Экспозиция (фото)

У этого термина существуют и другие значения, см. Экспозиция.

Экспози́ция (в фотографии, кинематографе и телевидении) — количество актиничного излучения, получаемого светочувствительным элементом. Для видимого излучения может быть рассчитана как произведение освещённости на выдержку, в течение которой свет воздействует на светочувствительный элемент: матрицу или фотоэмульсию.

Для видимого излучения экспозиция выражается в лк×с (люкс-секунда). Термин также употребляется применительно к самому процессу экспонирования светочувствительного элемента, и в других областях, связанных с облучением светочувствительных слоев: рентгенографии, фотолитографии и т. п. При экспонировании изменяются физико-химические или электрические свойства светоприёмника. Например, в галогенидах серебра происходит восстановление металлического серебра.

Демонстрация влияния выдержки на фотографию. С увеличением выдержки при неизменной диафрагме увеличивается экспозиция

Значение экспозиции

От экспозиции, полученной светочувствительным элементом, зависит передача изображением тонов объекта съемки. Слишком малая экспозиция (недодержка) производит малое воздействие и приводит к получению слабого — недоэкспонированного — изображения, в котором отсутствуют тёмные участки объекта съемки, а иногда изображение отсутствует вообще. Слишком большая экспозиция (передержка) приводит к получению изображения с отсутствующими деталями в светлых местах, а иногда и полному отсутствию изображения. Второй случай особенно ярко проявляется в цифровых фотоаппаратах и кинокамерах, когда пересветка приводит к появлению «пробитых» участков изображения с полностью отсутствующей информацией вследствие выраженного «эффекта насыщения» матрицы.

Экспозиция должна быть такой величины, чтобы позволить фотоматериалу с определённой светочувствительностью получить количество света, необходимое для воспроизведения максимального диапазона сюжетно важных яркостей в пределах доступной шкалы. Светочувствительность — это сенситометрическая характеристика любого светочувствительного элемента. Чем больше светочувствительность матрицы (фотоплёнки, фотобумаги), тем меньшая требуется экспозиция.

Регулирование экспозиции

В большинстве устройств для записи изображения экспозиция зависит от действующего относительного отверстия объектива и выдержки. Эти значения называются экспозиционными параметрами. В фотоаппаратах выдержка регулируется затвором, а в киносъемочном аппарате — обтюратором. При киносъемке выдержка зависит от частоты киносъемки и угла раскрытия обтюратора (коэффициента обтюрации), поэтому экспозиция регулируется, главным образом, диафрагмой, изменяющей относительное отверстие объектива и, в конечном итоге — освещенность. При фотосъемке экспозиция может регулироваться в более широких пределах за счет изменения выдержки, значения которой могут измеряться минутами и часами, в отличие от киносъемочного аппарата, позволяющего при стандартной частоте киносъемки выдержку не длиннее 1/30 секунды.

Кроме диафрагмы для регулирования освещенности могут применяться светофильтры, помещаемые в световой поток объектива. Некоторые камеры специально оснащаются нейтральными фильтрами, используемыми для регулировки экспозиции. В случаях, когда экспонирование происходит без применения объектива, освещенность может регулироваться интенсивностью источника излучения. В некоторых процессах, связанных с экспонированием, выдержка регулируется временем работы источника излучения, например, при фотопечати или в рентгенографии. В кинокопировальных аппаратах с непрерывным движением кинопленки экспозиция задается шириной печатного окна, и может регулироваться яркостью печатающей лампы. В кинокопировальных аппаратах промежуточной печати экспозиция регулируется при помощи светового паспорта.

При фотосъемке с применением вспышки экспозиция регулируется диафрагмой объектива и длительностью импульса, поскольку его интенсивность не поддается регулировке. Простейшие фотовспышки, в которых отсутствует регулировка длительности импульса, дают возможность управления экспозицией только диафрагмой. В некоторых современных видах оборудования (например, SIMD-матрицы, камеры светового поля (англ. Light Field) и Foveon X3) так же, как и в многослойных пленках, представление об экспозиции (а также о выдержке и диафрагме) можно относить не только к фотоматериалу или устройству в целом, но и к отдельным его элементам (слоям) и сочетаниям элементов.

Закон взаимозаместимости

Основная статья: Закон взаимозаместимости

График соответствия экспозиционных чисел разным экспозиционным параметрам, основанный на Законе взаимозаместимости. Каждая синяя линия соответствует одной из экспозиций, отмечаемых на диагональной оси. На горизонтальной оси отмечены выдержки, на вертикальной — относительные отверстия

Математическая формула, описывающая экспозицию, в простейших случаях выглядит как:

$H=E\cdot t$

Где H — экспозиция, E — освещенность, регулируемая диафрагмой, а t — выдержка в секундах. Шкалы выдержки и диафрагмы фотоаппаратов строятся по логарифмическому принципу, то есть, при изменении значения на одну ступень в любую сторону, каждый параметр меняется ровно в два раза. Таким образом, увеличение выдержки на одну ступень с одновременным закрытием на такое же значение диафрагмы, не изменит экспозицию. Это называется законом взаимозаместимости. Однако этот закон соблюдается не всегда. Отклонение от закона, называемое эффектом Шварцшильда, описывается более точной формулой экспозиции:

$H=E\cdot t^\rho$,

где $\rho$ — константа Шварцшильда, описывающая отклонение от закона взаимозаместимости. Закон взаимозаместимости, соблюдаемый в большинстве ситуаций при фотосъемке, позволяет выбирать «экспопару» — сочетание экспозиционных параметров — в зависимости от требуемой глубины резкости и скорости движения объекта съемки.

Современные цифровые камеры позволяют также регулировать чувствительность матрицы. Поэтому, при невозможности изменения экспозиционных параметров, можно изменить требуемую экспозицию уменьшением или увеличением светочувствительности.

Измерение экспозиции

Основная статья: Режимы измерения экспозиции

Измерение экспозиции (синонимы Замер экспозиции, Экспозамер) — это измерение интенсивности актиничного излучения, на основе которого подбираются правильные экспозиционные параметры. При экспонировании видимым излучением замер экспозиции производится с помощью фотоэкспонометра.

Основная статья: Экспонометр

Для невидимых лучей определение экспозиции производится при помощи специальных таблиц, как это делалось в фотографии и кинематографе до появления фотоэлектрических экспонометров. В случае автоматического подбора экспозиционных параметров, которым оснащены все современные фотоаппараты и видеокамеры, при съемке контрастных сцен, измерение которых обычным способом привносит заведомую ошибку на известную величину (например, очень тёмный объект на очень светлом фоне или наоборот), в результаты измерения экспозиции вводится экспокоррекция, позволяющая автоматически получать экспозицию, отличающуюся от стандартной на заданное значение.

Основная статья: Экспокоррекция

В некоторых процессах, например печати на фотобумаге, измерением экспозиции пренебрегают, используя для определения правильного сочетания параметров пробную печать. В цветной фотографии при фотопечати применялись специальные устройства, обеспечивающие получение отпечатка с переменной плотностью и цветопередачей применением клиновых светофильтров. По результатам пробной печати подбирались правильные экспозиционные параметры.

Для измерения света, получаемого импульсными осветительными приборами (фотовспышками) применяются специализированные экспонометры — флэшметры. В современных фотоаппаратах, рассчитанных на использование системных вспышек, существуют две независимые экспонометрические системы для измерения экспозиции, даваемой обычным освещением, и фотовспышками. Зеркальные камеры используют раздельный экспозамер из-за невозможности измерения света вспышки основной TTL-системой при поднятом зеркале. Для измерения интенсивности вспышки используется свет, отраженный от пленки или матрицы. Такая технология получила обозначение «TTL OTF» (англ. Off the film).

См. также

• Многократная экспозиция
• Режимы измерения экспозиции
• Солнечное правило шестнадцати

Литература

• Н. Кудряшов. Глава V. Экспозиция при киносъемке // Как самому снять и показать кинофильм. — 1-е изд. — М.: Госкиноиздат, 1952. — С. 84. — 252 с.

• Дыко Л. П., Иофис Е. А. Фотография, ее техника и искусство. — М.:Искусство, 1960

• Недодержка // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.

• Передержка // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.

• Экспонирование // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.