Камера: затвор, выдержка, экспозиция…

Затвор, выдержка, экспозиция, кому все это интересно в эпоху продуктов высоких технологий. Разве требуется фотографу знать как работает современная камера? Есть такая история…

Некий летчик на секретном самолете попал в плен, выдержал все допросы и героем вернулся к своим… Решили командиры использовать его опыт для воспитания молодых пилотов, собрали брифинг… Вышел летчик на трибуну и сказал: «Учите матчасть, друзья, там за это так бьют!»

Уважаемые коллеги, мы с вами всегда в плену у заказчика, учите матчасть, чтоб не выглядеть глупо. В этой статье я постараюсь развеять туман над тем, что связано с продолжительностью экспозиции: выдержкой затвора, синхронизацией, съемкой подвижных объектов и некоторыми другими понятиями и явлениями.

Камера: затвор, который появился не сразу.

Действительно затвор как деталь фотокамеры появился гораздо позже, сначала, благодаря низкой светочувствительности фотоэмульсии… для формирования экспозиции, фотографы использовали крышку объектива и часы. Представляете, как круто выглядел маэстро с крышкой объектива в одной руке и карманными часами в другой. Просто хочется прошептать «très bon»… Но время шло и появился механический затвор, который смачно щелкает уже много лет.

Поговорим о затворах современных фотокамер, очень поверхностно, т.к. кому интересны подробности, их есть в интернете. Большинство созданных за последние 100 лет фотокамер имеют два типа затворов, а каждый тип можно разделить на две группы, в зависимости от места их установки в камере: центральные и шторные затворы, которые в свою очередь делятся на фокальные и апертурные. Это все, что нам потребуется знать о затворах в рамках этой статьи.

В разное время были популярны разные типы затворов, например, простейшие любительские камеры, на протяжении XX века, в большинстве своем имели фокальный центральный затвор, а среднеформатная техника — апертурный центральный затвор.

С появлением компактной профессиональной техники распространение получил шторный (шторно-щелевой) затвор с расположением вблизи фокальной плоскости. С этого момента мы будем рассматривать только его, потому, что люди использующие среднеформатную технику с центральным затвором, вряд ли будут читать эту статью, собственно как и те, кто снимает «фотиками» с электронным затвором, который мы вообще не рассматриваем… пока не рассматриваем. Но скоро станет широко доступен электронный затвор и придется принимать его в расчет.

Итак, шторный или шторно -щелевой затвор. Это довольно сложный механизм, сочетающий в себе малосовместимые качества: надежность, легкость, точность.

Самые общие представления о принципе его работы выглядят так: фотограф нажимает спуск, перед участком пленки или светочувствительной матрицей открывается окно, через которое попадает свет из объектива, точно через заданное время окно закрывается. Вроде все просто?

Посмотрите насколько короткие выдержки «умеет» отрабатывать  ваша камера, моя — одну восьмитысячную долю секунды! Если у вас любительская «зеркалка» то, скорей всего, ее шкала выдержек заканчивается числом 1/4000 сек. Что за это время должен сделать затвор? Всего-то открыть и закрыть шторку, т.е переместить ее на 24 мм и затем вернуть обратно.

Проблема! Это нас не устроит, потому, что в таком случае разные участки кадра будут доступны свету в течение разного времени: если затвор движется сверху вниз, верхняя часть кадра будет «засвечена» сильней нижней, и чем ближе к верхней границе, тем разница будет очевидней. Если выдержка составляет одну секунду, а шторка открывается- закрывается за 0,1 секунды мы можем пренебречь этим процессом, в случае выдержки 1/4000, чтобы переходным процессом можно было пренебречь, он должен быть не длиннее 20% процентов от общего времени экспозиции. Если честно, боюсь, даже 20% — это много и такой затвор не устроит фотографов. Тем не менее, общее время 1/4000 сек., следовательно 20% — 1/20000 сек., за это время шторка должна открыться и закрыться, т.е переместиться на 24 мм за 1/40000 сек. Вам еще не страшно, вы ведь заплатили приличные деньги за пулю внутри пластиковой коробочки. Можно еще посчитать импульс силы в момент когда демпфер останавливает шторку, ускорение, которое она испытывает, но уже и так понятно, что есть проблемы.

Как быть?

Оказывается, технологически проблема решается довольно просто: камера имеет не одну, а две шторки в затворе: первая шторка начинает движение в момент когда палец фотографа нажимает кнопку, вторая шторка начинает движение за первой ровно через заданный промежуток времени. В работе затвора можно выделить два случая: выдержка достаточно длинная, вторая шторка начинает движение, когда первая шторка уже прошла свой путь.

Частный случай: съемка звездного неба и чистка матрицы — шторки находятся на противоположных сторонах рамки кадра и молитесь духам молнии, чтоб пока вы елозите «шваброчкой» по матрице, размазывая грязь,  батарейка не села!

Второй случай: выдержка достаточно коротка, чтоб вторая шторка начала свой путь раньше, чем первая достигнет противоположной границы рамки кадра. Если вы установили минимальную выдержку, вы должны понимать, что обе шторки движутся рядом, расстояние между ними, через которое проникает свет из объектива очень мало. Именно поэтому, более прецизионные затворы затворы профессиональных камер отрабатывают более короткие выдержки: 1/8000 против 1/4000 сек.

А как быстро движутся шторки, это не праздный вопрос, он очень важен практически. Производитель всегда указывает так называемое время X-синхронизации, например Canon, для камер «первой» серии называет — 1/250, для «пятой» серии — 1/200, а для любительской 6D — 1/180.

О чем говорят эти цифры? Во-первых, о том, что у камер разного уровня, разные затворы, шторки которых двигаются с разными скоростями. Зачем это нужно знать? Хотя бы для того, чтобы понимать, что вы выбрали и не «купиться» на уверения продавца, что «разницы никакой нет».  Есть и практическое значение, когда вы будете использовать вспышку для частичной подсветки, вы поймете разницу между выдержкой 1/180 и 1/250, конечно, ничего фатального нет, но иногда такое ограничение может оказаться критичным для конкретных условий съемки.

Для подсветки сцены на коротких выдержках, большинство системных вспышек умеют генерировать серию из нескольких импульсов, что бы обеспечить равномерную экспозицию кадра при движении шторок. Так что ограничение синхронизации можно частично обойти, но нужно понимать, серийные импульсы имеют в несколько раз меньшую мощность и при этом устройство быстро перегревается.

Камера автоматическая, а синхронизация здесь причем?

Вернемся к работе затвора. Выдержка синхронизации, это минимальная выдержка, которая которая позволяет пользоваться импульсной вспышкой. Время однократной вспышки импульсного источника колеблется от 1/700 сек., у дешевых приборов, до 1/25000 и короче у дорогих генераторных систем. Например, я использую довольно распространенные и не очень современные приборы Bowens, производитель которых заявляет о длительности импульса 1/1000 сек.

Как все это работает вместе? Фотограф нажимает кнопку и команда для затвора дублируется через «горячий башмак» или синхрокабель для импульсной вспышки. Открывается затвор срабатывает вспышка, Ура! Это в случае, когда выдержка достаточно длинная и затвор открывается целиком. Если выдержка составляет, например 1/500 и вторая шторка гонится за первой, которая еще не пришла к финишу, то вместо «Ура!», мы слышим «Ой…», так как вспышка осветила лишь часть кадра. Если выдержка была еще короче, то скорей наградой фотографу будет «черная полоса», почти всегда, вдоль длинной стороны кадра, если что, у Малевича был «черный квадрат»… и здесь не повезло.

Итог, выдержка синхронизации — это самая короткая выдержка, при которой шторно-щелевой затвор остается некоторое время полностью открытым и вспышка корректно освещает всю площадь кадра.

Есть еще одни «грабли» заключаются в том, что указывает производитель как X-синхронизацию, относится к протоколу E-TTL II и актуально для системных вспышек, если Вы собираетесь работать со студийными импульсными приборами, которые не поддерживают протокол TTL, то выдержка будет несколько длинней, например для моей «единицы» минимальная выдержка составляет 1/160, вместо указанной производителем 1/250 и зависит она от модели синхронизатора, который вы используете. Можно ее чуть укоротить, если использовать другую систему синхронизации, но в следующем разделе я расскажу, почему в большинстве случаев это не так важно.

Что теряет значение?

Все ходили в фотокружок и все знают, что экспозиция — это результат воздействия света на светочувствительный материал. Запишите это и можете больше не вспоминать, разве что, станете проводить фотокурсы…

Экспозиция зависит от количества света и продолжительности воздействия… там еще есть характеристика чувствительности, но для нас сейчас это не имеет значения. С количеством света более-менее понятно, оно регулируется лепестками диафрагмы, соседние значения логарифмической шкалы изменяют площадь отверстия в 2 раза, такая разница, например между соседними 2.0 и 2.8… если вас это удивило, вам сюда. Кроме того, величина диафрагмы влияет на ГРИП (А как мы любим демонстрировать «мастерство» уменьшая Глубину Резко Изображаемого Пространства!), еще на величину аберрации, но это касается оптики ей подверженной и т.п. Короче, значение диафрагмы «наше все» в студийной работе, если, конечно, речь идет о традиционной фотостудии, для «модной фотостудии», которые растут как грибы и в которых нет ничего, кроме разных интерьерных зон, разницы нет никакой, собственно, читать этот текст, тоже не стоит. В нормальной фотостудии главное осветительное оборудование!

О чем это я? Длина выдержки при съемке в студии особой роли не играет… никакого парадокса нет, просто установите ее значение на 1/100 — 1/160 и забудьте. Почему так? Длительность импульса вспышки составляет, как я написал выше, приблизительно 1/700 — 1/25000. Это и есть выдержка, которая будет влиять на вашу экспозицию.

Обычно в студии уровень освещения значительно ниже, чем рабочая освещенность, которую обеспечивают вспышки, поэтому на общую экспозицию это практически не влияет, если не так, потушите свет и поставьте приборы в режим, когда пилотный свет выключается на время экспозиции.

Наверное бывают исключения, но в общем случае это так, как я написал. Если вы используете свет суммарной мощностью 300 Дж, плюс роскошное светлое окно и еще осветители постоянного света, то либо вы опытный фотограф и знаете, что делаете, либо вы в «модной фотостудии» — в обоих случаях, эта статья не для вас.

Вернусь к теме, выдержка длиной 1/1000 «замораживает» ПОЧТИ любое движение модели, остальное просто нужно предусмотреть. Несколько слов хочется написать о разумных значениях экспозиции… В студии всегда потенциально должно быть много света, поэтому рабочее ISO — 50-100, значение диафрагмы зависит от задачи, но вы всегда должны иметь возможность использовать весь диапазон. Нужно ли в студии большое «светлое окно»? Почему нет, если его можно плотно закрыть, опять же, если Вам нужно постоянно снимать, используя красивую оконную раму и вид за стеклом. Если нужен мягкий дневной свет, научитесь моделировать его самостоятельно, это лучше чем ждать подходящее время и погоду.

Мне кажется полезным несколько слов сказать  о свете и его характере, это прямо связано с объявленной темой.

Где же мягко? Когда жестко!

Наверное позже я напишу статью об использовании света для начинающих… но это позже. Сейчас я попытаюсь предельно просто рассказать о свете, с точки зрения школьного курса физики, не помню, какой это класс.

По характеру, свет бывает «жесткий» и «мягкий», в первом случае границы теней размыты, градиенты более плавные, во втором случае — четко видны границы теней. В общем случае: есть изображения, где уместен мягкий свет, в других случаях — жесткий.

Как управлять характером света? Но сначала о том, что нужно знать о распространении света! Совсем чуть-чуть: освещенность падает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до объекта. На практике это выглядит проще, чем в тексте. Если Вы увеличите расстояние в два раза, освещенность упадет в четыре раза; расстояние в 4 раза — освещенность в 16 раз!

Как сделать свет мягким? Предположим требуется сделать женский портрет, как известно, в таких случаях мягкий свет часто бывает очень уместен. Нужен крупный план, изображаемое пространство имеет реальные размеры примерно 80х80 см. Пока я собираю, то что мне понадобится… уже понятно что нужна пара софтбоксов и рефлектор для подсветки фона, последний для нас особого значения не имеет… поговорим о размерах софтбоксов. Чтобы тени не имели четких границ, нужно, чтобы поверхность излучающая свет была сравнима с размером объекта съемки, еще важно расстояние до объекта, чем оно меньше, тем мягче будут тени. Я выбрал простейшую световую схему: заполняющий источник, рисующий и рефлектор, подсвечивающий фон, «чтобы было как в Париже». Рисующий софтбокс, вполне подойдет размером 100х80 см, его поставлю под углом 45-60º на расстоянии 80-100 см от модели. Теперь заполняющий свет, поставлю за камерой октобокс диаметром 2 метра, не то чтобы был нужен такой большой модификатор, просто он все равно стоит, от него до модели примерно 2-2,5 метра, учитывая его размер и мощность прибора, который его обслуживает (1000 Дж), его можно отодвинуть достаточно далеко, чтоб не мешал. Все, можно снимать.

Камера в режиме «M», объектив EF 85/1.2L, выдержка 1/160, ISO 100, теперь только подобрать диафрагму, чтоб все сошлось, чтоб портрет вышел замечательно, чтоб ГРИП был как мы любим. Подбираем диафрагму, одновременно регулируем мощность светильников. Нужно понять, как на лицо должен падать свет от двух источников. В помощь — пилотный свет. Небольшое отступление от темы: очень удобная вещь, флэшметр — это прибор, который измеряет падающий свет. В отличие от автоматики камеры, которая измеряет отраженный свет, флэшметр позволяет отдельно оценить влияние каждого источника, это очень полезно на начальном этапе обучения и в том случае, когда световая схема не так проста как у нас.

На самом деле, в этом разделе нас интересуют размеры источников света, т.к. от этого зависит характер теневого рисунка. Чем больше относительные размеры источника, чем ближе он к объекту съемки, тем мягче тени и наоборот чем меньше поверхность излучающая свет, и чем дальше источник света от объекта, тем контрастней тени и тем более жесткий свет. Помните, из курса физики: «Солнце рассматривается как точечный источник света!», а чтобы получить мягкое освещение, нужно, чтобы свет падал на поверхность с разных направлений. Такие вот дела.

Еще раз, в общем случае, женщин мы снимаем с мягким светом, избегая резких теней, мужчин жестким, подчеркивая брутальность. Но не делайте это догмой, это далеко не всегда верно.

Вернемся к важнейшему показателю освещенности — расстоянию от источника до объекта. Я уже сказал, верней не я, а школьный учебник физики, что освещенность падает обратно пропорционально квадрату расстояния до объекта, на этом основано наиболее распространенное заблуждение: отодвину источник, тени станут менее черными, не такими контрастными, значит свет будет мягче… нет, конечно, свет не станет мягче, он станет слабей, снизится контраст, изображение станет более серым и, одновременно более жестким…

Еще более распространенное заблуждение касается накамерных вспышек. Многие считают, что если поставить на вспышку матовый колпачок свет станет мягче… давайте разберемся. Рисунок тени зависит от площади излучающей поверхности и расстояния до объекта съемки. Если снизить мощность импульса, за счет полупрозрачного колпачка, мы просто изменим экспозицию, если источников света несколько, то снизится влияние данного источника на общую экспозицию, еще проще убрать резкие тени, которые он создает, просто выключив его.

Надеваем матовый колпачок, что он может изменить? Излучающую поверхность увеличилась? Да, если это единственный рассеиватель в приборе, т.к. его площадь практически равна размеру головки вспышки, изменения могут быть только в том случае, если за нашим рассеивателем осталась только колба лампы. Но даже с таким колпачком излучающая поверхность остается очень маленькой, по сравнению, даже с лицом человека, а расстояние очень большим. Все равно не станет свет мягким!

Что еще делают фотографы, использующие вспышку? Верно, направляют свет на светлую стену или в потолок, чтобы использовать отраженный от большой площади свет. Но здесь опять вступает физический закон, который определяет падение освещенности в зависимости от расстояния, помните: «…обратно пропорционально квадрату расстояния…», т.е свет падает на поверхность стены, какая-то часть его отражается и проходит расстояние до объекта, освещая его. Какая часть от мизерной энергии вспышки осветит лицо, сказать трудно. Обычно этого света достаточно для репортажной съемки, но художественный портрет вряд ли получится, многочисленные примеры это подтверждают. Можно еще сказать об эффективности применения больших софтбоксов, на которые крепят накамерные вспышки, для фоторепортера теряется мобильность, что приобретается мне непонятно… возможно свет вспышки станет мягче, но его, и без того мизерная энергия будет потеряна.

Вывод, коллеги, хотите учиться снимать репортаж, отлично, стробистика — интересная тема, но для студийной съемки накамерная вспышка подходит мало. Еще хочется сказать если вы считаете себя фотографом, но нашли много нового для себя в этой статье, у вас проблемы, скорей нужно садится за парту, даже если вас зовут снимать свадьбы каждую неделю!