měla snížit o stejnou hodnotu. Pokud například objekt, který je příliš tmavý na měření při 15 EV, vyžaduje kompenzaci expozice +2 EV, případně zvýšením rychlosti závěrky nebo otevřením clony se číslo sníží na 13.

Vztah k jasu a osvětlení

Při známé citlivosti na světlo existuje přímý vztah mezi hodnotou expozice a takovými fotometrickými veličinami, jako je jas a osvětlení. Správná expozice pro dané světelné podmínky a citlivost ISO se určí pomocí rovnice [22] :

kde

Místo levé strany pravé strany této rovnosti použijeme v logaritmu vzorec čísla expozice. Potom se počet EV určí pomocí výrazu:

Koeficient si volí výrobci sami a nejčastěji se rovná 12,5 (včetně Canon , Nikon a Seconic). V tomto případě a při ISO 100 závislost vypadá jako rovnost:

Pomocí této závislosti můžete pomocí expozimetru měřit jas světla odraženého od objektu.

Tabulka 3 Soulad mezi čísly expozice a jasem (pro ISO 100 a faktor K = 12,5) a osvětlením (pro ISO 100 a faktor C = 250)
EV100 _ Jas osvětlení
cd/ m2 noha-lambert Suite ft/cd
-čtyři 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
-jeden 0,063 0,018 1.25 0,116
0 0,125 0,036 2.5 0,232
jeden 0,25 0,073 5 0,465
2 0,5 0,146 deset 0,929
3 jeden 0,292 dvacet 1,86
čtyři 2 0,584 40 3.72
5 čtyři 1.17 80 7.43
6 osm 2.33 160 14.9
7 16 4.67 320 29.7
osm 32 9,34 640 59,5
9 64 18.7 1280 119
deset 128 37.4 2560 238
jedenáct 256 74,7 5120 476
12 512 149 10 240 951
13 1024 299 20 480 1903
čtrnáct 2048 598 40 960 3805
patnáct 4096 1195 81 920 7611
16 8192 2391 163 840 15 221

Určení závislosti poskytuje poměrně přesné výsledky pro odražené světlo. Při měření dopadajícího světla (intenzita osvětlení) mohou vznikat další nesrovnalosti typem měřicího snímače, které se dělí na dvě hlavní varianty: ploché a polokulové s různým rozložením směrů citlivosti. Při měření plochým detektorem světla se nejčastěji používá koeficient C \u003d 250 a závislost na ISO 100 má podobu:

Avšak v praxi, kdy má většina subjektů objem a různé orientace vzhledem ke zdrojům světla, lze přesnější výsledek získat s polokulovou měřicí hlavou, pro kterou je C -faktor 320 ( Minolta ) nebo 340 (Seconic) . osvětlení v luxech .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Koncept „expoziční hodnoty“ je použitelný pouze pro trvalé osvětlení a není vhodný pro výpočet expozice dané zábleskovými jednotkami
  2. ↑ Výjimkou jsou odchylky od zákona reciprocity způsobené Schwarzschildovým efektem , projevující se při velmi dlouhých nebo ultrakrátkých časech závěrky
  3. ↑ Hodnota platí pro denní přední osvětlení, které začíná dvě hodiny po východu slunce a končí dvě hodiny před západem slunce . Pro boční světlo je počet snížen o jednu a pro zadní světlo o 2 EV
  4. ↑ 1 2 Když je výška Měsíce nad obzorem více než 40°

Zdroje

  1. ↑ Fotokinotechnika, 1981 , s. 431.
  2. ↑ Věda a život, 1966 , s. 150.
  3. ↑ Čísla expozice a základní povaha expozice . Hosting obrázků. Datum přístupu: 17. října 2015.
  4. ↑ 1 2 3 Mike Eckman. Kepplerův trezor 25:  Měřítko lehké hodnoty . Fotografování (7. 12. 2018). Staženo: 8. listopadu 2020.
  5. ↑ 1 2 Číslo expozice . měření expozice . Fotoaparát Zenith. Datum přístupu: 17. října 2015.
  6. ↑ Fotoaparáty, 1984 , str. 78.
  7. ↑ 1 2 Opticko-mechanický průmysl, 1959 , str. osm.
  8. ↑ M. Ya, Shulman. Vývoj zařízení pro automatizaci nastavení expozice ve fotoaparátech . měření expozice . Fotoaparát Zenith. Datum přístupu: 17. října 2015.
  9. ↑ Krátký kurz fotografie, 1972 , s. 103.
  10. ↑ 1 2 3 Sovětská fotografie, 1961 , str. 31.
  11. ↑ Sovětská fotografie, 1990 , s. 46.
  12. ↑ Konstantin Voronov. Vystavení. Část 3. Jak se měří expozice? expoziční kroky . Recenze . Profoto (22. dubna 2015). Datum přístupu: 17. října 2015.
  13. ↑ 1 2 3 4 Fotoaparáty, 1984 , str. 79.
  14. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. 125.
  15. ↑ Stručný fotografický průvodce, 1952 , str. 204.
  16. ↑ Expoziční čísla EV pro různé světelné podmínky . Fotografie . "Prostofoto". Datum přístupu: 17. října 2015.
  17. ↑ Ken Rockwell. Co jsou LV a EV  (anglicky) (říjen 2013). Datum přístupu: 17. října 2015.
  18. ↑ Sovětská fotografie, 1963 , str. 34.
  19. ↑ Volba kamery, 1962 , str. 40.
  20. ↑ Obecný fotografický kurz, 1987 , str. 130.
  21. ↑ Shulman M.Ya. Vývoj zařízení pro automatizaci nastavení expozice ve fotoaparátech . Fototechnika . Státní optický ústav pojmenovaný po S. I. Vavilovovi (1958). Staženo: 24. října 2015.
  22. ↑ Fotoaparáty, 1984 , str. 73.
  23. ↑ Ansel Adams, 2005 , str. 43.

Literatura

Odkazy

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