Общее воздействие, которое вы получаете, зависит от четырех факторов:
- Яркость сцены.
- Насколько чувствителен датчик.
- Как долго свет сцены проецируется на датчик.
- Насколько сконцентрирован свет от сцены на датчике.
Последние три являются компромиссами, которые мы получаем для контроля в камере, и вместе они часто называются «экспозицией», которая использовалась для съемки. В некоторых случаях мы можем управлять яркостью сцены, например, с помощью освещения в студии или со вспышкой. Камеры иногда управляют вспышками, но ради этого ответа мы скажем, что задана яркость сцены, и мы хотим отрегулировать остальные 3 параметра, чтобы получить желаемую экспозицию.
ISO
Параметр ISO определяет чувствительность датчика. Когда датчики были пленочными, вы решили, что загрузили в камеру. У фильмов были различные компромиссы между чувствительностью и зерном. Более чувствительные пленки были более зернистыми.
Современные цифровые датчики позволяют выбирать чувствительность кадр за кадром. Однако, как и в случае с фильмом, существует компромисс. На самом деле большинство датчиков имеют единственную собственную чувствительность, затем выходной сигнал датчика усиливается (или, в некоторых случаях, фактически ослабляется) перед оцифровкой. Проблема с усилением сигнала датчика заключается в том, что вы усиливаете собственный шум вместе с сигналом изображения. Некоторые датчики лучше (менее шумные), чем другие, поэтому допускайте большее усиление до того, как шум станет достаточно большим по сравнению с сигналом изображения, который будет нежелательным.
Скорость затвора
Скорость затвора очень похожа на то, как она звучит, и на то, как долго изображение проецируется на сенсор. Более длительное время позволяет датчику накапливать больше данных относительно его шума и, следовательно, лучше с этой точки зрения. Однако, конечно, есть компромисс. Все, что движется в сцене, или вся сцена, если вы перемещаете камеру, будет размытее, чем дольше будет открыт затвор.
Например, если вы делаете снимок на спортивном мероприятии, и кто-то бежит со скоростью 3 м / с к вашему взгляду, он будет выглядеть как размытие шириной 3 метра с выдержкой в 1 секунду. На 1/100 секунды размытие составит 3 сантиметра, а на 1/1000 секунды всего 3 мм. Нет однозначного ответа о том, что лучше, и это одна из причин, по которой камеры дают вам такой выбор. Вы можете хотеть, чтобы кто-то бегал, будучи размытым, чтобы показать скорость. С другой стороны, вы можете захотеть показать мгновенное выражение лица с каплями пота, висящими в воздухе.
В любом случае экспозиция 1/1000 дает сенсору в 10 раз меньше света для работы, поэтому его сигнал будет в 10 раз ближе к уровню шума.
Это немного в стороне, но цифровые датчики также накапливают некоторый шум с течением времени. Вот почему цифровые камеры обычно ограничивают время экспозиции до 30 секунд или около того. В отличие от пленки, вы не можете просто оставить цифровой сенсор на длительное время при тусклом свете.
F-стоп или диафрагма
Диафрагма или диафрагма определяют, сколько света пропускает объектив. Число диафрагмы на самом деле представляет собой отношение эффективного диаметра (с целью пропускания света) объектива к его фокусному расстоянию. Это сделано потому, что это нормализует меру линз, пропускающих свет, независимо от фокусного расстояния. Например, 50-мм объектив с f / 8 будет проецировать сцену с той же яркостью, что и 200-мм объектив с f / 8. Объектив 200 мм увеличит каждый элемент сцены в 4 раза, поэтому его площадь будет увеличена в 16 раз. Это означает, что для получения такой же яркости необходимо собрать в 16 раз больше света от сцены. Однако все, что принимается во внимание с помощью этой нормализованной меры диафрагмы, мы называем диафрагмой.
Конечно, опять есть компромисс. Более широкая открытая линза (меньшее число диафрагм) дает сенсору больше света, что приводит к лучшему соотношению сигнал / шум. Однако глубина резкости (расстояние, на котором объекты сцены будут в фокусе) будет меньше. Недостатки в линзе также будут более заметными.
При действительно малых апертурах (больших числах диафрагмы) дифракция становится проблемой. Лучи света, которые просто скользят мимо краев диафрагмы диафрагмы, немного сгибаются вместо того, чтобы продолжать прямо. Это происходит только тогда, когда они проходят рядом с чем-то, что может их блокировать, поэтому это имеет значение только для кольца световых лучей, которые проходят прямо внутри отверстия. Поскольку апертура устанавливается меньше, большая часть световых лучей приближается к краю, и эти изогнутые лучи составляют больше света, попадающего на датчик. В результате яркие объекты на сцене делают другие области проецируемого изображения светлее. Общий эффект состоит в том, чтобы уменьшить контраст и создать видимость с меньшей резкостью.
Обычно f / 5.6 или около того - приятное место, но это зависит от конкретной линзы. Большую часть времени вы не слишком беспокоитесь об этом, и объективы хорошего качества будут делать хорошие снимки при f / 2, а дифракцию трудно заметить при f / 22. Я сделал макро снимки на f / 64, и потеря резкости из-за дифракции была довольно очевидной.
Однако, в большинстве случаев мы торгуем по диафрагме между тем, чтобы позволить большему количеству света пройти через слишком малую глубину резкости.
Собираем все вместе
Таким образом, общая экспозиция контролируется настройкой ISO, выдержкой и диафрагмой. Различные результаты, которые вы сравниваете друг с другом, в основном дают сенсору достаточно света, чтобы сигнал изображения был большим по сравнению с шумом, размытостью при движении (или дрожанием камеры) и глубиной резкости.
Как общее руководство, нормальная сцена на полном солнечном свете хорошо экспонируется при f / 16, а скорость затвора установлена на 1, деленное на значение ISO. Например, это может быть f / 16, 1/100 секунды и ISO 100. Или это может быть f / 16, 1/250 секунды, ISO 250.
Регулировка экспозиции
В фотографии коэффициент экспозиции в два раза является явно заметным шагом, но не особенно значительным. Обычно мы думаем о настройке экспозиции в количестве 2х шагов. Вы можете думать о факторе 2 как о «стандартном приросте» в фотографии.
ISO регулируется линейно. ISO 200 в два раза больше, чем ISO 100.
Время затвора также линейно. Однако, поскольку мы обычно записываем числа выдержки в виде обратных (1/100 секунды, 1/250 секунды и т. Д.), Нижнее число уменьшается для увеличения экспозиции. 1/50 секунды - это в два раза больше, чем 1/100 секунды.
Математика чисел f более сложная. Экспозиция идет с логарифмом обратного F-числа. Поскольку это сложно сделать мысленно, несколько чисел f были предварительно вычислены, которые вызывают половину воздействия от предыдущего. Каждое из этих f-чисел должно быть квадратным корнем из 2 выше, чтобы сделать половину экспозиции. Начиная с f / 1 (почти никогда не бывает), мы получаем прогрессию f / 1, f / 1.4, f / 2, f / 2.8, f / 4, f / 5.6, f / 8, f / 11, f / 16, ф / 22. Эти значения используются так часто, что в ранних камерах часто имелись фиксаторы на кольце диафрагмы, чтобы можно было положительно установить одно из этих значений, и чтобы можно было регулировать чувствительность вверх или вниз при просмотре через видоискатель. Эти задержания также назывались «остановками», отсюда и появился термин «f-stop».
Поскольку общие f-ступени представляют собой коэффициент яркости, равный 2, от следующего, термин «f-стоп» стал использоваться в качестве коэффициента два при экспозиции, даже если сама диафрагма не изменилась. Например, в фотографии принято говорить, что ISO 400 на 2 f-ступени больше, чем ISO 100, или что скорость затвора 1/500 на 1 f-ступень ниже значения выдержки 1/250.
Мы обычно думаем об экспозиции в терминах «диафрагмы» вверх или вниз. Например, допустим, вы сделали снимок при ISO 200, f / 5,6 и 1/250 секунды. Это получилось слишком темным, и вы почувствовали, что ему нужно на 2 диафрагмы больше экспозиции (в 4 раза больше света). Вы можете попробовать выполнить одно из следующих действий, чтобы получить дополнительные 2 диафрагмы экспозиции:
ISO 200, f / 2,8, 1/250 с
ISO 400, f / 4, 1/250 с
ISO 400, f / 5,6, 1/125 с
ISO 200, f / 4, 1/125 с
Однако, хотя экспозиция каждого из этих четырех примеров выше эквивалентна, глубина резкости, размытие движения и отношение сигнал / шум датчика не будут. Большинство современных датчиков имеют низкий уровень шума по сравнению с полной экспозицией при ISO 400, поэтому последний компромисс в этих примерах в большинстве случаев вряд ли будет проблемой.
Опять же, это все о компромиссах. Нет правильных или неправильных ответов, только то, что работает с вашей камерой, с вашей сценой и с тем, что вы пытаетесь показать.