Экспозиция и взаимозаместимость ее составляющих

В практике фотосъемок освещенность и время экспонирования при расчетах экспозиции (H=Et, лк • с) считаются равноценными величинами, оказывающими пропорциональное воздействие на светочувствительный слой. Экспозиция определяется посредством экспозиционной пары — диафрагмы, регулирующей освещенность, и выдержки, определяющей время экспонирования. Эта пара вычисляется на калькуляторе экспонометра для заданной светочувствительности фотопленки. При этом принято условие, что освещенность и выдержка взаимозаместимы, т. е. изменение одной величины в равной мере компенсируется изменением другой. Однако взаимозаместимость для большинства фотопленок относительна и распространяется на экспозиции, ограниченные выдержками от 1/1000 с до 1с. При выдержках до 1/1000 с и более 1 с взаимозаместимость особенно резко нарушается и становится невзаимозаместимостью, выражающейся в уменьшении светочувствительности фотослоя при съемке с относительно меньшим и большим временем экспонирования. Наглядно невзаимозаместимость проявляется в уменьшении плотности черно-белого негатива, увеличении плотности обращенного и в разбалансе цветного негативного изображения. При этом для разных фотоматериалов невзаимозаместимость различна. Количественно невзаимозаместимость в экспозиции выражается формулой H=Etp, где p — показатель, учитывающий степень отклонения от взаимозаместимости.

Математическая формула, описывающая экспозицию, в простейших случаях выглядит как:

Где H — экспозиция, E — освещенность, регулируемая диафрагмой, а t — выдержка в секундах^[2][1].

Шкалы выдержки и диафрагмы фотоаппаратов строятся по логарифмическому принципу, то есть, при изменении значения на одну ступень в любую сторону, каждый параметр меняется ровно в два раза. Таким образом, увеличение выдержки на одну ступень с одновременным закрытием на такое же значение диафрагмы, не изменит экспозицию. Это называется законом взаимозаместимости, который соблюдается не во всём диапазоне выдержек.Отклонение от закона, называемое эффектом Шварцшильда, описывается более точной формулой экспозиции:

,

где — константа Шварцшильда, описывающая отклонение от закона взаимозаместимости. Отклонение от закона, проявляющееся при длительных и сверхкоротких выдержках, требует компенсации от долей до целых ступеней. Однако, в большинстве типичных съёмочных ситуаций закон взаимозаместимости соблюдается, позволяя выбирать любую «экспопару» в зависимости от требуемой глубины резкости и скорости движения объекта съемки.

Современные цифровые камеры позволяют также регулировать светочувствительность, изменяякоэффициент усиления предусилителя и алгоритмы АЦП^[3]. Поэтому, при невозможности изменения экспозиционных параметров, можно изменить требуемую экспозицию уменьшением или увеличением светочувствительности.

Экспозиционное число или световое число — условная величина, однозначно характеризующая условия фотосъемки и служащая для определенияэкспозиции, необходимой для получения изображения нормальной оптической плотности на фотоматериале определенной светочувствительности S при данной освещенности (яркости) L объекта съемки.
Экспозиционное число N (другое обозначение — EV — Exposure Value) равно

N = log₂(LS ⁄ K),

где K — экспонометрическая постоянная ¹⁾.

Определение экспозиционного числа по измеренной освещенности (яркости) объекта и известной светочувствительности фотоматериала положено в работу большинства экспонометров и экспонометрических устройств (численное значение N чаще всего не определяется, а находятся сочетания соответствующих ему значений диафрагменного числа и выдержки). При N = 0 для фотоматериала светочувствительностью в 100 единиц ISO при относительном отверстии объектива 1:1 выдержка должна составлять 1 секунду.
Концепция экспозиционных чисел была предложена в 1954 году (Friedrich Deckel).

Выбор условий экспонирования фотоматериала при съемке представляет собой, пожалуй, самую ответственную стадию фотографического процесса, во многом определяющую постоянство результатов, качество изображения и художественные особенности фотоснимка. Сегодня в распоряжении фотолюбителей и фотографов-профессионалов имеются специальные приборы —фотоэкспонометры, основанные на использовании простого уравнения, называемого экспонометрической формулой. Она устанавливает взаимосвязь между фотометрическими характеристиками объекта фотографирования, параметрами фотографического объектива и светочувствительностью фотоматериала:

где

— средняя яркость объекта фотографирования;
t — время экспонирования, с;
S — светочувствительность фотографического материала, ед. ГОСТа;
z — относительное отверстие объектива;
q — кратность съемочного светофильтра;
— количество света, падающее на фотографический материал;
C — постоянная.

В том случае, когда проще измерить освещенность объекта фотографирования E₀, экспонометрическая формула принимает вид

где — среднее значение коэффициента отражения.

По измеренному значению яркости сюжета (или его части) L_ср и известной светочувствительности фотоматериала S экспонометрическим вычислителем (или схемным решением) находится величина экспозиционного числа N:

N = log₂(LS ⁄ K);

где K — экспонометрическая постоянная ¹⁾.

11.8. Способы определения экспозиции: точечный или точечный с привязкой к зоне фокусировки, интегральный, центрально взвешенный, сегментный, или матричный

Экспозиция в фотоаппарате

В случае определения экспозиции встроенным в камеру экспонометром, помните о конструктивных особенностях встроенного экспонометра. Они могут замерять экспозицию по различным областям по всему полю видоискателя, по центральной области и по точечной области в центр видоискателя. Самый простой способ определить наилучшую экспозицию – это сделать снимки с разным значением выдержки или диафрагмы. Один – чуть темнее, второй чуть светлее и третий средний, после чего выбрать наиболее удачный.