Каждый момент неповторим... (Лозунг фотографа)

Экспозиция в фотографии – одна из самых главных категорий в фототехнике со времен изобретения фотоаппарата. Вторая, наверное, фокусировка объектива, или точнее, способ получения изображения, поскольку первый в мире фотоаппарат объектива не имел. Но понятие об экспозиции было уже тогда. В принципе, зная, что такое экспозиция и фокусировка, фотоаппарат можно сделать своими руками из подсобных материалов, имея из инструментов только молоток и пилу. Ну, может еще гвозди, хотя и не обязательно. Все это я пишу только для того, чтобы вы поняли: знать, что такое экспозиция должен каждый, кто решил более менее серьезно заниматься фотоделом.

Что такое экспозиция

Экспозиция в фотографии - экспонометр для определения экспозиции. Использовался в те времена, когда фотоаппараты еще не имели встроенных систем экспозамера

Начнем с определения того, что же такое экспозиция в фотографии. Предварительно введем несколько терминов, которые позволят вникнуть в суть современной экспонометрии и понять ее с самых фундаментальных азов. Пусть простят меня за излишнюю педантичность те, кто не очень любит математику, но без нее не обойтись, у нас ведь все-таки технический сайт.

В фотометрических расчетах основная единица – это сила света. Измеряется в канделах. Определение канделы довольно туманно, приводить его не буду, тот, кто заинтересуется, сможет без труда найти его в интернете. Будем считать, что интуитивно мы все понимаем, что такое сила света, и нет нужды доказывать, что сила света солнца гораздо больше, чем лампочки накаливания, или модной сегодня энергосберегающей.

С силой света тесно связаны световой поток и освещенность. Световой поток — это энергия, которую излучает источник света за секунду. Единица измерения — люмен. Освещенность – это световой поток, который падает на один квадратный метр. Единица измерения — люкс. Если обозначить световой поток как Ф, площадь поверхности как S, то освещенность E можно рассчитать по формуле:

E = Ф/S;

Еще одно важное понятие – яркость. Это сила света с единицы площади светящейся поверхности. Например, сравните лампу дневного света и лампу накаливания. При одной и той же силе света, яркость лампы накаливания гораздо больше, потому что вся ее сила света излучается с вольфрамовой нити, имеющей очень маленькую площадь поверхности. В упор на нее смотреть даже глазам больно. А вот лампа дневного света не слепит из-за своей большой площади поверхности.

Понятие яркости присуще любым поверхностям, как отражающим, так и светящимся собственным светом (лампы, свечи и т. д.). Отражающая поверхность тем ярче, чем больший на нее падает световой поток, т. е. чем больше ее освещенность. Мы вообще способны различать предметы и детали на них именно потому, что они имеют различную яркость.

Изображение на матрице строит объектив фотоаппарата. Фундаментальное значение в построении изображения разными объективами играет тот факт, что освещенность каждого элемента матрицы пропорциональна яркости соответствующих участков снимаемого объекта. Эту пропорцию можно записать простым соотношением

E = kB;

где E – освещенность элемента матрицы, B – яркость соответствующего ему участка объекта, k – коэффициент пропорциональности, который зависит от диафрагмы объектива и его светопропускающей способности.

И вот теперь мы вплотную подошли к понятию экспозиции. Матрица преобразует энергию света в энергию электрическую. А энергия, как мы помним еще из школьной физики, это мощность за определенное время. В светотехнике аналог мощности – освещенность. Таким образом, чтобы узнать какая световая энергия попала на элемент матрицы, надо освещенность умножить на время ее действия. Это и есть экспозиция. В математических терминах

H = Et;

где H – экспозиция, E – освещенность элемента матрицы, t – время действия этой освещенности. Измеряется экспозиция в люкс*сек.

В фотографии за экспозицию отвечают два параметра – диафрагма и выдержка. От диафрагмы зависит освещенность матрицы (E в нашей формуле), а от настройки выдержки время ее действия (множитель t). Диафрагма и выдержка называются экспопарой и дают полную картину относительного изменения экспозиции.

Экспозиция в фотографии - наглядное представление экспопары - диафрагмы и выдержки

Согласно закону взаимозаместимости не важно, за счет какого компонента экспопары вы меняете экспозицию. Например, чтобы увеличить экспозицию в четыре раза, можно в 4 раза увеличить выдержку, можно диафрагму, а можно в 2 раза увеличить выдержку и в 2 раза диафрагму. Во всех этих случаях экспозиция увеличится в 4 раза. Но строго рассчитать ее в абсолютных величинах [люкс*сек] можно только по приведенной формуле, поскольку освещенность на матрице зависит как от диафрагмы, так и от яркости разных частей объекта.

Если внимательно посмотреть на формулу, то вы увидите, что каждый элемент матрицы имеет свое собственное значение экспозиции. Как же так, спросите вы, ведь фотоаппарат устанавливает одну экспозицию для всего кадра! Да, совершенно верно. И сейчас мы в этом разберемся.

Как определяется экспозиция в современном фотоаппарате

Экспозиция в фотографии - диск управления современным фотоаппаратом для выбора режима экспозамера

Попробуйте провести небольшой эксперимент. Поставьте на своем фотоаппарате автоматический режим определения экспозиции. Возьмите два листа бумаги, один черный, один белый, и сфотографируйте каждый из них так, чтобы лист занимал все поле кадра. Если вы раньше никогда этого не делали, то результат вас немного удивит, поскольку и черный и белый лист получатся одинаково серыми!

Этот эксперимент показывает, что экспозиция вычисляется по некоторому усредненному алгоритму, а чтобы получить то, что вы хотите, т. е. чтобы черный лист был черным, а белый белым, необходимо вносить поправки. Экспонометрия – очень творческий процесс, и внесение поправок зависит от того, какой вы видите свою будущую фотографию. Но сначала надо понять, как ее видит ваш фотоаппарат.

Зрение человека устроено таким образом, что неспособно оценить абсолютный уровень яркости. Когда вы выходите в солнечный день из темной комнаты, то вначале все вокруг так ярко, что хочется зажмуриться. Но потом глаз адаптируется и начинает воспринимать окружающее уже не таким ярким, как в первый момент. А вот относительные яркости глаз воспринимает очень хорошо.

Экспонометр фотоаппарата наоборот, отлично справляется с абсолютным замером яркости, а за экспонирование кадра в целом отвечает алгоритм обработки экспозамера, который должен рассчитать экспозицию так, чтобы фотография максимально соответствовала восприятию снимаемого сюжета человеческим глазом. Все современные фотоаппараты определяют экспозицию на основании так называемой зонной теории.

Вы наверняка слышали понятие тональности, или тона. В фотографии это то же самое, что яркость. Именно по разнице тональностей мы различаем детали объекта съемки. Суть зонной теории состоит в том, что все бесконечное множество тональностей разбивается на несколько тональных зон, различающихся между собой по яркости в 2 раза (на 1 ступень). Это удобно и для внесения поправок, и для построения систем экспозамера.

Экспозиция в фотографии - зонная система Ансела Адамса

На сегодняшний день существует несколько зонных систем, каждая из которых учитывает специфику съемки в конкретных условиях. Отличия их состоят в том, на сколько зон разбивается тональный диапазон и какая зона принимается за нулевую, или центральную. Наиболее универсальной, практичной и общепринятой является зонная система Ансела Адамса, на которой и строятся алгоритмы определения экспозиции современных фотоаппаратов.

Весь тональный диапазон Адамс предложил разделить на 9 зон от совершенно черного тона без деталей до абсолютно белого, где детали также не различаются. За центральную зону принята средняя 5 зона с наилучшей детализацией, соответствующая линейной части характеристической кривой. Именно по этой зоне производится замер экспозиции. По Адамсу 5 зона соответствует 18% серому тону. Вспомните, этот тон мы и получили, снимая черный и белый лист бумаги.

Внесение поправок в экспозицию

Экспозиция в фотографии - различные поправки в экспозицию и вид кадров при экспокорреции

А вот чтобы тон был именно черным или белым, надо вносить поправку. Для этого вам нужно выбрать, какой ключевой элемент кадра вы хотите видеть в определенном тоне, посмотреть, на сколько ступеней он отличается от 5 зоны (серый тон) системы Адамса, сделать замер экспозиции по этому ключевому элементу (здесь идет речь о точечном замере экспозиции) и внести полученную поправку, выбрав приоритет выдержки (например, чтобы исключить шевеленку), приоритет диафрагмы (для изменения глубины резкости), или изменив и то и другое, в зависимости от поставленной задачи. Экспокоррекция позволит вам получить экспозицию, которая даст нужный вам тон именно на тех частях кадра, которые вы считаете наиболее важными.

Экспозиция в фотографии - этот кадр сделан с поправкой -1,7EV, иначе кадр получился бы пересвеченным

Во многих современных фотоаппаратах имеется режим матричного экспозамера, в котором фотоаппарат сам пытается определить ключевой элемент кадра и скорректировать экспозицию под него. Но ведь фотоаппарат не может знать о ваших планах! И все — таки, довольно часто современным алгоритмам это удается (в традиционных бытовых сценах практически всегда), но сложные кадры, такие, как например, закат, или съемка в контровом свете, приходится снимать в ручном режиме, внося поправки из опыта и творческого видения фотографа.

Итак, мы очень кратко рассмотрели, что такое экспозиция в фотографии, как фотоаппарат ее определяет и что должен учитывать фотограф для грамотной коррекции экспозиции. С опытом вы научитесь вносить поправки практически на интуитивном уровне, но для начала можно снимать в матричном режиме, сравнивая результаты с точечным или центрально взвешенным. Это позволит лучше понять, как фотокамера обрабатывает экспозамер, но нужно это конечно только тем, кто подходит к фотографии с позиций искусства и творчества и готов потратить свое время на постижение основ современной экспонометрии. Но поверьте, результат того стоит!