17. Экспонометрия

Экспозицией называется количество освещения, подействовавшее на фотослой за определенное время. Экспозиция зависит от переменных величин – освещенности объекта съемки и времени, в течение которого свет действует на светочувствительный слой. Экспозиция H пропорциональна произведению освещенности объекта E и времени экспонирования t:

H = E•t.

Для получения правильной экспозиции необходимо, чтобы на фотослой подействовало определенное количество лучистой энергии. Поскольку отдельные участки объекта съемки могут иметь различную освещенность, различную окраску, различную отражательную способность (коэффициент отражения), то, естественно, экспозиции отдельных участков изображения будут различными. Обычно под правильной экспозицией понимают такую ее величину, которая дает на негативе требуемую плотность изображения сюжетно важных участков объекта съемки.

Выбор величины экспозиции зависит также от необходимости передать на негативе большее или меньшее количество тональных переходов в светах и тенях одновременно. Способность фотоматериала правильно воспроизводить интервал яркостей объекта съемки называется фотографической широтой. Фотографическая широта больше у низкочувствительных фотоматериалов.

Таким образом, экспозиция зависит от общей и спектральной светочувствительности материала. Величина экспозиции обратно пропорциональна величине светочувствительности, т. е. во сколько раз светочувствительность выше, во столько же раз требуется меньшая экспозиция для получения аналогичного результата – плотности негатива.

Спектральный состав света, падающего на объект съемки, и спектральный состав отраженного света также влияют на величину экспозиции для различных по спектральной чувствительности фотоматериалов. Например, изохроматические пленки "Фото-32", "Фото-65", "Фото-130" при освещении объекта съемки лампами накаливания снижают светочувствительность соответственно до 22, 35, 90 единиц ГОСТ. Изопанхроматические пленки, имеющие повышенную чувствительность к желто-красным лучам, которыми богато излучение ламп накаливания, наоборот, повышают светочувствительность: пленки "Фото-250" – до 350, пленки "Фото-350" – до 500 единиц. Значит, и величина экспозиции для одной и той же пленки будет различной.

На величину экспозиции влияет также выбор рецепта проявителя и режим обработки негативного материала. Фотографическая широта контрастно проявленных негативов меньше, чем мягко проявленных. Отсюда перепроявление сокращает, а небольшое недопроявление увеличивает фотографическую широту.

Для сохранения указанной светочувствительности необходимо обрабатывать фотоматериал при 20°С в проявителе №2 в течение времени, обозначенного на упаковке (от 6 до 12 мин).

Если необходимо максимально использовать светочувствительность фотоматериала, а тем самым сократить экспозицию, его обрабатывают в проявителе специального состава, например в фенидонгидрохиноновом.

Если необходимо снизить светочувствительность фотоматериала, его обрабатывают в сверхмелкозернистых проявителях либо в мелкозернистых проявителях, но сокращая время проявления, либо в проявителях обычного состава, но сильно разбавленных водой.

Существует три основных способа определения экспозиции:

1. метод пробных съемок;
2. по таблице и калькуляторам;
3. с помощью оптических и фотоэлектрических экспонометров.

Метод пробных съемок приемлем при работе в стационарных условиях. Он заключается в экспонировании нескольких кадров при неизменяющихся световых условиях с возрастающей или убывающей экспозицией.

Ряд диафрагм или время экспонирования следует подбирать таким образом, чтобы предположительно правильная экспозиция попала в середину ряда.

После обработки фотоматериала выбирают лучший негатив, по записям устанавливают условия съемки (диафрагму, время экспонирования, расстояние от основного источника света до объекта, расстояние между фотоаппаратом и объектом) с тем, чтобы при дальнейшей съемке следовать найденной экспозиции.

Метод пробных съемок не требует абсолютно точного знания светочувствительности негативного материала, при этом автоматически учитываются условия обработки (состав и температура проявителя, степень его истощенности).

При переходе на другой негативный материал или при изменении режима обработки пробную съемку следует повторить.

По таблицам можно определить ориентировочное значение экспозиции, исключающее грубую ошибку. Неточности возникают из-за погрешности при выборе по таблице световых условий, в которых находится объект съемки (например, солнце за облаками, среднеоблачно, пасмурно), а также из-за того, что значения коэффициентов во многих случаях усреднены, а иногда занижены, что в конечном итоге дает передержку.

Калькуляторы экспозиции являются разновидностью таблиц и отличаются от них малым объемом. Инструкции по пользованию приводятся обычно на таблицах и калькуляторах. Этим способом определения экспозиции пользуются начинающие фотолюбители.

Оптические экспонометры основаны на визуальной оценке яркостей объекта съемки при просмотре через фильтры различной плотности. Окно экспонометра направляют с позиции фотоаппарата в сторону объекта съемки. На шкале экспонометра (ОПТЭК), имеющей ряд убывающих цифр, замечают последнюю из различимых.

Затем с помощью калькулятора определяют экспозицию.

Если экспонометр имеет фильтры различной плотности или один фильтр переменной плотности, то при наблюдении объекта съемки находят такой фильтр (или участок фильтра переменной плотности), за которым детали в тенях объекта съемки перестают различаться. Величина экспозиции определяется с помощью калькулятора.

Так как чувствительность глаза изменяется в широких пределах в зависимости от окружающих световых условий, то при определении яркости объекта съемки результаты могут быть различными, например при различном времени наблюдения через фильтр экспонометра. Чтобы уменьшить возможную величину ошибки, следует придерживаться определенной методики измерения: объект съемки и фотограф с экспонометром должны находиться в одинаковых световых условиях, длительность наблюдения должна быть принята одинаковой.

Фотоэлектрические экспонометры работают по принципу фотоэффекта. Под действием света, падающего на селеновый элемент экспонометра, в нем возникает электрический ток, величина которого измеряется гальванометром, включенным в цепь элемента (рис. 61).

Отклонение стрелки микроамперметра зависит от силы тока, которая прямо пропорциональна освещенности селена.

В качестве светоприемного устройства в фотоэкспонометре используются также фоторезисторы (сернисто-кадмиевые элементы типа ФСК), сопротивление которых изменяется в зависимости от их освещенности. Фоторезистор включен в электрическую цепь между источником питания (миниатюрная батарея) и гальванометром.

Пока фоторезистор не освещен, сопротивление его очень велико и ток в цепи отсутствует. При освещении фоторезистора сопротивление его уменьшается пропорционально освещенности, соответственно в цепи возрастает сила тока, измеряемого микроамперметром.

Фотоэкспонометры с сернистокадмиевыми резисторами отличаются от фоторезисторов с селеновыми элементами меньшими габаритными размерами и массой. Они реагируют на меньшую освещенность, более прочны, но требуют электрического источника питания.

Селеновые и сернистокадмиевые фотоэкспонометры выпускаются в виде отдельных приборов или монтируются в фотоаппараты, причем бывают не связаны или связаны с механизмом затвора. В некоторых конструкциях фотоаппаратов показания экспонометра определяют и устанавливают величину диафрагмы или время экспонирования, и тогда, фотограф, изменяя, например, значение диафрагмы до момента, пока стрелка экспонометра займет определенное место, устанавливает механически требуемую экспозицию.

В других конструкциях значения диафрагмы и времени экспонирования устанавливаются автоматически по заранее выработанной программе. В самых совершенных аппаратах с автоматической установкой экспозиции программа "диафрагма – время экспонирования" может меняться в зависимости от условий съемки.

Фотоэлектрические экспонометры предназначены для определения экспозиции тремя методами: а) по освещенности объекта съемки, б) по средневзвешенной яркости объекта съемки, в) по яркости детали объекта съемки.

Определение экспозиции по методу измерения освещенности объекта съемки является наиболее простым и надежным. Для этого фотоэлемент закрывают молочным светофильтром и направляют на источник освещения, определяющий наибольшую освещенность объекта со стороны, наблюдаемой от фотоаппарата. На улице экспонометр направляют на солнце, если солнечный свет падает на объект, или на участок неба, если объект освещен только светом неба (рис. 62).

В фотопавильоне экспонометр с позиции портретируемого направляют на светильник рисующего света (рис. 63).

При калькулировании экспозиции необходимо учитывать, что при прочих равных условиях светлое окружение объекта съемки требует примерно двукратного уменьшения высчитанной экспозиции, а темное – двукратного увеличения.

Экспозицию по методу определения общей яркости находят, направляя окно экспонометра с позиции фотоаппарата на объект съемки (рис. 62, б). Измеряется средняя величина отдельных яркостей объекта, поэтому данный метод называют еще методом средней или средневзвешенной яркости.

Угол охвата большинства фотоэкспонометров равен углу изображения основных объективов. При измерениях общей яркости нужно следить, чтобы в пределы измеряемого поля не попадали яркое небо, светильники и т. п.

Величина общей яркости объекта съемки зависит от абсолютных величин отдельных яркостей объекта и от относительных размеров площадей, занимаемых каждой яркостью, что ведет иногда к неточности в определении экспозиции. Например, если фотографируют человека на темном фоне с расстояния в несколько метров, то экспонометр покажет время экспонирования, которое по отношению к лицу окажется завышенным (передержка). Если же в кадр будет попадать пусть небольшой по площади, но ярко светящийся объект, то время экспонирования окажется заниженным. Следует помнить, что шкалы экспонометров бывают рассчитаны для определения экспозиций для объектов, коэффициент отражения которых равен или близок 30% (кожа лица человека).

Обычно источником ошибок при измерении общей яркости на натуре является яркое небо, поэтому во избежание недодержки рекомендуется направлять экспонометр на менее освещенный объект сюжета.

Определение экспозиции путем определения яркости наиболее светлой, наиболее темной или промежуточной яркости детали объекта съемки производят, направляя окно экспонометра на интересующую деталь. (Этот метод называют также методом определения экспозиции по яркости сюжетно важной детали.) При измерениях следят, чтобы в пределы угла охвата экспонометра попадала только часть объекта, яркость которой измеряют. Понятно, что при этом способе экспозиция для других деталей объекта съемки, обладающих большей или меньшей яркостью, может оказаться неточной, особенно, если объект имеет большой интервал яркостей. Поэтому иногда значение экспозиции, найденное для наиболее яркой и наиболее темной детали объекта, усредняют. Так, например, при съемке портрета в световом полуобороте, когда освещена значительная часть лица и необходимо воспроизвести фактуру кожи, экспозицию определяют по максимальной яркости лица. И наоборот, в теневом полуобороте экспозицию определяют по минимальной яркости лица.