GrabDuck

Экспозиция, экспопара и освещённость

:

 © Турицын Андрей
www.64bita.ru

Экспозиция, экспопара и освещённость

Что такое экспозиция

Что такое экспозиция в фотографии?
Неверная экспозиция — это выдержка и диафрагма при заданной светочувствительности. Неверная в большинстве случаев :-)
Правильная экспозиция — это выдержка и диафрагма, необходимые для получения нужного количества света для естественной передачи изображения.
При заданной светочувствительности, разумеется, за которую отвечает фотоматериал (плёнка, или фотоматрица в цифровике), обозначается в единицах ISO.

От экспозиции зависит качество изображения в плане освещённости. Недостаточное количество света (недодержка) приводит к плохой проработке теней (или темных участков снимка), избыточная экспозиция (передержка) — к плохой проработке в светлых участках. Варианты терминологии: недосвеченный снимок, пересвеченная фотография, достаточное экспонирование и т.д.
Но, кроме правильного экспонирования,

!!! экспозиция в фотографии есть набор экспопар, которые выбираются автоматикой из принципа "выдержка должна не допускать смаза снимка, а диафрагма отвечает за глубину резкости".

Как определить экспозицию? С помощью автомата камеры (встроенного в фотоаппарат экспонометра), внешнего фотоэкспонометра, по таблицам или на основе практического опыта.
Под практическим опытом понимаются бесконечные ляпы и ошибки горе-фотографа, вдохновлённого словами великого поэта:

"О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг"

:-)

Что такое экспозиция в фотографии? Для понимания сути дела совершим краткий экскурс в фотографическую ретроспективу:-)

Таблица экспозиции

Вот таблица значений экспозиции от 0 до 22. Слева в строках выдержки в секундах, сверху столбцы диафрагм, а цифры в самой таблице это — величина экспозиции, или экспозиционное число, его иногда обозначают EV (exposure value). Чем меньше экспозиционное число, тем больше света поступает на матрицу, и наоборот. Например, при выдержке 1 сек. и диафрагме f1 (такая имеется только в очень дорогих фиксах), EV = 0. Это значит, что на матрицу поступит очень много света. А при узких диафрагмах (например, 22, 32, 45) и коротких выдержках (1/500, 1/1000, 1/2000), экспозиционное число будет порядка 20 - 22, т.е. света нужно гораздо меньше.

Экспозиция. Таблица выдержек и диафрагм для ISO-100.

  Выдержка  
сек
Диафрагма f
  1.0     1.4     2.0     2.8     4.0     5.6     8.0     11     16     22     32     45  
1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1/4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1/8 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1/15 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1/30 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1/60 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1/125 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1/250 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1/500 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1/1000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1/2000 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Светлый фон ячеек означает, что при таких длинных выдержках и раскрытых диафрагмах погодка во дворе темновата и на фотоматериал требуется больше света, а тёмный фон — с точностью до наоборот. Т.е. погодка зашибись и на фотосенсор нужно подать света гораздо меньше.

Обратите внимание, что вы можете сделать снимок с 1/2000 cек. и f1 — и он будет одинаково проэкспонирован с выдержкой равной 1 сек и диафрагмой f45. И здесь и там значение экспозиции = 11. Ниже указаны выдержки и диафрагмы, соответствующие этому освещению. Присмотритесь внимательнее к этим цифрам.

Таблица экспозиции, экспозиционное число 11:

 11 EV 
Выдержка 1/2000  1/1000  1/500  1/250  1/125  1/60  1/30  1/15  1/8 1/4 1/2 1
  Диафрагма   f1 f1.4 f2 f2.8 f4 f5.6 f8  f11   f16   f22   f32   f45 

Теперь мы понимаем, что выдержки и диафрагмы, отрабатывающие одну и ту же экспозицию, называются экспопарами. И одинаковую экспозицию могут дать совершенно разные экспопары: чем длиннее выдержка, тем меньше отверстие диафрагмы и наоборот. Подобрать нужную экспопару — ваша задача (а не автомата экспозамера!). Поэтому выбирайте её в зависимости от освещения и от того, как хотите снять, например:

Значения экспозиции слева — с короткой выдержкой и открытой диафрагмой, нужны для малой глубины резкости и размытия фона (портрет, или, например, для устранения смаза от движения объекта).
И наоборот, значения справа — для более резкого по всему плану снимка (пейзаж; меньшее отверстие диафрагмы, длинная выдержка.)

Всё это напоминает выбор фотокамеры в магазине: "Эта камера с очень большой фотоматрицей, но стоит дорого. А вот это цифрокомпакт, матрица маленькая — зато и цена куда приятней :) Кстати, такая проблема выбора будет пострашней любых мук творчества! :)  На самом деле ничего страшного и запутанного здесь нет, достаточно немного поэкспериментировать с экспозицией и многое сразу станет понятно.

Как пользовать таблицу экспозиции? Какой смысл в этих самых экспозиционных числах EV? Для начала я попробую издалека. Освещенность бывает разная (светло/пасмурно), точно на глаз определить сложно. Для облегчения задачи берём следующую таблицу: смотрим освещённость и по экспозиционному числу выбираем соответствующую экспопару (выдержку и диафрагму) из первой таблицы. Светочувствительность указана для удобства. Обе таблицы и представляют собой примитивный табличный фотоэкспонометр :-)

Экспозиционное число для разных условий освещения и светочувствительности.

Освещение    iso-100     iso-200     iso-400     iso-800     iso-1600  
 Яркий искрящийся на солнце снег 21 22 23 24 25
 Яркие источники искусственного света 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
 Солнечные блики на воде 18  19 20 21 22
 Сюжет при ярком солнце 16 17 18 19 20
 При солнце в дымке 14 15 16 17 18
 Лёгкая облачность без тени 13 14 15 16 17
 Сюжет в глубокой тени при ярком солнце  12 13 14 15 16
 Плотные облака 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16
 Съёмка заката 10-13 11-14 12-15 13-16 14-17
 Неоновые вывески 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14
 Яркие ночные сцены 8 9 10 11 12
 Освещённые здания, фонтаны 4-7 5-8 6-9 7-10 8-11
 Освещённые здания издалека 1-3 2-4 3-5 4-6 5-7

Если чувствительность потребуется не 100, а 200, то проще всего (и без всяких таблиц) укоротить выдержку в 2 раза, например с 1/125 до 1/250 сек. Или, не меняя выдержки, зажать на деление диафрагму...

Правильная экспозиция на практике.

Приведённые выше таблицы интересны только с теоретической точки зрения, а на практике они малопригодны. Поэтому далее приступим к правильной экспозиции в более практической форме. Для начала соединим таблицы эспозиции в одну более простую, без "оттенков" освещения.

  ИСО   Освещение
  Яркое солнце     Солнце в дымке     Слабое освещение     Облачность без теней     Пасмурно  
 50-64 1/60  f16 1/60  f11 1/60  f8 1/60  f5.6 1/60  f4
 100 1/125  f16 1/125  f11 1/125  f8 1/125  f5.6 1/125  f4
 200 1/250  f16 1/250  f11 1/250  f8 1/250  f5.6 1/250  f4
 400 1/500  f16 1/500  f11 1/500  f8 1/500  f5.6 1/500  f4
 800  1/1000  f16 1/1000  f11 1/1000  f8 1/1000  f5.6 1/1000  f4
 1600  1/2000  f16 1/2000  f11 1/2000  f8 1/2000  f5.6 1/2000  f4

Да, это примитивно и, разумеется, очень приблизительно. Но и прогресс не стоял на месте и вот вместо таблиц был изобретён прибор — фотоэкспонометр, автоматически определяющий экспопару: и выдержку и диафрагму! Это был настоящий прорыв в фотоделе, и фотографы с удовольствием пользовались экспонометром, да и сейчас пользуются — теперь уже встроенным в фотоаппарат. Иногда даже не зная этого :-)

Внешний фотоэкспонометр Ленинград-2, 1961 г.

экспозиция фотоэкспонометр

С помощью такого старинного экспонометра можно было легко определить выдержку и диафрагму при установленной чувствительности. Замеренная экспозиция вводилась в камеру руками, а фотограф мог считать, что это и есть автоматизация съёмки :-) Кстати, экспонометры, предназначенные для плёночной фотографии, вполне пригодны и для цифровой, у кого есть работающий раритет — можно попробовать.

Но зачем? Ныне встроенный в цифровую камеру автоматический экспонометр решает все проблемы, а надобность в таблице экспозиции и вовсе не нужна. Но случаи бывают разные и автоматика не всегда справляется: реже — с определением освещения, чаще — с замыслом фотографа. Откуда ей знать, что у фотографа вообще могут быть замыслы?! Да он же просто жмёт кнопку! :)
У кого замыслы всё же есть, советую дочитать до конца.

Солнечное правило шестнадцати.

А что делать, если нужно установить экспозицию самому, в ручном режиме, без фотоэкспонометра? С древних фотовремён, когда простейших экспонометров ещё не существовало, всегда так и поступали, даже мечтать не смели об истинном чуде :)   Те мастера и не подозревали, что их опыт и смекалка достойны большего уважения, нежели умение нынешних фотографов пользоваться автоматикой. Старые мастера были ближе к природе, поэтому рождались правила экспозиции, основанные на природных явлениях — вот где настоящий натурпродукт! Позволю себе напомнить вам о чудесах истинных (а не о показателях роста средних зарплат в стране — средних между дворником и советом директоров корпорации). Итак,

солнечное правило 16.

Оно же «Пуд Солнца», «Sunny-16», «Солнечно-16».

Солнечное правило шестнадцати — метод определения корректной экспозиции при съемке на улице в солнечный день без применения экспонометра.

В яркий солнечный день, когда облака совершенно не омрачают небосвод, поставьте значение диафрагмы f/16, а выдержку 1/100 сек, или близкие к сотне значения (1/90, 1/125). Это при ISO 100. Если ИСО 200, то выдержка 1/200, если ИСО 400, то выдержка 1/400 и т.д.
Короче говоря, при f16 выдержка = 1/значение ISO.
Для среднестатистической сцены это солнечное правило шестнадцати вполне работает. Предположим, у нас ИСО 100, выдержка 1/100, диафрагма f16. Что делать, если солнца мало, или его нет? какую ставить диафрагму?

Яркое солнце — f16.
Солнце, лёгкая облачность — f11.
Много облаков, светло — f8.
Пасмурно — f5,6.
Очень пасмурно — f4.
Сумерки, закат — f2.8.

Для жителей широт Петербурга, Осло, Лондона и Магадана солнечное правило шестнадцати крайне неудобно, им лучше пользоваться правилом "Пасмурно 5.6", чтобы каждый раз (и много дней в году) не утомляло вычислять экспозицию от диафрагмы 16 :)

Если нужно менять диафрагму в пределах одного освещения, то выдержку подбираем согласно таблице выше или примеру ниже. А ещё лучше по правилу: зажали диафрагму на 1 ступень, ставим выдержку длиннее на 1 ступень. Открыли диафрагму на 2 стопа — и выдержку укоротили тоже на 2 стопа.

Вот, например, выдержка при диафрагме 8, ISO 100.

1/16 - Сумерки, закат, требуется штатив
1/30 - Очень пасмурно. Самая длинная выдержка для съемки с рук
1/60 - Пасмурно. Можно снимать с рук, но без телеобъектива
1/128 - Много облаков, светло. Телеобъектив до 100 мм
1/250 - Солнечно, лёгкие облака. Телеобъектив до 200 мм
1/500 - Яркое солнце, телеобъектив до 400 мм

Экспозиция ниже сделана на основе солнечного правила (f16, 1/90, ISO=100). Чтобы укоротить выдержку на один стоп (до 1/180), диафрагму с f16 я тоже приоткрыл на ступень, а чувствительность не менял. Экспозиция осталась точно такой же, посему я привёл лишь одно фото.

f11, 1/180 сек., IS0=100
экспозиция солнечное правило 16


Стоп

Стоп — это разница между ближайшими типовыми значениями диафрагмы (или выдержки, или ISO.) Не стоит путать стоп (деление, ступень) с промежуточным значением. Т.е. после f5.6 следующая ступень диафрагмы f8, а не f6.7 — что было бы всего лишь полстопа. И если, например, установлено значение диафрагмы 2.8, то прикрыть её на пару стопов означает установить её в положение 5.6

Напомню типичные значения диафрагмы (примерная разница между стопами в 1.41):

f1.4;  f2;  f2.8;  f4;  f5.6;  f8;  f11;  f16;  f22;  f32.

И типичные значения выдержек (разница между стопами примерно в 2 раза):

1/30;  1/60;  1/128;  1/250;  1/500;  1/1000;  1/2000;  и т.д.

ISO меняется тоже в 2 раза):  50;  100;  200;  400;  800;  1600;  и т.д.

Вернёмся к солнечному правилу 16. В солнечную погоду на песчаном пляже (или ярком белом снеге) вполне можно начать с диафрагмы f22 (выдержка 1/100, ISO 100).

Солнечное правило, разумеется, не панацея от всех бед и не конечный результат. Это выбор начальной точки экспозиции для дальнейшей её корректировки.

Вот ещё экспозиция с ярким солнцем без единого облачка. Ставлю F16. Но фотография получилась с недодержкой, а проще говоря, слишком тёмной. Почему? Солнечное правило шестнадцати не сработало, потому что апрельское солнце опускалось уже к линии горизонта, и было окутано лёгкой дымкой, а ветви деревьев делали свет ещё более рассеянным и усугубляли недодержку.

f16, 1/90 сек, IS0=100
экспозиция солнечное правило 16

После открытия диафрагмы на 2 стопа (не меняя остального), экспозиция оказалась в норме:

f8, 1/90 сек, IS0=100
экспозиция солнечное правило 16

Следующая фотография. Диафрагма открыта ещё на 2 стопа, выдержка соответственно укорочена. Зачем? Экспозиция снова в норме, а короткая выдержка часто бывает нужнее длинной, не правда ли?

f4, 1/180 сек, IS0=100
экспозиция солнечное правило 16

А ниже видим мнение фотоаппарата! Или, если хотите, его экспонометра. Вот какая экспозиция получилась в автоматическом зёлёном режиме.

f6.7, 1/180 сек, IS0=100
экспозиция солнечное правило шестнадцати

Автомат тоже предпочёл укоротить время срабатывания затвора, хотя и зажал диафрагму до f6.7. А экспозиция получилась аналогичной, потому что освещение изменилось. Это заметно по пню, который оказался полностью освещён пробившимся солнцем.

Кстати говоря, не забывайте про выдержку, ведь можно начать солнечное правило и с нее, а диафрагму подобрать согласно таблице экспозиции, или (на выбор), вашим ощущениям освещённости.

Что важно знать. Фотографируемые объекты имеют различную яркость из-за разной отражательной способности к свету, например, чернозём имеют очень низкий коэффициент отражения, а свежевыпавший чистый снег очень высокий. Кроме того, важный для фотографа участок изображения может занимать различную площадь кадра, что нередко приводит к тому, что этот объект будет неправильно проэкспонирован — передержан, или недодержан. Если значимый для съёмки объект занимает меньшую часть кадра, то следует делать замер экспозиции именно по нему, вплоть до точечного замера.

 Небо пересвечено...выдержка и диафрагма Правильная экспозиция.

Недодержанная экспозиция    Правильная экспозиция

Я очень люблю эти примеры наглядно показывающие, что дело не в малом динамическом диапазоне цифрового фотоаппарата, а в неверно установленной экспозиции. Такое случается часто, сложность вызвана различной степенью яркости облаков и листвы.

Вот некоторые показатели отражения различных поверхностей (в %):

Черный бархат и мокрый чернозём - 1-5
Летняя растительность, листья, хвоя 8-12
Асфальт мокрый и сухой до 18
Листва осенью 15-30
Лицо человека 25-35
Белая матовая бумага, светлые облака 60–70
Море, чистый снег 75–78
Полированное серебро 88–93

Цифры эти учить не нужно. Просто следует понимать, что кожа лица, хвойный лес или снег различаются по отражательной способности и вам придётся делать поправку экспозиции в ту или иную сторону, учитывая площадь главного объекта в кадре. А сын ошибок трудных поможет тем быстрее, чем лучше усвоите основы экспозиции :)

Повторю примерные значения выдержек для движущихся объектов.

Выдержка и скорость

При фотосъёмке движущихся объектов чаще всего пользуются выдержкой (или устанавливают фотоаппарат в режим «приоритет выдержки»). Чем выше скорость движения, тем меньшее время должен быть открыт затвор фотокамеры, иначе объект может быть смазан. При этом следует помнить о расстоянии.

!!! Чем ближе к фотографу объёкт съёмки, тем короче должна быть выдержка.

Ниже видим таблицу максимально длинных выдержек для съёмки движущихся объектов с расстояния 10 м. При уменьшении расстояния вдвое (5 м) выдержку придётся укоротить в два раза. При расстоянии 20 м выдержки могут быть длиннее в два раза, а на 50 м — в четыре.

Какие ещё условия съёмки следует учитывать?

Условия таблицы выдержек: расстояние до объекта 10 м, фокусное расстояние 50 мм в ЭФР, направление движения перпендикулярно оптической оси объектива (для выдержек справа) и направление вдоль оси объектива для выдержек слева.

выдержка, сек. сюжет фотосъёмки скорость (км/ч)
30-1/6 "недвижимость" и следы огней от машин со штатива :)
1/60 можно снять портрет без телеобъектива 0
1/25-1/128 шагающий человек, лодка 3,5 - 9
1/50-1/250 бегущий человек, велосипед, катание на коньках, птицы в полете 9-18
1/100-1/500 Мопед, велосипед, прыжки, бегуны в спорте, гребля, бег на коньках   18-36
1/250-1/1000 Автомобили, катера, гепард, гимнасты, футбол 36-90
1/500-1/2000 Быстрые удары в теннисе, в футболе, мотоциклы, стремительный полёт птиц 90-180
1/1000-1/4000  Авто- и мотогонки, скоростные поезда 180-360 
1/4000-1/8000  и ещё быстрее! более 360 
?? Ракета, вторая космическая скорость :) 40320 

Направление движения важный фактор, который новички совершенно не учитывают. Направление видно из левых и правых значений выдержек.

Предполагается, что объекты движутся мимо фотографа — перпендикулярно оптической оси объектива (т.е. 90°, это для выдержек справа), а если под острым углом, то выдержку можно выиграть соответственно углу. В случае движения локомотива прямо на фотографа (т.е. 0°) выдержку можно иногда удлинить даже в 5 раз, что отображено в таблице левым рядом значений выдержек.
Но лучше всё же не снимать стоя на рельсах летящий на тебя тепловоз!

Фокусное расстояние объектива может значительно влиять на установку выдержки, которая должна быть короче, чем значение данного фокусного — для предотвращения смаза. Например, наша таблица пригодна для объектива с фокусным расстоянием 50 мм (ЭФР).

Но при использовании широкоугольной или длиннофокусной оптики выдержка должна быть короче, чем 1/F, где F — фокусное расстояние объектива (ЭФР). Например, 1/125 при ЭФР 100 мм, или 1/250 при ЭФР 200 мм. Или ещё короче: и чем короче, тем лучше для избежания смаза (если, конечно, позволяют условия экспозиции.)

Повторим ещё раз, что должен учитывать фотограф для установки необходимой выдержки.

1. скорость движения объекта
2. расстояние до него
3. направление движения
4. фокусное расстояние объектива

А вот повторять, как выбрать диафрагму и увязать её с выдержкой я не буду. Кто не понял, внимательно читайте ещё раз данную страничку, или "Учебник фотографии" — там где выдержка и диафрагма. Но добавлю следующее.

Эти таблицы экспозиции имеют скорее теоретическое значение, нежели практическое — поскольку на практике возникает ситуация своя, особенная, зачастую непредсказуемая. И дело не только в том, что некий велосипедист может ехать 7 км/ч, а иные достигают больше 40. Многое зависит от ваших предпочтений: как показать скорость — смазыванием движения самого велосипедиста, или фона за ним (как при съёмке с проводкой).

А ещё фотографу нужно уметь представить будущую тональность снимка — светлее/темнее, или выделить главный объект съёмки малой глубиной резкости. И здесь экспозиция должна переплетаться правильным исполнением технической части фотографии с её творческим замыслом и композиционным решением.

Что касается экспозиционных таблиц, то они всего лишь наглядно показывают, как жёстко зависит одна экспопара от другой. Но понимание теоретического момента облегчит вам успех в практике, особенно в тех случаях, когда автоматика не справляется!