Выдержка, диафрагма, чувствительность ISO – просто о сложном

В данной статье мы рассмотрим основу основ технической части фотографии – экспозицию. Несмотря на то, что это слово может кому-то показаться незнакомым и даже пугающим, мы сталкиваемся с экспозицией каждый раз, когда что-то фотографируем. Потому что экспозиция — это суммарный световой поток, который попадает на матрицу за время выдержки. Чтобы яркость объектов на фотографии соответствовала действительности, нужно научиться работать тремя параметрами – выдержкой, диафрагмой и чувствительностью ISO.

Если матрице достался слишком малый объем светового потока, то такой кадр получится слишком темным, то есть, недоэкспонированным или недосвеченным. Вот пример такого кадра:

Комментарии, как говорится, излишни. Первое желание, которое возникает при просмотре этой фотографии — ее хочется осветлить! Но, пытаясь прибавить яркости, мы неизбежно столкнемся с потерей качества. В темных местах (тенях) матрица получила настолько малый световой поток, что информация о цвете этих фрагментах частично или полностью отсутствует.

При попытке осветления недоэкспонированного снимка мы получим гарантированное искажение оттенков в тенях, а также высокий уровень цветового шума.

Наоборот, если матрица получила слишком большой световой поток, то фотография получается слишком светлой, то есть, переэкспонированной или пересвеченной. Пересвет — это еще большее зло, чем недосвет. Если недосвеченный снимок хоть как-то можно исправить в Adobe Photoshop, то пересвеченный снимок спасти намного сложнее, а во многих случаях — совершенно невозможно. При недосвете мы имеем недостаток информации о темных участках. Тем не менее, информация есть. Информация о цвете в пересвеченной области просто отсутствует — программа обработки ее воспринимает просто как абсолютно белый участок картинки. И какими бы не были совершенными алгоритмы обработки изображений, ни один из них не сможет «придумать» те детали, которые были потеряны при пересвете.

Ниже приведен пример пересвеченного (переэкспонированного) снимка.

На картинке видно, что корпус яхты потерял все детали и стал просто белым пятнышком. Как мы не будем пытаться его затемнить, потерянные детали обратно уже не вернутся.

Эти два примера показывают, что при фотосъемке нужно каким-то образом соблюсти баланс между пересветом и недосветом, то есть, обеспечить правильную экспозицию. В этом случае, фотография будет сбалансирована по светам и теням и будет смотреться наилучшим образом.

Как обеспечить правильную экспозицию?

Экспозиция задается тремя параметрами:

• Выдержка
• Диафрагма
• Чувствительность ISO

Выдержка - это временной промежуток, когда затвор фотокамеры открыт и матрица получает световой поток. Чем больше выдержка, тем больший световой поток получает матрица, тем ярче получается фотография.

Диафрагма - это механический «зрачок» объектива, который может открываться и прикрываться, тем самым меняя интенсивность светового потока, попадающего на матрицу. При открытой диафрагме (расширенный зрачок) световой поток максимален, при закрытой диафрагме (суженный зрачок) — минимален.

Чувствительность ISO — степень восприимчивости матрицы к свету. Изменение этого параметра позволяет матрице не «ослепнуть» от дневного света (для этого нужно задать низкую чувствительность) и не страдать «куриной слепотой» в темном помещении и делать в нем кадры без вспышки (для этого чувствительность нужно увеличивать).

Эти три параметра и задают экспозицию.

Если провести параллель между этими сложными на первый взгляд вещами и нашей повседневной жизнью предлагаю очень наглядный пример. Пусть у нас есть стакан и нам его нужно наполнить водой из-под крана. Это можно сделать двумя способами — включить напор помощнее и наполнить стакан за 1 секунду, либо набирать воду тонкой струйкой в течение минуты. В данном случае — стакан это ячейка матрицы, вода — световой поток, кран — диафрагма (чем сильнее он открыт, тем сильнее поток). А то время, которое уходит на наполнение стакана — выдержка. Но если у нас не получается наполнить стакан за отведенное время — единственный выход, чтобы соблюсти все «формальности» — это уменьшить объем стакана. Стакан в 2 раза меньшего объема наполнится в 2 раза быстрее. Таким образом, объем стакана — это величина обратная чувствительности. Меньше объем (быстрее наполняется стакан) — выше чувствительность (можно снимать с более короткой выдержкой).

Итак, что нужно сделать, чтобы стакан был наполнен «по рубчик», то есть, фотография была правильно проэкспонирована?

Замер экспозиции

В современных фотоаппаратах вся эта троица параметров может выставляться автоматически. В большинстве случаев автоматика работает безупречно, поэтому многие даже не задумываются о том, чтобы что-то выставлять и что-то менять. Но в ряде случаев автоматика срабатывает неправильно и мы начинаем искать причину… Почитав инструкцию к фотоаппарату, мы выясняем, автоматический экспозамер действует по одному из нескольких алгоритмов. Каждый из них «заточен» под разные условия освещения. Вот основные виды алгоритма замера экспозиции…

1. Интегральный (матричный) замер
2. Частичный и точечный замер
3. Центрально-взвешенный замер

В чем между ними разница и какой режим лучше использовать? Смотрим таблицу…

1. Интегральный (матричный замер)	2. Частичный или точечный замер	3. Центрально-взвешенный замер
Показания к применению: Основной режим для съемки, когда освещенность в кадре более-менее равномерная и нет объектов, которые сильно «выбиваются» из общей тональности.	Показания к применению: Когда ключевой объект по своей освещенности сильно отличается от общего фона и он должен быть хорошо проработан. Пример — портрет человека в темной одежде на темном фоне. При использовании других видов замера камера с большой долей вероятности «проявит» темный фон, излишне выбелив при этом лицо.	Показания к применению: Как правило, результат мало отличается от интегрального замера. Тем не менее, при съемке контрастных сюжетов большее внимание уделяется экспозиции центральной части кадра.

После замера экспозиции автоматика аппарата выставляет экспопару — выдержку и диафрагму. В видоискателе камеры высвечиваются числа, например:

Это означает, что выдержка составляет 1/250 секунды, диафрагма — 8. Аппарат готов к съемке, нам остается только нажать кнопку спуск!

Коррекция экспозиции и когда ее стоит применять?

Бывает так, что автоматический экспозамер ошибается и фотография имеет незначительный пересвет или недосвет. В этом случае можно внести поправку в работу экспозамера и переснять сюжет так, чтобы следующий кадр был нормально проэкспонированным. Но вот в чем вопрос — как определить, есть ли ошибка в экспозиции на отснятом кадре? Ведь на небольшом ЖК-экране, зачастую с не идеальной цветопередачей, мало что можно увидеть! И тут нам на помощь приходит замечательная функция — просмотр гистограммы.

Гистограмма — это график, показывающий распределение яркости на фотоснимке.

Вот пример фотоснимка и его гистограммы:

В данном случае видно, что гистограмма «упирается» в левый край — это означает, что на фотографии присутствуют недосвеченные объекты, которые выглядят на грани черноты. В то же время видно, что справа от графика есть немного свободного места. Чтобы избавиться от недосвета давайте попробуем скорректировать экспозицию, на +1/3EV (это эквивалентно тому, что мы увеличим выдержку «на 1 щелчок колесика», то есть, на 1/3 шага).

Чтобы ввести экспокоррекцию, нам нужно найти на фотоаппарате кнопку с такой пиктограммой:

Удерживая эту кнопку нажатой, крутим управляющее колесо, или нажимаем джойстик (у разных аппаратов по разному). На экране будет отображаться ползунок, который можно перемещать влево или вправо:

Такая же шкала отображается в видоискателе. Если сместить ползунок вправо, снимок будет светлее (положительная экспокоррекция), если влево — темнее (отрицательная экспокоррекция). Наша задача — выставить такой уровень экспозиции, при котором на фотографии будут проработаны и светлые и темные области, то есть, картинка оптимально впишется в динамический диапазон камеры.

Вот вариант предыдущего снимка, сделанного с положительной экспокоррекцией.

Мы видим, что картинка чуть посветлела, проработка теней на ней улучшилась. Гистограмма при этом сдвинулась чуть вправо. Если внести большую поправку, то тени будут проработаны еще лучше, но облака при этом будут пересвечиваться, то есть, терять оттенки и уходить в белизну. При этом гистограмма еще сильнее сместится вправо и будет «обрезана» со стороны светов. В идеале гистограмма не должна выглядеть обрезанной ни слева, ни справа. Если гистограмма обрезана слева, на фотографии присутствуют недосвеченные области и идет потеря информации в тенях. Если гистограмма обрезана справа, то на фотографии идет потеря оттенков в светлых областях.

Иногда возникает ситуация, когда гистограмма упирается и вправо и влево — в этом случае на снимке идет одновременная потеря деталей в тенях и в светах.

В этом случае при съемке пейзажа прибегают к технологии расширения динамического диапазона — HDR. Камера ставится на штатив, делается несколько кадров с разным уровнем экспозиции, которые впоследствии объединяются в одно изображение при помощи специального программного обеспечения. Более подробно о HDR можно почитать в статье Динамический диапазон фотографии и способы его расширения.