Я знаю, що цифрові камери мають параметри ISO, і що ISO - чутливість камери до світла, але якщо встановити більш високий ISO, то ви можете отримати галасливі зображення. Я також знаю, що є ще два варіанти камери, швидкість затвора та діафрагма.
Який взаємозв'язок між ними? Чи є якесь рівняння, чи щось подібне?
Наприклад, якщо я встановив ISO 640, то як слід встановити швидкість затвора та діафрагму?
Відповіді:
Там є рівняння, і в відповідності з угодою, він встановлений, щоб бути дуже простий. В основному потрібно враховувати п’ять факторів:
і, нарешті, але не менш важливо:
Це щось велике, що потрібно взяти, тому вимикання з автоматичного режиму може бути настільки страшним. Але, почнемо з простого.
Фотографія має звичайну назву шкали значень експозиції . Це серія чисел, як правило, в діапазоні одно- або двозначних цифр по обидві сторони від нуля. Кожне число відповідає налаштуванням діафрагми та швидкості затвора, що призведе до однакової кількості зібраного світла - що означає, з однаковою сценою та чутливістю, однакову експозицію в кінцевому результаті.
Часто зручно думати про ці номери з точки зору типових сцен, які будуть виставлені типово, як вважають, як правильно, на цьому EV. Наприклад, при ISO 100 повне сонце близько 15, інтер'єри будинку зазвичай близько 6, а краєвид, освітлений чверть місяця, як -6. Детальніше тут або узагальнено в цій зручній круговій діаграмі:
Кожен фактор має свою шкалу, але ми називаємо кожен повний крок на будь-якій із шкал « однією зупинкою », і - нарешті, я перейшов до простої речі! - Прикольне те, що з точки зору яскравості ви можете обміняти одну зупинку будь-якого фактора на зупинку будь-якої іншої.
Чому б ти хотів це зробити? Дві основні причини. По-перше, кожен фактор має обмеження:
Але по-друге, крім експозиції, кожен фактор по-іншому впливає на зображення, і це є основоположним для творчого процесу фотографії:
Незалежно від чинника, зміна однією зупинкою означає подвоєння або вдвічі зменшити кількість світла від цього фактору .
Я сказав, що є рівняння, а потім не дав. В основному це:
aperture × shutter duration × sensitivity × light = exposure
Але НЕ турбуйтеся про множення нічого - просто потрібно додавати і віднімати зупинки .
(Якщо математика змушує засліпити очі, пропустіть цю дужку. Однак, якщо вам цікаво, це тому, що система зупинки - це масштаб журналу, і ми ефективно просто додаємо експоненти, що те саме, що і множення. Але, знову ж таки , дивовижна річ у тому, що це заздалегідь укладається у спосіб роботи з камерами, тому вам ніколи не доведеться думати про це знову, якщо цього не хочете.)
Для кожної окремої шкали:
і про саму експозицію див. Як вибрати правильну експозицію? .
Звідки ви знаєте, що таке EV сцени та з яких значень почати? Ви можете здогадатися, або ви можете використовувати вимірювач експозиції. Раніше було дуже часто використовувати їх як окремі пристрої, але зараз у кожної камери вбудовано дуже приємне. (Окремі пристрої все ще використовують, але це більш досконала тема.) Це те, що використовує ваша камера його автоматичні режими - вони беруть показання лічильника, а потім використовують програму, щоб вибрати коефіцієнти експозиції, які відповідають. (Детальніше в розділі Як DSLR визначають, яку діафрагму вибрати в режимі P? )
Автоматичний лічильник дасть вам налаштування діафрагми, затвора та ISO, що має надати середню, середню яскравість. Ви можете сказати інакше, проте, з "компенсацією EV" - див. Коли я зміню компенсацію EV, як це вплине на діафрагму, швидкість затвора або ISO? за багато деталей.
Ви запитуєте: "Наприклад, якщо я встановив ISO 640, то як я повинен встановити швидкість затвора та діафрагму?" , а відповідь: це залежить. Ви вимірюєте це, щоб дізнатись, або проконсультуйтеся з таблицею EV, або - більш практично - просто дозволите камері запропонувати початкову точку (якщо ваша камера не має кнопки в ручному режимі для цього, просто врахуйте, що вона вибрана в автоматичний режим). І тоді ви готові до ...
Якщо ви хочете затемнити або освітлити отримане зображення, ви можете змінити будь-яку діафрагму, тривалість затвора, ISO або освітлення сцени (до встановлених меж кожного фактора). Наприклад - збереження освітлення на сьогодні однакове - якщо ви хочете збільшити зображення, зроблене на ISO 400, f / 8, та швидкість затвора ¹⁄₁₂₀ секунди на одну зупинку, ви можете змінити будь-який один фактор: від ISO до 800 , діафрагма f / 5.6 або затвор до ¹⁄₆₀th . (Якщо змінити всі три , то , звичайно, зміниться три зупинки .)
Якщо ви хочете зберегти експозицію однаковою, але змінити коефіцієнт, ви можете змінити будь-який з інших факторів у зворотному напрямку. Так, для прикладу ISO 400, f / 8, ¹⁄₁₂₀th , якщо ви хочете краще заморозити рух затвора ¹⁄₂₄₀th, ви можете зберегти експозицію, змінивши або ISO на 800 або діафрагму на f / 5.6. Або ви можете змінити освітлення однією зупинкою і залишити ISO і діафрагму в спокої.
"Трикутник експозиції" - це термін, популяризований автором фотографії Брайаном Петерсоном для діафрагми, тривалості затвора та ISO. Мені це не подобається з двох причин - по-перше, дійсно є більше факторів, ніж три, а по-друге, навіть якщо ми просто розглянемо ці три, в них немає нічого трикутника . Ви можете прочитати багато, набагато більше про це на сторінці Що таке "трикутник експозиції"? - включаючи альтернативне подання, яке може бути вам кориснішим, якщо ви хочете продумати його з точки зору геометрії.
Загальна експозиція, яку ви отримуєте, регулюється чотирма факторами:
Останні три - це компроміси, які ми отримуємо для контролю в камері, і разом їх часто називають "експозицією", яку використовували для фотографування. У деяких випадках ми можемо керувати яскравістю сцени, як, наприклад, зі світлами в студії або зі спалахом. Камери роблять контрольні спалахи іноді, але заради цієї відповіді ми скажемо, що яскравість сцени задана, і ми хочемо відрегулювати інші 3 елементи для отримання потрібної експозиції.
Налаштування ISO контролює, наскільки чутливий датчик. Ще коли знімали датчики, ви вирішили це, завантаживши в камеру. Фільми мали різні компроміси між чутливістю та зерном. Більш чутливі плівки були більш зернистими.
За допомогою цифрових датчиків сьогодні ви можете обрати кадр чутливості за кадром. Однак, як і у фільмі, відбувається компроміс. Насправді більшість датчиків мають єдину природну чутливість, тоді вихід датчика посилюється (або в деяких випадках фактично ослаблений) перед оцифровуванням. Проблема з посиленням сигналу датчика полягає в тому, що ви посилюєте властивий шум разом із сигналом зображення. Деякі датчики кращі (менш шумні), ніж інші, тому дозволяють зробити більше посиленням, перш ніж шум стане достатньо великим порівняно із сигналом зображення, який буде заперечним.
Швидкість затвора в значній мірі схожа на звук, і це те, як довго зображення проектується на датчик. Більш довгі часи дозволяють датчику накопичувати більше даних щодо його шуму, і тому з цієї точки зору вони кращі. Однак, звичайно, є компроміс. Все, що рухається в сцені, або вся сцена, якщо ви рухаєте камеру, тим більше буде розмитою, чим довше буде відкрита затвор.
Наприклад, якщо ви сфотографуєтесь на спортивному заході, а хтось біжить зі швидкістю 3 м / с убік від вашого виду, він виглядатиме як розмиття в 3 метри із швидкістю затвора на 1 секунду. На 1/100 секунди розмиття складе 3 сантиметри, а на 1/1000 секунди лише 3 мм. Немає однозначної відповіді, що краще, і це одна з причин, що камери дають вам такий вибір. Можливо, ви хочете, щоб хтось біг розмився, щоб показати швидкість. З іншого боку, ви можете показати миттєвий вираз на обличчі з краплями поту, що звисають у повітрі.
У будь-якому випадку, експозиція 1/1000 дає датчику в 10 разів менше світла для роботи, тому його сигнал буде в 10 разів ближче до рівня шуму.
Це дещо вбік, але цифрові датчики також накопичують деякий шум з часом. Ось чому цифрові камери зазвичай обмежують час експозиції до 30 секунд. На відміну від фільму, ви не можете просто залишати цифровий датчик зондування протягом тривалого часу при тьмяному світлі.
F-стоп або діафрагма регулює, скільки світла об'єктив пропускає. Число f-стоп - це фактично відношення ефективного діаметра (з метою пропускання світла) об'єктива, розділеного на фокусну відстань. Це робиться тому, що це нормалізує світло-пропускання через лінзи незалежно від фокусної відстані. Наприклад, 50-мм об'єктив, встановлений на f / 8, проектуватиме сцену з тією ж яскравістю, що і 200-мм об'єктив, встановлений у f / 8. 200-мм об'єктив зробить кожен елемент сцени в 4 рази більшим поперек, тому він буде розподілений на 16 разів більше площі. Це означає, що для отримання тієї ж яскравості потрібно зібрати 16 разів більше світла. Однак все, що враховується при цьому нормованому заході діафрагми, ми називаємо f-stop.
Звичайно, знову є компроміс. Ширше відкрита лінза (нижнє число f-стоп) дає датчику більше світла, що призводить до кращого співвідношення сигнал / шум. Однак глибина різкості (відстань, на якій об’єкти сцени будуть у фокусі) буде нижчою. Недосконалість лінзи також буде більш помітною.
При дійсно малих діафрагмах (більших числах стоп-сигналів) дифракція стає проблемою. Світлові промені, які просто проглядають повз краї діафрагми діафрагми, трохи згинаються, а не продовжують прямо. Це трапляється лише тоді, коли вони проходять близько до чогось, що заблокувало б їх, тому це має значення лише для кільця світлових променів, які проходять просто всередині отвору. Оскільки діафрагма встановлюється меншою, то більша частка променів світла знаходиться близько до краю, і ці зігнуті промені складають більше світла, що потрапляє на датчик. Результат полягає в тому, що яскраві предмети в сцені спричиняють світлість і інших проектованих зображень. Загальний ефект полягає у зменшенні контрасту та наданні вигляду меншої різкості.
Зазвичай солодке пляма - f / 5.6 або близько того, але це залежить від конкретної лінзи. Більшу частину часу ви не надто переживаєте з цього приводу, а лінзи хорошої якості все одно будуть робити хороші знімки на f / 2, а дифракцію важко помітити при f / 22. Я робив макрофотографії на f / 64, і втрата різкості через дифракцію була досить очевидною.
Більшу частину часу, однак, ми торгуємо f-stop між пропусканням більшої кількості світла і занадто малою глибиною різкості.
Таким чином, загальна експозиція контролюється встановленням ISO, швидкістю затвора та функцією f-stop. Різні результати, якими ви торгуєтеся один проти одного, в основному дають датчику достатню кількість світла, щоб сигнал зображення був великим порівняно із розмиттям шуму, руху (або тремтіння камери) та глибиною різкості.
Як загальне керівництво, нормальна сцена при повному сонячному світлі добре експонується при f / 16, а швидкість затвора встановлена на 1, поділену на значення ISO. Наприклад, це може бути f / 16, 1/100 секунди та ISO 100. Або це може бути f / 16, 1/250 секунди, ISO 250.
У фотографії вплив двох факторів - це чітко помітний крок, але не особливо великий. Зазвичай ми думаємо про коригування експозиції в кількості в 2 рази. Ви можете вважати фактор 2 як "стандартний приріст" у фотографії.
ISO налаштовується лінійно. ISO 200 - вдвічі більший за показник ISO 100.
Час затвора також лінійний. Однак, оскільки ми зазвичай записуємо номери витримки як зворотні (1/100 секунди, 1/250 секунди тощо), нижнє число знижується для збільшення експозиції. 1/50 секунди - це вдвічі більше, ніж 1/100 секунди.
Математика f-чисел складніша. Експозиція йде з логарифмом зворотного f-числа. Оскільки це складно зробити подумки, попередньо було обчислено купу f-чисел, які викликають половину експозиції від попередньої. Кожне з цих f-чисел повинно бути квадратним коренем на 2 вище, щоб зробити половину експозиції. Починаючи з f / 1 (майже ніколи не буває), тому ми отримуємо прогресію f / 1, f / 1,4, f / 2, f / 2,8, f / 4, f / 5,6, f / 8, f / 11, f / 16, ф / 22. Ці значення настільки часто використовуються, що на ранніх камерах часто було встановлено сповіщення на діафрагменному кільці, що дозволило позитивно встановити одне з цих значень, а також дозволити налаштування вгору або вниз по відчуттю під час огляду видошукача. Цих детекторів також називали "зупинками", звідки походить термін "f-stop".
Оскільки загальні f-стопи представляють коефіцієнт 2 яскравості від наступного, термін "f-stop" став використовуватись як коефіцієнт двох в експозиції, навіть якщо сама діафрагма не змінюється. Наприклад, у фотографії прийнято говорити, що ISO 400 на "2 f-упори" більше, ніж ISO 100, або що 1/500 витримка затвора на 1 f-стоп вниз від 1/250 витримки.
Ми зазвичай думаємо про витримку в термінах "f-stop" вгору або вниз. Наприклад, скажімо, що ви сфотографувались на ISO 200, f / 5.6 та 1/250 секунди. Це вийшло занадто темно, і ви відчули, що йому потрібно на 2 f-зупинки більше впливу (коефіцієнт ще 4 світла). Ви можете спробувати будь-що з наступного, щоб отримати цю додаткову 2-х зупинки експозиції:
ISO 200, f / 2.8, 1/250 s
ISO 400, f / 4, 1/250 s
ISO 400, f / 5.6, 1/125 s
ISO 200, f / 4, 1/125 s
Однак, хоча експозиція кожного з цих чотирьох вищевказаних прикладів рівнозначна, глибина різкості, розмиття руху та співвідношення сигналу та шуму датчика не буде. Більшість сучасних датчиків мають мало шуму щодо повної експозиції при ISO 400, тому остання компроміс у цих прикладах, швидше за все, не буде проблемою у більшості випадків.
Знову ж таки, справа у всіх компромісах. Правильних чи неправильних відповідей немає, лише те, що працює з вашою камерою, зі сценою і з тим, що ви намагаєтесь показати.
Якщо ви вважаєте камеру просто колектором / рекордером світла або лічильником фотонів і ігноруєте фактично фотографування сцени, між ISO, діафрагмою та швидкістю затвора є дуже просте співвідношення:
Загальне записане світло 1 пропорційне діафрагмі ISO × × швидкість затвора × доступне світло в сцені
У решті цього пояснення розглядайте доступне світло як константу, яку ви не можете контролювати.
Таким чином, якщо, наприклад, збільшити будь-який із трьох елементів керування (ISO, діафрагма, швидкість затвора) в 2 рази, то ви повинні вдвічі зменшити один з двох решти елементів керування, щоб підтримувати однакове зібране загальне світло. 2 ( Примітка 1 нижче)
Таким чином, у нас є три вхідних керування (ISO, діафрагма, швидкість затвора) для отримання одного виходу, загального зібраного світла. Хоча ми не думаємо з точки зору загальної кількості зібраних фотонів, ми думаємо з точки зору правильно оголених зображень. Отже, щоб отримати бажане правильно оголене зображення, ми регулюємо три елементи керування, виходячи з їх ефекту на потрібне зображення, виходячи з окремої сцени, яка знімається.
Практично, ISO зазвичай є останнім із встановлених елементів керування, тим, про кого ви хочете піклуватися. 3 Зазвичай ви складаєте для глибини різкості (діафрагми), або зупиняючу дію, або маючи на увазі рух (короткий проти повільної витримки), або деякі їх комбінації. Як тільки вони набираються, ISO вибирається більш-менш для вас, щоб отримати бажану експозицію. Звичайно, якщо для вашого вибору діафрагми та швидкості затвора потрібна небажано висока ISO (тобто зернистість або шум), щоб отримати правильну експозицію, у вас є кілька варіантів:
Примітки:
У контексті фільму ISO - це міра чутливості носія запису до світла. Чим вище ISO, тим чутливіша плівка до пропорційно менш надходить світла, з компромісом, що пшеничне зерно («шум» плівки) збільшується при ISO.
У контексті цифрової фотографії ISO не описує чутливість датчика зображення до світла; датчик має фіксовану чутливість до заданої кількості вхідного світла, виробляючи певну напругу. Однак результуюча напруга або посилюється (помножується) перед перетворенням у цифрове значення, або цифрове значення після перетворення множується, або і те і інше, відповідно до значення ISO, встановленого для знятого. Таким чином, що стосується записаного зображення, цифровий ISO функціонує аналогічно плівці ISO.
Що стосується діафрагми, я не сказав, що вдвічі зменшив ƒ-число . Змістовна міра діафрагми - це площа поперечного перерізу . Нагадаємо, що площа пропорційна квадрату лінійної міри по всій площі, тобто: A ∝ d ². Таким чином, щоб подвоїти / вдвічі зменшити область діафрагми , число ƒ слід збільшити / зменшити на коефіцієнт √2, або приблизно 1,414 ...
Використовуючи плівку, ISO - це і те, про що ви дбали набагато більше, і те, що ви мали порівняно менший контроль (як з точки зору діапазону ISO, так і з можливістю вибору ISO, залежно від того, який фільм у вас був у наявності). Для DSLR, в певному сенсі, ISO - це коефіцієнт компенсації, який дозволяє вам краще вибрати діафрагму та швидкість затвора. Це все ще має значення, але насправді не є пріоритетним вибором. Я не уявляю, як багато фотографів підходять до сцени, думаючи, "незалежно від інших налаштувань, я хочу ISO 400 для цього знімка".
Це пояснення повністю ігнорує такі питання, як склад, глибина різкості, шум (зерно) тощо. Звичайно, вони надзвичайно важливі для створення гарної картини.
Усі фотографи повинні запам'ятати основні повні "Зупинки" експозиції, виражені у витримці, діафрагмі та ISO.
Після того, як ви ознайомилися з ними, щоразу, коли ви змінюєте одну зі змінних, дуже легко налаштувати одну з інших, щоб вона була однаковою.
1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 і т.д. (половина або подвійний - 1 повна зупинка)
f / 1.4 f / 2.0 f / 2.8 f / 4.0 f / 5.6 f / 8 f / 11 тощо
ISO100 ISO200 ISO400 ISO800 ISO1600 ISO3200 ISO6400 тощо (половина або подвійний - 1 повна зупинка)
Згідно з початковим запитанням, якщо ви використовуєте ISO640 і ви змінюєте ISO на 1 повну зупинку ((вдвічі або вдвічі перевищуйте ISO на 320 або 1250), то ви б налаштували діафрагму або швидкість затвора на 1 повну зупинку.