Экспозамер и экспозиция в цифровых камерах

Понимание способа, которым ваша цифровая камера измеряет освещённость, критично для получения соответствующих и точных выдержек. Экспозамер стоит за тем разумом в вашей камере, который определяет выдержку и диафрагму, основываясь на условиях освещённости и чувствительности ISO. Часто возможны следующие варианты экспозамера: частичный, усреднённый или матричный, центровзвешенный и точечный. Каждый из этих методов превосходен в одних условиях освещённости и беспомощен в других. Понимание принципов их работы может помочь вам осознать, как работает экспозамер камеры.

Подоплёка: падающий и отражённый свет

У всех встроенных в камеры экспонометров есть фундаментальный изьян: они могут измерить только отражённый свет. Это означает, что они могут в лучшем случае лишь догадываться, какое количество света действительно попадает на предмет.

Если бы все объекты отражали одинаковое количество падающего света, всё работало бы нормально, но в реальном мире отражающая способность предметов существенно различна. По этой причине все встроенные экспонометры камер стандартизированы на основе яркости света, который мог бы быть отражён от нейтрально-серой поверхности. Если камера направлена на любой предмет, который светлее или темнее нейтрально-серого, экспозамер камеры ошибётся в меньшую или большую сторону, соответственно. Ручной экспонометр подсчитает одинаковую экспозицию для любого объекта при идентичном падающем свете.

Примерно * 18% яркости:
18% серого	18% красного	18% зелёного	18% синего

* Наиболее точное приближение при использовании дисплея ПК, который ближе всего
к пространству цветности sRGB, если был соответствующим образом откалиброван.
Мониторы излучают свет, а не отражают, и это тоже является фундаментальным ограничением.

Что означает нейтрально серый? В печатной индустрии он стандартизован как плотность чернил, при которой отражается 18% падающего света, однако камеры вряд ли с этим согласятся. Эта тема заслуживает отдельного рассмотрения, но в рамках этой главы достаточно упомянуть, что у каждой камеры есть свой стандарт нейтрально-серого (в интервале 10-18% отражения). Экспозамер по предмету, который отразит больше или меньше света, может сбить алгоритм экспозамера камеры с толку и вызвать недо- или переэкспозицию, соответственно.

Встроенный в камеру экспонометр может работать неожиданно хорошо, если отражение от объекта достаточно распределено по снимку. Иными словами, если в кадре есть диапазон тёмных и светлых объектов, то отражающая способность в целом будет нейтрально-серой. К сожалению, ряд сцен имеет значительный дисбаланс в отражении света от предметов, как например, белый голубь на снегу или чёрная собака, сидящая на куче угля. В таких случаях камера может попытаться зафиксировать изображение с гистограммой, на которой наибольший пик находится в полутонах, даже если на самом деле его нужно было разместить в зоне яркости или в тенях (см. гистограммы в высоком и низком ключе).

Варианты экспозамера

Чтобы точнее замерить большой диапазон освещённости объекта и комбинации отражённого света, большинство камер предоставляют несколько вариантов экспозамера. Каждый из вариантов работает, базируясь на взвешивании разных зон освещённости; зоны с большим весом считаются более важными и тем самым сильнее влияют на окончательный расчёт экспозиции.

Размеры зон частичного и точечного замеров составляют примерно 13.5% и 3.8%
площади изображения, соответственно, на примере параметров Canon EOS 1D Mark II.

На расчёт экспозиции максимальное влияние оказывают наиболее белые участки, в то время как чёрные участки игнорируются. Каждая из приведенных выше диаграмм экспозамера может также быть размещена не по центру, в зависимости от параметров экспозамера и используемой точки автофокуса.

Более сложные алгоритмы могут не ограничиваться картой участков и включают в себя усреднённый, зональный и матричный экспозамер. Они применяются, как правило, когда ваша камера находится в автоматических режимах. Принцип работы каждого из них состоит в разбиении изображения на множество элементов, каждый из которых далее оценивается в зависимости от своего размещения, интенсивности света или цвета. Положение точки автофокуса и ориентация камеры (портретная или ландшафтная) также могут влиять на расчёт.

Когда используется частичный и точечный экспозамер

Частичный и точечный замеры дают фотографу намного больше контроля над экспозицией, чем любая другая настройка, но это означает также, что их существенно сложнее использовать — по крайней мере поначалу. Они полезны, когда на снимаемой сцене есть относительно малый объект, который либо должен быть в совершенстве экспонирован, либо предоставляет максимальное приближение к нейтрально-серому.

Одним из наиболее распространённых применений частичного экспозамера является портрет с задней подсветкой. Экспозамер по лицу поможет избежать недоэкспонированного силуэта на ярком фоне. С другой стороны, нужно учитывать, что тень на коже далека от нейтрально-серого и может привести к ошибке экспозиции, — но, вероятно, не настолько большой, как вследствие подсветки.

Точечный замер используется менее часто, поскольку область замера в этом случае очень мала и потому весьма специфична. Это может оказаться преимуществом, когда вы не уверены в освещённости предмета и имеете специально разработанную серую карту (или другой малый объект для экспозамера по нему).

Точечный и частичный замеры также крайне полезны при создании креативных экспозиций, а также когда рассеянный свет необычен. На примере внизу справа экспозамер может быть проведен по одному из камней на переднем плане или по камню непосредственно у выхода.

Центровзвешенный замер

Некогда центровзвешенный замер был очень распространённым базовым вариантом в камерах, поскольку он хорошо справлялся с ярким небом над тёмным ландшафтом. На сегодняшний день он более или менее уступил гибкости усреднённого и матричного замеров, а в сложных случаях частичному и точечному замерам. С другой стороны, результаты центровзвешенного экспозамера хорошо предсказуемы, тогда как матричный и усреднённый методы используют комплексные алгоритмы, которые сложнее оценить. По этой причине некоторые продолжают предпочитать центровзвешенный замер в качестве базового.

Компенсация экспозиции

Любой из вышеупомянутых режимов экспозамера может использовать так называемую компенсацию экспозиции (экспокоррекцию). Все расчёты проводятся как обычно, но результат впоследствии компенсируется на величину экспокоррекции. Это позволяет вносить коррективы, если вы наблюдаете для выбранного режима экспозамера постоянную недо- или переэкспозицию. Большинство камер позволяют вплоть до 2 ступеней экспокоррекции; каждая из ступеней означает увеличение или уменьшение освещённости вдвое по сравнению с исходным экспозамером. Установка экспокоррекции, равной 0, означает, что компенсация производиться не будет (по умолчанию).

Экспокоррекция идеальна для коррекции ошибок встроенного экспонометра, вызванных отражающей способностью предмета съёмки. Неважно, какой режим экспозамера используется, встроенный экспонометр камеры всегда будет ошибочно недоэкспонировать белого голубя в метель (см. падающий и отражённый свет). Фотографии в снежную погоду практически всегда потребуют порядка +1 ступени компенсации, тогда как картинка в низком ключе может потребовать отрицательной компенсации.

При съёмке в режиме RAW в условиях сложного освещения порой бывает полезно задать небольшую отрицательную компенсацию (0.3-0.5). Это снизит вероятность образования засветок, сохранив шансы увеличить экспозицию впоследствии. Иначе, положительная компенсация может применяться для увеличения соотношения сигнал-шум в ситуациях, когда до засветок далеко.