Общие сведения.

Экспозиция в фотографии термин многозначный и имеет несколько определений. Первоначальное значение происходит от латинского слова expositio — выставление, показ (или выставление на показ). Термин был принят после открытия фотографии

, когда при дагерротипии светочувствительная серебряная пластинка выставлялась на продолжительный «показ свету». Долгое время «показа» определило термин «выдержка», в течение которой светочувствительная пластинка выставлялась под действие света. Ввиду отсутствия затвора фотокамеры «показ свету» осуществлялся снятием с фотографического объектива крышки, отчего произошло слово «съемка». Это действие производил квалифицированный фотограф, умеющий находить удачный момент в состоянии объекта для снятия с объектива крышки. Отсюда произошел термин «фотосъемка». Более правильными в настоящее время считают термины: экспозиция, фотографирование (съемка) и выдержка.
В современной фотографии экспозиция подразделяется на несколько видов:
сенситометрическая — осуществляется в сенситометре для испытания фотослоев и режимов обработки в различных растворах;
съемочная — осуществляется в процессе фотографирования объекта, а также в целях испытания фотопленок в рабочем режиме;
местная (точечная) — относится к съемочной экспозиции и осуществляется для отдельных точек объекта в кадре;
общекадровая или общая — также относится к съемочной и осуществляется для всего кадра.
Для каждой экспозиции и замеров света существует различная методика установки и определения. Общая экспозиция регулируется диафрагмой объектива с выдержкой или общей освещенностью объекта, а также съемочными серыми светофильтрами, установленными на весь кадр. Местные экспозиции в кадре регулируются только местной освещенностью и съемочными светофильтрами — цветными и серыми, частично перекрывающими (каширующими) отдельные участки кадра.
Определением экспозиции занимается экспонометрия — наука управления количеством освещения, связанного с визуальными оценками объекта, факторами съемочной камеры и химико-фотографической обработкой. Точное определение данных экспозиции (факторов экспонирования) — диафрагмы и выдержки — является основной задачей съемочного процесса для получения нормированного по плотностям негатива, пригодного к фотопечати. Правильное экспонирование заключается в том, чтобы после определенной обработки (стандартной для данного типа фотоматериала или выбранной фотографом) получить на негативе критериальную плотность Dкр. Для черно-белых фотопленок типа «Фото» Dкp= Dmin+0,1 цветных негативных Dкp =Dmin+0,85.
Наиболее точно при съемке экспозиция определяется фотоэлектрическим экспонометром. С применением насадки из молочного стекла (молочной насадки или просто насадки) экспонометр превращается в люксметр для определения экспозиции по освещенности. Без молочного стекла-насадки экспонометр является яркомером с заданным конструкцией прибора углом охвата для определения экспозиции по яркости. При измерении экспозиции по освещенности фотометрических ошибок, как правило, не бывает.
Освещенность при экспонометрических расчетах экспозиции должна применяться к плоскостям, ориентированным в съемочном пространстве относительно источника света или объекта, так как она зависит от угла падения света на освещаемую площадку. Различают освещенность горизонтальную, вертикальную и фронтальную, а в отношении элементов объекта съемки — ключевую, максимальную, минимальную и для определенной точки объекта — местную, для учета интервала яркостей объекта.
При определении экспозиции по яркости возможны значительные погрешности вследствие неправильного применения экспонометра-яркомера и преобладания светлых или темных поверхностей фотографируемого объекта. Поэтому определять съемочную экспозицию по яркости можно тогда, когда по какой-либо причине найти ее по освещенности нельзя. Яркость измеряется с учетом характера объекта съемки и его композиции в кадре: матовых поверхностей — с любых направлений, глянцевых — по направлению оптической оси объектива съемочной камеры, так как при других точках измерения яркость может сильно отличаться от фотографируемой. Различают яркость общую (интегральную или средневзвешенную), зависящую от яркости отдельных деталей, в том числе и от яркости фона, а также от площади детали, и местную.
Объект съемки может иметь поверхности с различными светлотами . Их соовокупность образует светлотный ряд, создающий в зависимости от освещенности яркостный ряд и подлежащий измерению экспонометром-яркомером. При определении экспозиции по яркости (особенно встроенными в фотокамеру экспонометрами и камерами TTL) следует с целью коррекции ошибок обращать внимание на взаимоотношение площадей светлот в кадре и учитывать их влияние на результат экспонометрических замеров.
При измерении интегральной яркости экспонометром-яркомером вся площадь объекта съемки автоматически принимается за эталонную серую поверхность с ρ = 0,2, независимо от того, соответствует ей объект или нет. Преобладание светлых площадей над темными и наоборот приводит к неверным показаниям прибора. В таких случаях действует правило — во сколько раз отличается средняя яркость объекта от яркости серого поля с ρ=0,2, во столько же раз следует изменить в ту или другую сторону экспозицию, полученную по показанию прибора. Чем светлее объект относительно эталонной поверхности с ρ=0,2, тем больше надо увеличивать экспозицию, если темнее — уменьшать. Наиболее критично преобладание в кадре больших ярких поверхностей, например светлого неба, приводящее в конечном итоге всегда к большим недодержкам (притемнению лица), или больших масс темного леса, на фоне которого часто фотографируют портреты, приводящее к большим передержкам (высветлению лица). В этой связи на примере 8-польной серой измерительной шкалы как эталонного объекта съемки показательны определенные соотношения яркостей в объекте и влияние их на результат экспономегрических замеров .

Рис. 1. Схема получения изображения объекта графическим способом при черно-белой съемке (светочувствительность пленки по Dкp = Dmin+0,1)

Экспозиционное распределение яркостей объекта съемки на характеристической и рабочей кривой фотопленки.

При визуальном анализе яркостей объекта и экспонометрических расчетах всегда следует помнить, что основное назначение негативной фотопленки — это передача яркостей отдельных деталей объекта в оптические плотности фотографического изображения. Зависимость этой передачи графически выражается в виде рабочей кривой-негатива в прямоугольной системе координат. На рис. 1 для черно-белой фотопленки показаны две рабочие кривые эталонного объекта с черным и белым фоном и характеристическая кривая (ХК), заданная заводом — изготовителем светочувствительного материала и показывающая оптические свойства фотослоя с возможностями тоновоспроизведения без влияния объекта съемки.
При определении экспозиции значение светочувствительности S в ед. ГОСТ указывает на получение в негативе сенситометрической начальной плотности Dкр = Dмин+0,1. На рис. 1 эта плотность должна воспроизводиться точкой, равной яркости первого (черного) поля объекта (серой шкалы). В реальных съемочных условиях с учетом световых факторов объекта и рассеяния света на фотослое в съемочной камере эта плотность возрастает и тем больше, чем выше светорассеяние.
При перепроявлении начальная плотность изменяется мало, лишь возрастает контраст негативного изображения с соответствующей деформацией тоновоспроизведения. Незначительные отклонения в обработке сказываются на тоновоспроизведении значительно меньше, чем экспозиционные передержки и недодержки.
Если экспозиция определена правильно, то все яркости распределяются по плотностям в негативе автоматически, как показано на рис. 18, а лицо человека (сюжетно-важная деталь) будет иметь плотность с наивысшим разрешением.
При цветной фотосъемке яркости элементарных цветов объекта распределятся в негативе потемнениями для каждого частичного зонального слоя, аналогично распределению плотности на черно-белом негативе.

Рис. 2. Характеристические кривые цветных негативных фотопленок с нормальным балансом для всех частичных слоев (а), одного разбалансированного слоя по светочувствительности (б) и трех взаимно разбалансированных слоев по контрастности (в,г)

Если слои сбалансированы хорошо, цветовоспроизведение будет оптимальным (рис. 2, а). При определении экспозиции в цветной съемке светочувствительность устанавливают для критериальной плотности с высоким разрешением Dкp= Dmin+0,85, находящейся в средней части ХК. Для получения этой плотности становится критичным (более чем изменение экспозиции) время стандартного проявления, увеличение которого изменяет исходную светочувствительность и контрастность для каждого частичного слоя. Особенно сильно искажается цветовоспроизведение при увеличении экспозиции и времени проявления с разбалансом какого-либо из частичных слоев по контрастности и светочувствительности (рис. 2, б — г).

Регулировка экспозиции освещенностью объекта съемки.

Изменять освещенность можно изменением расстояния источников света до объекта съемки, изменением числа ламп и их мощности, изменением напряжения питания (для черно-белой съемки). Изменение расстояния, даже небольшое, приводит к значительным изменениям экспозиции, поскольку в данном случае действует закон квадратов расстояний, справедливый для точечных источников света. Если по какой-либо причине нельзя менять расстояние, освещенность регулируется количеством ламп и их мощностью. Вначале определяют диафрагму, наиболее выгодную по глубине резкости будущего изображения, затем выдержку, наиболее продолжительную из числа допустимых в соответствии с вероятной скоростью движения объекта. Далее определяют требуемое количество света.
При этом учитывают светочувствительность пленки и то число света, которое укажет калькулятор экспонометра после установки на нем принятых диафрагмы и выдержки. Количество света, установленное таким образом, будет наиболее экономичным.
Освещенность при портретной съемке эффективно регулировать прожекторами. Местные экспозиции на лице фотографируемого регулируются изменением ширины (развода) луча прожектора при передвижении лампы в его корпусе. Преимущество этого способа заключается в плавном регулировании количества света при неподвижном прожекторе, что очень важно, так как не нарушается найденный рисунок светотени на лице. Освещенность можно регулировать установкой перед лампами поглотителей света, например стеклоткани, хорошо выдерживающей большую температуру нагрева. Кроме того, соблюдая пожарную безопасность, применяют марлевые сетки, серые пленочные светофильтры, аркозоль, матовые стекла и тому подобные теплостойкие предметы. Эти поглотители служат для окончательной дозировки света. Применяя их, следует учитывать степень поглощения света и перекрывать не только все выходное окно прожектора, но и часть его. Недостаток таких поглотителей — увеличенное рассеяние света. Способ поглощения света неэкономичен и применяется для смягчения света или коррекции местных значений экспозиции при освещении объекта несколькими световыми приборами.
Эффективен способ регулировки освещенности изменением напряжения источников света с помощью автотрансформаторов или реостатов. Преимущество этого способа — одновременная или индивидуальная регулировка несколькими световыми приборами при неизменном расположении их в схеме освещения объекта. Недостаток заключается в изменении спектрального состава света, что неприемлемо при цветных съемках. При уменьшении напряжения на лампах в их излучении появляется больше красных, а при увеличении напряжения — больше синих лучей.

Изменение экспозиции диафрагмой объектива.

Деления, нанесенные на кольцо диафрагмы объектива, позволяют изменять экспозицию в значительных пределах. При переходе с одного деления диафрагмы на соседнее экспозиция изменяется в два раза. При изменении диафрагмы меняется глубина резкости изображаемого пространства, которую определяют с помощью специальных шкал, нанесенных на оправу объектива. Если глубина резкости используется как изобразительное средство, отказаться от которого нельзя, то для изменения экспозиции следует применять другие способы. Чтобы узнать отношение экспозиций при двух разных значениях диафрагм, следует возвести в квадрат показатель одного деления и разделить его на квадрат показателя другого.
Для расчета изменения экспозиции диафрагмой применяют следующие соотношения:

У некоторых объективов две первые метки диафрагм могут не соответствовать двукратному изменению экспозиции. Причем первое значение диафрагмы выпадает из ряда, принятого стандартом. Это объясняется тем, что первая метка относится к полностью открытой диафрагме.
Наиболее эффективна регулировка экспозиции диафрагмой при спортивных съемках на натуре, когда естественное освещение избыточной не регулируется. Тогда устанавливается выдержка с учетом скорости движения объекта, а экспозиция устанавливается до требуемой величины диафрагмой. Закрытие диафрагмы выгодно тем, что при увеличении глубины резкости появляется свобода в выборе точки съемки без риска снять движущийся объект не в фокусе.
По ГОСТ 17175—82 основному ряду относительных отверстий соответствуют следующие значения диафрагм: 0,5—0,7—1 — _1,4_2—2,8—4—5,6—8—11 —16—22—32—45—64—90—128— —180—256-360.

Изменение экспозиции выдержкой

характеризуется широкими пределами, ограниченными, с одной стороны, выдержкой 1/1000 с, применяемой в съемочной практике, с другой — без ограничения времени. При художественных съемках с необходимостью получать смазанные изображения степень нерезкости устанавливается определенной выдержкой. В этом случае устанавливать экспозицию выдержкой нельзя. В общих случаях величина выдержки зависит от глубины резко изображаемого пространства, устанавливаемого диафрагмой объектива, и скорости движения объекта относительно съемочной камеры. Это относится к условию получения резкого изображения объекта.
Для каждой скорости движения объекта существует предел возможной наибольшей выдержки, изменяющейся в зависимости от направления движения и расстояния камеры до объекта. За этим пределом изображение объекта становится недостаточно резким или смазанным. Закономерности в изменении требуемых выдержек могут быть связаны с направлением движения объекта: первая — движение под углом 30°, при котором требуется уменьшение выдержки в два раза, и вторая — движение на аппарат или от него с уменьшением выдержки в четыре раза по сравнению с движением перпендикулярно оси объектива. Вдвое увеличенная скорость требует вдвое уменьшенной выдержки.
Как пример следует отметить, что выдержка 1/1000 с необходима для съемки пешехода, идущего перпендикулярно оси объектива на расстоянии от камеры 2 м, и для съемки автомобиля при скорости 50 км/ч на расстоянии 20 м. Вдвое увеличенное расстояние допускает увеличение выдержки вдвое.
Если требуется перейти на другую выдержку с неизменной экспозицией, то следует изменить диафрагму. Новая выдержка требует изменения диафрагмы, а новая диафрагма — изменения выдержки. Их шкалы, будучи равноступенными с одинаковым шагом изменения экспозиции, сочетаются легко.
Выдержка и освещенность связаны между собой зависимостью Н=Et, подчиняющейся закону взаимозаместимости, согласно которому одинаковые количественные изменения выдержки и освещенности объекта могут взаимно заменять друг друга. Например, если необходимо увеличить экспозицию в два раза, то можно либо увеличить выдержку в два раза, либо увеличить в два раза освещенность. Однако этот закон действует в ограниченных пределах . Его нельзя применять при работе с импульсными лампами и с выдержками более 1 с.
Регулировка экспозиции выдержками в съемочной практике наиболее распространена и бывает единственно возможной. При художественных съемках на натуре с нерегулируемой освещенностью диафрагма часто служит для установки требуемой глубины резко изображаемого пространства в изображении и изменена быть не может. Тогда экспозицию до установленной нормы доводят изменением выдержки.

Изменение экспозиции светофильтрами

осуществляют тогда, когда экспозицию нельзя изменить ни диафрагмой, ни выдержкой, ни освещенностью. Светофильтрами изменяют выдержку для всего кадра — коррекция общей экспозиции и для его части — коррекция местной экспозиции. Для изменения общей экспозиции обычно применяют нейтрально-серые НС-2Х и НС-4Х светофильтры, перекрывающие весь кадр. Они не имеют избирательного поглощения в спектре и пропорционально уменьшают все яркости объекта в два или четыре раза соответственно. При этом следует учитывать, что кратность нейтрально-серых светофильтров постоянная и не зависит от спектральной чувствительности фотопленки и спектрального состава света. При съемке в яркий солнечный день с высокой освещенностью, когда выдержка задана, а диафрагма установлена для получения требуемой глубины резко изображаемого пространства, применение нейтрально-серых светофильтров — единственно возможный способ.
Для изменения местных экспозиций применяют серые оттененные или частично перекрывающие (каширующие) кадр светофильтры (полуфильтры). Цветные светофильтры применяют для избирательного поглощения какого-либо цвета при решении изобразительных задач. Ориентировочно действие светофильтров определяют по их цвету на основании правила дополнительности цветов, а более точно — по спектральной характеристике. Числа кратности цветных светофильтров дают приблизительную поправку экспозиции. Широкие изменения экспозиции с одним светофильтром могут значительно изменять характер тоновоспроизведения объекта.

Экспозиция и взаимозаместимость ее составляющих.

В практике фотосъемок освещенность и время экспонирования при расчетах экспозиции (H=Et, лк • с) считаются равноценными величинами, оказывающими пропорциональное воздействие на светочувствительный слой. Экспозиция определяется посредством экспозиционной пары — диафрагмы, регулирующей освещенность, и выдержки, определяющей время экспонирования. Эта пара вычисляется на калькуляторе экспонометра для заданной светочувствительности фотопленки. При этом принято условие, что освещенность и выдержка взаимозаместимы, т. е. изменение одной величины в равной мере компенсируется изменением другой.
Однако взаимозаместимость для большинства фотопленок относительна и распространяется на экспозиции, ограниченные выдержками от 1/1000 с до 1с. При выдержках до 1/1000 с и более 1 с взаимозаместимость особенно резко нарушается и становится невзаимозаместимостью, выражающейся в уменьшении светочувствительности фотослоя при съемке с относительно меньшим и большим временем экспонирования. Наглядно невзаимозаместимость проявляется в уменьшении плотности черно-белого негатива, увеличении плотности обращенного и в разбалансе цветного негативного изображения. При этом для разных фотоматериалов невзаимозаместимость различна.
Количественно невзаимозаместимость в экспозиции выражается формулой H=Etp, где p — показатель, учитывающий степень отклонения от взаимозаместимости. Коррекция невзаимозаместимости осуществляется в основном при макросъемке, недостаточном освещении, требующем выдержек более 1 с, при репродуцировании, при очень малых отверстиях диафрагмы и других условиях съемки.
При малых освещенностях для негативных фотокиноматериалов показатель степени p равен 0,45...0,95, для позитивных — 0,65 ...0,7. При значительных освещенностях (более 100 тыс. лк) р больше единицы. Невзаимозаместимость следует учитывать при переходе от одной выдержки к другой в значительных пределах. Если, например, освещенность относительно первоначальной уменьшена в 100 раз, выдержку при p = 0,9 надо увеличить не в 100, а в 166 раз, т. е. примерно В 1,5 раза. Ориентировочно, при относительно малой освещенности и расчетной выдержке 1 с поправка на увеличение экспозиции составляет 1 ступень, при 10 с — 1,5 ступени. При большой освещенности и расчетных выдержках 1/1000 с и короче поправка на уменьшение экспозиции составляет 1 ступень и более.

Способ определения экспозиции пробными съемками

является простым, надежным, рекомендуемым и не требующим применения приборов. Он заключается в сравнительной оценке различно экспонированных и проявленных негативов. Такой способ применяется в тех случаях, когда трудно учесть экспозицию при разнородном освещении при художественных съемках с пятнистым освещением для решения изобразительных задач.
Пробные съемки производят на трех или пяти кадрах с удвоением экспозиции, из которых средний кадр рекомендуется выполнять с предполагаемо оптимальной выдержкой (экспозицией), а крайние — с недодержкой и передержкой на 1+1 ступень экспозиции. Изменять экспозицию можно выдержкой или отверстием диафрагмы в одну и другую стороны от номинальной. При соответствующих навыках в определении экспозиции можно делать только три пробных снимка.
Практически это выполняют следующим образом. Рассчитав оптимальную экспозицию, снимают пробные кадры, начиная с минимальной экспозиции в сторону ее увеличения по ступеням диафрагмы или выдержки: минус 2-я ступень — минус 1-я ступень — номинальная экспозиция — плюс 1-я ступень — плюс 2-я ступень. При съемке в каждый кадр рекомендуется вводить небольшую табличку с номером кадра и указанием условий съемки, а затем записывать показания на отдельном листе бумаги. После обработки в заданном проявителе получают пять кадров с возрастающей плотностью, из которых средний кадр считается оптимальным по расчетной экспозиции Hном. Возрастающий ряд плотностей позволяет зрительно анализировать негативное изображение с определением деталей в тенях и светах и делать в дальнейшем соответствующие экспонометрические коррективы, эффективно помогает снятая в кадре серая шкала.
Объекты съемки бывают разные: нормальные с белым, серым или черным фоном , у которых средняя светлота приближается к эталонной (экспонометрической) с ρ=0,2, и объекты с преобладанием белого или черного в границах кадра. В этой связи для определенного объекта с заданным или определенным освещением рекомендуется более полное экспонометрическое испытание любой фотопленки с привязкой параметров негатива к полезному интервалу экспозиций фотобумаги, необходимой для печати. Для этого экспонируют кадры на всех выдержках при одной диафрагме, например 4, и при всех диафрагмах с одной выдержкой, например 1/60 с. Экспонирование займет примерно 10..20 кадров. После обработки можно определить оптимальную для данного объекта экспозиционную пару — диафрагму с выдержкой и дополнительно провести аналогичные испытания. Рекомендуется с выбранных визуальным способом нескольких негативов отпечатать позитивы на разных типах фотобумаги и определить наилучший отпечаток. Этот метод громоздок, требует расхода большого количества фотоматериалов, но дает требуемые результаты.
Пробные съемки, проведенные разными съемочными камерами и объективами, могут дать при прочих равных условиях разные соответствующие негативы. Поэтому способ пробных съемок следует проводить для большой партии фотоматериалов — пленок и фотобумаги, на которой предстоит фотопечать. Режим обработки для этой партии должен быть одинаков. Хорошие результаты пробных съемок можно получить, применяя в качестве объекта серую измерительную шкалу.

Определение экспозиции фотоэлектрическими приборами

— экспонометрами. Основой их применения служит оценка относительной яркости светорассеивающей среды или объекта съёмки. Конструктивное назначение экспонометров — измерять яркость всей площадью светоприемника. Для восприятия яркости экспонометр должен иметь глубокую шахту перед фотоэлементом или вставную решетку с глубокими проходными ячейками, ограничивающими угол охвата прибора. При восприятии освещенности на светоприемник надевают молочную насадку, толщина которой зависит от чувствительности светоприемного элемента. Экспонометр имеет три основных узла: селеновый или какой-либо другой фотоэлемент, гальванометр и калькулятор — счетное устройство для определения экспонометрических параметров фотосъемки.
Калькулятор содержит поворотные диски с оцифрованными шкалами и представляет собой модель математической экспонометрической формулы общей экспозиции, необходимой для получения нормального негатива при стандартной обработке. В калькулятор-формулу входят четыре величины: общая (средневзвешенная) яркость, светочувствительность пленки, диафрагма и выдержка. Общая яркость, воспринимаемая экспонометром, рассчитана на образцовый объект со средней светлотой ρ=0,2 и вводится в калькулятор по показанию стрелки гальванометра. Ввод яркости в прибор осуществляется направлением его только на объект съемки, отражающий свет. Три остальные величины вводятся в калькулятор поворотом соответствующих оцифрованных шкал. При этом для получения одной из них вводятся числа только двух. Если экспонометр направляется на источник света, то для превращения силы света в яркость на прибор надевают молочную рассеивающую насадку, направляющую свет от всей своей площади на всю площадь светоприемника и создающую эффект яркости.
Молочная насадка фотоэкспонометра выполняет двойную функцию: первая — превращает экспонометр в измеритель освещенности, обеспечивая ему угол охвата до 180° (обязательный для измерителя освещенности); вторая—способствует одинаковому численному выражению освещенности и общей яркости.
При экспонометрических расчетах в калькулятор обычно вводят число светочувствительности фотопленки по численному значению одной оцифрованной поворотной шкалы. По остальным шкалам и показанию гальванометра определяют одну неизвестную величину при трех известных, т. е как бы решается математическое уравнение с одним неизвестным.

Рис. 3. Схемы фотоэкспонометров: для измерения освещенности с насадкой из молочного стекла — плоской (а) и полусферической (б) и для измерения яркости с шахтой (в) и решеткой-насадкой (г)

Одна и та же величина общей экспозиции — факторов съемочной экспозиции — может быть выражена на калькуляторе многими их комбинациями. Если изменить одну из величин, то автоматически, сохраняя равновесие факторов экспозиции, калькулятор укажет соответствующее изменение другой величины, взаимно связанной по формуле с первой. При постоянных величинах светочувствительности, диафрагмы и выдержки калькулятор по шкале гальванометра оценивает среднюю яркость всего объекта в целом от всей его площади, но не показывает относительную яркость какой-либо детали в отдельности. Поэтому измерять яркость, а следовательно, и определять светочувствительность пленки по части объекта нельзя. Если измерение общей яркости объекта при его ρср = 0,2 исключается, то его можно заменить измерением яркости только средне-серой детали с ρ=0,2 или подставить лист белой бумаги с ρ=0,8, зная, что она в четыре раза ярче, и внести соответствующую 4-кратную корректировку. Особенно это бывает необходимо при темных условиях съемки, когда работа с экспонометром затруднена вследствие низкой его чувствительности и приходится измерять яркость белых элементов объекта с увеличением экспозиции в четыре раза.
При измерении света экспонометрами применяют различные по форме и конструкции насадки (рис. 3).
Экспонометр с плоской насадкой из молочного стекла — экспонометр люксметр, измеряющий освещенность (рис. 3, а). Некоторые типы экспонометров имеют шкалу в величинах освещенности, у других (как недостаток) ее нет. Характерная особенность — угол восприятия света около 180°. Молочная насадка может быть плоской прямоугольной или круглой (диск). Экспонометр с диском применяется для измерения освещенности объекта (в люксах) и определения контраста съемочного освещения.
Измерение освещенности объекта экспонометром-люксметром с диском. Правило: следует учитывать форму поверхностей объекта и их ориентацию в пространстве относительно съемочной камеры. Это необходимо для правильного расположения диска экспонометра по отношению к объекту и источникам освещения. В случае плоского объекта (при репродуцировании плоских оригиналов) диск экспонометра располагают в плоскости, параллельной освещаемой поверхности независимо от расположения источников света. При таком положении диска будут правильно учтены косинусы углов падения света от всех источников, освещающих плоскую поверхность.
В случае объемного объекта (например, при съемке портрета) диск направляют от объекта в сторону главного (ключевого) источника света и измеряют максимальную освещенность объекта.
Измерение контраста освещения экспонометром-люксметром с диском проводят для определения освещенности объемного объекта в двух точках. Первая — диск экспонометра направляют от объекта по нормали диска в сторону главного источника света (измерение ключевой освещенности) и вторая — диск направляют от объекта по нормали диска в сторону заполняющего света (обычно в направлении на съемочную камеру) с затенением диска ладонью руки от света главного источника. Деление большого значения освещенности (в первой точке) на малое (во второй точке) дает величину контраста освещения объекта при двух источниках света. При трех и более источниках света диск экспонометра направляют на камеру в месте наименьшей освещенности (вторая точка).
Экспонометр с полусферической насадкой из молочного стекла (не люксметр), рис. 3, б, измеряет освещенность для определения диафрагмы в заданных условиях освещения объекта и дает несколько завышенные показания вследствие выпуклости полусферы, при которой закон косинусов углов падения света не учитывается. При переднем освещении полусферы показания экспонометра могут быть сопоставимы с показаниями люксметра.
При освещении объекта полусферу всегда направляют от объекта на фотокамеру. При съемках в натурных условиях при солнечном освещении, когда освещенность у объекта и камеры одинакова, можно измерять свет возле камеры, сохраняя то же самое направление полусферы по линии от объекта на камеру или по другой параллельной ей линии. При таком измерении света положение Солнца значения не имеет, поскольку полусфера учитывает и схему освещения объекта.
Экспонометр с шахтой или решеткой-насадкой — экспонометр-яркомер, измеряющий яркость поверхности объекта. Шахта экспонометра образуется конструктивно корпусом прибора и устроена так, чтобы в нее могла вставляться плоская прямоугольная молочная насадка (ркс. 20, в) для измерения освещенности. Шахты у разных экспонометров различны и имеют угол охвата 20...75°. Этот угол необходим для восприятия по яркости в основном среднего по горизонтальной протяженности объекта с измерением его яркости от съемочной камеры. Больший угол увеличивает чувствительность прибора, но лишает экспонометр качества яркомера. Меньший угол не способен воспринимать общую яркость объекта, а только местную или локальную яркость в объекте и при угле 0,5...1° прибор превращается в точечный яркомер. В экспонометрах, у которых селеновый фотоэлемент может выдвигаться или утапливаться в глубь прибора, угол восприятия может быть меньше. При этом чувствительность прибора снижается, так как на фотоэлемент попадает меньше отраженного света.
Для уменьшения угла охвата на селеновый фотоэлемент экспонометра-яркомера надевают туннельную решетку (рис. 3, г). Она сильно снижает чувствительность прибора, что ограничивает его применение при низких уровнях освещенности. Для равномерности освещения фотоэлемента решетка спереди может иметь линзовую растровую систему (дополнительно предохраняющую поверхность фотоэлемента от механических повреждений).
В отличие от измерения освещенности, при котором суммируется весь падающий на экспонометр свет, при измерении яркости отдельные (местные) яркости не суммируются, а измеряется средняя (средневзвешенная) их величина. Местные яркости объекта создают его общую яркость, аналогичную термину общей плотности негатива. Значение общей яркости объекта съемки зависит от абсолютных значений отдельных яркостей и относительных площадей, занимаемых каждой яркостью.
При измерении общей яркости необходимо следить за углами охвата экспонометра-яркомера — вертикальным и горизонтальным с тем, чтобы в рамку охвата входил только снимаемый объект. Техника определения экспозиции по яркости такая же, как и определение по освещенности, и одинаковые показания экспозиции можно получить только при условии измеряемой яркости с поверхности, имеющей ρ_ср = 0,2.

Спектральное соответствие фотоэкспонометров и фотоматериалов.

Для точности расчета съемочной экспозиции необходимо полное соответствие спектральных характеристик экспонометра и фотопленки с учетом спектрального пропускания применяемых съемочных объективов и светофильтров. При несоответствии этих характеристик в экспонометрические расчеты должны вноситься коррективы, определяемые цветочувствительностью фотопленок, цветовым характером объекта и спектральным составом освещения.
Существенные поправки вносит визуальная особенность зрения, так как глаз человека остается единственным критерием оценок естественности тоно- и цветовоспроизведения объекта. Для правильного воспроизведения тонов в черно-белой фотографии необходимо приближение кривой чувствительности фотослоя к кривой спектральной световой эффективности глаза, а для правильных экспозиционных оценок необходимо спектральное соответствие экспонометра и глаза. В цветной фотографии оптимальная экспозиция определяется только по спектральной характеристике цветной пленки с учетом показаний экспонометра и визуальной оценки. Поэтому чем меньше будут различия в цветочувствительности фотоматериала, глаза и экспонометра, тем меньшими окажутся возможные ошибки при определении экспозиции экспонометрами. С этой целью при черно-белой съемке следует применять желто-зеленый светофильтр ЖЗ-1,4Х, а еще лучше — желто-зеленый Ж3-2Х.
Из этих светофильтров Ж3-2Х больше соответствует спектральной характеристике зрения, но он выше по кратности. Обычно рекомендуется всегда применять светофильтр ЖЗ-1,4Х, требующий при съемке на панхроматических пленках типа «Фото» увеличения экспозиции на полделения диафрагмы или выдержки. К тому же он полностью отсекает УФ и синие лучи спектра до 400 нм, не действующие на фотопленку с повышенной светочувствительностью к этим лучам.

Рис. 4. Кривые для оценки спектрального взаимного соответствия глаза, экспонометра с селеновым фотоэлементом, светофильтра Ж3-1,4Х и фотопленки типа «Фото»

На рис.4 показаны кривые для оценки спектрального соответствия глаза, селенового экспонометра, светофильтра и панхроматической фотопленки.
При цветных съемках применение желто-зеленых и других светофильтров исключено, так как они искажают цветовоспроизведение. Экспонометрические расчеты экспозиции опираются только на фотоэкспонометры, спектральная характеристика которых должна быть максимально приближена к кривой спектральной световой эффективности глаза. Недодержки и передержки в экспонировании исключаются. Вследствие различия спектральной чувствительности экспонометра и фотопленки, а также различия спектральных характеристик различных фотографируемых объектов точное определение экспозиции по калькулятору экспонометра в некоторых случаях цветной съемки затруднено. Поэтому в замеры экспонометром следует вносить поправки, найденные в результате пробных съемок.

Экспозиционное число (Z).

Для обеспечения при съемке точной экспозиции современные фотокамеры с центральным затвором в объективе снабжают экспонометрическими устройствами (ЭУ), предназначенными для определения или установки правильных значений экспозиционных параметров t и п — выдержки и диафрагмы. В таких камерах экспозиционное число Z выражает внешние факторы съемки (яркость объекта В и светочувствительность пленки S) и требуемую в данных условиях экспозицию, обеспечиваемую определенными сочетаниями t и п (экспозиционной парой). С помощью числа Z находят их требуемые значения. Изменению числа Z на единицу соответствует изменение экспозиции в два раза.
Экспозиционное число обосновывается видоизмененной основной экспонометрической формулой

(Bср*S0,1)/C(коэффициент)=(n(диафрагма))/(t(выдержка))=2z

Рис. 5. Полная номограмма экспозиционных чисел Z с относительными величинами яркости

Применительно к общей съемочной практике для удобства пользования на рис.5 показана упрощенная номограмма чисел. Значения диафрагмы и выдержки по экспозиционным (световым) числам можно найти из табл. 1.

1. Значения экспозиционных чисел Z (световых чисел EV)

При известных значениях освещенности Е и светочувствительности S числа Z охватывают различные сочетания диафрагмы и выдержки, сообщающие фотоматериалу равные экспозиции. Экспозиционное число — это условная логарифмическая величина по основанию 2—Z=log2(n2/t). В основу ряда экспозиционных чисел положено значение Z = 0, соответствующее выдержке 1 с. и диафрагме 1. Полный ряд чисел Z (номограмма) с относительными значениями яркостей изображен на рис.5.

Рис. 6. Упрощенная номограмма чисел Z

Шкалы ЭУ фотокамер построены по принципу удвоения чисел так же, как, например, шкалы удвоения выдержек, диафрагмы и светочувствительности фотопленок. Поэтому ЭУ снабжены рядом чисел Z от 1 до 20, из которых каждое число однозначно выражает любое сочетание двух факторов: яркости объекта и светочувствительности пленки. Например, числу Z=13 соответствуют следующие приближенные внешние факторы для фотопленок типа «Фото»:

Диафрагма и выдержки при Z — 13 имеют следующие сочетания:

Прямой солнечный свет на земле при чистой атмосфере по своей освещенности не превышает величину Z=17, что соответствует выдержке 1/500 с при диафрагме 16 и светочувствительности фотопленки 32 ед. ГОСТ. Шкалу экспозиционных чисел иногда называют шкалой световых значений от немецкого слова Lichtwerte, обозначающего десятичный логарифм произведения яркости на светочувствительность пленки (lg BS). В фототехнике экспозиционные числа Z применяют для различных экспонометрических расчетов и в литературе обозначают символами EV или EV, световыми числами LW.

Способ определения экспозиции по таблицам

основан на общих закономерностях освещения, характеризующихся географической широтой местности, временем года, дня и состоянием неба при Солнце и в пасмурную погоду. Результаты этого способа зависят главным образом от визуальной оценки всех признаков, т. е. от субъективного отношения фотографа. Съемочную экспозицию определяют по готовым таблицам с описанием условий освещения. Эти таблицы могут быть выполнены на отдельных листах или в виде плоских картонных расчетных калькуляторов. При пользовании ими можно приобрести хороший опыт для ориентировки в съемочном освещении и определении экспозиции без грубых ошибок в черно-белой фотографии (приобрести такой опыт целесообразно при пользовании картонным калькулятором совместно с фотоэлектрическим экспонометром). В цветной фотографии табличный способ не практикуется.

Сравнение способов определения экспозиции по освещенности и яркости.

Расчет экспозиции по освещенности основывается на применении номинальной светочувствительности фотоматериала, при которой в негативе при стандартной обработке самая темная часть объекта воспроизводится наименьшей плотностью, превышающей минимальную плотность на D=0,1(Dкp=Dмин+0,1). При рекомендуемом коэффициенте контрастности стандартная обработка дает негативы, плотности которых наилучшим образом соответствуют яркостям объекта съемки. Способ определения экспозиции по освещенности при съемке на пленках с обращением дает диапозитивы наиболее однородные, особенно при съемках в помещении.
Для этого способа имеет большое значение, какая из освещенностей принимается в расчет и где она действует в объекта (к каким поверхностям относится). Обычно при расчете принимается максимальная освещенность, совпадающая с ключевой. Если же освещенность относится только к темным деталям объекта, создавая необходимую для их съемки яркость, то для светлых поверхностей она может оказаться завышенной и тогда расчет экспозиции по ней будет неправильным.
Расчет экспозиции по общей яркости объекта зависит от количества и соотношения светлот в объекте. Лучшие результаты расчета получаются тогда, когда общая яркость объекта в достаточной степени пропорциональна его освещенности при среднем коэффициенте отражения объекта ρ = 0,2. Если общая экспозиция по яркости рассчитывается для объектов, значительно различающихся по средней светлоте, то при одинаковой освещенности экспозиция будет получаться разная, а негативы, соответственно, разной плотности с признаками недодержки и передержки. Недостаток расчета экспозиции по яркости заключается в отсутствии закономерной связи общей яркости объекта с его освещенностью, что приводит к разбросу негативов по плотности.
Выбор способа определения экспозиции зависит от всех условий фотосъемки: типа фотоэкспонометра с его возможностями и требуемой точностью, условий места и времени съемки, характера съемочного объекта, его освещения, удобства работы и других условий.
Условия места съемки могут затруднить выбор способа определения экспозиции вследствие невозможности или трудности подхода к объекту съемки. При солнечном освещении можно не подходить к далеко расположенному объекту, а измерить освещенность возле фотокамеры. Здесь же можно измерить и контраст его освещения, устанавливая экспонометр-люксметр (с молочной насадкой) в положения, соответствующие положению плоскостей, находящихся в условиях максимальной и минимальной освещенности. При невозможности подхода к объекту способ измерения освещенности отпадает и для определения экспозиции следует применить способ измерения яркости.
Время съемочного дня и состояние погоды не всегда могут позволить определить экспозицию по яркости. В таких случаях всегда следует измерять освещенность, поскольку падающий свет интенсивнее отраженного.
Характер объекта съемки (особенно с темными поверхностями и при низкой освещенности) значительно влияет на измерение экспозиции по яркости. В данном случае целесообразно измерять освещенность, несмотря на то что яркость достаточна для отклонения стрелки гальванометра на первые деления шкалы вблизи нуля. Точность на этих делениях понижена. Не рекомендуется определять экспозицию по яркости при малых размерах объекта, угловые размеры которого меньше угла восприятия (охвата) экспонометра-яркомера и в область его охвата входит площадь ненужного фона. В этих условиях измерение освещенности дает более точную экспозицию.
Точность фотоэкспонометра не всегда является основным условием экспонометрических расчетов. Главным является согласование точностей оценок всех факторов экспозиции. Если на приборе невозможно точно установить выдержку, диафрагму и величину светочувствительности пленки, то точные измерения света не имеют смысла.
Из всех способов определения экспозиции способ измерения максимальной освещенности является наилучшим, приводящим к постоянным результатам съемки.

Буквенные экспонометрические и конструкционные символы на фотокамерах.

Буквенные символы, применяемые при описании фотоаппаратуры в литературе и инструкциях, раскрывают ее назначение и устройство, в том числе и для внутренних экспонометрических устройств (ЭУ). При одинаковом назначении фотоаппаратуры различных фирм символы могут иметь разное буквенное сочетание, обусловленное конструктивными особенностями, расположением светоприемников и способами регистрации яркости встроенных ЭУ. Символы в справочнике (аббревиатура) расположены в порядке латинского алфавита.

ADB — автоматизированная камера с нажимной диафрагмой;
АЕС — автоматическое регулированиеэкспозиции с установкой выдержки и диафрагмы;
АF _ аппарат с системой автофокусировки;
APD — автоматическая камера с нажимной диафрагмой;
ASB — автомагическая камера с «прыгающей» диафрагмой;
BST — встроенный в камеру автоспуск;
BTL — сквозное измерение яркости за объективом;
CAT_автоматическая система настройки в камерах «Canon»;
DB - в объективе нажимная диафрагма;
DVF - сквозной беспаралаксный визир «прямого видения»;
EE- в камере экспонометрическое устройство с фоторезистором типа «электронный глаз»;
ERC - футляр с наплечным ремнем;
EV — экспозиционное число (световое число);
FА — аппарат с системой автофокусировки;
PAD — автоматизированная камера с нажимной диафрагмой;
FАМ — измерение яркости при полном относительном отверстии объектива;
FTB — байонетное соединение объектива с корпусом камеры и измерение яркости через объектив при его полном отверстии;
FTL — измерение яркости через объектив при полном его отверстии;
FS — синхроконтакты для синхронизации вспышек;
HS — насадочный синхроконтакт с клеммой для бескабельного присоединения импульсных осветителей;
LC — концентратор света для светоприемника внутреннего ЭУ;
LEDC — экспонометрическое устройство с электрической регулировкой диафрагмы объектива;
LW — световое число;
MTL — измерение яркости через объектив;
PD — нажимная диафрагма объектива;
PL — система зарядки пленки «Пентакон»;
QL — система быстрой зарядки пленки;
SL — особая система зарядки пленки;
SLR (SL RC) — однообъективный зеркальный аппарат;
SRT — однообъективный зеркальный аппарат с системой TTL;
SWC — сверхширокоугольная камера;
Т. Е. М.— аппарат с системами TTL, ЕЕ и электроприводом;
TTL — сквозное измерение яркости через объектив (свегоприемник внутреннего экспонометрического устройства за объективом съемочной камеры);
VAT — набор принадлежностей;
VB — диафрагма с предварительной установкой ограничителя светового отверстия;
110, 120, 126, 135, 220 — разновидности фотокассет с пленкой по способу зарядки в аппарат.
Для фотокамер типа «Практика» (ГДР) символы содержат следующие значения:
L — упрощенная зарядка фотопленки в камеру;
LB — аппарат имеет автономный экспонометр с внешним светоприемником (аналогично «Зениту-Е»);
LTL — полуавтоматическая установка экспозиционных параметров с измерением яркости за объективом при рабочей диафрагме;
LLC — автоматическая установка диафрагмы;
VLC — аппарат имеет пентапризму, сменные коллективные линзы для видоискателя и автоматическую установку диафрагмы.