О фотографии в метрах. секундах и числах
О фотографии в метрах… Предлагаемая статья для тех, кто хочет понимать как получается фотография, а не просто нажимать на кнопку. Прочитав этот текст, Вы не станете снимать лучше, но, возможно, поймете, ЧТО для этого нужно делать.
Существуют водительские удостоверения на право управления только авто с коробкой-автоматом. Хорошо это или плохо? Думаю, не всем нужно знать как работают механизмы автомобиля, для большинства людей нужно просто доехать до места. Если скользко — есть кнопка «снежинка», если нужно активней маневрировать — кнопка «sport».
С фотографией похожая ситуация. Чтобы получить качественное изображение любимого котенка и показывать его на экране планшета, достаточно камеры, встроенной в планшет или смартфон. Если требуется настоящая ФОТОГРАФИЯ, обращаются к ФОТОГРАФУ… или сами становятся фотографом.
Как это работает?
Свет попадает на светочувствительный материал и тот изменяется: эмульсия на пленке меняет цвет, светочувствительный элемент цифровой матрицы меняет электрические характеристики. То есть, под воздействием света происходят изменения, эти изменения зависят от количества света, попадающего на светочувствительный материал, и от длительности воздействия. Количество света управляется специальной диафрагмой установленной, чаще всего, внутри объектива, а длительность воздействия — выдержкой, временем, в течение которого шторки затвора остаются открытыми и пропускают свет через диафрагму на поверхность светочувствительного материала.
Экспозиция — это изменения вызванные воздействием света в течение некоторого времени в светочувствительном материале или светочувствительном датчике.
Для того, чтобы дальнейшее изложение не превратилось в нагромождение технических терминов, определим, что под термином ЭКСПОЗИЦИЯ мы будем понимать результат воздействия света, которое необходимо, чтобы получить НОРМАЛЬНОЕ по плотности изображение. Время, в течении которого открыт затвор, мы будем называть ВЫДЕРЖКОЙ, относительное отверстие в объективе, через которое на матрицу (пленку) попадает свет — ДИАФРАГМОЙ. Есть еще одна величина, которую следует учитывать: свойство светочувствительного материала, характеризующего его способность изменяться под воздействием света — это чувствительность, которую сейчас называют ISO.
Чтобы получить верную экспозицию, фотограф должен определить количество света (диафрагма), который должен в течение определенного времени (выдержка) воздействовать на матрицу определенной чувствительности (ISO). Тогда получится изображение нужной плотности.
38 попугаев
Помните, как в старом мультфильме звери пытались измерить длину удава? Каждый раз бедное животное «получалось» разной длины. Что бы такого не случалось, фотографы договорились о единицах и принципах измерения экспозиции. На самом деле, тема измерения экспозиции, очень большая и сложная, в этой статье мы будем говорить только о выдержке и диафрагме, а некоторые другие моменты будем только упоминать.
В фотографии используют шкалу, при которой, изменение характеристики на одну ступень (фотографы говорят «СТОП»), изменяет значение в два раза.
Выдержку часто принято обозначать целым числом со значком ««», если значение более 1 секунды (1″, 2″, 12″ и т.д.) или целым числом без дополнительных указателей, если речь идет о значениях менее одной секунды (60, 125, 250 и т.д., что соответствует 1/60, 1/125, 1/250 и т.д.), тогда это целое число подразумевает знаменатель простой дроби, обозначающей продолжительность выдержки.
Аналогичным образом меняется шкала значений диафрагмы: каждое последующее значение изменяет площадь отверстия в два раза. Соответственно, в два раза изменяется количество света, попадающего на матрицу. Стандартная шкала диафрагм несколько сложней для запоминания, так как, чтобы изменить площадь круга в два раза, нужно изменить величину диаметра отверстия на √2, что соответствует примерно значению 1.414.
Поэтому шкала значений диафрагмы выглядит примерно следующим образом: 1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22 и т.д.. Легко заметить, что каждое последующее значение отличается от предыдущего в 1.4 раза, в свою очередь площадь круга, выраженная через диаметр изменяется в 2 раза! Существуют промежуточные значения диафрагмы, вместе с которыми шкала выглядит примерно так: 1, 1.2, 1.4, 1.8, 2, 2.4, 2.8, 3.5, 4, 4.5, 5.6, 7,1, 8, 9, 11, 13, 16.
Приведенный выше ряд стандартных диафрагменных чисел, представляет собой числовой ряд знаменателей дробей, умножив на которые, значение диаметра отверстия диафрагмы, мы получим двукратное изменение площади этого отверстия на каждой ступени («СТОПЕ»). Иными словами, если обозначить площадь круга, со значением диафрагменного числа равного 1, как S, то вышеприведенному ряду дифрагменнных чисел будет соответствовать такой ряд: S, S/2, S/4, S/8, S/16, S/32, S/64, S/128, S/256, S/512. Площадь отверстия, соответствующего значению диафрагмы 22 больше площади отверстия с диафрагмой 1 в 512 раз! Число 512 — это 29, принято говорить, что речь идет о 9 «стопах».
Чтобы понять еще один важный момент, вспомним, что речь идет о количестве света, попадающего через объектив на светочувствительную поверхность. Будет ли неизменным количество света, проходящего через отверстие с физическим диаметром 1 (единица) для объективов имеющих разные фокусные расстояния? Очевидно, что нет: через объективы с разным фокусным расстоянием при одинаковой площади отверстия на светочувствительный элемент попадет различное количество света, чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше света будет проходить, через упомянутое отверстие.
Для того, чтобы использовать характеристику светопропускания на практике применяют производное значение, которое называют относительным отверстием. Относительное отверстие — это отношение диаметра отверстия, пропускающего свет, к величине фокусного расстояния (заднего фокуса) объектива. Так сделано, потому что фотографу не важна физическая величина отверстия, для съемки требуется понимать, как конкретная величина влияет на экспозицию. Физический размер отверстия диафрагмы будет совершенно разный для объективов с разными фокусными расстояниями, например, диаметр отверстия, соответствующего диафрагме f/5.6, для объективов с фокусными расстояниями 50 мм и 100 мм, будет отличаться в 2 раза. Но такое отличие для фотографа совершенно не имеет значения, устанавливая нужное значение диафрагмы на разных объективах, он всегда получит ожидаемую экспозицию.
Если где что убавится, то в другом месте столько же прибавится…
Экспозиция однозначно определяется относительной величиной диафрагменного отверстия и временем, в течение которого свет через это отверстие воздействует на конкретную светочувствительную поверхность. Выдержка и диафрагма, определяющие конкретное значение экспозиции называются экспопарой. Если изменить на несколько ступеней значение одного элемента экспопары и на столько же ступеней, но в противоположном направлении, изменить значение другого, то экспозиция не изменится. Например, экспопара f/11 1/60 с точки зрения экспозиции совершенно эквивалентна паре f/8 1/125, но полученные изображения будут выглядеть по-разному.
Понятно, что одно значение экспозиции можно определить множеством экспопар, что имеет огромное значение в фотографии, так разные экспопары способствуют созданию разных изображений.
Светочувствительность
В стародавние времена пленочной фотографии, светочувствительный материал, в числе прочих характеристик, различался светочувствительностью. Светочувствительность нормировалась разными стандартами: ГОСТ, DIN, ASA, эти системы отличались друг от друга деталями, но вот ряд значений одной из систем — ГОСТ: … 32, 65, 130, 250, 500, … те же изменения в два раза, для каждой ступени. Чем выше была чувствительность пленки, тем крупней были зерна фотоэмульсии, и при значительном увеличении изображения возникала текстура… которую сейчас тщательно моделируют в цифровой фотографии.:)
Светочувствительность цифровой матрицы имеет другую природу: это характеристика цифровой матрицы и алгоритмов аналого-цифрового преобразования, которую можно изменять в определенных пределах, в свою очередь определяемых совершенством матрицы. Построение шкалы ISO также основано на изменении значения чувствительности вдвое для каждой ступени шкалы.
Пусть автоматика отдыхает…
Если Вас устраивает съемка в автоматическом режиме, не стоит терять время на чтение этого текста. Рассмотрим три режима работы внутрикамерной автоматики: «A» — режим с приоритетом диафрагмы; «T» — режим приоритета выдержки и «M» — «ручной» режим управления экспозицией.
«A» — диафрагма устанавливается фотографом, автоматика подбирает выдержку, исходя из установленных значений ISO и режима замера экспозиции.
«T» — выдержка устанавливается фотографом, автоматика подбирает диафрагму, исходя из установленных значений ISO и режима замера экспозиции.
«M» — диафрагма и выдержка устанавливаются фотографом, автоматика только показывает, как выбранная экпозиция отличается от оптимальной по ее мнению, исходя из установленных значений ISO и режима замера экспозиции.
В каких случаях используется тот или иной режим, обсудим в следующих статьях…
Выше я упомянул, что одна и та же экспозиция, выраженная разными экспопарами, создаст разные изображения, именно этим, в первую очередь, мотивировано использование режимов «A» и «T«.
Предположим используется режим «M» для съемки на улице в яркий солнечный день. Определили «на глаз» выдержку и диафрагму при установленном ISO. На маленьком ЖК экране изображения выглядели, вроде бы, нормально… но экране компьютера лица людей — очень темные. Второй вариант: при съемке в помещении, интерьер выглядит естественно, а окна стали ярко белыми «пересвеченными»пятнами. В чем проблема? Почему выбранная по всем правилам экспозиция дает сбой?
Все достаточно просто. В простейшем случае экспозиция определяется по всей площади кадра, а лица занимают лишь очень незначительную долю его площади, поэтому автоматика определяя экспозицию интегрально, «сделала» лица людей темными в угоду светлому тону улицы. Камера не понимает смысловые акценты, она просто считает.
Как решить проблему?! Хочется сказать: «Просто!», но это не совсем так… Следует идти на компромисс: увеличить экспозицию таким образом, чтобы лица стали нормальными и при этом «улица» не стала слишком светлой. Это и есть работа фотографа, который должен оценить динамический диапазон кадра еще во время съемки.
Динамический диапазон, который называют еще фотографической широтой, способность цифровой матрицы правильно регистрировать все значения яркости изображения. Динамический диапазон измеряется в EV -экспозиционных единицах, это те самые «стопы», о которых говорилось выше. У современных цифровых камер динамический диапазон составляет примерно 10-12 EV. Производители утверждают, последние технологии обеспечивают 16 и более EV. Много это или мало?
Фотографам всегда недостаточно фотографической широты, они идут на различные ухищрения, проектируя, если возможно, кадр в пределах доступного динамического дипазона или используют HDR. В любом случае это компромисс, на который автоматика пока не способна.
Режимы экспозамера
Все, что касается экспозиции, очень сложно, об этом написано много статей. На определенном этапе, всякий серьезный фотограф начинает интересоваться темой экспозамера. Мы ограничимся очень поверхностным освещением этого вопроса.
Любая современная камера имеет несколько режимов экспозамера, обычно: оценочный, частичный, точечный, центрально-взвешенный. Каждый из режимов предполагает использование достаточно сложного и умного алгоритма, но не всегда результат соответствует замыслу фотографа. Поговорим о том, как правильно определять экспозицию.
Определение экспозиции
Снимаем человека, стоящего на светлом фоне. Это ростовой портрет, поэтому лицо занимает менее 5% площади кадра, камера определяет экспозицию — получаем очень темное лицо. Подходим ближе, снимаем еще раз, более крупный план и получаем нормальную экспозицию. В чем дело?
Здесь пора упомянуть о режиме экспозамера.
Если установлен «оценочный» режим, то автоматика, используя весьма сложный алгоритм, определяет экспозицию по всей площади кадра. Когда фон значительно светлей человеческого лица и это лицо занимает незначительную долю площади, то при интегральном методе, оценка производится, в основном, исходя из яркости фона, занимающего большую часть.
Как выйти из положения? Внести поправку, либо, сделав коррекцию экспозиции вручную, либо, изменив режим замера. Первый вариант часто используют опытные фотографы, хорошо представляющие себе принципы. Второй способ могут использовать и новички: измените режим замера на «точечный», зафиксируйте экспозицию на лице, кадрируйте и снимайте! Есть вариант, что получится очень «пересвеченный» фон при «нормальном» лице, относительно которого и был выполнен замер. Работа фотографа заключается в определении компромиссного значения экспозиции, при которой все участки кадра будут выглядеть согласно Вашему замыслу.
Но не всегда это возможно сделать простым внесением коррекции, иногда требуется получить несколько кадров с различной экспозицией, чтобы после «трансплантации» вышел приемлемый результат.
Здесь самое время несколько слов написать о динамическом диапазоне (ДД). ДД — это, наверное, самый цитируемый термин во всех околофотографических обсуждениях… Что это такое?
Чтобы понять, представим себе полосу, окрашенную градиентом от абсолютно белого до совершенно черного цвета. Возьмем на заметку, что изменение тона происходит по линейному закону, то есть, на двух отрезках одинаковой длины ИЗМЕНЕНИЕ тона происходит на одинаковую величину.Часто можно слышать, что у одной камеры ДД — 10 ev, а у другой 12 ev, это значит что первая камера на «нашей» градиентной полосе «увидит» 1024 различных значений тона, а вторая — 4096! На практике получается, что на участке, где первая камера не различит разные значения яркости, вторая — различит детали. Вспомните, что увеличение на одну экспоединицу (EV), значение увеличивается вдвое.
Я уже упоминал, что каждое значение экспозиции может быть определено множеством экспопар — это мощное средство управления изображением.
Предположим, есть несколько сюжетов, которые определяются одинаковой экспозицией, она, в свою очередь, определяется такими экспорарами: A:f/4.0 T:1000 и A:f/16.0 T:60 — легко посчитать, что выдержки и значения диафрагм отличаются на 4 «стопа».
Чем будут отличаться полученные изображения? Первая экспопара создаст изображение на котором будут «заморожены» относительно быстрые процессы, например поток воды или движущийся человек, но ГРИП (Глубина Резко Изображаемого Пространства) будет ограниченным, вторая экспопара создаст изображение с гораздо большим ГРИПом, но движущиеся предметы могут быть смазаны. Правильный выбор экспопары — задача, которую постоянно должен решать фотограф.
Для того, чтобы легко менять экспопары, не меняя экспозицию, удобно запомнить ряды стандартных значений выдержки, диафрагмы и ISO.
Метры
Все, что мы обсуждали до сих пор, предполагало, что речь идет о естественном освещении… если говорить о рукотворных источниках, то можно рассмотреть, на простых примерах, как изменяется экспозиция в зависимости от изменения расстояния от объекта съемки до источника.
Известно, что освещенность, обратно пропорциональна квадрату расстояния от объекта съемки до источника света. Это значит, что увеличив расстояние в два раза, мы получим падение освещенности объекта в четыре раза, т.е. на два «стопа». Таким образом, передвинув источник света, можно просто скорректировать экспозицию без дополнительных измерений. Такие знания облегчают работу, когда камера используется в режиме «M«.
О пользе
В наше чудесное время, когда картинку со смартфона, уже сложно отличить от домашней фотографии, снятой на зеркалку, зачем нужно знать все, что написано выше?
Нужно! Если Вы хотите осознанно управлять процессом, а не полагаться на алгоритмы внутрикамерной автоматики.
Некоторые фотографы, не разбираются в этих вопросах, просто не знают, что такое экспозиция… На вопрос об экспозиции отвечают, что «это выдержка и диафрагма» — это полное непонимание предмета. Следовательно, они не могут объяснится на профессиональном языке с коллегами, а чтобы изменить параметры съемки, либо бессмысленно крутят «колеса», либо делают «пробные» снимки, подбирая экспозицию…
С уважением,
