Экспонометрические программы

После того как экспонометр фотоаппарата определил уровень освещенности, камера должна установить соответствующие данной яркости освещения вы­держку и диафрагму. Мы уже говорили о том, что при изменении выдержки или диафрагмы на 1 ступень количество подействовавшего на фотоматериал света изменяется в 2 раза. Значит, сточки зрения количества света нет никакой разницы, закроем мы на 1 ступень диафрагму или уменьшим на 1 ступень вы­держку. В обоих случаях почернение фотоматериала будет одинаковым. Также нужно заметить, что одному и тому же количеству освещения будет соответст­вовать несколько экспопар выдержка-диафрагма.

Допустим, требуемая выдержка 1/125, а диафрагма 5,6. Если мы теперь на одну ступень увеличим выдержку, а диафрагму, наоборот, закроем на 1 ступень, то кадр, снятый с выдержкой 1/60 и диафрагмой 8, не будет отличаться по яркости от первого. Аналогично можно просчитать все возможные значения выдержки и диа­фрагмы для данного уровня освещения: 1/1000 и 2; 1/500 и 2,8; 1/250 и 4; 1/125 и5,6; 1/60 и 8; 1/30 и 11; 1/15 и 16; 1/8 и 22. Но какую выдержку и диафрагму должен установить фотоаппарат? Здесь камере поможет выбранная вами экспопрограмма!

­ P (program auto). Согласно этой программе фотоаппарат устанавливает среднюю из возможных экс­попар, при которой выдержка не превышает предельно допустимого значения для съемки с рук.

Часто спрашивают, почему у Canon две автоматические программы (P и «зелёная»)? Зелёная рассчитана на совсем неопытных любителей – не позволяет «испортить» среднестатистический кадр ничем – вспышка включается сама, фокусировка принудительная куда камера хочет, баланс белого только авто, «сдвинуть» диафрагму/выдержку тоже не выйдет. На компактных камерах при этом даже ISO переключается в «авто». Режим P позволяет снимать с длинными выдержками без вспышки и устанавливать точки фокусировки вручную (или даже зрачком глаза), а также некоторые другие съёмочные параметры (баланс белого, ISO, экспокоррекцию).

Любительские камеры чуть подороже кроме автоматической имеют несколько сюжетных экспопрограмм. Они соответствуют различным сюжетам съемки: портрет, портрет на фоне пейзажа, пейзаж, спорт, ночной портрет др. Сюжетные программы способны не только управлять выдержкой и диафрагмой, но и вспышкой, методом замера экспозиции, балансом белого (у цифровых фотоаппаратов), системой автофокусировки и другими настройками камеры. Кроме того, принцип работы одних и тех же сюжетных программ у фотоаппаратов разного класса может отличаться.

­ Портрет (portrait) – камера старается установить по возможности самое минимальное значение диафрагмы и соответствующее ему значение выдержки. Это необходимо для обеспечения минимальной глубины резкости.

­ Пейзаж (landscape) – устанавливается максимально возможное значение диафрагмы, вспышка отключается, объектив фокусируется на бесконечность.

­ Портрет на фоне пейзажа – в этом режиме камера также старается установить максимальное значение диафрагмы, чтобы резкими получились как человек, так и пейзаж за ним, если необходимо включается вспышка.

­ Спорт (sports, action) – в этом режиме фотоаппарат старается установить минимальную выдерж­ку и подходящую диафрагму, для того чтобы быстро движущийся объект получился резким, не смазанным. Если камера имеет следящий автофокус, то она переключается на него и пытается отслеживать объект. Аналогично, если камера имеет функцию серийной съемки, то в режиме «спорт» она, скорее всего, включит и ее.

­ Ночная съемка (night scene). Здесь света не может быть слишком много, так что камера старается использовать его по максимуму: длинная выдержка плюс разумно открытая диафрагма (плюс, возможно, повышенная чувствительность матрицы).

­ Ночной пейзаж (night landscape) вспышка обычно не используется, чтобы не сбивать с толку систему автоэкспозиции и не пересвечивать близкие объекты.

­ Ночной портрет (night portrait) – фотоаппарат включает вспышку и отрабатывает длитель­ную выдержку. Вспышка освещает лицо портретируемого, а длительная выдержка обеспечивает проработку деталей фона (за счет естественного освещения), осветить которые вспышка не способна.

­ Макросъемка (Macro, Close-up или Text). В общем, это не столько отдельный режим автоэкспозиции, сколько отдельный режим работы всей камеры. Объектив при этом переключается в другой режим работы, который позволяет снимать объекты на расстоянии до нескольких сантиметров. Глубина резкости при этом очень маленькая, что может усугубляться широко открытой диафрагмой (аналогично портретному режиму) – в результате очень важной становится правильная фокусировка и стабилизация камеры. Рекомендуется съемка со штатива. Кроме того, в этом случае лучше пользоваться LCD-дисплеем, а не оптическим видоискателем.

 

Камеры, рассчитанные на опытного пользователя, имеют дополнительные полуавтоматические режимы и полностью ручной режим.

­ Av (или A) – приоритет диафрагмы. Выставляем диафрагму вручную, а выдержку автомат подбирает по освещённости. Она может быть длинной и без штатива случится «шевелёнка». Следить за этим придётся самому по показаниям выдержки на дисплее.

­ Tv (или S) – приоритет выдержки. Ставим желаемое значение выдержки, автомат в зависимости от условий освещенности подбирает диафрагму. Поскольку светосила не бесконечна, часто света не хватает (диафрагма шире не открывается). Полезно заранее изучить поведение при этом конкретной камеры - все они так или иначе "мигают" лампочками, но дальше либо блокируют съёмку, либо нет.

­ M – полностью ручной режим. Пользователь сам ставит и выдержку, и диафрагму, а камера в лучшем случае ему подсказывает насколько правильные значения выдержки и диафрагмы он установил.

Брекетинг (вилка)

Брекетинг (вилка) автофокуса (экспозиции, баланса белого, вспышки). Это специальный режим, в котором камера делает несколько (обычно 3 или 5) снимков подряд с вариацией того или иного параметра. Например, при брекетинге экспозиции съемка первого кадра производится в соответствии с показаниями экспонометра, второго – с передержкой, третьего – с такой же недодержкой (Рис. 19).

Аналогичным образом работает и брекетинг автофокуса, и брекетинг баланса белого, и брекетинг вспышки (варьируется мощность импульса).

Система экспокоррекции упростила процесс съемки недо- и переэкспонированных кадров. Но для введения поправок все равно необходимо нажимать кнопку экспокоррекции, что требует времени. В слу­чаях, когда этого времени нет и вы заинтересованы сделать снимки с минимальным интервалом, лучше воспользоваться системой автобрекетинга. При включенном режиме автобрекетинга фотоаппарат автоматически делает 3 или 5 кадров. Один кадр будет сделан с правильной, по мнению фотоаппара­та, экспозицией, а 2 или 4 другие недоэкспонированы и переэкспонированы на указанное пользователем значение. Для съемки такой серии кадров достаточно будет нажать и удерживать некоторое время кнопку спуска фотоаппарата.

Рис. 19

Недодержка 0.5 ступени	Правильная экспозиция	Передержка 0.5 ступени

Предположим, вы снимаете модель на черном фоне. Или заснеженный пейзаж. Или ночную улицу, освещенную фонарями. Или сюжет, где большую часть кадра занимает яркое небо. И вам кажется, что в данной ситуации ваш фотоаппарат может сработать некорректно и определить экспозицию неправильно. Вместе с тем, вы точно не знаете, какие поправки нужно вводить в этом случае и даже примерно не представляете, как это делать. Более того, вы также не помните, «в плюс» или «в минус» надо сдвигать выдержку и диафрагму, то есть, грубо говоря, увеличивать или уменьшать экспозицию. И тут на помощь приходит автобрекетинг.

Вы выбираете режим автобрекетинга на своей камере. Затем вводите значение изменения экспозиции (шага экспозиции), если такая возможность в вашей камере есть. А потом делаете три кадра, при этом камера сама меняет параметры в соответствии с введенными значениями. Если при этом вы работаете в режиме приоритета диафрагмы, камера будет менять выдержку, а если режиме приоритета выдержки – диафрагму. В результате получается три кадра, где ваш сюжет снят с разной экспозицией. Один из трех снимков, наверняка, будет лучше двух остальных.

Рис. 20

Нормальная экспозиция (фотоаппарат неправильно определил экспозицию, потому что объект находится на черном фоне, по которому и была замерена освещенность, в результате чего лицо модели получилось слишком светлым).	Недодержка (-1.5 ступени) в данном случае позволила получить хороший кадр и проработать детали лица.

 

Для точного определения экспозиции методом точечного замера профессиональные фотографы используют специальное 18% серое поле (серую карту). Поле помещается на месте объекта съемки, и по нему производится замер. Это обеспечивает наивысшую точность замера и правильно тоновоспроизведение. Если у вас старенький фотоаппарат без экспонометра, но с ручной установкой выдержки и диафрагмы, стоит приобрести внешний экспонометр. Небольшую подсказку по установке выдержки и диафрагмы в зависимости от условий освещения вы найдете, разорвав картонную упаковку большинства современных цветных фотопленок. Если вы снимаете на пленку с истекшим сроком годности, стоит ввести экспокоррекцию со знаком «+», ведь светочувствительность такой фотопленки будет ниже, чем указанная на упаковке.

В современных цифровых фотоаппаратах автобрекетинг может быть задан не только по экспозиции, но также по балансу белого (камера делает серию кадров с разным балансом белого), резкости, насыщенности, контраста и чувствительности ISO.

Автофокусировка

Фокусировка – это процесс наведения объектива на резкость. Лучи света, пройдя через объектив, попадают на зеркало, которое направляет их на стеклянную пластинку, одна сторона которой имеет матовую поверхность. Расстояние от поверхности задней линзы объектива до матрицы (рабочий отрезок) равно расстоянию от поверхности задней линзы объектива до матовой поверхности. Перемещая объектив вдоль оптической оси и наблюдая картинку на матовом стекле, необходимо уловить положение, при котором изображе­ние становится резким.

Автофокусные камеры в настоящий момент практически полностью вытеснили камеры с ручной фокусировкой. Автоматика позволяет сфокусировать объектив на снимаемом объекте более точно и быстро, а использование чувствительных сенсоров позволяет производить фокусировку практически в темноте. При этом люди с плохим зрением могут довольно быстро и точно проводить фокусировку.

Общим элементом всех систем автоматической фокусировки является электромотор, который перемешает линзы объектива в зависимости от расстояния до снимаемого объекта. Естественно, что перемещать линзы на произвольное расстояние технически невозможно. Поэтому перемещение происходит ступенчато или, как еще говорят, пошагово. В простых компактных камерах с объективом с фиксированным фокусным расстоянием количество шагов ограничено 3-5 шагами (хотя есть и другие исключения). Зеркальные автофокусные камеры имеют большее количество шагов.

В настоящий момент существует две принципиально различающиеся системы автофокуса:

­ активные системы: ультразвуковые и инфракрасные;

­ пассивные системы: измеряющие контраст изображения (сканирующие изображение, дальномерные).

Активная автофокусировка:

В 1986 году, корпорация Polaroid использовала звуковую волну, подобно той, которая используется в акустических приборах подводных лодок. Фотокамеры излучали ультразвуковой сигнал, а затем слушали отражённое эхо этого сигнала. Фотоаппарат вычислял время, которое требуется для отражения звуковой волны, чтобы достигнуть камеры и затем, в соответствии с этим временем, регулировалось положение фокусировочной линзы. Такое использование звука имели некоторые ограничения: если попытаться сделать снимок через стекло автобуса, то звуковые волны отражаться от стекла, в результате чего фокусировка нарушается.

Активный автофокус на современных камерах использует инфракрасный сигнал вместо ультразвуковых волн. Инфракрасные системы используют различные способы обработки отражённого сигнала для вычисления расстояния.

Это очень простое и дешевое решение, которое, к тому же, отличается довольно высокой скоростью фокусировки.

Типичные инфракрасные системы используют:

­ измерение количества отражённого инфракрасного света;

­ измерение времени движения инфракрасного света от камеры до объекта съёмки и обратно.

 

Плюс активных систем автофокусировки:

­ могут работать в условиях любого освещения (вплоть до полной темноты).

 

Минусы активных систем автофокусировки:

­ источник инфракрасного света от открытого пламени (свечи пирога дня рождения, костра) может запутать инфракрасный датчик;

­ черная поверхность может поглотить инфракрасный луч;

­ инфракрасный луч может вернуться, отразившись от какого-либо предмета, а не от объекта съёмки;

­ расстояние фокусировки ограничено 6-8 метрами;

­ может работать с камерами с объективом с фиксированным фокусом или с камерами с зум-объективом с фокусным расстоянием до 80 мм;

­ невозможна непрерывная или следящая фокусировка;

­ невозможно снимать через стекло.

Тем не менее, в большинстве ситуаций активный автофокус вполне надежен, поэтому он нашел весьма широкое применение в «мыльницах».

 

Пассивная автофокусировка:

Принципиальным отличием пассивных систем (или TTL-автофокуса) от активных является использование ими света, отраженного или излучаемого снимаемым объектом.

Известно, что контраст и разрешение деталей будет максимальным, когда изображение сфокусировано. На принципе измерения контраста всей снимаемой картинки или только сюжетно важной части основаны следующие системы пассивной фокусировки.

В основе данной системы лежит простое измерение интенсивности света для близко расположенных участков изображения.

Пассивный автофокус, обычно расположенный в DSLR автофокусных камерах, определяет расстояние до объекта съёмки путем компьютерного анализа непосредственно самого объекта съёмки. Камера фактически смотрит на объект и ведёт фокусирующую линзу, ища лучшую точку фокусировки.

Типичный фокусировочный датчик – это CCD датчик, расположенный за объективом, внутри камеры. Для удобства наведения датчиков на объект съёмки, в видоискателе фотоаппарата расположены риски, отмечающие положение этих датчиков. Фокусировочный CCD датчик – это прибор с зарядовой связью, размерами 100 или 200 пикселей. Свет от объекта съемки ложится на этот датчик, и процессор анализирует каждый пиксель этого датчика.

Следующие изображения помогут вам понять, что видит камера:

Рис. 21

Объект съёмки не в фокусе Объект в фокусе

Полоса пикселей (объект не в фокусе) Полоса пикселей (объект в фокусе)

Микропроцессор в камере смотрит на полосу пикселей и анализирует различие яркости между смежными пикселями. Если объект съёмки не в фокусе, то смежные пиксели имеют очень незначительно отличие по яркости. Микропроцессор даёт команду двигателю на перемещение фокусирующей линзы. Затем опять смотрит на CCD датчик и анализирует изменение в яркости смежных пикселей. Микропроцессор ищет точку, в которой будет максимальное отличие по яркости между смежными пикселями. Это и будет лучшая фокусировочная точка.

Пассивный автофокус зависит от освещенности и контраста изображения. Объект съёмки должен иметь некоторую контрастную деталь, чтобы обеспечить качественную работу фокусировочной системы.

Одной из отличительных особенностей этой системы является наличие точек или зон фокусировки.

Зона автофокусировки при выборе подсвечивается, как правило, красным цветом.

Плюсы пассивных систем автофокусировки:

­ обеспечивает следящий режим автофокусировки;

­ наводит резкость с объективом с любым фокусным расстоянием;

­ наводит резкость с любыми объективами и аксессуарами (фильтры, конвертеры, линзы и т. д.);

Минусы пассивных систем автофокусировки:

­ плохо работает в условиях с низкой освещенностью;

­ для фокусировки требуются контрастные объекты.

Недостатки, связанные с низкой освещенностью и малоконтрастным объектом, устраняются при помощи дополнительной подсветка автофокуса: в момент фокусировки камера освещает сцену с помощью вспышки, встроенного яркого светодиода или даже лазера (как в некоторых аппаратах фирмы Sony).

Системы пассивного автофокуса используются, главным образом, в зеркальных камерах (датчики располагаются между зеркалом и видоискателем), а также в абсолютном большинстве цифровых «мыльниц». При этом в цифровых «мыльницах» роль светочувствительных датчиков играет матрица самой камеры.

В некоторых аппаратах используются гибридные системы автофокуса, совмещающие активный и пассивный методы. Грубое наведение (а также фокусировка в темноте) производится с использованием активной системы, а тонкая подстройка – с помощью пассивной. Это существенно повышает скорость и точность автофокуса.