2. Экспозиция

[слепой смайл]

Ну что ж, вопросов было мало по камере, но если еще будут возникать - задавайте, не стесняйтесь!

А сегодня мы приступим к разбору тех параметров, которые позволяют нам видеть фотоснимки.

урок 2

Экспозиция

- количество света, попадающее на матрицу (пленку). Зависит от освещенности объекта и значений выдержки и диафрагмы.
Выдержка - время, которое открыт затвор.
Диафрагма - диаметр отверстия в объективе для проникновения света на матрицу.
Значение диафрагмы показывает во сколько раз диаметр отверстия меньше расстояния от линзы объектива до матрицы(пленки).

Чаще всего используется выдержку меньше секунды (1/15, 1/20, 1/30, 1/40, 1/60, 1/80...), хотя в определенных условиях используется и больше секунды (0,5", 1", 1,5"...)
Для обозначения диафрагмы используют следующее обозначение: f1,4 f2 f2,8 f3 f4 f5,6 f8...
Такие ряды значений называют рядом выдержки и рядом диафрагмы соответственно.
Следует заметить, что значения диафрагмы меняется в два раза через одно значение, т.е. f1,4 - f2,8 - f5,6 b и так далее. Так же и с выдержкой.
Для разных объективов значение минимального значения диафрагмы разное. Чем меньше минимальное значение - тем объектив светосильнее. Значит может пропускать большее количество света.

Давайте рассмотрим подробнее эти два параметра и посмотрим - как же они действуют.
сперва разберем выдержку. К примеру есть у нас два стакана одинакового размера и две бутылки с водой с одинаковыми горлышками.
и будем наливать в один стакан в течении 3 секунд, а во второй - 8 секунд. Конечно же во втором стакане окажется больше воды.
В данном случае горлышко бутылки - это диафрагма, которая пропускает определенное кол-во воды - "света", а время выливания воды - выдержка.
Так же и в фотоаппарате, только льется не вода, а свет.

А теперь давайте сделаем второй эксперимент:
на вторую бутылку оденем пробку, в которой проделана дырка и будем наливать воду в эти стаканы одинаковое время, например 5 секунд.
в первом стакане вода почти заполнит стакан, а во втором и до половины не дойдет.
Т.е. мы оставили выдержку одинаковой, а диафрагму изменили.

Думаю многие из вас уже знают, что будет третьим экспериментом-)
из первой бутылки без крышки льем воду в стакан в течении 2 секунд, а из второй бутылки с крышкой с дыркой будем наливать воду в течении 10 секунд. И сверим результаты. Должно получиться примерно одинаковое кол-во воды в двух стаканах.
Т.е. получается, что если мы будем увеличивать выдержку и уменьшать диафрагму - результат не изменится.

В связи с этим можно рассмотреть закон замены:
f2,8 1/60 = f5.6 1/30
(для сохранения результата при закрытии диафрагмы, необходимо удлинить выдержку на такое же кол-во ступеней и наоборот)
такие пары выдержки и диафрагмы, которые дают одинаковою экспозицию называют экспопарами.

В итоге экспозиция - это кол-во света, попадающее на матрицу при определенных значениях диафрагмы и выдержки.
Оптимальное значение экспозиции может быть достигнуто на короткой выдержке, но с открытой диафрагмой или длинной выдержкой и закрытой диафрагмой.

На этом наше второе занятие заканчивается-))
Прошу всех внимательно рассмотреть свой фотоаппарат и найти обозначения диафрагмы и выдержки, на которых вы снимаете.
Перед нажатием на затвор обращайте внимание на эти значения, далее мы будет в ручном режиме выставлять определенные параметры и значения.

@темы: фотодело

Comments

[слепой смайл]

Sperance
да, это у вас автомат. возможно есть режимы S или Tv и Av - т.е. приоритет диафрагмы или выдержки.
по этому уроку все описанное подходит для совершенно любой камеры. в нем описываются два основных параметра, которые влияют на результат съемки. просто в таких камерах как у вас установка этих режимов делается камерой автоматически на ее усмотрение.. но думаю после этого урока при просмотре дисплея с циферками и буковками вы сможете уже понимать что это за f4 а что такое '30, к примеру..

грубо говоря этот урок о том, как ваша камера делает снимки после того, как вы нажимаете на затвор.

[Фабий]

Единственное, что не понял: зачем вообще нужны разные диаметры диафрагмы, если в итоге одно и то ж е выходит? Не проще бы было просто сделать широкие значения выдержки — и всё..?

[Фабий]

Единственное, что не понял: зачем вообще нужны разные диаметры диафрагмы, если в итоге одно и то ж е выходит? Не проще бы было просто сделать широкие значения выдержки — и всё..?

[Glukovich]

Чаще всего используется выдержку меньше секунды (1/15, 1/20, 1/30, 1/40, 1/60, 1/80...), хотя в определенных условиях используется и больше секунды (0,5", 1", 1,5"...)

поправочка: 0,5" - это полсекунды)))

Фабий
чем больше ОТКРЫТА диафрагма, тем больше она пропускает света, тем меньше фокус по краям кадра, тем короче нужна выдержка.
чем больше ЗАКРЫТА диафрагма, тем меньше она пропускает света, тем больше фокус по краям кадра, тем длиннее нужна выдержка.

то есть, если вы хотите снять с почти одинаковой чёткостью задний и передний план на одной и той же фотографии, то вам нужно закрыть диафрагму (сделать значение f больше)
а если вам не важна резкость в глубине, но обязательно важно запечатлить один не слишком крупный объект, (например вы снимаете кого-то на сцене в свете прожектора, или что-то/кого-то в движении)
то вам надо открыть диафрагму - тогда объект будет чётким засчёт короткой выдержки даже в движении.

[слепой смайл]

Фабий
открытая диафрагма влияет на величину грип. и да.. кадры не бывают одинаковыми с разными диафрагмами-)

Glukovich
черт.. точно-)) ну смысл-то понятен-)

[Фабий]

Glukovich, спасибо)
Насчёт движения я понял. А вот это:

то есть, если вы хотите снять с почти одинаковой чёткостью задний и передний план на одной и той же фотографии, то вам нужно закрыть диафрагму (сделать значение f больше)

Если фокус больше, то более чётким будет задний план, разве нет? Фокус, он же, вроде как, один, и не может быть одновременно и на близкой точке и на дальней...?

слепой смайл, то есть ,я так понял, что тут простым умножением не отделаешься)

[слепой смайл]

Фабий

Если фокус больше, то более чётким будет задний план, разве нет? Фокус, он же, вроде как, один, и не может быть одновременно и на близкой точке и на дальней...?

есть фокус, а есть понятие глубины резкости. если диафрагма закрыта, кроме плоскости фокусировки будет четким так же и близлижайшие к ней объекты спереди и сзади. и бем закрытее диафрагма, тем больше объектов попадает в полосу грип. если поставить самое большое значение диафрагмы, например 22 или 36, то практически все сфотографированное пространство будет четким.
а если наоборот, сделать диафрагму 2 или 3,5, то четким будет только сам объект сьемки, да и то не весь.

тут простым умножением не отделаешься)

каким умножением?-)

[Фабий]

слепой смайл, а, вот оно как, оказывается! Просто ,обычно на фотографиях всегда или задний план размыт, или передний. И в фильмах часто бывает, когда камера меняет фокус. Например, если двое разговаривают и съёмка сбоку от лица одного ведётся: тогда изображение чётккое только у того, кто говорит ,а лицо второго размыто весьма значительно.

каким умножением?-)

На, диафрагмы и выдержки. Если брать аналогию с бутылками, то, пренебрегая давлением, приодинаковой скорости тока воды результаты будут тождественны. В смысле, при соотвественнном изменении ширины горлышка и времени наливания. Я думал, что и здесь так...

[слепой смайл]

Фабий
И в фильмах часто бывает
да, этот эффект используют, чтоб привлечь внимание к определенному объекту-)

не, здесь несколько иначе-))

[Snark]

Диафрагма - диаметр отверстия в объективе для проникновения света на матрицу.
Строго говоря - нет. Диаметр отверстия называется действующим (иногда - относительным) отверстием, а диафрагма - это устройство для его изменения. И его значение показывает отношение диаметра отверстия к _фокусному расстоянию_ объектива, но никак не расстоянию от линзы (какой из?) до светоприемника...

Далее, следует отметить, что значения диафрагмы изменяются в _два_ раза (это же площадь!!!) при каждом значении - 1,4-2-2,8-4-5,6-8... (возводим в квадрат). Таким образом, изменение выдержки или диафрагмы на одну ступень изменаяет количество поступающего света ровно в два раза.

В связи с этим можно рассмотреть закон замены:
f2,8 1/60 = f5.6 1/30
нет. F2.8 1/60 = F4 1/30 (см. выше про площадь)

[слепой смайл]

Snark
но никак не расстоянию от линзы (какой из?) до светоприемника...
а я где-то такое писала?

если схемотично это показать, то: сколько окружностей которые можно вписать дырку диафрагмы поместится до матрицы/пленки, такая и цифра будет у диафрагмы.
думаю вы сталкивались с таким изображением? www.fotografiya.ru/photoschool/mikulin/images/0...

F2.8 1/60 = F4 1/30
эт да, описаться всегда могу..

[Snark]

Значение диафрагмы показывает во сколько раз диаметр отверстия меньше расстояния от линзы объектива до матрицы(пленки).

если схемотично это показать, то: сколько окружностей которые можно вписать дырку диафрагмы поместится до матрицы/пленки, такая и цифра будет у диафрагмы.
думаю вы сталкивались с таким изображением? www.fotografiya.ru/photoschool/mikulin/images/0...

Да, я дружу с математикой. Вопрос в другом. Фокусное расстояние объектива и его физические габариты и расположение линз - вещи весьма относительно связаные. И именно поэтому, действующее отверстие есть соотношение диаметра "дырки" и _фокусного_ расстояния объектива (отсюда же растут ноги переменной светосилы зумов)

[слепой смайл]

Snark
кстати, у меня тоже были сомнения по поводу того, а во всех ли камерах расстояние от линз до матрицы одинаковое, ведь все объективы такие разные по длине, и как так делают.. но потом оказалось, что в этом фишка объективостроителей.. они четко расчитывают величины расстояний так, что б во всех оно было одинаковым. в фиксах сразу задается, а в зумах при передвижении линз диафрагма поэтому и чаще всего меняет свое самое открытое например от 3,5 до 5,6..
расположение линз четко и абсолютно связано с физическими габаритами..

[Snark]

слепой смайл
Во всех объективах расстояние от последней линзы до матрицы _разное_ пусть и не сильно (в некоторых зумах оно так и вовсе меняется). Заданым является расстояние от опорной плоскости объектива (условно - от байонета) до матрицы. А дальше конструкторы, конечно же, рассчитывают...

в зумах при передвижении линз диафрагма поэтому и чаще всего меняет свое самое открытое например от 3,5 до 5,6..
чтобы что, простите?

расположение линз четко и абсолютно связано с физическими габаритами..
оно связано... для конкретного объектива... например, вот вы никогда не задумывались, как объектив с фокусным расстоянием 18мм (кит на коротком конце) работает на камере, при том, что от байонета до матрицы ну так миллиметров 40, наверное (зеркало там, затвор)? А как туда встает "дура" на 500мм? Ну, на 200 - у нее ведь последняя лизна те так уж и далеко... или почему кит на коротком конце раздвинут _больше_, чем на длинном?

[слепой смайл]

чтобы что, простите?
не прощу-) в зумах в зависимости от фокусного расстояния меняется минимальное значение диафрагмы в зависимости от объектива. не у всех, конечно-) есть и зумы с одним минимальным-)) хотя эт редкость..

как туда встает "дура" на 500мм? Ну, на 200
ого не далеко.. у меня тамрон 70-300, так там линзы солидно отодвигается.. линзы же внутри камеры двигаются в процессе изменения фокусного..

ли почему кит на коротком конце раздвинут _больше_, чем на длинном?
и не только кит-) так сделаны многие зумы-) и эт вполне объяснимо.. линзы внетри двигаются изменяя свое положение друг относительно друга, и поэтому значение диафрагмы меняется..

[слепой смайл]

как это сделано - сейчас сказать не могу, но если задаться этим техническим вопросом - думаю ответ найду достаточно быстро..

[Snark]

что именно? Я, вобще, неплохо знаком с вопросом, так что... кое-что могу сказать

[слепой смайл]

Snark
что именно?
как технически устроен механизм изменения открытого значения диафрагмы по длинному и короткому концу фокусного-)

[Snark]

слепой смайл, о, очень просто - его нет.

Схема объектива с переменным фокусным расстоянием.



Картинка несколько упрощенная, да и конструкция не единственная, но представление дает.

Верхняя часть картинки - это положение длинного фокуса, нижняя - короткого. Т.е. по мере увеличения фокусного расстояния, используется все большая площадь передней линзы... а поскольку, чем больше диаметр линзы, тем больше у нее аберрации и тем сложнее (и дороже) их исправлять, производители идут на небольшую хитрость.

Представьте себе, что передняя линза - меньшего диаметра, но такой же оптической силы (кривизны, в общем). Что меняется? До определенного момента - ничего. Но на самом длинном фокусе нам не хватает площади для поддержания светосилы... и она уменьшается. Таким образом получается относительно дешевая оптика с приемлимой картинкой во всем диапазоне, но ценой переменной светосилы.

В объективах с постоянной светосилой диаметра передней линзы хватает во всем диапазоне фокусных расстояний... но ценой цены и усложнения конструкции, дабы избавится от дополнительных аберраций...

Есть еще одна хитрость. Объективы, особенно дешевые, дополнительно задиафрагмированы производителем... т.е. физически их светосила больше, но при этом качество изображения падает ниже определенных стандартов, поэтому используется такой простенький трюк.

Почему тогда светосила меняется ступенчато (на камере) - ответ, мне кажется, такой: камера нам может показать только определенные значения, вот она их и показывает, пока может. А поскольку экспозицию у нас меряет автоматика, то она немножко корректирует выдержку, так что пользователь может и не заметить подставы. Тем более, что при шаге в 1/3 ступени - не так уж много и надо. Если же мы работаем в ручном режим и с экспонометром...то либо а) потери не столь заметны, чтобы выйти за пределы динамического диапазона матрицы, либо б) мы ручками чутка подкрутим выдержку

зы: покрутил сейчас зум с переменной светосилой, там падение всего лишь 4.5 -> 5.6, но при диафрагме 5.0 выдержка плавно сползает от 1/50 к 1/40, так что, светосила честно падает постепено, но показать нам этого не могут. Зато втихаря подправляют выдержку

[слепой смайл]

Т.е. по мере увеличения фокусного расстояния, используется все большая площадь передней линзы..
так, погодите, не стыковка.. на длинном конце наоборот небольшая площадь передней, а на коротком - бОльшая площадь.. взять к примеру фишай - такой глазищще огромный, короткий конец. а на телевиках линца небольшая в сравнении с даже широкоуголками..
я даже сравниваю по 200-ке и по 24.
широкоуголка на то и использует бОльшую площадь, что б захватить угол шире, чем у телевиков.
и аберраций больше как раз у шириков, а не нормальных или дальномерок. поэтому часто споры происходят что есть портретник с минимумом искажений - 50, 85 или 100.. на сотке вот дисторсия меньше, чем у полтинника, т.к. захват угла меньше, меньше возникает подушкообразности или бочкообразности..

по поводу светосилы у меня вот мнение какое(не ползала еще в сети за инфой..): если на дальнем угле площадь используемой передней линзы меньше, то возможно раскрытие диафрагмы дась большую степень аббераций (например виньетирование)т.к. по сути края не используются. к тому же может возникнуть паразитная засветка..

ох надо будет завтра найти нормальное объяснение.. завтра выложу, как найду.. иначе не успокоюсь..

[Snark]

слепой смайл, увеличения фокусного расстояния _данного_ зум-объектива, а не разных объективов Плюс, мне кажется, вы путаете _площадь_ и кривизну.

и аберраций больше как раз у шириков, а не нормальных или дальномерок. поэтому часто споры происходят что есть портретник с минимумом искажений - 50, 85 или 100.. на сотке вот дисторсия меньше, чем у полтинника, т.к. захват угла меньше, меньше возникает подушкообразности или бочкообразности..

Опять же, мы говорим про изменение ФР _одного_ объектива, а не сравниваем фикс на 28 с фиксом на 135. Да, вы правы, у широкоугольников проблема искажений стоит куда более остро, но мы сейчас обсуждаем несколько иной предмет. Или я ошибаюсь?


по поводу светосилы у меня вот мнение какое(не ползала еще в сети за инфой..): если на дальнем угле площадь используемой передней линзы меньше, то возможно раскрытие диафрагмы дась большую степень аббераций (например виньетирование)т.к. по сути края не используются. к тому же может возникнуть паразитная засветка..

На длинном фокусе используемая площадь _больше_ (поэтому-то светосила и падает на длинном конце, если передний компонент недостаточно широкий. И это верно только для одного объектива, мы не сравниваем разные сейчас). Почему так? Ммм... готовы к импровизированой лекции по геометрической оптике? (черт, как же хочется, чтобы тут рисовать можно было - я бы набросал в общих чертах) Но давайте я наводящий вопрос задам сначала - вы знаете, что такое Гауссовы плоскости (оно же - главные плоскости) обектива и с чем их едят? Просто плясать будем от них...

[Glukovich]

Snark
а в некоторых конструкциях двигается и диафрагма?... вместе с передней и задней линзой... как-то так...?

[слепой смайл]

Snark
про гауссовы плоскости не знаю-))
и по поводу _одного_ объектива я понимаю.. но мне странно, что для коротконго угла площадь меньше...ведь тогда свет будет проникать только, грубо говоря, из центра..

короче, я не могу представить, как это на коротком конце будет такая картинка построения линз и пучка света, как это показано на рисунке нижнем..

[Snark]

слепой смайл

и по поводу _одного_ объектива я понимаю.. но мне странно, что для коротконго угла площадь меньше...ведь тогда свет будет проникать только, грубо говоря, из центра..

Просто краевые лучи будут уходить "в молоко" или резаться диафрагмой - вот попробуйте представить себе путь луча где-нибудь ближе к краю на нижней схеме. Конечно, там все довольно грубо... плюс, там рассматривается параллельный пучок лучей - т.е. некая абстракная бесконечно удаленная точка, да еще и строго по оптической оси... но это просто схема.


короче, я не могу представить, как это на коротком конце будет такая картинка построения линз и пучка света, как это показано на рисунке нижнем..

вот поэтому и плоскости... поехали.

небольшое отступление - это схема и это геометрическая оптика, тут куча допущений, но общий прицип соблюдается. И, самое главное - эта схема для точки на оси объектива. Естественно, в реальной жизни все гораздо веселее - там и точки не только по оси, и не бесконечно удаленные, и косые лучи... и передняя основная плоскость хз где, а не на передней линзе, и конструкции разные - это жесть та еще... я просто пытаюсь донести общий принцип.


Если без фанатизма - Гауссовы (основные) плоскости образуются в месте пересечения параллельного пучка лучей, входящих в объектив и пучка лучей, выходящих из объектива в точку главного фокуса (или их продолжений - напоминаю, это геометрическая оптика). Примерно так:



Естественно, их две - ибо один из законов геометрической оптики - обратимость лучей, т.е. берем, запускаем параллельный пучок с обратной стороны и получаем где-то там слева фокус.

Вот примерно так и получается нижняя схема...

Теперь самое веселое -
а) именно от Гауссовых плоскостей считаются фокусные расстояния системы линз. Что мы и видим - вернее положение более длиннофокусное, чем нижнее.
б) они могут находиться _вне_ физических габаритов системы (еще они могут быть местами перепутаны, но это в данном случае лишнее). Что мы, опять же видим - в положении короткого фокуса, задняя плоскость находится примерно там, где зеркало у зеркалки...

ps: а, чуть не забыл самое главное-то! А вот почему, все же, мы берем лучи только по центру? Потому что определение точки главного фокуса - это место, где сходится параллельный пучок лучей, вошедший в систему. Авторы картинке любезно восстановили на примерный ход лучей, вот мы им и пользуемся. Это геометрическая оптика, а внешние лучи у нас тут где упрутся в отраву, где еще куда...

Можно пойти иным путем, через Гауссовы плоскости - мы _знаем_ фокусные расстояния системы в обоих положениях. Восстанавливаем лучи и точки главного фокуса до задней линзы, отмеряем фокусное расстояние, стави плоскость и от нее рисуем пучок параллельных лучей...

[Snark]

Тупанул - www.klax.tula.ru/~vendi/optik1.html - вот тут есть электронная версия одной не самой плохой книжки, связаной с фото-оптикой. Я пользуюсь, в основном, другими, но и этой тоже иногда. Она лохматого года издания, но оптические принципы с тех пор не изменились

[слепой смайл]

так, я поняла то, что так мне не ясно до конца.. в общем пойду покопаюсь в сети-))

мне вот все еще просто не ясно.. мы рассматриваем один зум. если по вашей схеме, то на коротком конце аберраций у него должно быть намного меньше (точнее они должны быть не настолько явными), чем на длинном, т.к. к краю линзы та же дисторсия сильнее, чем в центре. и виньетирование..

[слепой смайл]

mishaha.photoconcept.ru/glossary-231.html
вот тут в конце есть небольшое объяснение и схемы. но про диафрагму пучки света там нет-)

[Snark]

слепой смайл,

Мы рассматривает геометрическую оптику с сильно абстрактной системой линз - здесь вобще не идет речь про аберрации. Опять же - параллельный пучок света вдоль оси - тут у шириков нет проблем и в реальной жизни. А вот если мы возьмем косой пучок лучей где-нибудь по краю, да еще прикрутим все те искажения, которые способна выдать линза, а еще вспомним, что в реальном зуме линз не 5, а штук 15 - вот тут начнутся чудеса по полной программе. Но поможет ли это?

зы: у линзы _нет_ дисторсии! аберрации, астигматизм - все что угодно, но не дисторсия. Дисторсия привносится в объектив диафрагмой, как ни странно.

[слепой смайл]

Snark
люблю лохматые книжки-)) у меня есть 58-го года-)

[Snark]

слепой смайл, вот там схема зума с туевой хучей линз... оно, конечно, здорово, но _принципиально_ объектив такой же, как и на картинке здесь. Только там еще всякие компенсирующие линзы и прочая ерунда. Да, это круто. Но нужно ли это чтобы понять принцип работы механизма? (да еще и взято из Canon Lens Works... а я тут учебники по оптике цитирую )

Какая книжка?