курс «основы фотографии»

Лекция вторая | Экспозиция

Преподаватель Евгений Дёмшин
В этой лекции разбираемся с устройством камеры, основными органами управления
и способами контроля яркости изображения.

Устройство камеры

На фоторынке представлены разные бренды и типы камер. Ассортимент предложений ставит неопытных фотографов в тупик. Для начала разберёмся с устройством камер, перечислим отличия систем и сформулируем критерии выбора «своей камеры».
Миф о зеркале
Крутые профессионалы снимают на зеркальные камеры, отсюда распространённое заблуждение, что качественные фотографии можно получить только на «зеркалки». Это не так. Зеркальные фотоаппараты обладают преимуществами, за которые их выбирают профессионалы, но наличие зеркала не влияет на качество изображения.
Как устроена цифровая зеркальная фотокамера?
Что происходит при нажатии на кнопку спуска затвора цифровой фотокамеры.
Как видно из ролика, зеркало не участвует в формировании изображения. Его предназначение — позволить фотографу увидеть кадр, который получится при нажатии на кнопку спуска затвора. Оптическая схема позволяет точно кадрировать сюжет и выстраивать композицию. До изобретения зеркального видоискателя использовались дальномерные камеры. В них окошко видоискателя смещено относительно оптической оси объектива, а значит, объектив и фотограф видят разные изображения.
Итак, оптический видоискатель обеспечивает скорость и точность кадрирования. Однако никак не влияет на качество изображения.

С появлением цифровых матриц и компактных экранов стало возможно заменить оптический видоискатель на цифровой экран. Так появился класс цифровых беззеркальных камер.

Сравнение зеркальных и беззеркальных цифровых камер

ЗЕРКАЛЬНЫЕ КАМЕРЫ

Принцип работы.
Свет проходит через объектив, отражается от полупрозрачного зеркала и переотражается в призме — фотограф наблюдает изображение в видоискателе. Часть света проходит через полупрозрачное зеркало и попадает на датчик автофокуса, который наводит изображение на резкость.

Преимущества:
  1. В видоискателе отображается картина в реальном времени. Оптическая схема распространяет изображение со скоростью света, а электронный видоискатель беззеркальных камер показывает изображение с минимальной задержкой.
  2. Быстрый автофокус — фазовый датчик, используемый только в зеркальных камерах, фокусируется быстро и точно.
  3. Выбор оптики. Зеркальные камеры выпускаются с середины 50-х гг. ХХ века. За это время выпущены объективы, закрывающие любые задачи фотографа и рассчитанные на любой кошелёк.
  4. Время включения. Зеркальная камера готова к использованию сразу, как только селектор переключён в положение ON.
  5. Зеркальные камеры потребляют меньше энергии, в них используются ёмкие аккумуляторы.

Области применения: скорость, точность, линейка оптики и надёжность оставляют за зеркальными камерами статус рабочей лошадки профессиональных фотографов. Но ситуация меняется быстро и беззеркальные камеры приближаются по возможностям к зеркальным.

Лидеры рынка. В сегменте зеркальных камер первенство делят Nikon и Canon. Камеры этих брендов функционально похожи, но отличаются эргономикой управления. Выбирая камеру, стоит обратить внимание на то, как она лежит в руке и на интуитивность органов управления.
БЕЗЗЕРКАЛЬНЫЕ КАМЕРЫ

Принцип работы.
Свет проходит через объектив и попадает на матрицу фотоаппарата. Сигнал с матрицы поступает в процессор, обрабатывается и передаётся на экран фотоаппарата. Обработка сигнала занимает некоторое время, это приводит к задержке изображения на экране до 0,006 секунды.

Преимущества:
  1. Размер и вес. Из-за отсутствия зеркала и призмы камеры стали компактней и легче. Кроме этого, оптика для беззеркальных камер тоже компактней.
  2. Электронный видоискатель, несмотря на минусы (энергопотребление и задержку сигнала), отображает яркость сюжета такой, какой она будет при нажатии кнопки спуска затвора. Процесс подбора экспозиции становится интуитивным. На экран выводится дополнительная информация о параметрах съёмки.
  3. Отсутствие двигающихся механических частей повышает надёжность и уменьшает шум при работе фотоаппарата, возникающий от хлопающего зеркала.
  4. Беззеркальные системы это перспективное направление развития фотокамер. С каждым поколением они становятся всё лучше. На начальном этапе стоимость этих камер высока.
Области применения: беззеркальные камеры популярны среди любителей благодаря сочетанию компактности и функциональности. Профессионалы используют их как вторую камеру. Топовые беззеркальные камеры приходят на смену зеркальным камерам.

Лидеры рынка. Sony, Fujifilm и Olympus активно развивают свои системы. Sony заняли дорогой сегмент, их камеры наиболее близки к профессиональным зеркальным. Fujifilm обладают хорошей цветопередачей и прекрасно снимают в jpeg, характеризуются широким модельным рядом в разном ценовом сегменте и стильным дизайном. Olympus — компактная система, быстрый автофокус, система стабилизации изображения спасает от «шевелёнки» на длинных выдержках.
Общей характеристикой для всех типов камер является системность. Т. е. они все обладают съёмной оптикой. Объективы одной системы не подходят к другой.
Органы управления
Эргономика каждой марки отличается, но на каждой камере присутствуют обязательные элементы.
Селектор режима съёмки
Меняет алгоритм подбора параметров в зависимости от снимаемого сюжета.

  1. Установив портретный режим, фотограф открывает диафрагму камеры для размытия заднего плана и акцентирования внимания зрителя на лице человека.
  2. Пейзаж. В этом режиме камера старается увеличить глубину резкости по всей площади кадра, чтобы детали переднего и заднего плана были чёткими.
Колёса контроля экспопары
Для управления параметрами съёмки и настройки экспозиции на камере расположены одно или два (в зависимости от модели камеры) колеса для контроля выдержки и диафрагмы.
Кнопка спуска затвора
Имеет два положения:

  1. Полунажатие — фокусировка, наводка на резкость. Если удерживать кнопку в этом положении, фокусировка блокируется и не сбивается, можно кадрировать и строить композицию.
  2. Полное нажатие — спуск затвора, происходит съёмка.
Как видит камера
Камера не способна предугадать творческую задумку фотографа,
поэтому режим Auto — плохой выбор. Основные творческие инструменты фотографа: контроль над передачей движения, глубиной резкости и яркостью фотографии. Контролируя каждый параметр самостоятельно, фотограф добивается нужного творческого решения.
На примере видно, как камера пыталась сделать фотографию светлее, вытягивая детали из тёмных участков. Но такой подход полностью убил атмосферу момента. Вмешавшись в работу автоматики камеры, я получил кадр, соответствующий моим ожиданиям.
Динамический диапазон
Глаза — идеальный оптический прибор. Благодаря им наши предки выживали в условиях диких джунглей и подстерегающих на каждом шагу опасностей. Умение одновременно различать опасность на ярком солнце и в тени густых зарослей и сейчас жизненно важный навык.

За миллионы лет эволюции наши глаза «научились» различать до 24 ступеней яркости одновременно. Увы, в силу технических ограничений диапазон современных цифровых камер составляет от 8 до 12 ступеней.
Динамический диапазон — диапазон одновременно различимых яркостей. Измеряется в ступенях (стопах). Каждая ступень отличается от предыдущей увеличением или уменьшением количества света в два раза.
Сравнение динамического диапазона человеческого глаза (около 24 ступеней) и цифровой камеры (около 12 ступеней).
Такое различие в диапазонах приводит к конфликтным ситуациям, когда мы различаем детали во всём спектре яркостей, а камера теряет часть деталей в светлых или тёмных участках. Фотография получается пересвеченной или недосвеченной.
Камера не смогла зафиксировать весь динамический диапазон сюжета и камни получились тёмными. Обработкой я вытянул детали из тёмных участков и приблизился к изображению, которое видел глазами.
Оказавшись в ситуации, когда динамический диапазон снимаемого сюжета больше диапазона матрицы фотоаппарата, нужно сократить диапазон (контраст) снимаемой сцены.
1
Подсветить модель дополнительным освещением. Динамический диапазон сужается за счёт осветления тёмных участков.
2
Добиться равномерного освещения заднего плана и модели. Устраняя из кадра яркий задний план, сужаем динамический диапазон.
3
Расширить динамический диапазон снимка обработкой.
Экспозиция
Контроль параметров съёмки необходим для получения фотографии, содержащей
максимальный диапазон сюжетно важных яркостей.
Экспозиция — это количество света, попадающего на матрицу фотоаппарата.
Экспонированием часто называют сам процесс съёмки. «Правильно экспонированным» называют кадр нужной нам яркости.

Экспозиция измеряется в экспозиционных числах или ступенях экспозиции (EV – Exposure Value). Жаргонное обозначение одной ступени — «стоп». Изменение экспозиции на одну ступень (на один стоп) означает изменение яркости кадра в два раза.

Слишком малая экспозиция (недодержка) производит малое воздействие на сенсор и приводит к получению тёмного — недоэкспонированного — изображения, в котором отсутствуют детали в тёмных участках объекта съёмки. Слишком большая экспозиция (передержка) приводит к получению изображения с отсутствующими деталями в светлых местах.
Между соседними фотографиями разница экспозиции 1 стоп. Крайние изображения иллюстрируют недодержанный кадр (-2) и передержанный (+2). Заметны потери деталей в тенях и светах соответственно. Кадр с подходящей экспозицией имеет значение +1 стоп относительно нейтральной.
Контроль экспозиции
На передачу яркости изображения влияют два параметра: выдержка и диафрагма. Вместе их называют экспопарой. Кроме них на экспозицию влияет ещё один параметр — светочувствительность фотоматериала ISO.
Выдержка — интервал времени, в течение которого открыт затвор камеры и свет попадает (экспонирует) на матрицу фотоаппарата.
В современных фотоаппаратах используется стандартная шкала выдержек в долях секунды, причём для коротких выдержек (меньше 1 секунды) числитель опускается, выдержка описывается знаменателем.

Шкала выдержек содержит стандартные значения, которые отличаются от соседнего в 2 раза или на 1 стоп экспозиции. Кроме этого, для более точной настройки экспозиции имеются промежуточные выдержки между стандартными. Например, между 1/30 и 1/60 могут быть 1/40 и 1/50 для изменения экспозиции на 1/3 ступени.
Значения выдержки больше 1/60 секунды считаются длинными, всё что меньше — короткими. Чем короче выдержка, тем меньше экспозиция и тем темнее получается фотография. Справедливо и обратное.

Для отработки коротких выдержек в затворе камеры применяются две шторки. Когда одна открывается, вторая тут же закрывается. В результате вдоль матрицы двигается щель между двумя шторками. Регулируя ширину и скорость движения щели, добиваются отработки выдержек в 1/1000, 1/4000 и даже 1/8000 секунды.
Работа затвора камеры в замедленной съёмке.
Кроме экспозиции, выдержка влияет на передачу движения:
1
Длинные выдержки (обычно более 1/30 с) создают эффект видимого движения или течения времени в кадре, при котором объект превращается в размытые полосы.
2
Короткие выдержки (обычно короче 1/500 с) замораживают движение.
Диафрагма — непрозрачная перегородка с круглым отверстием переменного диаметра. Регулирует количество света, проходящего через объектив.
Пример изменения рабочего отверстия диафрагмы.
Диафрагма определяется с помощью шкалы диафрагм, записывается — F/число, где F заменяет единицу и указывает назначения дроби. Знаменатель означает диафрагменное число, результат отношения фокусного расстояния объектива к диаметру входного отверстия диафрагмы.

Для понимания функции диафрагмы важно запомнить: знаменатель показывает насколько широко открыта диафрагма, а так как это число знаменателя, то зависимость обратно пропорциональная. Чем меньше число, тем шире отверстие, тем больше света попадает на матрицу камеры и тем светлее изображение.
Стандартная шкала диафрагм. Между значениями 1 стоп экспозиции.
Для желающих разобраться в математических расчётах диафрагменного числа рекомендую две статьи на Википедии:
  1. Диафрагма объектива
  2. Относительное отверстие
Каждое деление стандартной шкалы диафрагм соответствует изменению светосилы в два раза, или на один стоп экспозиции.

На современных фотообъективах такая шкала может отсутствовать, там установка диафрагмы производится органами управления фотоаппарата. Шкала диафрагменных чисел современных цифровых фотоаппаратов имеет промежуточные значения, соответствующие 1/3 экспозиционной ступени:

1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2 | 2.2 | 2.5 | 2.8 | 3.2 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5.0 | 5.6 | 6.3 | 7.1 | 8 | 9 | 10 | 11

Кроме контроля экспозиции, диафрагма меняет Глубину Резко Изображаемого Пространства.

ГРИП — расстояние между двумя плоскостями, в пределах которого объекты на фотографии отображаются резко. Чем шире открыта диафрагма (f/1.4), тем меньше глубина резкости, а чем уже диафрагма (f/22), тем больше резкого пространства в кадре.
Глубина резкости распространяется неравномерно. Треть приходится на передний план от точки фокуса и две трети на задний план.
Взаимная компенсация выдержки и диафрагмы
Выдержка и диафрагма контролируют экспозицию, но каждый параметр отвечает за разные визуальные эффекты в фотографии. Выдержка — смазывает или замораживает движение. Диафрагма — увеличивает или уменьшает глубину резкости. Для реализации творческой задумки фотографу важны визуальные свойства параметров экспозиции.

При съёмке портрета задний план не всегда важен. Взгляд зрителя должен сосредоточиться на лице модели. Для манипуляции вниманием зрителя фотограф открывает диафрагму (уменьшая ГРИП) и оставляет зону резкости на лице модели. Открытие диафрагмы приводит к увеличению яркости снимка, так как количество света увеличилось. Для сохранения яркости на прежнем уровне фотограф укорачивает выдержку на равное количество стопов.
Предположим, что сюжету соответствует экспозиция кадра при следующих параметрах: выдержка — 1/60, диафрагма — f/16. Но глубина резкости избыточна, в фотографии чётко отображаются лишние объекты. Уменьшив глубину резкости открытием диафрагмы до значения f/8, отсекаем внимание зрителя от посторонних деталей. Вместе с тем открытие диафрагмы с f/16 на f/8 приводит к увеличению экспозиции на два стопа, фотография пересвечена. Для решения проблемы укорачиваем выдержку с 1/60 до 1/250, что равно двум стопам экспозиции.
По экспозиции эти параметры дают одинаковый результат
1/60 и f/16 = 1/250 и f/8
ISO
Третий параметр, влияющий на экспозицию фотографии. ISO регулирует чувствительность матрицы фотоаппарата к свету.

Значения ISO указаны в условных единицах чувствительности. Начальное и конечное значения зависят от возможностей камеры. Шаг между значениями, отличающимися в два раза, равен одному стопу экспозиции. На некоторых камерах возможна регулировка значениями в 1/3 стопа.
Выдержка — скорость срабатывания затвора и контроль движения в кадре.
Диафрагма — эффективное отверстие объектива и контроль глубины резкости.
ISO — свойство сенсора и влияние на качество изображения.

Увеличение чувствительности матрицы приводит к появлению цифрового шума, который снижает детализацию фотографии. Степень ухудшения изображения зависит от модели камеры.
Алгоритм принятия решений при выборе параметров контроля экспозиции
В зависимости от снимаемого сюжета определяем подходящие визуальные средства: заморозка или смаз движения, большая или малая глубина резкости.
1
В сюжете необходима определённая глубина резкости — устанавливаем нужное значение диафрагмы, а выдержкой компенсируем изменение экспозиции кадра.
2
В кадре есть двигающиеся объекты — устанавливаем нужное значение выдержки, при котором движение в кадре будет заморожено или смазано, а изменение экспозиции компенсируем диафрагмой.
3
При возникновении конфликта: закрыв диафрагму и получив требуемую глубину резкости, увеличиваем значение выдержки для компенсации экспозиции и получаем слишком длинное значение. Это приводит к размытию движущихся объектов на фотографии. Для устранения смаза увеличиваем ISO и сокращаем выдержку до тех пор, пока картинка не станет статичной.
Режимы съёмки
С этого момента используем только эти режимы
S или Tv
  • S от слова Shutter (англ. shutter — затвор). T (от слова time) или Tv (time value).
  • Фотограф контролирует значение выдержки и ISO.
  • Диафрагму камера рассчитывает самостоятельно (учитывая выбранный режим экспозамера).
  • Фотограф контролирует «смаз» или «заморозку» движения.
A или Av
  • A от слова Aperture (англ. aperture — апертура, диафрагма). Av (aperture value).
  • Фотограф контролирует значение диафрагмы и ISO.
  • Выдержку камера рассчитывает самостоятельно (учитывая выбранный режим экспозамера).
  • Фотограф контролирует ГРИП.
M
  • M от слова Manual (англ. manual — ручной).
  • Фотограф контролирует параметры экспозиции самостоятельно.
  • Фотограф контролирует ГРИП, качество изображения и движение в кадре.
Симулятор фотокамеры
Попробуйте добиться идеальных результатов. Установите параметры освещения, дистанции и фокусного расстояния рандомно.
Подберите параметры съёмки. Используйте разные режимы.
Домашнее задание
Работы будет много. Для начала пройдите тест, он ниже на этой странице. Не бойтесь ошибок. Если это произошло, к неправильному ответу будут даны комментарии. Постарайтесь набрать не менее 12 баллов. Если удалось, вы усвоили всё самое важное.

Работа с камерой:
1
Сделайте две фотографии движущихся объектов (машина, бегущий человек, карусель и т. п.)
  • На первой фотографии должен быть эффект «проводки»: сам объект должен быть резким, а окружающая среда размыта.
  • На второй фотографии должна быть полная заморозка движения.
Выложить фотографии в учебной группе во Вконтакте, тема: «ДЗ Экспозиция | Движение».
2
Снять два портрета
  • На одном из них задний план должен быть размыт максимально (даю подсказку: попробуйте разное расстояние от фона до модели).
  • На втором задний план должен быть максимально резким.
Выложить фотографии в учебной группе во Вконтакте, тема: «ДЗ Экспозиция | Портрет».
3
Снять серию из 5 фотографий с одинаковой экспозицией, но разными значениями выдержки, диафрагмы и ИСО.

Цель задания:
Изучить взаимосвязь выдержки, диафрагмы и ISO. Понять, как компенсировать недостаток (или избыток) освещённости.

Задание:
Первый кадр нужен для определения начальных параметров съёмки, поэтому выбираем на селекторе режимов камеры – P (программный режим, в котором камера определяет все параметры съёмки сама). При съёмке рекомендую использовать один источник света (окно или настольную лампу).
Затем переключаемся в режим М (полностью ручной режим, в котором мы самостоятельно определяем все параметры съёмки)
Задача снять 5 кадров с разными значениями экспопары и ISO, но одинаковой экспозицией (освещённостью кадра).

Выложить 5 фотографий с описанием параметров съёмки под каждым снимком в учебной группе во Вконтакте, тема: «ДЗ Экспозиция | компенсация».

Ниже приведён пример выполнения, прочитайте комментарии под каждой фотографией.
4
Чтобы выяснить предельные возможности вашей камеры, снимите серию фотографий одного объекта, используя весь диапазон значений ISO. Скопируйте фотографии на компьютер. Определите для себя предельное значение, после которого качество изображения становится неприемлемым.

Загрузите одну фотографию с самым худшим качеством на стену учебной группы во Вконтакте с описанием параметров съёмки и модели камеры.
ВНИМАНИЕ: Все фотографии будут оцениваться на техническое качество исполнения. Не допускаются пересветы и недодержки, смазы и промахи по фокусу. Будьте морально готовы переделать задание несколько раз. Удачи!
comments powered by HyperComments