Фото 6. Струи воды, снятые с длительной выдержкой, вместе с колоннами образуют пространственный ритм.

В фотографии принято использовать двоичные значения экспозиции. На письме они обозначаются «EV» (от английского exposure value,буквально — значение экспозиции),а в устной речи обычно называются «ступенями». Если известно, что некоторый фрагмент изображения получил экспозицию +1 EV относительно другого, это означает, что на этот фрагмент попало вдвое больше света. Соответственно, разница в 2 ступени означает, что количество света было вчетверо больше, в 3 ступени — в 8 раз, и так далее. Отрицательные значения указывают на уменьшение количества света в том же масштабе. Одна ступень — это довольно большая величина, поэтому часто оперируют дробными значениями, традиционно кратными 1/2 или 1/3 EV, а в некоторых случаях — и непрерывной шкалой.

Чтобы эти относительные шкалы совпадали на всех фотоаппаратах, был введен эталон, так называемый «средне-серый тон». Для его получения необходимо сфотографировать объект нейтрального (то есть серого) цвета, отражающий 18 % падающего на него света, таким образом, чтобы яркость его изображения зрительно находилась посередине между черным и белым. Экспозицию такого фрагмента изображения принято считать началом отсчета и обозначать «0 EV». Остальные объекты сцены, сфотографированные при таком значении экспозиции, будут восприниматься на изображении так же, как они были видны при непосредственном рассматривании сцены.

Все это кажется немного запутанным, однако эту информацию достаточно просто запомнить; она нужна в основном для понимания принципов экспозиции, а на практике применяется достаточно редко.

До сих пор мы говорили об экспозиции, полученной фрагментом изображения. Однако в большинстве случаев яркости различных частей сцены значительно отличаются. Поэтому на практике имеет смысл говорить об экспозиции кадра.

Фото 7. Экспозиция. Вверху — недодержка (потеряны детали в тенях, снимок имеет невзрачный вид), в центре — норма, внизу — пересвет (выбито почти все небо). Сцена имеет не очень высокую контрастность, поэтому при правильной экспозиции детализация ни в тенях, ни в светах не теряется.

Существует несколько методов измерения экспозиции сложного изображения. В простейшем случае используется интегральный, или средневзвешенный, замер. Весь кадр разбивается на малые фрагменты. Измеренные для каждого из них экспозиции складываются, и результат делится на количество этих фрагментов. Этот метод усредняет яркость сцены (или экспозицию кадра), и полученное число может служить характеристикой, полезной в практических целях.

Наконец мы подошли к самому главному. Любой светочувствительный материал способен фиксировать изображение лишь в некотором диапазоне экспозиций. Этот промежуток называется фотоширотойили динамическим диапазоном.Первый термин традиционно применяют в классической (пленочной) фотографии, второй — в цифровой. Однако оба термина равноправны и имеют одинаковое значение.

Фотоширота современных любительских пленок находится в пределах от 5 до 7 EV, а сенсоров цифровых фотоаппаратов — от 5 до 10 EV (рис. В). Конкретное значение зависит от светочувствительности (о которой мы поговорим позже), а для цифровых камер — еще и от физического размера сенсора (не путайте этот параметр с количеством мегапикселей!). Чем больше матрица, тем, как правило, шире динамический диапазон.

Характерный размер матрицы зеркальных цифровых фотоаппаратов — около 2–3 сантиметров по длинной стороне кадра, компактных — около 4–8 миллиметров. Соответственно, их площади (а значит, и общее количество попадающего на сенсор света) различаются приблизительно в 10 раз. Этим объясняется как более узкий динамический диапазон компактов, так и более высокий уровень шумов на изображении.

Те фрагменты изображения, которые «не помещаются» в фотошироту, теряют детализацию. Очень темные участки изображаются черным цветом (часто с заметной примесью характерных шумов), а очень светлые — белым. Говорят также, что тени «завалены», а света «выбиты» (фото 7). Обычно такая ситуация означает технический брак и не украшает фотографию.

Чтобы избежать этого изъяна, следует правильно выставлять экспозицию при съемке. Нормальной считают такую экспозицию, когда при равномерном освещении сцены средне-серому объекту соответствует яркость изображения вдвое меньше максимальной. Конечно, такие идеализированные средне-серые объекты в природе почти не встречаются. Поэтому профессиональные фотографы при съемке часто замеряют экспозицию по искусственному объекту, стандартной серой карте. Однако очень часто сцена бывает хорошо сбалансирована по освещенности, и яркие фрагменты изображения компенсируются темными. Именно этот факт позволяет автоматизировать замер экспозиции. Интегральный замер используется большинством современных фотокамер в автоматическом режиме съемки, который обычно обозначается зеленой рамкой или зеленым символом фотоаппарата.

Однако сцена может и не быть сбалансирована по яркости. Хорошие примеры — обширное заснеженное поле или ночной снимок на открытом воздухе. Если в этих случаях положиться при съемке на автомат, снег получится серым, а ночь лишится таинственных теней. Так происходит потому, что фотоаппарат ничего не знает о характере сцены, и приводит интегральную яркость изображения к среднему значению.

Большинство фотокамер, за исключением самых простых, позволяют исправить ситуацию при помощи так называемого программного режима (который обычно обозначается буквой P, от английского program;подробнее об этом мы расскажем в главе 2). В нем фотоаппарат по-прежнему выполняет все необходимые настройки автоматически, однако фотограф может ввести коррекцию экспозиции (как правило, в пределах ±2 EV), что равносильно смещению графика на рис. В влево или вправо.

Рис. В. Характеристические кривые цифровых фотоаппаратов различных классов. График показывает, насколько широкий диапазон яркостей сцены может сохранить без потерь та или иная камера. Наивысшее качество изображения достигается на линейном участке кривой (обычно около 8 EV для зеркальных камер и 5 EV для компактов). Загибы кривой позволяют «вытянуть» еще немного информации из теней и светов.

В нашем примере при съемке снега следует вводить положительную коррекцию (фото 8), чтобы изображение стало светлее, а при ночной съемке — напротив, отрицательную (фото 9). Величина необходимой коррекции зависит от конкретных условий съемки. Определить ее точно можно или по готовому снимку, или руководствуясь собственным опытом, накопленным при предыдущих съемках. В этом смысле владельцы цифровой фототехники находятся в выигрышном положении: они имеют возможность увидеть готовый кадр немедленно, и тут же исправить ошибку.

Светочувствительность, или просто чувствительность — это мера величины отклика фотоматериала (пленки или матрицы) на заданную экспозицию.

Чем выше чувствительность, тем меньше света требуется для получения нормальной экспозиции. В то же время фотоматериалы с высокой чувствительностью обычно фиксируют изображение с худшим техническим качеством. У пленки с увеличением чувствительности растет зернистость, а у «цифры» — шумы.

Значение чувствительности обычно измеряют в условных единицах, установленных стандартом ISO. Фотоматериалы с чувствительностью менее 100 единиц ISO используются довольно редко. Чувствительность любительской пленки редко превышает 400 единиц; этим же значением мы рекомендуем ограничиваться при съемке на компактные цифровые камеры. Более высокой чувствительности без драматического ухудшения технического качества изображения позволяют добиться только профессиональные пленки и зеркальные цифровые фотоаппараты.