Каждый момент неповторим... (Лозунг фотографа)

Выдержка фотоаппарата – один из двух ключевых параметров, определяющих экспозицию в современной фотографии. Вторым является диафрагма объектива, и вместе с выдержкой они составляют так называемую экспопару, от которой зависит величина световой энергии, поступающей на светочувствительную поверхность матрицы. И выдержка, и диафрагма очень важны при фотографировании любых объектов. Здесь мы рассмотрим выдержку и дадим рекомендации по ее настройке.

Единицы измерения и стандартные значения выдержки

Выдержка — это продолжительность воздействия света на светочувствительный сенсор фотокамеры, не важно, пленка это или матрица. Измеряется она в секундах. Чтобы стандартизировать значения выдержки и упростить фотографам общение между собой, еще со времен пленочных фотоаппаратов было принято, что соседние выдержки стандартного ряда отличаются между собой в 2 раза, или на одну ступень (т. е. математически представляют собой степени двойки) — … 32 сек., 16 сек., 8 сек., 4 сек., 2 сек., 1 сек., 1/2 сек., 1/4 сек., 1/8 сек., 1/16 сек., 1/32 сек., 1/64 сек., 1/128 сек., 1/256 сек., 1/512 сек., 1/1024 сек., 1/2048 сек., … и т. д.

Выдержка фотоаппарата - дисплей цифровой камеры с индикацией выдержки и диафрагмы

Однако чтобы еще больше упростить ряд выдержек, стандартом ISO (а до этого и советским ГОСТом) было сделано округление некоторых значений до кратности 5, в результате чего ряд принял следующий вид: … 30 сек., 15 сек., 8 сек., 4 сек., 2 сек., 1 сек., 1/2 сек., 1/4 сек., 1/8 сек., 1/15 сек., 1/30 сек., 1/60 сек., 1/125 сек., 1/250 сек., 1/500 сек., 1/1000 сек., 1/2000 сек., 1/4000 сек., 1/8000 сек., … и т. д., т. е. некоторые значения отличаются друг от друга не строго в 2 раза, а только приблизительно. Считается, что это не оказывает влияния на точность определения выдержки, поскольку округление находится в пределах ошибки экспозамера и естественного разброса светочувствительности.

Выдержка фотоаппарата - диск выдержек в цифровом фотоаппарате

Для сокращения записи выдержки на органах управления фотоаппарата или на дисплее, числитель дроби обычно опускается, и выдержка записывается целым числом знаменателя. Чтобы отличить длинные выдержки в левой части ряда, им присваивается обозначение секунды. Таким образом, на дисплее или диске выдержек вы часто увидите следующую последовательность: … 30”, 15”, 8”, 4”, 2”, 1”, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000, … . У многих фотоаппаратов существуют промежуточные значения выдержек, например, … 60, 80, 100, 125,…, но стандартный ряд присутствует всегда.

Выдержка фотоаппарата и закон взаимозаместимости

Определение экспозиции при фотосъемке основано на законе взаимозаместимости, который говорит о том, что не имеет значения, за счет какого параметра экспопары происходит изменение экспозиции. Например, для увеличения экспозиции на одну ступень, можно увеличить на одну ступень диафрагму, а можно выдержку, результат экспонирования при этом будет одинаков. На этом строится вся современная экспонометрия.

Однако при очень коротких и очень длинных выдержках закон взаимозаместимости может нарушаться. В пленочной фотографии нарушение закона взаимозаместимости описывается эффектом Шварцшильда. Он наблюдается на выдержках более 1 секунды и короче 1/1000 секунды. Например, на выдержках от 1 до 10 секунд рекомендуется увеличить диафрагму на 1 ступень, от 10 до 100 секунд на 2 ступени, свыше 100 на 3.

Что касается матриц, то нарушение закона взаимозаместимости у них никак не проявляется. Я пытался обнаружить нечто похожее на эффект Шварцшильда в цифровом фотоаппарате, но в диапазоне выдержек до 30 секунд мне это не удалось, экспозамер работал как часы. Возможно, есть какие-то эффекты на более длинных выдержках, но это уже задача научного эксперимента, практического значения для настройки выдержки это не имеет.

Отработка выдержки затвором фотоаппарата

Выдержка в современных фотоаппаратах реализуется 2 способами: либо электромеханическим затвором, либо электронной системой управления матрицей. В первом случае механический затвор, управляемый электронной схемой, открывает доступ света к матрице на время заранее рассчитанной выдержки. Во втором случае затвор как отдельный узел отсутствует, а время выдержки отрабатывается процессором фотоаппарата как время между двумя последовательными состояниями матрицы. Затворы обычно применяются в зеркальных камерах и дорогих компактах, а электронная система в более дешевых традиционных мыльницах.

Выдержка фотоаппарата - апертурный центральный затвор

Затворы бывают апертурными и фокальными. Апертурный затвор располагается в объективе и жестко с ним связан. Чаще всего такие затворы конструируются как центральные, т. е. лепестки, перекрывающие световой поток, открываются от центра к краям, а закрываются наоборот. Преимуществом апертурного затвора является возможность отработки более коротких выдержек при съемке с фотовспышкой.

Выдержка фотоаппарата - фокальный затвор с металлическими ламелями

Фокальный затвор устанавливается перед матрицей и не зависит от используемого объектива, поэтому применяется в зеркальных фотоаппаратах даже начального уровня. Конструкция его состоит из нескольких металлических ламелей, перемещающихся вдоль короткой стороны кадрового окна. Недостаток таких затворов в сложности синхронизации с импульсными источниками света, например с фотовспышками, поскольку в момент светового импульса матрица должна быть полностью открыта. Если вспышка произойдет во время движения ламелей, то экспонирована будет только часть кадра. Это накладывает ограничения на выдержку синхронизации (т. е. выдержку, при которой матрица полностью открывается), которая редко бывает короче 1/250 сек, а значит, могут возникнуть сложности при подсветке теней в солнечный день. Но это довольно редкий случай.

Выдержка при съемке динамичных сюжетов

Выдержка фотоаппарата - смазывание движущегося объекта при длинной выдержке

Выдержка играет ключевую роль при съемке движения. Если она слишком длинная, то кадр получается нерезким, и исправить его будет невозможно даже в Фотошопе. Иногда длинные выдержки наоборот используются как технический прием для получения художественных эффектов, например при съемке воды в реке, или водопада. Сначала рассмотрим, как настроить выдержку, чтобы исключить смаз в кадре.

Выдержка, при которой кадр получается без смазывания, зависит от 4 факторов:

  1. От скорости перемещения предмета съемки. Чем быстрее он движется, тем меньше должна быть выдержка. Например, медленно идущего пешехода можно снять и с выдержкой 1/20 сек. А вот автомобиль, движущийся по городу с разрешенной максимальной скоростью 60 км/час, за 1/20 секунды проходит расстояние около 1 метра, поэтому при такой же выдержке изображение получится смазанным;
  2. От расстояния до объекта съемки. Чем он дальше, тем с более длинной выдержкой можно снять качественный кадр. Если наш пешеход пройдет в 1 метре от фотоаппарата, то с выдержкой 1/20 нам снять его не удастся;
  3. От величины угла, под которым объект движется к направлению линии визирования объектива. Если он движется, например, строго на нас (угол 0°), то снять его можно и на довольно длинной выдержке. А вот движение под углом 90° дает наибольший эффект смазывания;
  4. От фокусного расстояния объектива. Чем больше его величина, тем крупнее объект в кадре при том же расстоянии до него, а следовательно, даже самое небольшое перемещение приведет к существенному смазыванию изображения.

Приведу небольшую таблицу, которая поможет приблизительно определить максимальную выдержку, при которой еще получаются резкие кадры движущихся объектов. Будем считать, что вы снимаете стандартным объективом с эквивалентным фокусным расстоянием около 50 мм, или зумом с фокусом, близким к этому значению. Расстояние до объекта больше 5 метров. Это довольно распространенные условия съемки.

Направление объекта

Медленное движение:- идущий человек

- играющие дети

- плывущая лодка

1/30

1/60

1/125

Движение со средней скоростью:- бегущий человек

- животные

- велосипедист

1/60

1/125

1/500

Быстрое движение:- автомобиль

- спортивные сцены

- поезд

1/125

1/250

1/1000

 

Выдержка фотоаппарата - шевеленка - смазывание изображения при съемке с рук

Эта таблица дает наглядное представление о том, с какими выдержками надо снимать движущиеся объекты, чтобы не возникало эффекта смазывания изображения. Особый случай представляет собой шевеленка, возникающая при съемке с рук или при недостаточно устойчивом положении фотоаппарата. Если условия съемки нестандартные, расстояние до объекта меньше, или объектив более длиннофокусный, то выдержки должны быть еще короче и надо вносить поправку, определить которую можно, прежде всего, из практического опыта.

Теперь кратко расскажу о тех случаях съемки, когда наоборот надо получить смазанное изображение.

Выдержка фотоаппарата - съемка с проводкой

Съемка «с проводкой». Позволяет сделать резкое изображение объекта и смазать фон, который создает эффект быстрого движения. Наводите фотоаппарат и перемещаете его так, чтобы движущийся объект все время оставался в кадре. Таким способом очень эффектно можно снимать, например, авто и мото гонки. Лучшие результаты получаются при выдержках 1/60 – 1/100 сек. Более длинные выдержки приведут к смазыванию объекта, а более короткие не позволят размыть фон.

Выдержка фотоаппарата - съемка воды с длинной выдержкой

Съемка водопада или быстро текущей воды. Наилучший эффект возникает при выдержках 1/20 – 1/50 сек., когда брызги слегка размазываются и очень хорошо предают движение водяного потока. Если выдержка короче, то эффект движения пропадает и вода застывает. Если длиннее, то она размазывается в молоко с отсутствием мелких деталей.

Вы наверное заметили, что все рекомендации имеют качественный характер, хотя и очень полезны при настройке выдержки. Для тех, кто любит точные определения, приведу формулу, которая позволяет совершенно однозначно рассчитать, при каких выдержках движущийся объект получится гарантированно резким. Здесь учитываются все факторы, влияющие на смазывание изображения:

t = zR sin α / fv ;

где: t – выдержка в секундах; z – диаметр диска нерезкости на матрице в см; R – расстояние до объекта в метрах; f – фокусное расстояние объектива в см, v – скорость объекта в м/сек; α – угол между направлением движения объекта съемки и оптической осью объектива. Диаметр диска нерезкости для полнокадровой матрицы 24х36 мм можно принять равным 0,003 см, для меньших матриц это значение надо разделить на кроп фактор.

Сравним с нашей таблицей. Например, пусть это будет автомобиль, движущийся на расстоянии 20 метров перпендикулярно к линии съемки (α = 90°, sin 90°=1) со скоростью 50 км/час (13,9 м/сек) и мы используем объектив с фокусом 50 мм (5 см). Получим:

t = 0,003*20*1/5/13,9 = 0,00086 сек = 1/1162 сек

что хорошо согласуется с таблицей.

Таким образом, мы рассмотрели основные факторы, влияющие на выдержку в современном фотоаппарате. Если вы будете применять на практике приведенные рекомендации, то сумеете снять и движущийся автомобиль, и бегущего спортсмена, и падающий водопад. Но конечно, более сложные художественные приемы покорятся вам только с опытом, так что снимайте, снимайте и снимайте!