Качественный в техническом отношении снимок - это резкое и максимально детализированное изображение. Фотограф выбирает соответствующую световым условиям и сюжету съемки светочувствительность и устанавливает оптимальную экспозицию. Светочувствительность, или чувствительность фотоприемника, в том числе цифровой камеры, - это его реакция на воздействие оптического излучения. Различные значения данного параметра при фотосъемке используются для определения правильных условий экспонирования.
Согласно требованиям международной организации по стандартизации светочувствительность выражается в значениях ISO (International Standard Organization). Величина чувствительности определяется при изготовлении цифровой фотокамеры, вернее, при ее калибровке при заданных условиях освещения. Как и в случае пленочных камер, в цифровых фотоаппаратах применяется шкала светочувствительности в виде последовательности числовых значений с известным шагом. По стандарту ISO применяется числовая шкала в виде геометрической прогрессии с модулем 1,26. Для примера - неполная последовательность чисел шкалы: 25, 32, 40, 50, 64, 80, 100, 160, 200, 320 и т. д. Для цифровых моделей чаще всего используется шкала с модулем 2, и ряд светочувствительности выглядит обычно как 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200 и 6400. Впрочем, встречаются и другие значения чувствительности - 80, 160, 320, 500. Напомним читателю, что чувствительность может выставляться фотографом вручную для каждого кадра индивидуально.
Значения в диапазоне 50-80 ISO относят к низкой чувствительности, они устанавливаются при съемке на открытом воздухе или в помещении, но с применением фотовспышки. Значения 100-200 ISO относят к средней, или нормальной, чувствительности. Значения средней чувствительности могут использоваться как на открытом воздухе, в том числе при пасмурной погоде, так и в помещении. Чувствительность от 320-400 единиц и выше считается высокой и задается при неблагоприятных условиях освещения. При съемке солнечным днем лучше устанавливать наименьшие величины светочувствительности, а повышенные значения необходимы для съемки в неблагоприятных световых условиях. Высокая светочувствительность нужна и для съемки динамических сцен, например спортивных.
У большинства компактных цифровых камер среднего класса чувствительность ограничивается сверху значением 400 единиц, так как уже в этом случае начинают ощутимо проявляться шумы изображения. В отдельных компактных полупрофессиональных фотоаппаратах потолок чувствительности поднят до 800 ISO. А для уменьшения уровня шумов у них имеется система шумоподавления, которую целесообразно применять по необходимости. У цифровых зеркальных камер верхний предел чувствительности находится в диапазоне 1600-6400 ISO в зависимости от класса и эффективности оригинальной системы шумоподавления. В целом более высокие значения предельной светочувствительности достигаются благодаря большему размеру фотоприемной матрицы. Значением 6400 ISO светочувствительность цифровых камер даже высоких классов пока практически ограничивается из-за наличия электронных шумов.
Что такое шум в фотографии?
Шумы на изображении появляются в виде случайно разбросанных цветовых пятен, полосок или точек. Еще раз напомним, что с повышением чувствительности увеличивается вероятность зашумленности изображения. Чувствительность в цифровых фотокамерах увеличивается за счет большего усиления электронного сигнала с матрицы. Не вдаваясь в подробности о природе возникновения шумов, заметим, что повышение их уровня приводит к уменьшению детальности изображения и к цветовым искажениям. Усиливаются шумы и при увеличении выдержки. Справедливости ради стоит сказать, что, как правило, этот эффект проявляется при съемке начиная с выдержки 1/8-1/4 с.
Но на уровень шумов влияют и тепловые процессы в фотокамере, поэтому не стоит подвергать аппарат температурным воздействиям, например перегреву солнечным теплом. Активное энергопотребление аппарата также повышает вероятность появления шумов. Вот почему без необходимости нельзя чрезмерно увеличивать чувствительность. Мерой светочувствительности служит величина, обратная количеству освещения (экспозиции), обеспечивающему заданный фотографический эффект, например плотность изображения. В общем случае понятие "экспозиция" отображает целый ряд явлений и происходит от латинского слова expono - выставляю, показываю. Применительно к оптике, это физическая величина, определяющая меру воздействия оптического излучения, в частности света (есть же еще фотосъемка в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах), на вещество, в том числе на фотоприемное устройство цифровой фотокамеры. Количественно экспозиция H - это произведение интенсивности падающего света (освещенности) E на время его воздействия t (выдержки). Освещенность за объективом в плоскости размещения фотоприемника зависит от яркости снимаемого сюжета и от светопропускающей способности объектива. Последняя регулируется с помощью специального механического приспособления, называемого диафрагмой. Кстати, можно привести простую и понятную аналогию. Диафрагма - это подобие зрачка человеческого глаза, диаметр которого изменяется в зависимости от освещения. Количественно светопропускная способность диафрагмы отображается диафрагменным числом. Причем существует обратная зависимость - чем больше диафрагменное число, тем меньше отверстие диафрагмы и тем меньше света попадает на фотоприемник. Диафрагменное число характеризует ту часть света, которую пропускает диафрагма по сравнению с площадью полного сечения объектива. Продолжительность воздействия светового потока на фотоприемник определяется выдержкой - временем открытия затвора фотокамеры. В автоматическом режиме выдержка и диафрагма устанавливаются камерой. Но в творческих режимах с приоритетом диафрагмы и выдержки фотограф волен устанавливать эти параметры, как и чувствительность, самостоятельно.
Начинающему фотографу стоит обратить внимание на тот факт, что определенная величина экспозиции обеспечивается при различных сочетаниях выдержки и диафрагменного числа. Шкалы выдержек и диафрагменных чисел построены так, что изменение значений каждой из них на одну ступень приводит к изменению экспозиции в два раза. При увеличении диафрагменного числа на одну ступень (то есть при уменьшении диаметра пропускного отверстия) выдержку следует увеличивать также на одну ступень. Это давно известный так называемый закон взаимозаместимости. Но функциональное предназначение этих параметров отличается существенно. Величину выдержки выбирают так, чтобы заморозить движение или, напротив, подчеркнуть динамику сюжета, например текущей воды. Чтобы получить снимок без смазывания при съемке с рук, задают выдержку не менее 1/50-1/250 с. Давно известно из практики пленочной фотографии эмпирическое правило, что знаменатель выдержки численно должен превышать или быть равным значению фокусного расстояния объектива (эквивалентного). Значение диафрагменного числа обеспечивает необходимую глубину резкости, и чем оно больше, тем больше глубина резко изображаемого пространства. Для съемки портретов большая глубина резкости обычно не требуется, и в этом случае устанавливают минимальные значения диафрагменных чисел. Для съемки натюрмортов или макросъемки целесообразно, напротив, максимально закрутить диафрагму. Но каждая переустановка выдержки или диафрагмы приводит к изменению экспозиции, поэтому они и названы экспозиционными параметрами.
"Правильная" экспозиция
При определении экспозиции используются условные величины - экспозиционные числа EV (Exposure Value). Они характеризуют условия фотосъемки и служат для расчета экспозиции, обеспечивающей изображения нормальной оптической плотности на фотоматериале определенной светочувствительности. За исходное при создании шкалы EV принято значение светочувствительности 100 единиц ISO. Поэтому экспонометрические числа однозначно характеризуют освещенность объекта съемки и их можно было называть световыми числами. Солнечному летнему дневному освещению соответствуют значения 14-15 EV, что зависит от географической широты и прозрачности атмосферы. Значения 1-2 EV - сумеречному освещению, они являются нижним порогом работы обычных экспонометрических устройств. Отрицательные числа EV - глубоким сумеркам или лунному освещению (порядка -5EV - -7EV). Но самая главная зависимость - при изменении экспозиционного числа на одну ступень экспозиция изменяется точно в два раза независимо от диапазона освещенности.
Величина необходимой экспозиции для получения нормального изображения линейно уменьшается с увеличением светочувствительности. Но обратной стороной этой закономерности является, как уже упоминалось, появление на изображении шумов, ухудшающих его качество. Так что выбор и ручная установка значения чувствительности - процесс творческий.
Для определения экспозиции или значения экспозиционных параметров при фотосъемке служит отдельное устройство - узел фотоаппарата - встроенный экспонометр (или экспозиметр). На оптимальность определения экспозиции влияет и метод применяемого экспонометрического замера (экспозамера). Известно несколько таких методов: интегральный, многозональный, матричный и т. д.
При интегральном экспозамере все яркости поля изображения учитываются в равной пропорции. При локально-интегральном замере - в разной пропорции. Например, для центральной части поля изображения в расчет берется до 50-70% всего света, и в таком случае метод называется центрально-взвешенным. Локальный замер учитывает часть светового потока, падающего на ограниченную зону поля изображения (порядка 12%). Точечный метод - учитывается часть светового потока, падающего на узко ограниченную зону поля изображения (порядка 3%). Он подразделяется на центральный замер и совмещенный с точкой фокусировки. При матричном методе измеренные значения яркостей сравниваются с электронной базой данных типичных сюжетов, и выбирается наиболее близкий вариант с оптимальными экспозиционными параметрами. При выборе метода замера экспозиции оператор должен учитывать яркостные особенности снимаемой сцены, характер освещения и предполагаемый художественный эффект. Измерение яркости по всей площади кадра в различных зонах, то есть матричный метод замера, наиболее универсально. Однако при этом не всегда учитываются некоторые особенности светотональных распределений в кадре, например съемка при контровом освещении. Возможно также, что экспозиция отработана камерой верно для всей снимаемой сцены в целом, но не является оптимальной для сюжетно важного объекта. Кроме того, иногда необходимо создать снимок, например, в "светлом" или "темном" ключе, то есть в светлой или темной тональности.
Оценка яркости изображения на мониторе цифровой фотокамеры позволяет в общем случае принять решение о необходимости экспонометрической поправки - экспокоррекции. Выполняется она обычно нажатием на специальную кнопку со знаком +/- с одновременным вращением настроечного диска. Мерой экспокоррекции служат экспонометрические (световые) числа - EV, о которых было рассказано чуть ранее. Изменение величины EV на одну единицу соответствует изменению экспозиции в два раза, а на две единицы - в четыре раза. Шаг изменения экспозиции обычно составляет 0,3 или 0,5 EV как в сторону ее увеличения, так и уменьшения. Значения вводимой поправки отображаются на мониторе дисплея.
О необходимости введения экспометрической поправки широкому пользователю целесообразно дать небольшие пояснения. При изготовлении фотокамер их система экспозамера калибруется обычно на установленную в соответствии с практикой среднестатистическую величину коэффициента отражения снимаемой сцены (18%). Поэтому при иных отражательных характеристиках, даже при правильной отработке экспозиции автоматикой аппарата, не удается избежать недодержки или передержки отдельных объектов или их деталей.Очевиден вывод, что экспонометрический замер целесообразно выполнять по участку сцены с коэффициентом отражения близким к 18%. Опытный фотограф способен определить на глаз такие участки, а в специализированной литературе можно при желании найти таблицы с коэффициентами отражения различных объектов.
Свет
Приходится принимать также во внимание и разнообразие условий съемки. Нередко объекты или их части освещены неравномерно. Отдельные предметы или их детали располагаются на свету или в тени. Иногда неравномерность освещения используется и как художественный прием. Все это усложняет процесс определения экспозиции. Например, эффектным приемом является съемка при контровом освещении. Понятно, что в таких случаях замер предпочтительно проводить по сюжетно важной детали да еще и с учетом ее отражающей способности. Перед съемкой необходимо приблизиться к такому объекту и после экспозамера путем неполного нажатия кнопки затвора выполнить блокировку экспозиции, например с использованием специальной клавиши. В этом случае после перемещения фотографа в точку съемки при неполном нажатии на спуск затвора выполняется только фокусировка.
Для определения экспозиции по заданному объекту удобно также переключиться на центрально взвешенный или лучше на точечный метод замера. Если интересующий объект находится композиционно вне центра кадра, но в плоскости фокуса, при замере его размещают в центре кадра, блокируют экспозицию неполным нажатием на копку спуска и перекомпоновывают кадр для съемки. Эффективен и другой метод избирательного замера - точечный по фокусировочной зоне. Избирательная фокусировка по выбранной зоне возможна в камерах высокого уровня.
Оптимальность экспонирования снимка пользователь обычно определяет визуально. Объективным же критерием верности отработки экспозиции служит яркостная гистограмма изображения. В большинстве фотоаппаратов ее можно увидеть в режиме просмотра снимков, а затем в режиме съемки ввести экспокоррекцию. В ряде моделей гистограмма высвечивается на мониторе вместе со снимаемой сценой в режиме реального времени. В этом случае дается возможность оперативного введения экспокоррекции. Использование гистограммы предполагает определенный опыт. При правильной экспозиции количество пикселов различной яркости (вертикальная ось) обычно распределяется вдоль всей горизонтальной оси. Преобладание кучности пикселов у левого края гистограммы и свободный правый край свидетельствуют о недодержке. Тяготение кучности пикселов к правому краю границы гистограммы свидетельствует о передержке.
Нельзя не упомянуть о функции "автобрэкетинг" экспозиции, имеющейся у многих цифровых фотокамер. Это позволяет получить сразу три или пять снимков одного сюжета с разными отклонениями экспозиции от определенной фотокамерой в сторону передержки и недодержки. Для получения ряда снимков с различной экспозицией (при "брэкетировании") необходимо последовательно нажимать спуск затвора в соответствии с выбранным в меню количест вом кадров.
Невозможно обойти молчанием один существенный факт. Диапазон отображаемых на снимке яркостей в цифровых фотокамерах пока уступает пленке. Это обстоятельство заставляет пользователя очень серьезно относиться к решению экспонометрической проблемы. Богатство съемочных сюжетов и условий освещения, а также наличие разнообразных методов экспозамера не позволяют выработать однозначные рекомендации. Накапливаемый постепенно опыт - один из основных путей для полученияоптимально экспонированных снимков.
Борис Семенов
