Ступень экспозиции

И снова углубимся в теорию. Сегодня разберём понятие ступень экспозиции (стоп, f-stop).

Из предыдущей статьи нам известно, что у фотографов исторически принято измерять экспозицию (количество необходимого света, попадающего на светочувствительный материал) в геометрической (логарифмической) прогрессии. Шагом изменения принята ступень экспозиции изменение количества света в два раза.

Ступенями измеряют все параметры влияющие на экспозицию: мощность источника света, выдержку, диафрагму, чувствительность фотоплёнки (матрицы цифрового фотоаппарата). Вы могли слышать выражение эксподвойка (выдержка и диафрагма) или экспотройка (чувствительность, выдержка и диафрагма). Но с учётом изменения мощности впору вводить понятие экспочетвёрка.

Рассмотрим каждый из этих параметров по отдельности. И начнём с мощности источника света. Не обязательно это мощность импульсного прибора или искусственного источника постоянного света. Под этим понятием мы будем подразумевать и Солнце.

Солнце естественный источник постоянного света вполне определённой конечной мощности. Именно потому, что мощность Солнца  стабильна и появились так называемые эмпирические правила. Кроме того мы можем изменять интенсивность солнечного излучения, применяя различные рассеиватели и отражатели.

Итак, примем полную мощность источника света за единицу. Его половинную мощность обозначим как 1/2, четверть мощности 1/4 и т. д.

1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128

Как видим, каждое последующее число уменьшает мощность источника света наполовину (в два раза). Таким образом, мы получили ряд чисел с шагом в одну ступень экспозиции.

Может ли мощность источника света быть больше единицы (больше своей максимальной мощности)? Конечно, нет. Поэтому ряд начинается с единицы (с полной мощности) .

Между числами с шагом в одну ступень могут быть и множество промежуточных чисел, позволяющих более точно выставить необходимую экспозицию. Регулировка мощности может быть как ступенчатой (с конечным шагом), так и плавной.

Не обязательно мощность на источнике света будет показана в виде дроби. Производители используют разные обозначения мощности прибора.

Теперь рассмотрим ряд чисел выдержки. Выдержка это время, в течении которого происходит экспонирование  светочувствительного материала (или матрицы цифрового фотоаппарата). Т. е. это время открытия затвора фотоаппарата. Опять начнём с единицы. С одной секунды. И составим ряд с шагом в одну ступень экспозиции.

1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000

И здесь нас ждёт небольшой сюрприз. Обратите внимание на два числа, выделенные красным цветом. Мы договорились, что будем называть одной ступенью изменение параметра в два раза. Но изменение с 1/8 до 1/15 секунды и с 1/60 до 1/125 секунды вовсе не равно двукратному изменению, как это было при рассмотрении ряда ступеней мощности. В чём же дело?

А это некий компромисс. Принимая подобные допущения мы упростили себе последующий расчёт времени как в сторону более длинных выдержек, так и в сторону более коротких выдержек. Конечно, мы могли и не делать таких допущений и оставить всё как в шкале мощностей.

Надо сказать, что шкала выдержек не всегда была такой. Первоначально выдержек короче секунды вообще не было. Да, и привычных нам затворов в фотоаппаратах не было. Светочувствительность материала была очень низкой. Соответственно и выдержки были очень длинные. Выдержку отмерял не затвор фотокамеры, а фотограф, снимая и одевая крышку объектива. Вспомните выражение сейчас вылетит птичка.

На сайте vintagephoto.tv нашлась фотография такой птички, призванной отвлекать детей во время длинных экспозиций. Ассистент фотографа приводил такую птичку в движение с помощью гидросистемы и она начинала издавать свист, напоминающий пение птиц. Дети замирали в изумлении. Так удавалось избегать шевелёнки.

С появлением более светочувствительных материалов фотографам уже понадобился затвор, который был обязан точно отмерять короткие выдержки. И встал вопрос, как обозначать выдержку. Посмотрите на иллюстрацию фотоаппарата Beauty Flex. Ниже его шкала выдержек. Непривычно, не правда ли?

1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/100, 1/200 секунды.

Здесь мы тоже имеем некоторые допущения. Переход с 1/2 секунды на 1/5 секунды и с 1/10 на 1/25 секунды фактически не равен одной ступени экспозиции, но в целом логарифмический ряд сохранён.

Очень похожую шкалу имел дальномерный фотоаппарат Киев 4EМ. Первые фотоаппараты Киев по сути были фотоаппаратами Contax, вывезенными из Германии по репарации после Второй мировой войны. Вот его шкала.

1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 (или 1/1250).

Уже что-то напоминающее шкалу выдержек современного фотоаппарата.

Но, как говорят во французской пьесе, вернёмся к нашим баранам. Современный ряд выдержек с шагом в одну ступень (основной ряд выдержек) недостаточно точен для выставления правильной экспозиции. Не удивительно, что появились и промежуточные значения выдержек. Ряд выдержек с шагом 1/3 ступени экспозиции выглядит следующим образом (красным цветом обозначен основной ряд выдержек).

1, 0.8, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/8, 1/10, 1/13, 1/15, 1/20, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60, 1/80, 1/100, 1/125, 1/160, 1/200, 1/250, 1/320, 1/400, 1/500, 1/640, 1/800, 1/1000

Правда, на фотоаппарате вы никаких дробей не увидите. Принято писать вместо дроби просто знаменатель. Если на шкале фотоаппарата вы видите число 125, то это означает выдержку 1/125 с, если видите число 8, то это выдержка 1/8 секунды. Но если видите 8, то это выдержка 8 секунд. Выдержка 05 означает 0.5 секунды или, иначе, 1/2 секунды.

Знак прямые кавычки традиционно используется в обозначении минут. Вы видите такой значёк не только в фотоаппарате, но и при пользовании системой GPS в момент определения широты и долготы.

Как и в случае диафрагменных чисел, шаг изменения выдержек может быть изменён в настройках вашего фотоаппарата на 1/2. Тогда ряд выдержек будет выглядеть следующим образом.

1, 0.7, 0.5, 0.3, 1/4, 1/6, 1/8, 1/10, 1/15, 1/20, 1/30, 1/45, 1/60, 1/90, 1/125, 1/180, 1/250, 1/350, 1/500, 1/750, 1/1000

Опять мы видим совпадения промежуточных значений выдержки в рядах с шагом 1/3 и 1/2 ступени экспозиции. Этим можно пренебречь. Более популярен ряд с шагом 1/3 экспозиции, но можете пользоваться тем вариантом, который вам удобен.

Ряд выдержек может свободно продолжатся как влево так и вправо. Выдержки могут иметь любую длину. В современных зеркальных фотоаппаратах обычно запрограммированы выдержки от 30 секунд до 1/4000 с (в более продвинутых моделях до 1/8000 с).

Если нужны более длительные выдержки, или мы хотим управлять выдержкой сами (при комбинированных съёмках), то в фотоаппаратах предусмотрен ещё один режим, называемый Bulb. Фактически это та же крышечка на объективе при съёмке с птичкой. Когда захотели, затвор открыли, когда захотели закрыли. Проще говоря, это ручное управление выдержкой.

Надеюсь, с выдержками теперь всё понятно. Займёмся чувствителностью. Чувствительность числовая величина, характеризующая способность фотографического материала образовывать изображение под действием света.

Я начал заниматься фотосъёмкой ещё в советское время, поэтому ни о каких чувствительностях, измеряемых в ISO в то время не слышал. На фотоаппаратах, на плёнках, на расчётных таблицах вспышек (вспышки не были автоматическими) наносились чувствительности, выраженные в единицах, которые требовал ГОСТ (Государственный стандарт). Фотографы называли плёнки по ГОСТ: 32-я, 65-я, 130-я Все друг друга понимали.

Идиллия продолжалась до тех пор, пока не появились минифотолаборатории Кодак, в которых плёнка продавалась с необычным обозначением чувствительности в каких-то ISO. Как позже выяснилось, чувствительность по ISO совпадала с чувствительностью по ASA, которая в то время на плёнках тоже наносилась. Но чувствительность по ГОСТу численно не совпадала с чувствительностью по ASA. Это первое неудобство. Значение чувствительности плёнок в ASA тогда никто не запоминал.

Второе неудобство было значительно хуже. Советские плёнки, производимые  шостинским объединения Свема (Светочувствительные материалы) и казанским предприятием Тасма (Татарские светочувствительные материалы), не имели прямых аналогов по чувствительности среди плёнок, обозначаемых по стандарту ISO.

ГОСТ32 = DIN17 = ASA40

ГОСТ45 (цветная негативная) = DIN18 = ASA50

ГОСТ65 = DIN20 = ASA80

ГОСТ130 = DIN23 = ASA160

ГОСТ250 = DIN26 = ASA320

Некоторое время в моей голове царил коллапс. Постоянные пересчёты с одного значения чувствительности на другое сводили сума. Наконец, в 1987 году вступил в силу новый стандарт, по которому чувствительность по ГОСТу фактически стала такой же как и по стандарту ISO. И когда я приобрёл мой второй Зенит, то он уже имел обозначение чувствительности по новому ГОСТу.

Переход на новый ГОСТ, а по сути на стандарт ISO, решил ещё одну проблему. По старому ГОСТу не было предусмотрено чувствительности выше 5600 (эквивалент ISO 6400). То же самое относилось и к стандарту DIN. Стандарт ASA имел более высокий предел, но тоже был ограничен значением эквивалентным ISO 100000. А современные топовые фотоаппараты, такие как Canon EOS 1D-X, имеют максимальную чувствительность аж ISo 204800!

Ну, что ж, перейдём, наконец, к составлению ряда чувствительностей с шагом в одну ступень экспозиции. И начнём с ISO 100.

100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12800

Чувствительность матрицы цифрового фотоаппарата может быть и меньше ISO 100. Это зависит от возможностей вашего фотоаппарата. Низкие чувствительности могут быть полезны при съёмке с импульсным светом и при необходимости применения длительных выдержек.

В современных фотоаппаратах чувствительность может задаваться с шагом 1/3 или с шагом 1/2. В качестве примера рассмотрим ряд с шагом 1/3 (красным цветом выделены чувствительности основного ряда).

100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 640, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000, 5000, 6400

Здесь ничего сложного нет. Со значениями диафрагм мы подробно разобрались в предыдущей статье Это странное диафрагменное число. Не буду здесь повторятся.

Вот такие пироги. Если вы усвоили материал, то без труда решите задачку для девочек.

В следующей статье поговорим про необычные диафрагмы фотоаппаратов.

Удачи в работе и творчестве!