Когда в разговоре про экспонометрию говорят о 18% серых тонах, имеют в виду яркость объекта, а не его настоящий цвет. Для наглядности я и привожу эти картинки, чтобы вы имели представление о том, как выглядят всем привычные цвета, имея такую яркость. Согласитесь, что вид у них непрезентабельный, напоминающий снятые на "автомате" фотографии, коих полно на любом фотосайте.

Однако, такое мнение экспонометра является правильным только тогда, когда осреднённая отражательная способность всей сцены действительно соответствует 18-ти процентам. На практике, ситуация напоминает среднюю температуру пациентов в больнице: кто-то мучается от жара под 40 градусов, а кто-то прохладен, как Ленин, поскольку давно уже скончался, а в среднем же температура 36.6. При этом, в больнице вы не найдёте ни одного здорового с точно такой температурой. Всё то же самое происходит и с нашими снимками.

Возьмём и сфотографируем, к примеру, то же самое человеческое лицо, обладающее стандартно-серой отражательной способностью: снимем женский портрет на чёрном фоне. Экспонометр нашей камеры учитывает яркость как лица, так и фона вокруг него. В результате кожа превращается в пересвеченную белую, а чёрный фон становится серым, и, как следствие, фотокарточка в среднем действительно имеет стандартную серую яркость. Теперь заменим фон на ослепительно-белый. Чуда опять не произошло, и вместо 18-ти процентно серого лица блондинки мы видим лицо черной негры на сером фоне. Нам остаётся одно – снимать нашу даму на фоне, обладающем стандартной серой яркостью. При этом, как вы понимаете, она на нём потеряется, независимо от цвета фона. Вот к чему приводит автоматика.

Как видите, кроме уже упомянутого девиза «всё вокруг должно быть резким», у автоматики вашей фотокамеры есть и ещё один аморальный принцип – при этом снимок должен иметь стандартную среднесерую яркость. Поэтому неудивительно, что при различиях в содержании любительских снимков, по исполнению все они похожи друг на друга, как две капли воды. Теперь мы с вами понимаем, что на самом деле, авторство этих снимков принадлежит автоматике, а фотограф используется лишь в качестве штатива и кнопкодава. Чтобы нам с вами не уподобляться таким вот горе-фотографам, изучим, какие бывают типы экспозамера, и научимся, как правильно выбирать их при съёмке.



Типы экспозамера – матричный, центровзвешенный и точечный

Современные цифровые камеры имеют три типа экспозамера: матричный, точечный и центровзвешенный, причём последний является разновидностью матричного.

При современном матричном экспозамере весь кадр равномерно разбит на равнозначные зоны по числу сенсоров, например, на 1005. Каждый из этих примитивных сенсоров, являясь маленьким экспонометром, анализирует яркость только «своей» зоны, и передаёт её в мозг компьютера. Чем больше камера содержит элементарных сенсоров, тем более точная картина предстаёт перед процессором. Затем компьютер обращается к памяти, сравнивая полученную световую картину с имеющимися в памяти схематическими образцами, число которых может достигать десятков тысяч. Найдя похожий образец, компьютер использует соответствующую ему экспопару. Нетрудно догадаться, что при этом общая яркость сцены принимается равной 18%.

Матричный тип экспозамера подходит только для съёмки сцен, не имеющих ярко выраженного основного объекта и с более-менее ровной освещённостью. Пример - неконтрастный пейзаж в пасмурную погоду. Пейзажистам вообще повезло - средняя отражательная способность зелени равна 20%, что очень близко к заветным 18-ти. Матричный замер также целесообразно применять в условиях, когда времени на определение экспозиции у вас нет, например, при репортажной или жанровой уличной съёмке. Но у этого типа экспозамера есть много недостатков. Например, он промахивается, когда на сцене присутствует хотя бы один источник освещения, к примеру, солнце или просто яркое небо, не говоря уж о ночной съёмке, когда вся сцена, фактически состоит из источников освещения и их отражений на тёмном фоне (к слову, к ночной съёмке применим единственный, самый радикальный "тип" экспозамера, носящий название bracketing экспозиции). Портретная съёмка в этом режиме также невозможна, поскольку при расчёте учитывается не только яркость лица, но и всего остального фона, что приводит к ситуациям, подобным описанной выше. Несмотря на то, что производители фототехники стараются и создают изощрённые алгоритмы, обходящие эти ситуации, можно сказать, что в этой области не всё ещё гладко.

Чтобы избежать таких вот проблем при съёмке портретов, был придуман
центр(альн)овзвешенный экспозамер, являющийся разновидностью матричного. Как и при матричном, в расчёт экспозиции берутся данные со всех сенсоров, однако «вес» информации от каждого сенсора зависит от его расположения в кадре. Так, данные с периферии кадра практически не используются в расчёте, в то время как наибольшее влияние имеют данные с тех сенсоров, которые находятся внутри небольшой округлой зоны размером примерно в треть кадра, расположенной по центру кадра. Как вы понимаете, если положение снимаемого лица совпадёт с этой областью, то его яркость будет соответствовать пресловутым 18%, то есть тому, чему ей и положено быть.

Как я уже сказал, этот тип экспозамера подходит только для портретной съёмки, причём только при условии центрального расположения объекта в кадре. Если же мы захотим снять парный портрет (с фоном посередине), то вместо лиц мы получим правильно экспонированный фон. Можно, однако, приноровиться снимать в этом режиме макро, а также животных с птичками, если у вас есть уверенность в том, что они обладают стандартно-серой отражательной способностью. Больше ни к чему этот тип экспозамера не пригоден.

Наибольший практический интерес для искушённого фотографа представляет точечный экспозамер. При таком способе в расчёт экспозиции берётся яркость только очень маленькой области, расположенной либо в центре кадра, либо в одной из зон автофокусировки, той, что активна в данный момент. Это позволяет экспонометру не принимать во внимание яркости других, маловажных частей кадра, целиком и полностью отдавшись основному объекту. Если в плёночной технике такой тип замера встречается только в дорогих моделях, то в «цифре» сегодня распространён настолько, что имеется почти в каждой «цифромыльнице».

Говоря об угловом размере этой анализируемой области, точно указать, что он соответствует, скажем, ровно 5 или 10 градусам, невозможно. Дело в том, что точно заданным является только величина анализируемого пятна внутри кадра, в то время как угловые размеры самого кадра зависят от выставленной величины фокусного расстояния. К примеру, если в документации к вашей фотокамере указано, что пятно точечного рамера составляет 1% от площади кадра, то для объектива 8mm Fisheye это будет означать угол точечного замера примерно 18градусов, в то время как для телеобъектива 300мм этот угол составит всего полградуса. В обоих случаях, это будет всего лишь 1% от площади кадра. Если же величина «точки» такова, что назвать её точкой не позволяет совесть, тогда такой замер называют «частичным» (пример: Canon 20D с его 9% от площади кадра).

Теперь поговорим о достоинствах и недостатках точечного экспозамера. Его можно использовать при съёмке пейзажа, портрета, натюрморта, и так далее. Не подходит он лишь для фотографирования динамичных сцен. Можно сказать, что этот метод является наиболее точным из всех встроенных в вашу фотокамеру, но оговорившись: при условии его правильного применения. В противном случае он испортит вам всю картину.

Чтобы понять, как воспользоваться достоинствами точечного экспозамера, обратимся к его недостаткам. Займёмся опять фотографированием портрета. Как вы знаете, при съёмке портрета резкость наводят на глаза, так мы и поступим. Однако в результате мы опять получили пересвеченную кожу лица и невыразительные 18-ти процентно серые глаза (но зато резкие).

Думаю, нетрудно догадаться, что случилось с экспозицией. Пятно (точка) экспозамера, непрерывно следуя за зоной фокусировки, тоже остановилось на глазах модели, и, ошибочно принимая их за 18-ти процентно серые, определила по ним яркость сцены. В случае же, если ваша камера производит точечный экспозамер только в центре кадра, то экспозиция будет определена по губам модели, или по её носу, в зависимости от того, что там оказалось.

Как видите, ошибка этого метода состоит в том, что главный объект далеко не всегда имеет стандартную отражательную способность. Значит, для экспозамера надо использовать какие-то другие, среднесерые поверхности. Какие же? Довольно близка к 18-ти процентам яркость обычных бетонных заборов и асфальта. По ним и можно проводить точечный экспозамер.

Однако у нас не всегда под рукой есть асфальт или бетонный забор, поэтому серъёзные фотографы часто приносят такой «забор» с собой. Чтобы не оттягивать карман, он сделан из картона, и поэтому очень маленький и легкий. Как вы уже догадались, речь идёт о так называемой «серой карте», напечатанной на фабрике, и обладающей 18-ти процентной отражательной способностью. Для определения экспозиции такую карту подносят к объекту съёмки, наводят на неё фотокамеру, следя за тем, чтобы зона (точка) экспозамера уместилась внутри серой карты, и производят замер точной экспозиции. Поскольку серую карту, на деле, почти невозможно купить в магазине, проще сделать её самим. За основу тона можно взять стандартный фон окна графического редактора Adobe Photoshop.

Подведём итог сказанному в виде таблицы:

Таблица 3. Типы экспозамера

Тип экспозамера	Достоинства	Ограничения	Когда и как применять
Матричный (оценочный)	Подходит для начинающих фотографов, или в ситуациях, когда некогда думать.	Не применим в сценах с нестандартной отражательной способностью: когда на сцене есть источники освещения; когда главный объект слишком темный или слишком яркий; при большом перепаде освещённостей между объектом и фоном (небом); при контрастных, очень темных или очень ярких сценах.	Подходит только для съёмки сцен, не имеющих ярко выраженного основного объекта и с более-менее ровной освещённостью, а также динамичных сюжетов.
Центро- взвешенный	Принимает в расчёт только яркость главного объекта, не обращая внимание на яркость фона	Главный объект должен располагаться посередине кадра и обладать 18% отражательной способностью.	Предназначен для портретной съёмки
Точечный (частичный)	Позволяет наиболее точно определить экспозицию	Требует наличия серой карты или другой поверхности со стандартной 18% отражательной способностью	Профессиональная фотосъёмка статичных сцен, разнородных по световой ситуации.

Методы экспозамера – по отражённому свету и освещённости

Все перечисленные выше типы экспозамера, встроенные в фотокамеру, страдают одним, но очень серьёзным, недостатком: результаты их работы зависят от самого объекта, а не от его освещённости. Смотрите сами: экспозиция равна произведению освещённости на время экспонирования: H = E * t, и, как видите, характеристики снимаемого объекта в расчёт экспозиции браться не должны. Однако, они берутся.

Представим себе, что на столе лежат две тарелки: синяя и жёлтая. На них падает одно и то же освещение, предположим, это будет солнечный свет из окна. Воспользуемся точечным экспозамером и определим величину экспозиции для съёмки той и другой тарелок. Поскольку синяя имеет меньшую яркость, чем жёлтая, требуемая экспозиция для неё будет больше. Вместе с тем, мы знаем, что так быть не должно, поскольку освещённость обеих тарелок абсолютно одинакова!

Экспозиция обоих снимков определялась методом точечного экспозамера, в точках, обозначенных красным цветом. Несмотря на одно и то же освещение обеих тарелок, замеренная экспозиция отличается почти на две ступени! Дело в том, что синий цвет отражает меньше света (18%), чем жёлтый (75%).
Кстати: Чтобы ощутить разницу в экспозиции, достаточно сравнить яркость изначально белого фона этих снимков.
1. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/8c, f5.6 (7.8 EV), ISO100, предустановленный баланс белого, точечный экспозамер спотметром Seconic.
2. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/20c, f5.6 (9.7 EV), ISO100, предустановленный баланс белого, точечный экспозамер спотметром Seconic.

Причиной этому явлению служит разница в отражательных способностях различных цветов. Так например, Эрл Митчел в своей книге "Фотография", приводит такие цифры: отражательная способность жёлтого цвета равна 75%, фиолетового - всего 6%, тёмно-синего - 12%, в то время как светло-голубого - 70%. Стремясь решить «цветовую» проблему, фирма Nikon реализовала так называемый «цветовой экспозамер». При этом замере, каждый сенсор экспонометра анализирует не только яркость подведомственной ему зоны, но и учитывает её цвет в формате RGB. Для светлых и тёмных цветов, таких, как жёлтый и синий, вводятся корректирующие поправки. Однако, как мы сейчас увидим, это не решает полностью проблему, связанную с неточностью экспонометрии объектов с различной отражательной способностью.

Продолжим экспериментировать, и поменяем цветные тарелки на черную и белую. Естественно, что точечный замер покажет, что для чёрной тарелки экспозиция потребуется больше, чем для белой. И это, опять-таки, при одной и той же освещённости! И никакой цветовой замер тут не поможет, поскольку уровни всех трёх цветовых каналов RGB равны.

Таким образом, как ни крути, при одинаковой освещённости мы получаем различные значения экспозиции. Причина этого явления заключается в том, что мы анализируем отражательные характеристики объекта, а не падающий на него свет. Поэтому рассмотренный нами метод экспозамера и называется «экспозамером по отражённому свету». Независимо от того, какой тип замера мы используем: точечный, матричный или центровзвешенный, наводя камеру на объект, мы всё равно замеряем отражённый от него свет. Со всеми, присущими этому методу экспозамера, недостатками.

Альтернативным методом определения экспозиции является замер «по падающему свету». Его суть состоит в анализе освещённости места съёмки. Для этого экспонометр подносят к снимаемому объекту, но при этом направляют его не на сам объект, а наоборот, противоположно от него, в сторону фотокамеры. Как вы понимаете, при этом экспонометр анализирует яркость всех источников освещения, попавших в его поле зрения (включая небо и всех отражающих поверхностей), и, соответственно, освещающих объект съёмки. Схема поможет вам лучше разобраться в этом процессе.

Схема расположения экспонометра при замере освещённости

Думаю, что схема настолько понятна, что пояснения тут не нужны. Отмечу только, что экспонометр следует располагать как можно ближе к объекту (в идеале - на время замера поместить вместо объекта). Выдержка и диафрагма в камере выставляются по показаниям экспонометра.

Как видите, при таком расположении экспонометра он не учитывает ни цвет объекта, ни его яркость, ни цвет и яркость фона, поэтому все эти факторы никак не влияют на экспозицию. Этот метод позволит нам наиболее точно произвести замер. Посмотрите на эти фрукты.

Матричный экспозамер ПО ОТРАЖЁННОМУ СВЕТУ:	Замер экспонометром ПО ОСВЕЩЁННОСТИ:

f5.6, 1/90c	Белый фон	f5.6, 1/20c

f5.6, 1/20c	Серый фон	f5.6, 1/20c

f5.6, 1/6c	Чёрный фон	f5.6, 1/20c

Разница между экспозамерами по отражённому свету и по освещённости

Слева приведены снимки фруктов, снятых на белом, сером и чёрном фонах, по методу обычного матричного экспозамера. Справа - те же фрукты, но снятые по методу замера освещённости. Разница налицо, особенно обратите внимание на то, что яркость фруктов на снимках справа не зависит от яркости фона: она одинакова на всех трёх снимках. Дело в том, что все три правых снимка сняты с одной и той же экспозицией.
Кстати: Следует оговориться, что идея этих снимков принадлежит фирме Seconic, производящей экспонометры. В своё время я видел их в рекламном проспекте фирмы. Я решил сфотографировать нечто подобное для этой статьи, поскольку более красноречивого примера преимущества экспозамера по освещённости не придумать.
1. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/90c, f5.6, ISO100, предустановленный баланс белого, матричный экспозамер.
2. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/20c, f5.6, ISO100, предустановленный баланс белого, замер освещённости экспонометром Seconic.
3. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/20c, f5.6, ISO100, предустановленный баланс белого, матричный экспозамер.
4. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/20c, f5.6, ISO100, предустановленный баланс белого, замер освещённости экспонометром Seconic.
5. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/6c, f5.6, ISO100, предустановленный баланс белого, матричный экспозамер.
6. Leica Digilux 1, ф.р.21мм, 1/20c, f5.6, ISO100, предустановленный баланс белого, замер освещённости экспонометром Seconic.

Однако, и этот метод имеет свои ограничения. Во-первых, он не всегда применим. Лучше всего он подойдёт к студийной съёмке, а вот в репортажной фотографии не совсем удобен. Это и понятно, ведь не всегда у нас есть возможность подойти к объекту фотографирования. То же самое касается и пейзажа, однако прислушайтесь к моему совету - при съёмке открытых пейзажей вне тени замер экспозиции можно проводить не подходя к лесу вдалеке, а вообще ни сходя с места, замерив освещённость позади вас. Дело в том, что всё вокруг освещается одним и тем же солнцем, поэтому заметной разницы в освещённости не будет. На схеме более понятно показано, что я имею в виду.

Расположение экспонометра при съёмке пейзажа в открытой местности

Секрет такого способа замера прост: в пейзаже всё освещается одним и тем же солнцем, поэтому для замера освещённости далеко ходить не надо.
Кстати: Если при съёмке пейзажа окажется, что солнце находится у вас за спиной, полезно навести экспонометр не на него, а строго перпендикулярно оси солнце/снимаемый пейзаж, вправо или влево. Иначе снимок может получиться недоэкспонированным.

Вторым ограничением этого способа является его неработоспособность в ситуациях, когда основной источник освещения расположен в самом кадре. В этом случае он даёт сильные пересветы.

Наконец, для этого способа экспозамера нам потребуется экспонометр. Конечно, можно попытаться использовать в качестве экспонометра сам фотоаппарат, прикрутив к нему объектив «рыбий глаз». Однако, большинство из нас видело рыбьи глаза только в супе, поэтому без экспонометра нам не обойтись. Какими они бывают, мы сейчас и поговорим. В таблице - "краткое содержание предыдущей серии".

Таблица 4. Методы экспозамера

Метод экспозамера	Достоинства	Ограничения	Когда и как применять
По отражённому свету	Реализован в каждой камере, производится на любом расстоянии от объекта съёмки	Результат замера зависит от отражательной способности объектов съёмки. Подходит только для съёмки сцен, имеющих стандартную отражательную способность.	Применим там, где невозможно подойти к снимаемому объекту, либо на это нет времени: в стрит-фотографии, репортаже, съёмке животного мира. Также хорошо работает при съёмке неконтрастных пейзажей.
По освещённости	Даёт наиболее точный результат, не зависящий от отражательных характеристик поверхности снимаемого объекта	Требует наличия экспонометра, времени на проведение экспозамера. Для проведения замера необходимо подойти к снимаемому объекту, что не всегда возможно.	Лучше подходит для студийной съёмки натюрмортов, портретов, обнажённых тел, а также для открытых контрастных пейзажей днём, при условии, что в кадре нет солнца.

Какие бывают экспонометры

Как мы уже уяснили, экспозицию замеряют либо по падающему свету, либо по отражённому. Соответственно, по тому же принципу делятся и экспонометры.

Обычные экспонометры замеряют экспозицию, анализируя освещённость. При цене от $40 и выше, они являются самыми недорогими и поэтому самыми распространёнными. В зависимости от конструкции, такие экспонометры меряют освещённость через специальное окошко, либо посредством выдвигающейся полукруглой люминосферы. Теоретически, экспонометры с люминосферой являются более точными, поскольку позволяют учесть весь свет, освещающий сцену съёмки. Как выглядят такие экспонометры, показано слева.

А вот спотметры замеряют экспозицию по методу «отражённого света». Это устройство может вам пригодиться, только если ваша фотокамера не имеет точечного замера, либо величина его «кружка» слишком велика для точечного замера (например, более, чем 10 градусов). К слову, встроенный в вашу камеру экспонометр как раз и является простейшим спотметром, правда с величиной пятна замера во весь кадр.

Как правило, спотметры выпускаются не в отдельном виде, а объединены с экспонометрами (пример - на фото слева). Размер пятна замера у них варьируется от 1-го до 5-ти градусов, причём во многих спотметрах эту величину можно изменять (посредством зуммирования).

Спотметр, являясь принадлежностью профессионала, стоит гораздо дороже обычного экспонометра, его цена составляет от $200 и выше. Насколько он нужен цифровому фотографу, решайте сами, ведь любые неточности в экспонометрии можно обнаружить сразу в процессе съёмки, или предотвратить, сняв нескольких цифровых кадров с разными величинами экспозиции.

Наконец, в семействе экспонометров существует ещё один экзотический вид – это флешметр (показан на фото справа). Им пользуются только при студийной съёмке, когда необходимо определить экспозицию при использовании вспышки. Несмотря на то, что это существо у меня имеется, я ни разу не воспользовался им по-назначению, поэтому про него мне добавить нечего.



Как проверить правильность экспозиции и как её исправить?

Каким бы экспонометром мы не пользовались, но правильность отработки экспозиции надо проверять, не отходя от кассы. Тут цифровой фотограф имеет бесконечно больше возможностей по сравнению с плёночным, поскольку плёночный не имеет вообще ни одной.

Существует три средства оценки экспозиции: изображение на жидкокристаллическом индикаторе фотокамеры, индикация пересветов и гистограмма. Посмотрим, что нам даст использование каждого из них.

Самый удобный, но заодно и самый неточный способ оценки яркости изображения – это просмотр снятой картинки на мониторе фотокамеры. Дело в том, что оценка шкалы полутонов является очень сложной для мозга задачей. И эта задача усложняется бедными возможностями самого ЖКИ, которые даже технически не позволяют отличить информацию, потерянную в тенях или светах, от глубоких полутонов. Поэтому нередко мы с вами попадаем в ситуации, когда в поле всё было гладко, а на бумаге оказалось плохо.

Чуть более лучшим средством контроля правильности экспозиции, имеющимся в серьёзных современных камерах, является индикация пересветов. В этом режиме просмотра полученного изображения, на нём выделяются и показываются области, вышедшие по яркости за пределы возможности (то есть, за пределы динамического диапазона) матрицы. Не обращайте внимание на слова в руководстве по эксплуатации, что, мол, при этом выделяются всего лишь «самые яркие области изображения». На самом деле речь идёт не о «самых ярких» областях, а об областях с напрочь потерянной информацией, то есть, о пересветах. К недостаткам этого метода отнесу то, что он ничего не говорит о деталях, напрочь потерянных в тенях.

Гораздо точнее можно оценить распределение яркостей снимка по гистограмме, которая сегодня есть даже у самых крохотных цифромыльниц. Но, если кто забыл, то справа показано, как она выглядит.

Что же показывает нам гистограмма? Говоря попросту, это диаграмма распределения яркостей снимка – от самой тёмной области до самой яркой. Шкала снизу разделена пропорционально уровням яркости: слева она соответствует самым тёмным областям снимка, а справа – самым светлым, с градациями серого между ними. По вертикальной шкале отложено количество пикселов.

Гистограмма показывает, уютно ли уложились яркости изображения в прокрустово ложе матрицы, и по результатам её анализа можно своевременно внести коррективы и вылечить изображение. Давайте рассмотрим возможные случаи, которых всего пять.

Случай 1. Нормальный снимок

Симптомы: Гистограмма в целом похожа на «горку» и целиком помещается на координатном поле, при этом упираясь в края, либо до краёв остаётся мало свободного места.

Диагноз: Здоров.
Пояснение: Тот факт, что гистограмма целиком поместилась на координатном поле, свидетельствует о том, что матрица нашей камеры способна передать как самые светлые, так и самые тёмные области данной сцены. При этом, чем ближе левая граница гистограммы будет расположена к левому краю, тем "чернее" будет чёрное, и, чем ближе правая граница к правому - тем белее белое, с глубокой градацией серых полутонов между ними. Всё, что нам остаётся – это нажать на кнопку спуска затвора.

Случай 2. Контрастный снимок

Симптомы: Гистограмма имеет вид двух горок, расположенных по бокам с впадиной между ними и целиком помещается на координатном поле.

Диагноз:Здоров.
Пояснение: Такая гистограмма свидетельствует о том, что мы получим очень контрастный снимок, состоящий из одних только тёмных и светлых пятен, с бедной градацией серого. Однако, при этом никакая информация не потеряется, поскольку матрица способна передать весь диапазон яркостей этой сцены (об этом говорит отсутствие выступающих за пределы гистограммы областей).

В силу бедности цветовых полутонов, такого рода изображения требуют других изобразительных средств. Поэтому, видя такую гистограмму, пристальное внимание необходимо уделить графичности формы. При удачном решении этой задачи наш снимок может быть похож на настоящую фотографию с игрой света и тени.

Случай 3. Слабоконтрастный снимок

Симптомы: Гистограмма целиком помещается на координатном поле, но занимает не всё его, а узкую область посередине/справа/слева.

Диагноз:Здоров.
Пояснение: Тот факт, что гистограмма поместилась целиком, опять говорит о том, что никакая важная информация от нас не уйдёт, всё будет записано на матрицу. Однако, на снимке будут отсутствовать либо белый цвет (если диаграмма сдвинут влево), либо чёрный (если вправо), либо оба, черный и белый, если гистограмма располагается посередине. Такое распределение яркостей чаще всего встречается в условиях неконтрастного освещения, например, в пасмурную погоду. Полученным изображениям, при желании, можно маленько подбавить контрасту в Фотошопе, нажав там Ctrl-L, и сдвинув движки чёрного и белого под гистограммой ближе к центру, и регулируя контраст по вкусу.

Но оставим Фотошоп неудачникам, ведь все эти проблемы можно решить ещё при съёмке. Представим себе, к примеру, фотографирование белого котёнка на белом снегу в условиях рассеянного освещения. В этом случае гистограмма, скорее всего, будет иметь вид узкой полосы посередине графика. Если мы отпечатаем такой снимок без коррекции в Фотошопе, то получим не белый снег, а 18%-серый. Чтобы этого избежать, необходимо уже при съёмке сдвинуть гистограмму вправо, в «белую» область. Этого можно добиться, введя положительную экспокоррекцию (на 0.5-1 ступень), следя при этом, чтобы гистограмма не вышла за пределы координатного пространства.

При ночной съёмке поступаем с точностью до наоборот. В отсутствие фонарей гистограмма будет иметь вид неширокой полосы, расположенной посередине, и мы получим ночь 18%-серого цвета, а не чёрного. Проблема решаема: вводим отрицательную поправку и гистограмма смещается влево, то есть, в темноту.

Случай 4. Недо- или переэкспонированный снимок

Симптомы: Гистограмма, может, и поместилась бы на поле координат, если бы не была сильно смещена вправо/влево.

Диагноз: Болен, но излечим.
Пояснение: Такая ситуация сигнализирует о том, что была введена экспокоррекция, либо экспозиция была определена неправильно. Последнее происходит когда в кадре присутствует один или несколько источников освещения, а также по другим причинам. Иногда с такой ситуацией мы сталкиваемся, когда снимаем пейзаж с ясным небом, получая в результате молочно-белое небо (гистограмма не влезает справа).

Дело в том, что в цифровой фотографии допустимые отклонения экспозиции от среднесерой точки имеют несимметричный вид: например, если некая матрица допускает недодержку, скажем, в четыре ступени экспозиции, то передержку – только одну ступень. Этим и объясняется природа всем известных «цифровых пересветов».

Лечат такую особенность матрицы применением экспокоррекции: положительной, если гистограмма сместилась влево, либо отрицательной, если наоборот. Например, для показанного тут снимка с кабанами мне пришлось применить экспокоррекцию +2.0 ступени (используя возможности формата RAW). А для приведения неба в нормальный вид обычно бывает достаточно экспокоррекции –0.5.

Некоторые фирмы (например, Nikon) борятся с вечно пересвеченным небом (и другими пересветами), применяя экспокоррекцию порядка –0.7EV к показаниям экспонометра. Например, посмотрите на разницу между «чистым» 18%-серым, и 18%-серым по версии фирмы Nikon:

   Сравнение стандартного 18%-серого с 18%-серым по версии фирмы Nikon

На обоих снимках снят лист обычной белой бумаги для принтера. Снимок слева был снят на фотокамеру Leica на основании результатов точечного экспозамера "независимого" экспонометра. Снимок справа снят на Nikon D70 с использованием точечного экспозамера камеры. Разница в -0.7EV налицо: правый снимок темнее, и мы знаем, для чего это сделано.

Как результат, все фотографии, снятые на Nikon, выглядят чуть темнее своих коллег, снятых, к примеру, на Canon, отчего последние кажутся более сочными и больше нравятся непосвящённым покупателям. Однако, снимки с экспокоррекцией содержат больше информации, которую легко вытянуть в Фотошопе (хотя бы использовав Image -> Adjustments -> Auto Contrast).

Так или иначе, если в результате всех этих усилий гистограмма так и не поместилась на поле координат целиком, тогда мы имеем дело с самым сложным клиническим случаем, описанным ниже.

Случай 5. Снимок с потерей информации в светах и(или) тенях

Симптомы: Гистограмма не помещается на поле координат, вылезая за его пределы справа или слева, либо и там и там.

Диагноз: Болен, и без хирургического вмешательства не обойтись.
Пояснение: Любой выход гистограммы за правую или левую границы – это визуальная информация, потерянная навсегда. В меньшей мере, это относится к формату RAW, но нельзя считать этот формат всесильным: его толерантность к ошибкам экспонометрии обычно не простирается дальше, чем три ступени экспозиции. На снимке с койотом, при всех стараниях экспонометра, узкий динамический диапазон матрицы не смог вместить в себя весь диапазон яркостей: потерялась как фактура неба, так и детали в тенях. Такое чаще всего встречается в условиях контрового освещения.

Потерю информации допускать нельзя, и для решения этой задачи существуют специальные методы. Например, используя вспышку (или другую подсветку), можно решить проблему с перетемнёнными частями снимка, а применяя нейтрально-серый градиентный фильтр, мы не допустим «выпадения» её вправо. Если мы не озаботимся решением таких проблем при съёмке, то у нас не будет возможности решить их потом.

Раз уж мы заговорили об использовании нейтрально-серых градиентных фильтров для корректирования экспозиции, было бы несправедливым не рассказать о выборе фильтра для конкретных условий съёмки. Дело в том, что такие фильтры выпускаются разных плотностей (от 1 до 3EV в затемнённой части), и сразу не ясно, какой из них лучше подойдёт в той или иной ситуации. В отличие от плёночников, я призываю цифровых фотографов действовать методом научного тыка, перебирая все имеющиеся фильтры, начиная с наименее плотного. Лучше всех подойдёт тот, который заставит гистограмму вместиться внутри отведённых для неё границ. По моему опыту, в большинстве ситуаций лучше всего подойдёт довольно слабый фильтр, с плотностью 1EV (такой, как например, COKIN 120 Gradual Gray).

Как видите, гистограмма - это очень удобная и действительно полезная функция, и нам её вряд ли что-нибудь заменит. Завершая разговор о ней, всё-таки призываю вас не видеть в гистограмме единственный критерий «правильности» полученного снимка. Во-первых, и по сей день в некоторых цифровых фотокамерах гистограмма строится не по всем трём цветовым каналам RGB, а только по одному, а именно - зелёному. Во-вторых, грамотное использование гистограммы позволяет лишь только собрать и донести всю визуальную информацию до компъютера, где мы можем выбрать из неё именно тот диапазон полутонов, который необходим для решения нашей творческой задачи. А вот слепое поклонение инструментальному анализу изображений может привести к извращениям, подобным тому, которое я видел на одном из технических форумов Рунета.

Там живо обсуждался вопрос о том, чему соответствует цвет кожи человека в формате RGB, принятом в цифровой фотографии (о самом формате можно прочитать в статье про баланс белого). Наобсуждавшись вдоволь, и, как часто водится в научных дискуссиях, вдрызг переругавшись, наши юные натуралисты наконец, не только вывели «формулу счастья» для точного цвета кожи тела в виде RGB (255, 215, 189) (посмотрите на скальп слева), но и более того, нашли RGB для точного цвета контура тела, оказавшийся равным (148, 109, 90) (фрагмент такого контура показан справа). Затем были выведены поправки на загар. Наблюдая с любопытством за этой циничной дискуссией, я ожидал, цвет каких ещё органов тела будет формализован, и каковы, наконец, характеристические кривые для негров, но обсуждение внезапно свернуло на цвет родинок и бородавок. Далее в дело вмешался слабый пол, и всё, естественно, закончилось научным исследованием колеровки прыщиков, причём как в тени, так и на солнце. Думаю, этот убедительный пример заставит вас задуматься о том, какой частью тела нормальный человек должен воспринимать изображение.



Немного о динамическом диапазоне матрицы и формате RAW (для особо дотошного читателя)

Когда мы с вами говорили о гистограмме, мы всё время обращали внимание на её желание вылезти за пределы отведённого ей пространства. Давайте сделаем попытку разобраться, отчего возникает такое желание.

Ширина "ворот", в которые мы пытаемся втиснуть нашу гистограмму, то есть, способность матрицы передавать детали в самых тёмных и самых светлых точках нашего снимка определяется такой её характеристикой, как динамический диапазон. Например, известно, что освещённость одного и того же предмета солнцем на улице в полдень и лампами накаливания в помещении обычно отличается в 10.000 раз, то есть на 4 порядка. Значит матрица, способная передать подобный перепад освещённостей в пределах одного кадра, должна обладать динамическим диапазоном не менее 4D. Это число нетрудно получить, найдя десятичный логарифм от числа 10.000 (а попросту, подсчитав количество нулей).

С другой стороны, любопытно, а сколько ступеней экспозиции вмещает такой перепад освещённостей (4D)? Сделать это можно, определив степень двойки, в которую её надо возвести, чтобы получить 10.000. Это число равно 13.3. Таким образом, матрица, обладающая динамическим диапазоном 4D, допускает перепад яркостей, эквивалентный 13-ти ступеням экспозиции. Это означает, что такая матрица способна передать практически весь диапазон яркостей, встречающийся на практике: от солнечного света на улице до предметов в помещении, в пределах одного кадра.

Какова же величина динамического диапазона матрицы нашей цифровой камеры? В целях наукообразия я должен сказать, что динамический диапазон матрицы находят из характеристической кривой (см. график слева) как интервал десятичных логарифмов экспозиции, в пределах которого обеспечивается пропорциональная передача яркостей объекта съёмки (то есть, это длина линейного участка характеристической кривой)². Однако, давайте лучше забудем про этот график, и запомним, что динамический диапазон обычных 24-х разрядных матриц³ даже теоретически не может превысить величины 2.4D. Такая идеальная матрица способна передать перепад освещённостей в 8 ступеней экспозиции (я возвёл 10 в степень 2.4, а затем нашёл двоичный логарифм от полученного числа). Полученная таким образом информация записывается в файл формата JPG или TIFF, при этом каждому из трёх цветовых каналов такой матрицы отводится по 8 бит, всего 24 бита.

Однако, сегодня никого уже не удивишь матрицами с 36-ти разрядными преобразователями. Например, мой Nikon D70 имеет именно такую. Теоретический предел динамического диапзона таких матриц - 3.6D. Подсчитав, обнаружим, что эта матрица допускает перепад яркостей, эквивалентный уже не 8-ми, а 12-ти ступеням экспозиции! Таким образом, 36-ти разрядные матрицы имеют динамический диапазон, расширенный на 4 ступени экспозиции, против 24-х разрядных. Соответственно, ширина "ворот", в которые хочет уместиться гистограмма, в таких матрицах ровно в полтора раза шире обычных, 24-х разрядных матриц.

К сожалению, форматы JPG или TIFF, являясь 8-ми битными, не способны сохранить 12 бит на канал, поэтому все преимущества по широте экспозиции, даваемые 36-ти битными матрицами, теряются при записи в эти форматы. Именно поэтому и был изобретён формат RAW, позволяющий сохранить все преимущества новых матриц.

Но, при печати цифровых изображений всё равно оказывается, что фотоширота бумаги не превышает величины 3D, поэтому, даже при всём желании мы не сможем напечатать изображения полного тонального диапазона, даваемого 36-ти битовыми матрицами. Поэтому из всего тонального диапазона, записанного в формате RAW, для печати вырезается 24-х разрядный "кусок", примерно, как середина из рыбы, а хвост и голова отбрасываются. Выбирая место, из которого вырезается этот отрезок, ближе к теням или к светам, мы как раз и корректируем экспозицию нашего снимка в пределах +/-2 ступени⁴. Вот и всё.

Последним, о чём я хотел бы упомянуть в этой статье, будут цифровые пересветы. Выше я уже сказал, что их причина кроется в несимметричности отклонения допустимой экспозиции от среднесерой точки. Это, как говорится, было сказано упрощённо, для понимания широкими массами, но мы то с вами хотим разобраться во всём дотошно (коли вы дочитали до этого места). Для этого давайте снова посмотрим на характеристическую кривую, приведённую чуть выше. Её можно разделить на три участка: нижний искривлённый, называемый областью недодержек, верхний искривлённый (область передержек), и средний прямолинейный, их соединяющий. Так вот, из-за того, что протяжённость области передержек куда короче протяжённости области недодержек, динамический диапазон матрицы и имеет такой несимметричный вид и "гипервозбудимость" по отношению к пересветам. А короче эта область из-за того, что сигнал, попавший на сенсоры матрицы, весьма близок к насыщению.

Собственно говоря, вот и всё, о чём хотелось побеседовать. Конечно, нельзя объять необъятного, и дать рецепты на все ситуации из фотографической жизни. Тем не менее очень надеюсь, что эта статья помогла вам разобраться в причинах неправильно экспонированных снимков, и вы не допустите подобные ошибки в будущем. В конце концов, истинный профессионал - не тот, у кого все снимки экспонированы правильно, а тот, кто может убедительно доказать, что они неправильно экспонированы у фотолюбителя. Удачи!

2006 © Дмитрий Катков
Фото автора

---

¹Экспозиционное число - условное число, выражающее экспозицию, необходимую для получения фотографического изображения нормальной плотности на фотоматериале определенной светочувствительности и при определенной освещенности объекта съемки. Сочетание возможных комбинаций выдержки и диафрагмы, при которых сохраняется правильная экспозиция. Значение EV = 0 достигается при выдержке 1 сек. и диафрагме 1. [вернуться]
² Кстати, очень точная зонная система Ансела Адамса основывалась на разбиении такой же характеристической кривой для плёнки на несколько зон (скажем, 12). Отдавая должное ей и её автору, скажу, что в цифровой фотографии она неприменима, поскольку одними из компонентов системы являлись время проявления фотоплёнки, а также контрастность фотобумаги. Можно сказать, что с приходом эры цифровой фотографии зонную систему Адамса можно похоронить с почестями. Или, оставить её плёночникам, что одно и то же. [вернуться]
³ Когда я говорю о "24-х разрядной матрице", я сознательно допускаю упрощение. Более точным было бы сказать "24-х разрядный аналогово-цифровой преобразователь матрицы", однако такие крепкие выражения несовместимы со стилистикой популярной статьи. [вернуться]
⁴На практике величина экспокоррекции средставми формата RAW может и превышать +/-2 шага экспозиции. Это связано с тем, что мы сравнивали "идеальные" матрицы с динамическим диапазоном, соответствующим теоретическому пределу. Реальный динамический диапазон матрицы никогда не достигает этих пределов, из-за наличия больших областей недодержек и передержек (искривлённые участки на характеристической кривой снизу и сверху соответственно). Поэтому отношения яркостей двух матриц на этих участках могут превышать номинальные. [вернуться]

Что ещё можно сделать:
Прочитать статью "ЭКСПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПЛЁНОЧНЫХ ФОТОГРАФОВ" >>>
Прочитать статью "СРЕДНЯЯ СЕРОСТЬ. ЗАМЕТКА О СЕРОЙ КАРТЕ" >>>
Прочитать статью "НЕБО НА ЛЮБОЙ ВКУС ИЛИ НАШ ОТВЕТ ГИДРОМЕТЕОЦЕНТРУ" >>>
Прочитать статью "ГРАДИЕНТНЫЕ ФИЛЬТРЫ" >>>
Прочитать статью "КАК РАБОТАТЬ С УРОВНЯМИ В ADOBE PHOTOSHOP" >>>
Обсудить статью на Форуме >>>