Почему так сложно установить правильную экспозицию

В идеальном случае датчик зеркальной цифровой фотокамеры способен зафиксировать все фотоны, достигающие его на пути от объекта съемки. Темные участки будут зафиксированы светочувствительными элементами (т.е. отдельными элементами, формирующими изображение), на которые пришлось очень мало фотонов, а светлые участки — светочувствительными элементами, на которые попало намного больше фотонов. В этих крайних пределах окажутся все промежуточные тона.

Но на практике все происходит совсем иначе. Темные участки могут испускать слишком мало фотонов, чтобы изображение можно было вообще сформировать. А очень светлые участки могут быть представлены таким числом фотонов, что от избытка они начнут перетекать из одного переполненного пикселя в соседние с ним пиксели, вызывая слабое размывание, называемое расплыванием изображения (подробнее об этом речь шла в главе 2 при рассмотрении принципа действия датчика изображения).

Правильно установленная экспозиция помогает убедиться в том, что датчик получает достаточно света для фиксации деталей на темных участках изображения, но не насколько, чтобы светлые участки оказались блеклыми. На рис. 5.1 приведены два варианта экспонирования. При экспонировании теней в них проявляется немало деталей, как показано на верхнем снимке (исходном его варианте), но света оказываются совершенно полинявшими. Нижний снимок демонстрирует результат улучшения экспозиции как компромисс между уменьшением яркости теней и повышением детализации светов. (На самом деле я откорректировал экспозицию в редакторе изображений, работая с файлом исходного изображения формата RAW, тем не менее данный пример наглядно демонстрирует выбор экспозиции, который приходится делать в реальных условиях съемки. Подробнее о применении файлов изображения формата RAW речь пойдет в главе 8.)

Совет. Как правило, детали в области светов целесообразно сохранить; ведь если они
полиняют, то восстановить их практически невозможно. Осветлить темные
тени намного проще, чем восстановить пропавшие детали в области светов.

Добиться идеальной экспозиции оказывается непросто, потому что у датчиков имеется вполне определенный динамический диапазон, в пре делах которого могут фиксироваться детали как на светлых, так и на темных участках изображения. А поскольку динамический диапазон ни одного из датчиков не охватывает всю шкалу уровней освещенности, с которыми приходится иметь мело в повседневной практике фотографирования, то для установки "правильной” экспозиции приходится идти на целый ряд компромиссов.

На первый компромисс приходится идти, когда непрерывное изменение уровней яркости в изображении от самого светлого до самого темного подвергается преобразованию из аналоговой формы в цифровую, представленную в виде битов и байтов двоичной информации. Во время такого преобразования практически бесконечная градация уровней яркости или тонов разделяется на ограниченное число оттенков — 256 на каждый цвет 24-разрядного многоцветного изображения, с которым обычно приходится работать в редакторе изображений. Зеркальная цифровая фотокамера способна зафиксировать больше тонов — до 4096 с разрядностью 12 бит на каждый канал цвета, но в таком редакторе изображений, как Photoshop, доступна лишь ничтожная их часть — 256 тонов, за исключением изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDR) и разрядностью более 8 бит на каждый канал цвета.

Следовательно, ваша задача, если вы готовы ее решать, — убедиться в том, что доступные тона верно передают тона, присутствующие в снимаемой сцене. Их не так уж и много в вашем распоряжении. Допустим, что вы снимаете ночную сцену со множеством деталей в области теней, которые вам хотелось бы сохранить, но и в области светов присутствуют некоторые детали освещения уличным фонарем. Как же узнать, каким образом фотокамера зафиксирует и те и другие детали? Для этого нужно воспользоваться гистограммой.

Установка правильной экспозиции по гистограмме

На ЖКИ зеркальной цифровой фотокамеры может отображаться гистограмма, представляющая собой распределение тонов, фиксируемых по уровням яркости. Количество тонов на каждом уровне яркости обозначается вертикальной полосой, причем на гистограмме насчитывается 256 таких полос. В левой части гистограммы представлены самые темные тона изображения, а в правой части — самые светлые.

Как правило, гистограмма напоминает по форме гору, как показано на рис. 5.2. Большая часть тонов сосредоточивается посредине гистограммы, поскольку детали обычного изображения концентрируются в основном в области средних тонов. Вертикальные полосы становятся короче по мере приближения к левому и правому концам гистограммы, поскольку в области теней и светов большинства изображений содержится меньше деталей. Но если на темных или светлых участках изображения имеется большое число деталей, то гистограмма выглядит совершенно иначе, отражая конкретное распределение тонов.

Рис. 5.2. Если изображение экспонировано правильно, то его гистограмма выглядит так, как показано на этом рисунке

Совет. Возможностей для манипулирования формой гистограммы в зеркальной цифровой фотокамере на самом деле немного, за исключением увеличения или уменьшения параметра контрастности. Для того чтобы внести существенные изменения в распределение тонов, потребуется редактор изображений. Поэтому гистограмму можно использовать для оценки правильности установки текущей экспозиции изображения. И сделать это совсем нетрудно.

1. Сделайте снимок.
К сожалению, вам придется сделать сначала снимок, поскольку большинство зеркальных цифровых фотокамер не позволяют отображать гистограмму непосредственно перед съемкой. Ведь датчик не фиксирует изображение до его экспонирования. (В компактных цифровых фотокамерах гистограмма может отображаться на ЖКИ непосредственно перед съемкой.)

2. Проанализируйте гистограмму в режиме просмотра изображения.

 - Если изображение передержано, то гистограмма смещается вправо, причем некоторые пиксели, обозначающие светлые тона, полностью ограничиваются (рис. 5.3).
 - Гистограмма недодержанного изображения выглядит совершенно иначе: распределение тонов смещается влево, причем некоторые детали в области теней ограничиваются (рис. 5.4).

Рис. 5.3. Все тона передержанного изображения сосредоточиваются на правой стороне гистограммы


Рис. 5.4. Все тона недодержанного изображения сосредоточиваются на левой стороне гистограммы

3. Если вы обнаружите один из двух перечисленных выше недостатков экспонирования изображения, устраните его, изменив выдержку, диафрагму или экспозиционное число, чтобы установить правильную экспозицию.

Как правило, опытные фотографы стараются сохранить важные детали на правой стороне гистограммы, где благодаря передержке они теряются безвозвратно. Если изображение снимается без предварительной обработки (т.е. в формате RAW; подробнее об этом речь пойдет в главе 8), то его экспозицию и контрастность можно откорректировать после импорта в редактор изображений. Но чаще всего правильную экспозицию следует устанавливать в самой фотокамере.

В остальной части этой главы будет показано, как можно управлять экспозицией, изменяя диафрагму, выдержку и экспозиционное число.

Точная установка экспозиции с помощью экспонометрической системы

Экспонометрическая система фотокамеры — ваш неустанный помощник, устраняющий недостатки экспонирования и выполняющий собственный расчет правильной экспозиции на основании установленных вами параметров независимо от вашего желания. Она действует как при ручной установке экспозиции, так и в одном из программных или приоритетных режимов. Если фотокамера включена, ее экспонометрическую систему нельзя отключить полностью, хотя она может перейти в ждущий режим после нескольких секунд простоя фотокамеры. Но стоит нажать кнопку спуска затвора, как экспонометрическая система вновь акти визируется, анализирует текущий вид в объектив и сообщает результаты своих расчетов экспозиции.

Как и всякий настоящий помощник, экспонометрическая система делает все возможное, чтобы облегчить вашу задачу как фотографа. Он реагирует на выбранный вами режим экспонометрии и рассчитывает экспозицию, руководствуясь вашими указаниями. Большего, кажется, и желать нельзя.

В последующих разделах будет рассмотрен принцип действия экспонометрии и представлены все основные режимы экспонометрии, доступные в зеркальной цифровой фотокамере. Это поможет вам научиться выбирать оптимальные параметры экспозиции для конкретной фотографии, которую вы хотите снять.

Принцип действия экспонометрии

Экспонометрия в зеркальной цифровой фотокамере выполняется столь точно, потому что в ходе данного процесса интерпретируется свет, проходящий через объектив и отражаемый откидным зеркалом в окно видоискателя (или же направляемый в сторону, как это делается в некоторых фотокамерах Olympus серии E). Одна часть света используется для визирования, а другая — для экспонометрии. Если изменить оптическое увеличение объектива (при котором обычно изменяется количество пропускаемого им света) или надеть на него насадку в виде светофильтра, чтобы видоизменить спектральный состав света, эти изменения будут замечены экспонометрической системой фотокамеры и учтены при расчете экспозиции. Экспонометрическая система связана также с органами управления выдержкой и диафрагмой и интерпретирует регулировку той и другой как рекомендованную экспозицию.

Рис. 5.5. Область точечной экспонометрии (в центре изображения) и область
центрально-взвешенной экспонометрии (более крупный овальный участок)

Выбор алгоритма экспонометрии

Алгоритмы экспонометрии, действующ ие в зеркальной цифровой фотокамере, позволяют настраивать фотоэлементы экспонометрической системы (количество которых может насчитывать от десятков до тысяч отдельных фотоприемников) таким образом, чтобы эта система интерпретировала поступающий свет особым образом. В табл. 5.1 вкратце поясняются наиболее часто используемые фотографами алгоритмы экспонометрии.

Повышенная универсальность благодаря разным возможностям экспонометрии

Для повышения универсальности установки экспозиции в зеркальных цифровых фотокамерах имеется несколько возможностей.

Фиксация параметров настройки с помощью органа управления фиксацией экспозиции. При нажатии соответствующей кнопки текущая экспозиция (фокусировка или же и то и другое вместе) фиксируется до тех пор, пока кнопка не будет нажата вновь или не будет сделан снимок. Такая фиксация позволяет свободно установить экспозицию, а затем перекадрировать снимок как угодно, не беспокоясь об изменении предпочитаемых параметров настройки. Эта возможность выгодно отличается от обычной системы фиксации экспозиции и/или фокусировки, при которой приходится нажимать кнопку спуска затвора, поскольку в данном случае не нужно держать постоянно палец на кнопке спуска затвора. Фиксация экспозиции иногда совмещается в одном органе управления с фиксацией фокусировки.

Съемка серии фотографий с разной экспозицией путем настройки системы установки экспозиционной вилки в фотокамере. Фотокамера делает первый снимок с измеренной экспозицией, а затем второй и третий снимок с экспозицией, измененной, скажем, на одну треть числа диафрагмы в большую и меньшую сторону. Изменение экспозиции в обе стороны при заключении в экспозиционную вилку м ожно, если требуется, сделать с приращением наполовину или даже на целое число диафрагмы. В вилку можно заключить не только экспозицию, но и другие параметры съемки, например баланс белого и вспышку. Для этого фотокамера должна допускать заключение в вилку нескольких выбираемых параметров съемки.

Коррекция выдержки и/или диафрагмы без изменения экспозиции. Если фотокамера выбирает выдержку 1/250 секунды при диафрагме 8, то, повернув диск управления вправо, можно установить выдержку 1/500 секунды при диафрагме 5,6, а повернув его влево, установить выдержку 1/125 секунды при диафрагме 11. При этом экспозиция не меняется, но получаются разные полезные сочетания выдержки и диафрагмы.

Различные способы установки экспозиции

В последующих разделах представлены рекомендации по выбору подходящего режи-
ма установки экспозиции.

Простой способ коррекции экспозиции

В зеркальных цифровых фотокамерах имеется возможность довольно просто увеличить или уменьшить экспозиционное число. Такое число служит для обозначения эквивалентных установок выдержки и диафрагмы, дающих одну и ту же экспозицию. Так, если правильная экспозиция снимаемой сцены устанавливается при выдержке 1/250 секунды и диафрагме 11, то эквивалентная экспозиция устанавливается при выдержке 1/500 секунды и диафрагме 8, т.е. при сокращенной наполовину выдержке и увеличенной в два раза диафрагме, или же при выдержке 1/125 секунды и диафрагме 16, т.е. при увеличенной в два раза выдержке и уменьшенной наполовину диафрагме. Все три вида экспозиции имеют одно и то же экспозиционное число.

Увеличение или уменьшение экспозиционного числа означает изменение экспозиции в большую или меньшую сторону. Так, увеличение экспозиционного числа на единицу в приведенном выше примере равнозначно изменению выдержки до 1/125 секунды при сохранении диафрагмы 11 или же изменению диафрагмы до 8 при сохранении той же самой выдержки 1/250 секунды. А при уменьшении экспозиционного числа на единицу изменения происходят в обратном порядке. При этом неважно, изменять ли выдержку или же диафрагму. Экспозиционное число позволяет быстро изменить экспозицию в большую или меньшую сторону, не пользуясь непосредственно органами управления выдержкой и диафрагмой.

У вашей зеркальной цифровой фотокамеры должна быть где-то кнопка для установки экспозиционного числа (EV). Нажмите ее и отрегулируйте соответствующим органом управления (обычно диском управления или кнопкой управления курсором) экспозиционное число на одно приращение в большую или меньшую сторону. Такая регулировка позволяет откорректировать вручную автоматическую установку экспозиции. По существу, изменяя экспозиционное число, вы экспонируете изображение больше или меньше, чем показывает экспонометрическая система фотокамеры.

При такой коррекции экспозиции фотокамера подстраивает выдержку или диафрагму в зависимости от текущего режима съемки.

Если фотокамера находится в режиме программной установки экспозиции, она может просто откорректировать выдержку либо диафрагму.

Если фотокамера находится в режиме с приоритетом диафрагмы, в котором диафрагма устанавливается вручную, а фотокамера определяет выдержку автоматически, то при изменении экспозиционного числа соответствен- но изменяется выдержка.

Если фотокамера находится в режиме с приоритетом выдержки, в котором выдержка устанавливается вручную, а фотокамера определяет диафрагму автоматически, то при изменении экспозиционного числа соответственно изменяется диафрагма.

Если фотокамера находится в автоматическом режиме, фотокамера автоматически устанавливает выдержку и диафрагму без вашего вмешательства.

В последующих разделах программный режим, а также режимы с приоритетом выдержки и диафрагмы рассматриваются более подробно.

Автоматическое управление экспозицией в программном режиме

Если вам не требуется полный контроль над экспозицией, у вас есть альтернатива тривиальному автоматическому режиму (Auto) — переключиться в программный режим установки экспозиции (P), который обычно указывается на диске выбора режимов съемки. Это автоматический режим работы экспонометрической системы фотокамеры, но в отличие от режима Auto программный режим позволяет корректировать выбранные в нем параметры настройки экспозиции. А в режиме Auto такая коррекция совершенно невозможна.

Помни! Программный режим является более развитым логически, чем полностью автоматический режим. В большинстве зеркальных цифровых фотокамер имеется встроенная база данных о десятках тысяч фотографий, проанализированных и сведенных в числа, характеризующие их оптимальную экспозицию. В программном режиме фотокамера может анализировать изображение, наблюдаемое в окно видоискателя, сравнивать его с тем, которое хранится во встроенной базе данных, подбирать наиболее подходящий образец фотографии и применять параметры экспозиции последнего к анализируемому изображению.

Так, если фотокамера решает, что снимается ландшафт, она попытается увеличить до максимума глубину резкости. А если она посчитает, что снимается портрет, то попробует уменьшить глубину резкости. Встроенные алгоритмы могут предписывать уменьшение выдержки, чтобы учесть сотрясение фотокамеры или движение объекта съемки, а программный переход к большей выдержке происходит лишь в том случае, если диафрагма считается слишком малой для установки правильной экспозиции при текущей выдержке.

Совет! В крайнем случае программная установка экспозиции может допускать оптимизацию параметров только для конкретного типа съемки, включая портретную, ночную, на пляже, на снегу или макросъемку. Сюжетные режимы оказываются полезными в том случае, если требуется сделать конкретный тип фотографии и сообщить фотокамере о своих намерениях, а на ее ручную настройку просто нет времени. В сюжетных режимах мо жет допускаться настройка не только параметров экспозиции. Так, для получения более ярких снимков ландшафта или уменьшения контрастности в ярких сценах на снегу может потребоваться коррекция насыщенности.

Программный и сюжетный режимы удобны для тех фотографов, которым некогда настраивать фотокамеру. Но большинство известных мне серьезных фотографов пользуются исключительно режимами с приоритетом диафрагмы, выдержки и ручной установки экспозиции, которые рассматриваются далее.

Ручное управление экспозицией

Положительный опыт работы с зеркальной цифровой фотокамерой позволяет, в частности, знать, что именно требуется для конкретного снимка, и сделать вполне осознанный выбор, даже если большую часть работы берет на себя электронная "начинка” фотокамеры. Именно поэтому владельцы зеркальных цифровых фотокамер так широко пользуются режимами с приоритетом выдержки, диафрагмы и даже ручной установки экспозиции.

Ниже показано, как эти режимы действуют и чем они отличаются.

Установка приоритетов выдержки и диафрагмы

Вашей камере, конечно, неизвестно, что вы собираетесь снимать моменты футбольного матча, но вы-то знаете, что делаете. В одних случаях для фиксации движущихся объектов на снимке вам требуется выдержка 1/1000 секунды, а в других вы, возможно, предпочтете установить выдержку 1/125 секунды, чтобы внести немного размытости в изображение.

Режим с приоритетом выдержки обыч но обозначается как S или Tv (т.е. норма времени) на диске выбора режимов и позволяет выбрать подходящую выдержку вручную. После того как вы выберете выдержку, фотокамера зафиксирует ее, а экспонометрическая система фотокамеры автоматически изменит только диафрагму.

Выбранная диафрагма также отображается в окне видоискателя, чтобы вы как опытный фотограф могли судить, насколько такая диафрагма соответствует установленной выдержке, и если она, скажем, слишком мала, то для ее увеличения, возможно, придется сделать больше выдержку. Если же условия освещения изменятся настолько, что выбранная выдержка не сможет обеспечить правильную экспозицию при доступных числах диафрагмы, то об этом предупредит индикатор малого (LO) или большого (HI) предела установленной величины либо мигающий светодиод.

Режим с приоритетом диафрагмы, об ычно обозначается как A или Av (т.е. норма диафрагмы) на диске выбора режимов, позволяет выбрать подходящую диафрагму, в отличии от режима с приоритетом выдержки. (Не путайте обозначения A и Auto, поскольку это совершенно разные режимы.) Данный режим удобен в том случае, если требуется установить малую диафрагму, чтобы увеличить до максимума глубину резкости, или же, наоборот, большую диафрагму, чтобы свести к минимуму глубину резкости. Для этого достаточно установить требуемую диафрагму, а экспонометрическая система фотокамеры автоматически подстроит выдержку. Опять же, если вы обнаружите, что выдержка слишком велика или слишком мала, вы можете откорректировать установленную диафрагму в большую или меньшую сторону.

В некоторых фотокамерах имеется также режим автоматически выбираемой светочувствительности (ISO Auto), который может изменить светочувствительность до более высокого показателя ISO, если программный алгоритм фотокамеры определит, что установленная вручную диафрагма не позволяет использовать достаточно малую выдержку, чтобы учесть сотрясение фотокамеры.

Помни! Приоритет выдержки и диафрагмы позволяет вам применить на практике свои фотографические знания и опыт для установки одного из самых основных параметров экспозиции с учетом вида фотосъемки, а затем фотокамера берет на себя управление, автоматически выполняя все остальные настройки.

Ручная установка экспозиции

Если нужно сделать что-то правильно, то делать это иногда приходится самому. Режим ручной установки экспозиции, обозначаемый обычно как M на диске выбора режимов, позволяет задать выдержку и диафрагму, руководствуясь показаниями встроенной в фотокамеру экспонометрической системы. После перехода в режим ручной установки экспозиции фотокамера не корректирует установленные параметры, но продолжает оценивать снимаемую сцену на предмет правильной экспозиции и отображает в окне видоискателя информацию, показывающую, насколько установленные параметры экспозиции отклоняются от рекомендуемых.

Помни! Я не считаю себя противником всякой механизации и автоматизации, тем не менее всегда выступал против автоматизации экспонирования. Почему? А потому, что у режима ручной установки экспозиции имеется ряд заметных преимуществ.

Рис. 5.7. Ручная установка позволяет творчески подойти к экс- позиции для получения таких спецэффектов, как силуэты

Спецэффекты. Допустим, что требуется получить силуэтный эффект, как показано на рис. 5.7, снять закат с недодержкой, чтобы покрыть его изображение глубоко залегающими тенями, или же сделать снимок с передержкой, чтобы размыть ненужные детали. В любом режиме автоматической установки экспозиции фотокамера неуклонно пытается внести коррективы с учетом условий освещения, по существу, мешая вам как творчески мыслящему фотографу применить спецэффект. Если же вы переключитесь в режим ручной установки экспозиции, то сможете намного быстрее настроить ее параметры, вместо того чтобы пытаться корректировать результаты автоматической установки экспозиции в фотокамере.

Уравновешивание освещения. Допустим, что объект съемки освещается не- сколькими разными источниками: двумя или более студийными осветительными приборами, солнечным светом, проникающим снаружи, и одним источником заливающего света от вспышки или отражателя. Режим ручной установки экспозиции позволяет точно управлять установкой экспозиции при освещении всеми этими источниками света.

Старая оптика. Если у вас имеются старые объективы, несовместимые с автоматической установкой экспозиции в вашей зеркальной цифровой фотокамере, но вы хотите ими воспользоваться, в таком случае у вас остается только один выход — устанавливать экспозицию вручную.