Ступень экспозиции
Автор: Fimpuls.ru · Опубликовано 05.11.2012 · Обновлено 23.09.2018
И снова углубимся в теорию. Сегодня разберём понятие ступень экспозиции (стоп, f-stop).
Из предыдущей статьи нам известно, что у фотографов исторически принято измерять экспозицию (количество необходимого света, попадающего на светочувствительный материал) в геометрической (логарифмической) прогрессии. Шагом изменения принята ступень экспозиции изменение количества света в два раза.
Ступенями измеряют все параметры влияющие на экспозицию: мощность источника света, выдержку, диафрагму, чувствительность фотоплёнки (матрицы цифрового фотоаппарата). Вы могли слышать выражение эксподвойка (выдержка и диафрагма) или экспотройка (чувствительность, выдержка и диафрагма). Но с учётом изменения мощности впору вводить понятие экспочетвёрка.
Рассмотрим каждый из этих параметров по отдельности. И начнём с мощности источника света. Не обязательно это мощность импульсного прибора или искусственного источника постоянного света. Под этим понятием мы будем подразумевать и Солнце.
Солнце естественный источник постоянного света вполне определённой конечной мощности. Именно потому, что мощность Солнца стабильна и появились так называемые эмпирические правила. Кроме того мы можем изменять интенсивность солнечного излучения, применяя различные рассеиватели и отражатели.
Итак, примем полную мощность источника света за единицу. Его половинную мощность обозначим как 1/2, четверть мощности 1/4 и т. д.
1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128
Как видим, каждое последующее число уменьшает мощность источника света наполовину (в два раза). Таким образом, мы получили ряд чисел с шагом в одну ступень экспозиции.
Может ли мощность источника света быть больше единицы (больше своей максимальной мощности)? Конечно, нет. Поэтому ряд начинается с единицы (с полной мощности) .
Между числами с шагом в одну ступень могут быть и множество промежуточных чисел, позволяющих более точно выставить необходимую экспозицию. Регулировка мощности может быть как ступенчатой (с конечным шагом), так и плавной.
Не обязательно мощность на источнике света будет показана в виде дроби. Производители используют разные обозначения мощности прибора.
Теперь рассмотрим ряд чисел выдержки. Выдержка это время, в течении которого происходит экспонирование светочувствительного материала (или матрицы цифрового фотоаппарата). Т. е. это время открытия затвора фотоаппарата. Опять начнём с единицы. С одной секунды. И составим ряд с шагом в одну ступень экспозиции.
1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15 , 1/30, 1/60, 1/125 , 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000
И здесь нас ждёт небольшой сюрприз. Обратите внимание на два числа, выделенные красным цветом. Мы договорились, что будем называть одной ступенью изменение параметра в два раза. Но изменение с 1/8 до 1/15 секунды и с 1/60 до 1/125 секунды вовсе не равно двукратному изменению, как это было при рассмотрении ряда ступеней мощности. В чём же дело?
А это некий компромисс. Принимая подобные допущения мы упростили себе последующий расчёт времени как в сторону более длинных выдержек, так и в сторону более коротких выдержек. Конечно, мы могли и не делать таких допущений и оставить всё как в шкале мощностей.
Надо сказать, что шкала выдержек не всегда была такой. Первоначально выдержек короче секунды вообще не было. Да, и привычных нам затворов в фотоаппаратах не было. Светочувствительность материала была очень низкой. Соответственно и выдержки были очень длинные. Выдержку отмерял не затвор фотокамеры, а фотограф, снимая и одевая крышку объектива. Вспомните выражение сейчас вылетит птичка.
На сайте vintagephoto.tv нашлась фотография такой птички, призванной отвлекать детей во время длинных экспозиций. Ассистент фотографа приводил такую птичку в движение с помощью гидросистемы и она начинала издавать свист, напоминающий пение птиц. Дети замирали в изумлении. Так удавалось избегать шевелёнки.
С появлением более светочувствительных материалов фотографам уже понадобился затвор, который был обязан точно отмерять короткие выдержки. И встал вопрос, как обозначать выдержку. Посмотрите на иллюстрацию фотоаппарата Beauty Flex. Ниже его шкала выдержек. Непривычно, не правда ли?
1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/100, 1/200 секунды.
Здесь мы тоже имеем некоторые допущения. Переход с 1/2 секунды на 1/5 секунды и с 1/10 на 1/25 секунды фактически не равен одной ступени экспозиции, но в целом логарифмический ряд сохранён.
Очень похожую шкалу имел дальномерный фотоаппарат Киев 4EМ. Первые фотоаппараты Киев по сути были фотоаппаратами Contax, вывезенными из Германии по репарации после Второй мировой войны. Вот его шкала.
1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 (или 1/1250).
Уже что-то напоминающее шкалу выдержек современного фотоаппарата.
Но, как говорят во французской пьесе, вернёмся к нашим баранам. Современный ряд выдержек с шагом в одну ступень (основной ряд выдержек) недостаточно точен для выставления правильной экспозиции. Не удивительно, что появились и промежуточные значения выдержек. Ряд выдержек с шагом 1/3 ступени экспозиции выглядит следующим образом (красным цветом обозначен основной ряд выдержек).
1 , 0.8, 0.6, 0.5 , 0.4, 0.3, 1/4 , 1/5, 1/6, 1/8 , 1/10, 1/13, 1/15 , 1/20, 1/25, 1/30 , 1/40, 1/50, 1/60 , 1/80, 1/100, 1/125 , 1/160, 1/200, 1/250 , 1/320, 1/400, 1/500 , 1/640, 1/800, 1/1000
Правда, на фотоаппарате вы никаких дробей не увидите. Принято писать вместо дроби просто знаменатель. Если на шкале фотоаппарата вы видите число 125, то это означает выдержку 1/125 с, если видите число 8, то это выдержка 1/8 секунды. Но если видите 8, то это выдержка 8 секунд. Выдержка 05 означает 0.5 секунды или, иначе, 1/2 секунды.
Знак прямые кавычки традиционно используется в обозначении минут. Вы видите такой значёк не только в фотоаппарате, но и при пользовании системой GPS в момент определения широты и долготы.
Как и в случае диафрагменных чисел, шаг изменения выдержек может быть изменён в настройках вашего фотоаппарата на 1/2. Тогда ряд выдержек будет выглядеть следующим образом.
1 , 0.7, 0.5 , 0.3, 1/4 , 1/6, 1/8 , 1/10, 1/15 , 1/20, 1/30 , 1/45, 1/60 , 1/90, 1/125 , 1/180, 1/250 , 1/350, 1/500 , 1/750, 1/1000
Опять мы видим совпадения промежуточных значений выдержки в рядах с шагом 1/3 и 1/2 ступени экспозиции. Этим можно пренебречь. Более популярен ряд с шагом 1/3 экспозиции, но можете пользоваться тем вариантом, который вам удобен.
Ряд выдержек может свободно продолжатся как влево так и вправо. Выдержки могут иметь любую длину. В современных зеркальных фотоаппаратах обычно запрограммированы выдержки от 30 секунд до 1/4000 с (в более продвинутых моделях до 1/8000 с).
Если нужны более длительные выдержки, или мы хотим управлять выдержкой сами (при комбинированных съёмках), то в фотоаппаратах предусмотрен ещё один режим, называемый Bulb. Фактически это та же крышечка на объективе при съёмке с птичкой. Когда захотели, затвор открыли, когда захотели закрыли. Проще говоря, это ручное управление выдержкой.
Надеюсь, с выдержками теперь всё понятно. Займёмся чувствителностью. Чувствительность числовая величина, характеризующая способность фотографического материала образовывать изображение под действием света.
Я начал заниматься фотосъёмкой ещё в советское время, поэтому ни о каких чувствительностях, измеряемых в ISO в то время не слышал. На фотоаппаратах, на плёнках, на расчётных таблицах вспышек (вспышки не были автоматическими) наносились чувствительности, выраженные в единицах, которые требовал ГОСТ (Государственный стандарт). Фотографы называли плёнки по ГОСТ: 32-я, 65-я, 130-я Все друг друга понимали.
Идиллия продолжалась до тех пор, пока не появились минифотолаборатории Кодак, в которых плёнка продавалась с необычным обозначением чувствительности в каких-то ISO. Как позже выяснилось, чувствительность по ISO совпадала с чувствительностью по ASA, которая в то время на плёнках тоже наносилась. Но чувствительность по ГОСТу численно не совпадала с чувствительностью по ASA. Это первое неудобство. Значение чувствительности плёнок в ASA тогда никто не запоминал.
Второе неудобство было значительно хуже. Советские плёнки, производимые шостинским объединения Свема (Светочувствительные материалы) и казанским предприятием Тасма (Татарские светочувствительные материалы), не имели прямых аналогов по чувствительности среди плёнок, обозначаемых по стандарту ISO.
ГОСТ32 = DIN17 = ASA40
ГОСТ45 (цветная негативная) = DIN18 = ASA50
ГОСТ65 = DIN20 = ASA80
ГОСТ130 = DIN23 = ASA160
ГОСТ250 = DIN26 = ASA320
Некоторое время в моей голове царил коллапс. Постоянные пересчёты с одного значения чувствительности на другое сводили сума. Наконец, в 1987 году вступил в силу новый стандарт, по которому чувствительность по ГОСТу фактически стала такой же как и по стандарту ISO. И когда я приобрёл мой второй Зенит, то он уже имел обозначение чувствительности по новому ГОСТу.
Переход на новый ГОСТ, а по сути на стандарт ISO, решил ещё одну проблему. По старому ГОСТу не было предусмотрено чувствительности выше 5600 (эквивалент ISO 6400). То же самое относилось и к стандарту DIN. Стандарт ASA имел более высокий предел, но тоже был ограничен значением эквивалентным ISO 100000. А современные топовые фотоаппараты, такие как Canon EOS 1D-X, имеют максимальную чувствительность аж ISo 204800!
Ну, что ж, перейдём, наконец, к составлению ряда чувствительностей с шагом в одну ступень экспозиции. И начнём с ISO 100.
100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800
Чувствительность матрицы цифрового фотоаппарата может быть и меньше ISO 100. Это зависит от возможностей вашего фотоаппарата. Низкие чувствительности могут быть полезны при съёмке с импульсным светом и при необходимости применения длительных выдержек.
В современных фотоаппаратах чувствительность может задаваться с шагом 1/3 или с шагом 1/2. В качестве примера рассмотрим ряд с шагом 1/3 (красным цветом выделены чувствительности основного ряда).
100 , 125, 160, 200 , 250, 320, 400 , 500, 640, 800 , 1000, 1250, 1600 , 2000, 2500, 3200 , 4000, 5000, 6400
Здесь ничего сложного нет. Со значениями диафрагм мы подробно разобрались в предыдущей статье Это странное диафрагменное число. Не буду здесь повторятся.
Вот такие пироги. Если вы усвоили материал, то без труда решите задачку для девочек.
В следующей статье поговорим про необычные диафрагмы фотоаппаратов.
Удачи в работе и творчестве!
Источник
Почему полезно знать стандартные ступени выдержки, диафрагмы и светочувствительности?
Сразу предупредим, что заметка рассчитана на фотографов, уже понимающих такие понятия как выдержка, диафрагма (что такое относительное отверстие и диафрагменное число), светочувствительность и экспозиция, поэтому базовые элементарные вещи здесь объясняться не будут.
Цифровая фотография хороша тем, что можно сразу посмотреть, получился снимок ярким или тёмным. Однако, это расслабило многих начинающих фотографов и они перестали думать. Фотографам старой закалки приходилось постоянно что-то считать в уме, прикидывать, сопоставлять. Для удобства расчётов использовали стандартные шкалы.
Для значений относительного отверстия (определяющих размер открытия диафрагмы) стандартная шкала выглядит так:
…; 1/0,7; 1/1; 1/1,4; 1/2; 1/2,8; 1/4; 1/5,6; 1/8; 1/11; 1/16; 1/22; 1/32; 1/45; 1/64; 1/90; 1/128; …
стандартная шкала выдержек (в секундах):
…; 2; 1; 1/2; 1/4; 1/8; 1/15; 1/30; 1/60; 1/125; 1/250; 1/500; 1/1000; 1/2000; …
стандартная шкала светочувствительности (в системе измерения ISO):
…; 25600; 12800; 6400; 3200; 1600; 800; 400; 200; 100; 50; 25; …
Немного базовой теории о ступенях
Вникнуть в закономерность стандартной шкалы проще всего на примере выдержки. Каждое последующее значение уменьшает выдержку в два раза, соответственно, уменьшение выдержки на одну стандартную ступень уменьшает количество света, дошедшего до матрицы, в два раза. Сразу обратите внимание на то, что, например, выдержка 1/125 длиннее:
— выдержки 1/250 в два раза (одна ступень)
— выдержки 1/500 в четыре раза (две ступени)
— выдержки 1/1000 в восемь раз (три ступени).
Изменение количества света в два раза на каждой последующей ступени и является главным принципом стандартной шкалы. Этот же принцип мы видим и в стандартной шкале диафрагм. Однако эта шкала сложнее для запоминания чем шкала выдержек, ведь каждое последующее значение получается не делением на два предыдущего значения, а делением на корень из двух. Связано это с тем, что значение относительного отверстия зависит от диаметра отвестия диафрагмы, а диаметр этот с площадью отверстия связан нелинейно.
Соответственно, чтобы площадь отверстия (а значит и количество сета) уменьшить в два раза, нужно диаметр (а значит и относительное отверстие) уменьшить в корень из двух раз.
Для того чтобы проще было запомнить шкалу диафрагм можно взять чистый лист бумаги и несколько раз попробовать самому её построить (записать). Какие тут могут быть подсказки? Ну, например, если сложно (что неудивительно) делить на корень из двух, то можно примерно делить на 1.4. Если и это сложно, то мы можем предложить свой метод (несмотря на свою простоту в фотографической литературе мы его не встречали):
1. запоминаете первые два значения 1/1 и 1/1.4
2. делим первое значение несколько раз на 2, получаем ряд, который записываем с промежутками 1/1; __; 1/2; __; 1/4; __; 1/8; __; 1/16; __; 1/32
3. делим второе значение несколько раз на 2 (1/1,4; 1/2,8; 1/5,6; примерно 1/11; 1/22) и заполняем этими числами промежутки в первом ряду.
Периодически проделывая такие построения на бумаге и в голове, вы быстро запомните стандартную шкалу диафрагм, по крайней мере в том диапазоне, в котором она чаще всего в современной фотографии используется.
Со значениями светочувствительности ситуация с подсчётами такая же простая, как и с выдержками, однако нужно понимать, что влиять на количество света, дошедшего до матрицы изменение значения чувствительности не может. Однако его изменение на ступень визуально приводит к тем же изменениям яркости, что и изменения на ступень выдержки и диафрагмы.
Некоторым фотографам (особенно англоязычным) привычнее мыслить и разговаривать в терминах экспозиционного числа (exposure value) — EV. Путаницы тут обычно не бывает, так как 1 stop = 1 EV.
Зачем же современному фотографу знать все эти стандартные шкалы, кроме как для общего развития? Действительно, огромное число фотографов, фотографируют в автоматических и полуавтоматических режимах. Мало того, даже те, кто фотографирует в ручном режиме редко задумываются о ступенях. Например, если вы в добились удовлетворительной экспозиции и вдруг решили изменить диафрагму, то можно быстро отсчитать количество щелков колеса при изменении диафрагмы и скомпенсировать экспозицию тем же количеством щелчков при изменении выдержки. Ну а результат всегда можно проверить, так что зачем это всё?
Рассмотрим для примера три сюжета:
1) Ночной пейзаж.
— светочувствительность минимальная, как и полагается в большинство случаев при съёмке пейзажей (к примеру, ISO 100)
— диафрагма выставлена исходя из необходимой для данного сюжета глубины резкости — 8.0.
При съёмке в режиме приоритета диафрагмы камера выставляет максимально возможную для неё выдержку — 30 секунд. При этом кадр получается слишком тёмным.
Как добиться нормально освещённого кадра?
Можно вручную подбирать выдержки, тогда на каждый такой тест может уйти не меньше полуминуты. Так вам и придётся в течение 5 — 10 минут, а то и больше подбирать выдержки. С другой стороны можно поставить заведомо большое значение светочувствительности (например, 1600), такое, при котором автоматика (если вы ей доверяете) сможет показать выдержку 30 секунд и менее. Например, фотоаппарат показал выдержку 30 секунд. Далее вы считаете, сколько ступеней между 1600 и 100 — 4 ступени. Значит, выдержку нужно увеличить на 4 ступени, т.е. получится 8 минут (30”х2х2х2х2). Ставите режим Bulb, берёте в руки тросик и экспонируете кадр 8 минут.
2) Портрет в солнечный день.
— диафрагма 1.4 для обеспечения нужной для сюжета глубины резкости.
— светочувствительность минимальная (ISO 100)
При съёмке в режиме приоритета диафрагмы камера выставляет минимально возможную для неё выдержку — 1/4000 с. При этом кадр получается полностью засвеченным.
Как добиться нормально освещённого кадра?
Без нейтрально серого фильтра никак. Но какой поставить. Можно, конечно, самый тёмный, с запасом, и мучиться, едва различая модель в видоискатель. А можно добиться нормальной экспозиции уменьшив отверстие диафрагмы. Допустим, у нас получилось значение диафрагменного числа 4. Считаем количество ступеней между 1.4 и 4 — 3 ступени. Значит нам нужен фильтр уменьшающий световой поток в 8 раз (это как раз 3 ступени).
3) Дневной пейзаж с водопадом.
— светочувствительность минимальная, как и полагается для пейзажа (к примеру, ISO 100)
— диафрагма выставлена исходя из необходимой для данного сюжета глубины резкости — допустим, 16.
— выдержка выставлена исходя из опыта и предпочтений фотографа для нужного эффекта размытия воды — 2 секунды.
При съёмке получается пересвеченный снимок. Как добиться нормально освещённого кадра?
Можно зажать диафрагму. Скорее всего вы нарвётесь на дифракцию. Ну и в конце концов даже минимально отрытое отверстие может не спасти в данной ситуации. Значит опять нужен нейтрально серый фильтр. Значит опять нужно понять какой плотности фильтр взять. Можно подбирать, а можно прикинуть, уменьшив выдержку, посчитать разницу в ступенях и сразу поставить нужный фильтр.
Дополнительные удобства при работе со светом
Знание стандартных шкал кроме всего прочего может помочь и при работе с искусственными источниками света, причём больше чем можно поначалу представить.
Очень многие фотографы работают с импульсным светом на глаз. Флэшметр им не нужен. Наше мнение в этом вопросе не совпадает с большинством фотографов, нам удобно и нравится работать с флэшметром, но речь сейчас не об этом, так как мы будем говорить о вещах, которые не зависят от того, замерили вы свет или подобрали настройки методом “авось да повезёт”.
Мощность импульсных источников может указываться по разному. Чаще всего — это некоторые условные единицы, например от 10, 9, 8 и .д. или доли от максимальной мощности — 1, ½, ¼, ⅛ и т.д (особенно часто в накамерных вспышках). В обоих случаях каждое значение — это ступень. Стоит сразу оговориться, что бывают и промежуточные значения мощности.
Как с этим работать? Допустим вы захотели при съёмки изменить диафрагму с 5.6 на 2.8. Можно начать подбирать мощность света, а можно просто выставить, к примеру, вместо значения 9 значение 7 или вместо ½ поставить ⅛. Вы затратите намного меньше времени.
Другой пример. Помня стандартную шкалу диафрагм и закон обратных квадратов вы можете быстро и эффективно управлять светом. Увеличив расстояние до источника в два раза, вы уменьшаете количество света в четыре, т.е. на 2 ступени. И ничего не надо подбирать, поменяли мощность или диафрагму и фотографируйте дальше.
Конечно, так сильно источник света двигают не часто. Здесь поможет либо умение быстро умножать числа на корень из двух либо знание стандартной шкалы диафрагм. Изменив расстояние до источника, например, с 1,4 до 1 метра нужно прикрыть диафрагму на одну ступень, например с 2.8 до 4 либо выставить меньшую мощность вспышки, например, с ⅛ до 1/16.
Ещё один пример. Ряд фотографов, особенно старой закалки любят в портрете соотношения света и тени 1 к 3. То есть на теневую сторону падает одна единица света, а на освещённую три. Не сложно прикинуть, что при этом мощности рисующего и заполняющего света должны отличаться на 1 ступень. Для тех кто не понял: заполняющий свет светит одной единицей света на теневую часть и на освещённую. Рисующий светит двумя единицами света на освещённую часть. Итого получается: в тени одна единица света а в освещённой области 1(от заполняющего)+2 = 3. Итого получается отношение 1 к 3.
Так вот, допустим у вас всего две лампы с неизменяемой мощностью и отсутствием каких либо насадок и вы хотите добиться классического вида портрета с соотношением 1 к 3. Достаточно помнить стандартную шкалу диафрагм. Если рисующий свет стоит на расстоянии 4 метра от модели, то заполняющий ставим на расстояние 5.6 метров; Если рисующий стоит на расстоянии 2 метра, заполняющий ставим на 2.8 и т.д.
Вышеупомянутые аналогии диафрагменных чисел и расстояний от источника света для некоторых фотографов проще для понимания и расчётов, чем такое понятие, как «ведущее число вспышки» и соответствующие расчёты связанные с ним. Хотя, конечно, если пользоваться ведущим числом как «делай раз, делай два», без понимания принципов изменения светового потока, то может и наоборот ведущее число для понимания будет проще.
В заключение хочется затронуть ещё один момент. Современные фотоаппараты способны выставлять не только стандартные значения, но и промежуточные.
Причём, например, шкала диафрагменных чисел будет выглядеть для шага ½ ступени так:
…,1.0, 1.2, 1.4, 1.7, 2, 2.4, 2.8, 3.3, 4, 4.8, 5.6 …
для шага ⅓ ступени так:
…,1.0, 1.1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.5, 2.8, 3.2, 3.5, 4, 4.5, 5.0, 5.6,…
а для шага ¼ ступени так:
…, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.7, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.2, 3.4, 3.7, 4, 4.4, 4.8, 5.2, 5.6,…
Запомнить это можно и, наверное, полезно, но, конечно, в разы сложнее.
Источник