Характеристики объекта съемки

С точки зрения фотографии любой объект представляется комбинацией света и тени или, если более строго, то распределением яркостей в пространстве. Именно яркостная картина объекта преобразуется с помощью объектива фотоаппарата в яркостную картину в плоскости светочувствительного материала. Естественно, что желание фотографа - запечатлеть объекты в том диапазоне освещенностей, в котором глаз человека воспринимает окружающую обстановку. Биологические механизмы глаза позволяют нам видеть предметы в чрезвычайно широком диапазоне освещенностей. Освещенность, доступная нашему зрению, может изменяться более чем в миллион раз.

Столь широкий диапазон освещенностей воспринимается зрением за счет трех основных механизмов. Это механизм радужной оболочки, регулирующий диаметр входного зрачка оптической системы глаза в зависимости от освещенности. Этот механизм является полным аналогом диафрагмы объектива фотоаппарата. Другой механизм – адаптация, который заключается в изменении чувствительности к свету нервных окончаний глазного дна. Время реакции на свет радужной оболочки невелико и составляет доли секунды, тогда как время адаптации может составлять несколько минут. Третий механизм, позволяющий нам ориентироваться в столь широком диапазоне освещенностей, заключается в широком интервале яркостей, отображаемых нервной системой без включения механизмов радужной оболочки и адаптации.

Для воспроизведения объектов в том же интервале освещенностей в фотографии имеется почти такой же набор средств, часть которых относится к фотографическому аппарату, а часть - к светочувствительному материалу.

Кроме освещенности объекта в экспонометрии имеет большое значение такая характеристика, как интервал яркости. Эти величины определяются отношением яркостей объекта - наибольшей и наименьшей. Часто вместо отношения используют десятичный логарифм этого отношения. Интервал яркости объекта зависит как от свойств самого объекта: соотношения максимальной к минимальной отражающих его способностей, - так и от характеристик освещения. Наибольший контраст достигается при боковом направленном освещении, наименьший – при рассеянном освещении.

В таблице 6.1 приведены средние значения отражательной способности некоторых поверхностей. Данные по интервалам яркости некоторых объектов съемки приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.1

Вид поверхности	Количество отраженных лучей в процентах от падающих
Черный мех	0,3%
Черное сукно или шерсть	1,2%
Черная бумага	2,5%
Мокрый асфальт	2,5%
Зеленая трава, листва	10%
Сухой асфальт	12%
Мокрый песок	14%
Сухая земля (грунтовые проселочные дороги)	15%
Кирпич красный	20%
Песок сухой	20%
Кожа смуглого лица человека	25%
Кожа светлого лица человека	33%
Полотно (ткань) белое	70%
Снег лежалый	75%
Краска белая меловая	80%
Ткань белая	80%
Бумага белая	80%
Свежевыбеленные стены	90%
Снег свежевыпавший	99%

 

Таблица 6.2

Объект съемки	Интервал яркостей
Снежный покров в пасмурный день	1:2 – 1:4
Снежный покров в солнечный день	1:8 – 1:16
Летний пейзаж в солнечный день без неба	1:20 – 1:60
Летний пейзаж в солнечный день с небом	1:60 – 1:200
Зимний пейзаж в пасмурный день	1:40 – 1:200
Пейзаж с небом и белыми облаками	1:200 – 1:1000
Интерьер с ярко освещенным окном	1:1000 – 1:10000
Городской пейзаж в летний солнечный день	1:100 – 1:100000
Портрет на черном фоне	1:100 – 1:200

Данные таблиц 6.1 и 6.2 взяты из справочника по фотографии Д.С.Гурлева.

Значения отражательной способности поверхностей и интервала яркостей объектов съемки весьма приблизительны и приводятся для того, чтобы иметь общее представление о характеристиках некоторых объектов съемки.

Характеристики светочувствительного материала

Теперь обратимся к другому предмету, имеющему отношение к экспонометрии. Остановимся вкратце на характеристиках светочувствительных материалов: фотопленки и фотобумаги.

Наиболее наглядно свойство светочувствительности отображается посредством характеристической кривой. Она представляет собой зависимость оптической плотности D или степени почернения от десятичного логарифма экспозиции Н.

Характеристические кривые. 1 – высокочувствительного материала, 2 – мягкого светочувствительного материала, 3 – низкочувствительного материала, L_m – полный интервал экспозиций, D₀ – плотность вуали, D_m – максимальное почернение.

Из приведенных кривых видно, что степень почернения фотоматериала лишь на ограниченном интервале пропорциональна величине экспозиции.

Напомним, что экспозиция – это световая характеристика, определяемая соотношением H=ET, где E – освещенность фотоматериала, T – время экспонирования.

В светотехнике экспозиция измеряется в люкс-секундах. Например, если лампочка на какой-то поверхности создает освещенность, равную одному люксу, и, если мы включаем эту лампочку всего на одну секунду, то эта поверхность в все предметы, лежащие на ней, получат экспозицию, равную одной люкс-секунде.

Довольно часто фотографы понятию «экспозиция» придают другой смысл, подменяя этим понятием другое – «экспозиционные параметры», которое означает пару: диафрагменное число и выдержку. Но это приводит к терминологической неоднозначности, а не к ошибке толкования терминов. В фотографии обычно используют логарифмические единицы: экспозиционные числа (Ev). Изменение экспозиции на одно экспозиционное число означает изменение величины экспозиции в два раза. Удобство применения экспозиционных чисел связано с тем, что органы управления экспозиции в фотоаппаратах - выдержка и диафрагма - имеют шаг регулирования, изменяющий экспозицию вдвое.

Там, где это не вызывает неоднозначности, мы будем использовать нестрогое толкование термина «экспозиция» как синонима "экспозиционных параметров" (выдержки и диафрагменного числа).

Светочувствительный материал, имеющий характеристическую кривую, обозначенную индексом 1, можно трактовать следующим образом. Если светочувствительный материал экспонируется меньше, чем H_A, то после проявления мы вообще не обнаружим следов засветки, фотопленка останется такой же прозрачной, как и неэкспонированные участки. Если величина экспозиции больше, чем H_B, то материал будет таким же черным, как если бы он получил экспозицию, равную H_B. Лишь в интервале (H_A, H_B) почернение будет следовать экспозиции. Этот интервал называется полным интервалом экспозиций. Иногда область экспозиций, лежащую левее H_A, называют областью недодержек; область экспозиций, лежащую правее H_B, – областью передержек. Области, расположенные в зоне полного интервала экспозиций, но близко прилегающие к точкам А и В, воспроизводят изображение с чрезвычайно низким контрастом. Часть полного интервала экспозиций, из которого исключены области с низким контрастом, называется полезным интервалом экспозиций.

Разность максимального почернения и плотности вуали назовем интервалом почернений светочувствительного материала.

Характеристическая кривая полностью определяет светочувствительные свойства фотографических материалов. Положение точки А на оси экспозиции определяет светочувствительность материала. Характеристики низкочувствительных материалов располагаются в правой части оси экспозиций, высокочувствительных материалов – в левой. Предлагаемая потребителю пленка имеет светочувствительность от 25 до 3 200 ISO. Это означает, что на пленке в ISO 3 200 можно получить изображение объекта в 100 раз менее освещенного, чем на пленке ISO 25. Для специальных применений выпускают пленку как меньшей, так и большей чувствительности, чем указано выше.

Другая характеристика фотоматериала – коэффициент контрастности. На характеристической кривой он отображается наклоном ее средней части относительно оси экспозиций. Чем больше угол наклона, тем контрастнее материал. Имеются три основные градации фотоматериала: нормальная, мягкая и контрастная. У нормальных фотоматериалов коэффициент контрастности близок к единице. Это означает, что на среднем участке характеристической кривой изменение экспозиции, например, вдвое приводит к изменению плотности почернения также вдвое. Мягкие материалы в меньшей степени изменяют плотность почернения по сравнению с изменением экспозиции, а контрастные – в большей степени.

Из приведенного рисунка видно, что контрастные фотоматериалы имеют меньший интервал полезных экспозиций, а мягкие – больший. Интервал полезных экспозиций также зависит от интервала почернений или оптической плотности материала. Наибольшим интервалом оптической плотности обладают фотоматериалы, выполненные на прозрачной подложке (фотопленки). Поэтому при одинаковой контрастности они имеют наибольший интервал полезных экспозиций. Для пленки интервал почернений составляет обычно 130 (или 2,5 в логарифмических единицах), в то же время для фотобумаг он не превышает 80 (»1,6 в логарифмических единицах). Для фотобумаг отечественного производства нормальной контрастности интервал полезных экспозиций не превышает 16 - 20 (или 1,2 - 1,3 в логарифмических единицах).

Объект – светочувствительный материал – оптика

Полезность преобразования картины объекта в экспозиционную картину в плоскости светочувствительного аппарата иллюстрируется структурной схемой (рис.6.2).

Объект представляется перед зрителем или фотоаппаратом лишь при воздействии на него и окружающую обстановку источников света, т.е. оптическое изображение определяется не только свойствами самого объекта, но и особенностями освещения. Так, распределение светов-теней объекта зависит от положения источника света по отношению к объекту и от точки наблюдения. Направленный боковой свет усиливает контраст изображения объекта; рассеянный свет создает мягкий рисунок и т.д.

Увеличение или уменьшение освещенности приводит к смещению яркостной картины объекта в область больших или меньших яркостей без изменения контраста.

Подсветка теней объекта или снижение светового потока, ответственного за света, приводит к снижению контраста изображения объекта.

Яркостная картина объекта преобразуется в картину (распределение) освещенностей в плоскости светочувствительного материала посредством фотографического объектива. В совершенном фотоаппарате освещенность каждой точки изображения объекта пропорциональна яркости соответствующей точки самого объекта. Ограниченная разрешающая способность объектива, а также наличие потоков рассеяния приводят к нарушению пропорциональной зависимости. В обоих случаях контраст изображения уменьшается.

Соотношение освещенности изображения и яркости объекта зависит от диафрагменного числа объектива. Для объектива с умеренной светосилой диапазон регулирования освещенности изображения посредством диафрагмы составляет около ста. Изменение диафрагменного числа объектива изменяет не только освещенность изображения, но и изменяет глубину резкости.

Кроме освещенности светочувствительного материала величина экспозиции регулируется путем изменения времени экспонирования – выдержкой. Для этой цели используется затвор фотоаппарата. Величина выдержки в фотоаппаратах среднего класса сложности может регулироваться в тысячу раз, в простых – в сто раз, в профессиональных – в сотни тысяч раз.

В распоряжении фотографа остается еще один механизм регулирования экспонометрических характеристик – чувствительность фотоматериала. Он может использоваться не столь оперативно, как диафрагма и выдержка, и диапазон светочувствительности выпускаемых материалов невелик. В обычных ситуациях предпочтение отдается фотопленкам средней чувствительности ISO 100–200, в условиях низкой освещенности применяют высокочувствительные пленки ISO 400–3 200.

Собрав все механизмы регулирования экспозиционных параметров, мы видим, что диапазон регулирования экспозиции, находящийся в распоряжении фотографа, может превышать десять миллионов раз (или семь логарифмических единиц)!!!

Итак, диапазон освещенностей, доступный нашему зрению, оценивается как 10⁶:1, диапазон регулирования экспозиционных характеристик фотоаппарата - 10⁷:1. Эти соотношения позволяют надеяться, что все видимое глазом может быть зафиксировано фотоаппаратом.

Однако кроме уверенности эти соотношения рождают растерянность. Во-первых, как оценить яркость и интервал яркости фотографируемого объекта, и какой чувствительности пленки следует отдать предпочтение, какую установить выдержку и диафрагму???

Сразу же заметим, что даже очень опытный фотограф может удовлетворительно оценить освещенность объекта и установить требуемые экспозиционные параметры лишь в отдельных случаях, привычных для него самого. Поэтому для того, чтобы ориентироваться в бесконечном разнообразии экспонометрических ситуаций, необходимо знать свойства светочувствительных материалов, особенности работы выдержки и диафрагмы и обязательно пользоваться экспонометрическим устройством фотоаппарата или отдельным экспонометром.

Теперь рассмотрим характерные ситуации экспонирования. Графическая интерпретация этих ситуаций приведена на рисунке 6.3. Начнем с наиболее благоприятного случая. Это означает: интервал яркости объекта не превышает полезного интервала экспозиций, светочувствительный материал имеет нормальную степень контрастности, экспозиционные параметры выбраны таким образом, что интервал экспозиций объекта расположен внутри полезного интервала экспозиций светочувствительного материала.

Эта ситуация изображена графиком А, где цифрой 1 обозначена характеристическая кривая светочувствительного материала, а цифрой 2 отображен интервал экспозиций объекта. Из графика видно, что наименьшей экспозиции (точка А и А¹) соответствует наименьшая оптическая плотность, наибольшей – максимальная оптическая плотность (точка В и В¹); изменение величины экспозиции внутри интервала (А, В) ведет к пропорциональному изменению оптической плотности светочувствительного материала.

На графике В приведена ситуация, где участвует тот же светочувствительный материал и объект с тем же интервалом экспозиций. Однако величина экспозиции выбрана таким образом, что точка В и В¹ оказалась правее границы полезного интервала экспозиций и попала в область передержек. В то же время нижняя граница интервала экспозиций (точка А и А¹) оказалась внутри полезного интервала экспозиций фотоматериала.

Анализируя эту ситуацию, можно сделать следующие выводы: интервал оптических плотностей светочувствительного материала будет меньше, чем в предыдущем случае, за счет увеличения минимальной плотности почернения; максимальная оптическая плотность будет незначительно больше, чем в предыдущем случае; изменение экспозиции вблизи левой границы экспозиций объекта (в тенях) приведет к пропорциональному изменению оптической плотности фотоматериала; изменение экспозиции вблизи правой границы объекта (в светах) практически не отразится на оптической плотности фотоматериала.

Последнее явление называют потерей деталей (контраста) в светах. В общем случае такая ситуация называется передержкой. При грубой передержке даже левая часть границы экспозиций объекта может оказаться правее границы полезного интервала экспозиций. В этом случае светочувствительный материал (пленка) практически не имеет следов изображения и выглядит совершенно черной.

В приведенном же случае, если это негатив, то с него можно изготовить отпечаток, качество которого зависит от объекта съемки. Иногда небольшую передержку используют специально для уменьшения контраста в светах, например, при выполнении фотографии в светлой тональности.

Противоположная ситуация приведена на графике С. Здесь левая граница интервала экспозиций попадает в область недодержек характеристической кривой, а правая граница – на линейный участок этой кривой. При этом интервал оптических плотностей фотоматериала меньше, чем в случае нормального экспонирования, максимальная оптическая плотность не достигает предельных значений, детали в светах имеют нормальный контраст или вообще отсутствуют. Такая ситуация называется недодержкой. При значительной недодержке негативная пленка имеет низкую оптическую плотность и слабые следы изображения. С таких негативов получить удовлетворительное изображение невозможно. Небольшая недодержка (1…1,5 экспозиционных числа) часто используется как специальный прием для получения фотографий в темной тональности. Явление темной тональности обусловлено тем, что значительная часть сюжета оказывается недодержанной, что вызывает снижение контраста в тенях. При последующей печати эта часть изображения приобретает темную тональность. Поскольку при недодержке снижается интервал оптических плотностей изображения, то для его восстановления при печати используется фотобумага повышенного контраста.

Рассмотренные случаи характерны тем, что интервал экспозиций объекта совпадает или не превышает полезного интервала экспозиций фотоматериала. На практике такие случаи не столь часты. Лишь в условиях студии фотограф в состоянии активно повлиять на яркостную картину объекта путем регулирования соотношения направленного и рассеянного освещения. В естественных условиях мы вынуждены принимать объект съемки и его освещение такими, каковы они есть.

Как уже отмечалось, интервал яркости (а, следовательно, и интервал экспозиций) может превышать несколько тысяч, что намного превышает полезный интервал экспозиций фотоматериалов, и не только фотоматериалов, но и глаза человека. Находясь на улице, мы хорошо видим все предметы, освещенные солнцем, но не видим пятен на солнце и не видим сквозь окна предметы, находящиеся внутри помещений.

На графике D приведена иллюстрация подобной ситуации. Здесь интервал экспозиций объекта превышает полезный интервал экспозиций фотоматериала. Каким бы образом мы не регулировали выдержку, диафрагму, чувствительность пленки, нам не удается установить такую экспозицию, чтобы во всем интервале яркостей объекта сохранить удовлетворительную передачу контраста.

Так, совместив правую границу интервала экспозиций объекта (точку В и В¹) с правой границей интервала полезных экспозиций фотоматериала (точкой В), мы обеспечим качественное изображение светлой части сюжета, в то же время теневая сторона сюжета "уйдет" в область недодержек, естественно, с потерей контраста.

Если же мы обеспечим правильную экспозицию теневого участка интервала экспозиций, то света объекта съемки "уйдут" в область передержек.

Выбрав промежуточную величину экспозиции, мы обеспечим правильную передачу средней части интервала яркости объекта, а света и тени будут передержаны или недодержаны.

Такие ситуации на практике встречаются довольно часто. Как поступить в подобных случаях? Однозначного ответа нет. Все зависит от конкретных условий, от сюжета.

Например, при съемке портрета можно смириться, если не будет проработана фактура темной одежды в складках, но нас не поймут, если лицо портретируемого превратится в светлый "блин".

С другой стороны, не будет большим грехом, если попавшие в кадр источники света или солнечные блики на водной поверхности превратятся в светлые пятна.

Ну а при съемке лесных сюжетов в солнечный день придется мириться с потерей деталей как в светах, так и в тенях, и такие фотографии не оставляют чувства неполноценности.

Виной несоответствия интервала яркости объекта съемки интервалу полезных экспозиций не всегда является объект. На графике Е приведена ситуация, где объект съемки имеет умеренный интервал яркости (или экспозиций), но применен светочувствительный материал (фотопленка или фотобумага) с малым полезным интервалом экспозиций. Характеристика результатов здесь будет такая же, как в предыдущем случае.

Чуть подробнее остановимся на положительных и отрицательных сторонах подобной ситуации. Фотографы часто используют фотоматериал завышенной степени контраста, обладающий меньшим полезным интервалом экспозиций, и идут сознательно на потерю деталей в тенях или светах. Такой прием является своеобразной ретушью, позволяет убрать или сделать более мягкими несущественные детали изображения, "угнав" их, в зависимости от сюжета, в тень или в светлоту, сохранив при этом интервал почернений. Т.е. эта ситуация может быть полезной, если она осознана и управляема.

Но случаи с отрицательным исходом встречаются чаще.

В пылу творческой активности фотограф, в том числе и опытный, прочитав статью своего коллеги в фотографическом журнале или доверясь фирменным рекомендациям, начинает "химичить" с рецептурой проявителей, температурой и временем обработки, начинает "улучшать" качество фотографии. Но часто забывает, что улучшение и повышение одного свойства приводит к ухудшению и понижению другого. Так распространенный пуш-процесс, увеличивающий чувствительность фотопленки в несколько раз, приводит к снижению разрешающей способности, увеличению зернистости и контраста и уменьшению полезного интервала экспозиций. Многочисленные способы дополнительной обработки фотоматериалов также приводят к ухудшению характеристик, в том числе к уменьшению полезного интервала экспозиций.

К подобным результатам приводят ошибки и небрежности, допущенные при обработке светочувствительных материалов. Перепроявление, недопроявление, повышенная или пониженная температура проявителя, истощенный раствор - все приводит к смещению характеристической кривой, нарушая условие оптимального экспонирования.

Поэтому необходимым условием для правильного экспонирования является строгое соблюдение рецептуры и режимов обработки, рекомендованных производителем фотоматериалов.

Рассмотренные случаи показывают, что при большом интервале яркости объекта нам приходится жертвовать либо светами, либо тенями в силу ограниченных возможностей фотоматериалов. И ограничения здесь принципиальные: нельзя создать фотобумагу, белизна которой смогла бы передать яркость солнца, а ее чернота не может быть столь глубокой, как у бойниц старой крепости. А может этого и не нужно.

Небольшие возможности расширения интервала воспроизводимых яркостей объекта все же имеются. Это снижение уровня вуали, повышение величины максимального почернения и снижения контрастности фотоматериалов.

На графике F приведена характеристическая кривая фотоматериала с пониженной контрастностью и расширенным полезным интервалом экспозиций. В результате чего интервал экспозиций объекта умеренного контраста легко умещается в полезный интервал экспозиций фотоматериала. Благодаря чему изменение величины экспозиции, не выводящее диапазон экспозиций объекта из полезного интервала экспозиций фотоматериала, не приведет к искажению яркостной картины объекта. Иными словами, мягкие фотоматериалы менее критичны к определению величины экспозиции, при съемке контрастных объектов лучше передают весь интервал яркости. Поэтому они рекомендуются при пейзажной съемке и в любительской практике.

Следует заметить, что расширение полезного интервала экспозиций (или фотографической широты) у малоконтрастных материалов гарантируется лишь производителем фотоматериалов. Изменение же режимов обработки фотоматериалов с целью снижения контрастности обычно не приводит к расширению полезного интервала экспозиций вследствие того, что снижение контрастности достигается за счет уменьшения плотности максимальных почернений.

Таким образом, правильное экспонирование в широком понимании означает не только выбор нужной выдержки и диафрагмы в данных условиях, но выбор светочувствительного материала и погодных условий при съемке вне помещения, и коррекция условий освещения, и применение светофильтров, и оптимальная обработка отснятых фотоматериалов.

На фотографиях 6.1 и 6.2 интервал яркостей объектов соответствует фотографической широте фотоматериалов. Процессы съемки и обработки выполнены правильно, в результате чего хорошо проработаны детали как в светах, так и в тенях.

На фотографиях 6.3 и 6.4 интеравал яркости объектов не соответствует фотографической широте фотоматериалов, что привело к провалам в тенях.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: