Как работает цифровая камера - экспозиция

Правильно выбранная экспозиция - это уже наполовину удачный кадр. Причем независимо от того, каким фотоаппаратом вы пользуетесь - цифровым или пленочным. Но что такое экспозиция и как ее выбрать? Первый вопрос простой: экспозиция - это количество света, которое попадет на пленку/сенсор и сформирует изображение. Если света недостаточно, кадр получится слишком темным, а темные элементы сцены будут просто полностью черными без всякого намека на детали. Если света, наоборот, слишком много, то кадр будет светлым, а светлые участки - абсолютно белыми. А вот на вопрос, как правильно выбрать экспозицию, ответить намного сложнее, что как раз и отличает опытного фотографа от новичка.

Начнем с того, что повлиять на экспозицию фотограф может двумя способами - через длительность выдержки и диафрагму (в принципе, можно еще менять чувствительность, но для простоты картины мы будем считать ее фиксированной). Однако правильно вручную выбрать подходящую диафрагму и выдержку для съемки можно только после очень долгой практики, поэтому для облегчения задачи существуют такие устройства, как экспонометры. Они позволяют замерить интенсивность света, отраженного от объекта съемки. На основе этих данных вы сможете выбрать подходящую комбинацию выдержки и диафрагмы. Впрочем, то же самое может сделать и сам фотоаппарат - именно на таком принципе основаны все системы автоэкспозиции. И надо сказать, что в большинстве случаев автоэкспозиция справляется со своей задачей - делает вполне пристойные кадры. Причем делает исправно и последовательно - именно поэтому так популярны цифровые и пленочные мыльницы, которые работают только в автоматическом режиме и от фотографа требуют исключительно умения нажать на кнопку (естественно, сперва развернув камеру в нужную сторону, что тоже требует немалого умения). Но мы не ищем легких путей, а автоэкспозиция правильно отрабатывает только в ограниченном числе случаев. Для того, чтобы понять, чем именно ограничено это число, разберемся в принципах работы автоэкспозиции.

Но сначала для примера посмотрим, как именно работает автоэкспозиция в камере Olympus E10. По мере увеличения освещения камера сперва увеличивает выдержку до 1/30 - 1/125 секунды. Делается это для того, чтобы можно было снимать с рук, не обращая внимания на неизбежное дрожание камеры. Значение "безопасной выдержки" зависит от фокусного расстояния объектива L примерно как 1/L. То есть, чем больше зум, тем короче должна быть выдержка, что совершенно интуитивно понятно. Добравшись до "безопасной выдержки", камера начинает закрывать диафрагму и уменьшать выдержку (так, чтобы и то, и другое действие оказывали примерно одинаковое влияние на экспозицию). Когда диафрагма дойдет до F/4, камера опять начинает уменьшать только выдержку, пока она не дойдет до 1/640 секунды. Затем камера опять начинает закрывать диафрагму, пока не дойдет до минимума.

Итак, любая система автоэкспозиции работает исходя из соображения, что правильно экспонированный кадр должен отражать столько же света, сколько сплошной серый прямоугольник с плотностью 18%. То есть, если усреднить отражение света (без учета цветности) по всем светлым и темным объектам в кадре, мы должны получить именно такой серый цвет. Это эмпирический закон, полученный на основании множества отснятых кадров. Естественно, как и любой эмпирический закон, выполняется он только в среднем. Например, если кадр содержит значительно больше светлых объектов - например, снег или песок, то использование автоэкспозиции приведет к его пересвету, и белые области получатся темнее, чем на самом деле. Аналогично, если кадр содержит много темных областей, то они будут не такими темными как на самом деле - типичный пример: съемка вечером или в помещении - вместо четких теней вы будете иметь темно-серые области, а источники света превратятся в сплошные белые пятна. Конечно, немалую роль тут играет и ограниченность динамического диапазона фотоаппарата, но, тем не менее, при грамотном использовании возможностей камеры (если они, конечно, есть) в таких "неблагоприятных" условиях можно получить намного лучшую фотографию, чем при чистом "автомате".

Что это за возможности? Во-первых, существуют различные типы экспозамера - многоточечный (матричный), центрально-взвешенный и спотовый. В большинстве камер (естественно, более-менее приличных) реализованы два или три типа. Что они из себя представляют и как ими пользоваться? Во-первых, все эти методы базируются на все том же "правиле 18%", но для оценки освещенности используют разные области кадра.

 

В случае матричного экспозамера данные об освещенности берутся от нескольких контрольных зон (от 5-6 до нескольких десятков), расположенных по всей площади кадра. При этом обычно учитывается (за счет весовых коэффициентов зон) общий характер кадра, размер объекта на переднем плане, фокусное расстояние и т.д. Все это делается firmware камеры, и детали работы алгоритма обычно не разглашаются. Этот метод дает вполне качественные снимки при условии, что кадр более-менее однороден по яркости, так что он, в основном, и используется в Point&Shoot камерах.

Центрально-взвешенный экспозамер работает немного по-другому. В нем тоже учитывается освещение почти всего кадра, но центральная часть учитывается с бОльшим весовым коэффициентом (порядка 75%), чем периферия (остальные 25%). Этот метод хорошо использовать, когда главный объект съемки занимает большую часть кадра и расположен в его центре.

Наконец, спотовый экспозамер оценивает яркость только в небольшой центральной области (от 3% до 9% всей площади) кадра. Им очень удобно пользоваться, когда имеется большая разница в освещенности главного объекта и всего остального кадра (например, при съемке против света). Если объект находится не в центре кадра, то на помощь приходит такая полезная штука, как запирание экспозиции (AE Lock). Когда кнопка "Спуск" утоплена наполовину, то камера запоминает установки систем автофокуса и автоэкспозиции. После этого вы окончательно кадрируете и дожимаете спуск. Кроме того, продвинутые камеры позволяют переключать область спотового замера по разным областям кадра.

Надо сказать, что в отношении автоэкспозиции цифровые камеры намного гибче, чем пленочные, поскольку для экспозамера можно использовать тот же сенсор, что и для, собственно, съемки. Однако, кроме использования разных типов экспозамера в соответствующих ситуациях (кстати, примеры кадров с разными типами экспозамера - на www.photozone.de/4Technique/metering.htm), можно воспользоваться функцией экспокоррекции (EV correction или EV compensation), которая сейчас имеется практически у всех цифровых камер. Фактически, коррекция на 1 EV соответствует сдвигу экспозиции на один стоп (то есть, изменению в два раза). Причем +1 EV соответствует увеличению экспозиции (большей засветке), а -1 EV - уменьшению. Экспокоррекцией надо пользоваться как раз в тех случаях, когда весь кадр целиком должен быть светлее или темнее, чем пресловутые 18%. Например, если в нем есть большая белая область (скажем, половину кадра занимает лист бумаги или заснеженный склон), то корректировать надо в +. Тогда белый будет, как и положено, белым. Примеры использования экспокоррекции можно посмотреть по адресу home.earthlink.net/~terryleedawson/dcnotes/aboutev.htm. Там же находится таблица соответствия экспозиции в EV и более привычных сочетаний выдержки и диафрагмы. Ну а в следующем номере мы поговорим об экспопрограммах и о том, как они меняют поведение стандартных алгоритмов автоэкспозиции.

Константин АФАНАСЬЕВ

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

17 за 2003 год

Рубрика: 

Цифровая фотография
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!