ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭКСПОНОМЕТРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ
Определение экспозиции в современных условиях сводится к измерению освещенности или яркости объекта съемки, что, в зависимости от светочувствительности пленки, позволяет выбрать и установить нужные диафрагму объектива и выдержку затвора. Этим целям достаточно точно соответствуют фотоэлектрические экспонометры. Не случайно фотоэлемент и гальванометр стали входить в конструкцию фотоаппаратов как основа объективных полуавтоматических и автоматических экспонометрических систем.
Возможность автоматического измерения освещенности или яркости объекта съемки с помощью фотоэлектрического экспонометра позволяет разработать
три способа определений экспозиции: измерение освещенности объекта, общей яркости объекта и яркости отдельных деталей участков съемки.
В современных фотоэлектрических экспонометрах применяется селеновый элемент с запирающим слоем, который при попадании света на него становится генератором электродвижущей силы, т. е. не требует источника питания. К фотоэлементу присоединен чувствительный стрелочный гальванометр, шкала которого отградуирована обычно в условных величинах, пропорциональных измеряемой световой величине. Калькулятор экспонометра позволяет для заданной светочувствительности фотоматериала на основании фотометрического измерения найти значение выдержки и относительного отверстия объектива, обеспечивающее получение оптимального по экспозиции негативного изображения.
В общем случае работа с экспонометром сводится к выполнению следующих последовательных операций:
а) установка, величины светочувствительности фотопленки на калькуляторе;
б) измерение той или иной световой величины;
в) совмещение стрелки или деления на диске калькулятора со значением измеренной световой величины на диске калькулятора или шкале гальванометра;
г) отсчет на калькуляторе выдержки для заданного относительного отверстия или наоборот.
Современные фотоэлектрические экспонометры позволяют производить измерение как яркости объекта съемки (отраженного света), так и его освещенности (падающий свет). Ограничение угла охвата экспонометра, необходимое для измерения яркости, осуществляется путем помещения фотоэлемента на дно шахты, установки перед ним решетчатой бленды и т. п. При измерении яркости горизонтальный угол охвата экспонометра обычно близок к 60—70°, вертикальный составляет 35—50°.
При измерении освещенности на входное отверстие экспонометра надевается насадка, представляющая собой плоское или слегка выпуклое молочное рассеивающее стекло, обеспечивающее возможность получения угла охвата как по вертикали, так и по горизонтали (-180°).
1. Метод измерения общей (средней) яркости. Фотоэкспонометр с ограничителем угла охвата, располагается около фотоаппарата и направляется на объекты
снимаемого пространства (рис. 22). При таком измерении отсчет гальванометра пропорционален величине средней яркости всех поверхностей объекта съемки, обращенных к экспонометру, и учитывает не только величины яркостей отдельных участков, определяющие собой почернение негатива, но и площади этих участков. Это приводит к возможности значительных ошибок в определении правильной экспозиции в тех случаях, когда сюжетно важный объект относительно небольшого размера расположен на фоне со значительными перепадами яркости. Для определения оптимальной экспозиции при съемке на обратимых фотопленках метод измерения средней яркости использовать не следует. При съемке из окна закрытого движущегося автомобиля, из окна здания, сцены театра из зала — этот метод является единственно возможным.
2. Метод измерения яркости участка. Экспонометр с ограничителем угла охвата подносится непосредственно к тому участку объекта, яркость которого измеряется '(рис. 23). Расстояние между экспонометром и объектом должно не превышать размера измеряемого участка, т. к. в ином случае на фотоэлемент упадут лучи света от соседних участков объекта, имеющих иные яркости. При таком измерении яркости (например, лица) отсчет может быть непосредственно использован для калькуляции экспозиции; при этом на средней по контрасту
черно-белой негативной пленке правильно воспроизводятся все участки объекта, аналогичное измерение яркости которых дает в 10—12 раз меньший (для светов) или в 10—12 раз больший (для теней) отсчет выдержки по калькулятору. Чтобы правильно воспроизвести максимально возможный интервал яркостей объекта съемки, измеряется яркость наиболее темного участка и для заранее выбранной диафрагмы объектива определяется выдержка, далее при тех же условиях определяется выдержка для наиболее яркого участка и после этого берется средняя выдержка. Следует избегать нечаянного затенения измеряемого - участка. Для определения правильной экспозиции при съемке на цветную пленку метод непригоден ввиду возможности получения ошибочных результатов, связанных с окраской участков съемки.
3. Измерение освещенности производится экспонометром с надетой на его входное отверстие светорассеивающей насадкой и является наиболее точным при цветном фотографировании. Дри искусственном освещении объекта экспонометром измеряют максимальную освещенность поверхности сюжетно важного участка, т. е. измеряют свет от основного осветительного прибора, падающий на объект, экспонометром, направленным прямо на этот прибор (рис. 24). Экспозиция, опреде-
Рис. 24. Измерение освещенности
ленная этим способом, позволяет получить на негативе оптимальную плотность лица человека, а остальные предметы будут более или менее темными в соответствии с их освещенностями и отражательными способностями. При съемке на черно-белые материалы можно рассчитывать на правильное воспроизведение всех основных элементов объекта, освещенности которых отличаются от освещенности лица человека в 4 раза, что соответствует шкале гальванометра ±2 деления; при цветной съемке в среднем допускаются различия освещенностей в 2—3 раза, что соответствует шкале гальванометра «Ленинград» ±1—1,5 деления.
При съемке в условиях естественного освещения вне помещения, когда объект съемки и фотограф освещены одинаково, можно измерять освещенность, создаваемую солнцем или небом около фотоаппарата.
Основные характеристики фотоэкспонометров даны в табл. 19.
Экспонометры, входящие в конструкцию фотоаппаратов, подразделяются на автономные и на составляющие основу экспонометрических систем, которые управляют экспозицией. В зависимости от типа автоматического устройства отработка программы может заключаться в одновременном или поочередном изменении
Таблица 19. Основные характеристики фотоэлектрических экспонометров
|
отверстия диафрагмы и выдержки затвора, в подборе выдержки к заданной диафрагме или диафрагмы к заданной выдержке.
Для повышения точности определения экспозиционных параметров, особенно в тех случаях, когда съемка производится со сменными объективами, с различными приставками и насадками, существенно влияющими на светосилу объектива, светоприемники экспонометрических устройств размещают за объективом. Такая система измерения светового потока называется TTL (через объектив). Фоторезистор, являющийся приемником световой энергии, освещается светом, прошедшим через оптическую систему объектива, установленного на фотоаппарате, включая светофильтры, насадки и другие устройства, которыми фотолюбитель снабжает объектив. В некоторых системах TTL измеряется освещенность только центральной области поля изображения, т. е. система TTL работает согласованно с углом поля зрения установленного объектива на фотоаппарате и позволяет определять экспозиционные параметры для сюжетно важного участка в пределах поля изображения.
Встроенные автономные экспонометры имеют устройство и принцип работы такие же, что и у фотоэкспонометров типа «Ленинград». Они обеспечивают достаточно точные определения экспозиционных параметров в различных световых условиях, при разной чувствительности фотопленки и при световых особенностях самого объекта съемки. Надо иметь в виду, что автономные экспонометры могут измерять лишь среднюю яркость объекта, поэтому остановимся на случаях резко неоднородной освещенности кадра.
1. Основной объект съемки освещен меньше фона (при съемке против света, на фоне освещенных солнцем снега, неба, воды). В этом случае для получения правильной экспозиции при съемке основного (темного) объекта нужно открыть диафрагму на 1—2 деления по сравнению с показаниями экспонометра фотоаппарата.
2. Основной объект съемки освещен сильнее фона (освещенное лицо человека на темном фоне). В этом случае нужно закрыть диафрагму на 1—2 деления.
Изменение длительности проявления в ограниченных пределах приводит к небольшому изменению контрастности негатива — интервала плотности. Но интервал
плотностей негатива в большей степени зависит от интервала яркостей снимаемого объекта, чем от времени проявления. Отношение минимальной к максимальной экспозиции на пленке при съемке портрета колеблется от 1 :20 до 1 :50, а в пейзаже без переднего плана это отношение меньше — до 1:10. При съемках в помещении перепады экспозиции достигают 1 : 1000. Все столь разные по характеру негативы оказываются на одной фотопленке.
Их печатают на бумагах разной контрастности, увеличивая экспозицию самых плотных участков и т. д. Поэтому при съемке главным все же является определение оптимальных экспозиционных параметров.
Оптимальные экспозиционные параметры — те, которые позволяют получить негатив необходимой плотности какого-то важного участка изображения. Нормальной плотностью обладает негатив, через который легко читается газетный текст. Есть простая формула, связывающая освещенность предмета Е0 с освещенностью, создаваемой его оптическим изображением в фотоаппарате, Е:
4 К*
где К — знаменатель относительного отверстия объектива, т. е. диафрагменные числа (4, 5, 6, 8, 11, 22), нанесенные на его оправу; р — коэффициент отражения предмета. Например, для загорелого лица можно принять р = 0,28. После подстановки значения р формула становится еще проще: Е = Е0/14К2, по ней легко рассчитать выдержку для пленки любой светочувствительности, т. к. светочувствительность в ед. ГОСТ 5 = 16/Я, где Я — экспозиция, при которой получается оптимальная плотность изображения лица на негативе. Поскольку H = Et, то необходима выдержка:
t= 220—,
SE0
здесь все известно еще до съемки, кроме освещенности Е0, которая определяется экспонометром, соединенным с механическим калькулятором,— он-то и подсчитывает по последней формуле. Калькуляторы экспонометров дают экспозицию с некоторым запасом. Дело в том, что в формулу в соответствии с международным стандартом подставляется коэффициент от 240 до 400 по
ГОСТу, а не 220. Поэтому исправный экспонометр может показывать большую выдержку в 1,1—2,5 раза. Обычно передержка не превышает 25% (коэффициент 280).
В принципе, при съемке на черно-белую пленку особенная точность экспонометра не столь и важна. И если показания двух экспонометров несущественно расходятся, им можно доверять. Чтобы проверить в домашних условиях работу экспонометра, предназначенного для измерения освещенности, нужно направить его на горящую в 50 см от него лампочку в 100 Вт. Если экспонометр исправен, он должен показать для пленки 130 ед. ГОСТ выдержку 1/15 с при диафрагме //4.
Все встроенные в фотоаппарат экспонометры предназначены для измерения яркости объекта и поэтому проверяются иначе. В 50 см от лампочки в 100 Вт помещается лист белой бумаги. Направленный на бумагу экспонометр должен при той же диафрагме //4 показать выдержку меньше — между 1/125 и 1/60 с. Если показания прибора будут отличаться не более чем в 1,5 раза, то отклонением можно пренебречь, если большими, то проще считать в дальнейшей работе с ним светочувствительность фотопленки выше или ниже, чем указано на упаковке. Если экспонометр показывает выдержку не 1/15, а 1/30 с, то следует считать, что чувствительность пленки в 2 раза меньше, и соответственно настроить калькулятор.