Я знаю, что у цифровых камер есть опции ISO, и что ISO - это чувствительность камеры к свету, но если вы установите более высокое значение ISO, вы можете получить зашумленное изображение. Я также знаю, что есть еще два варианта камеры: выдержка и диафрагма.
Какая связь между ними? Есть какое-то уравнение или что-то в этом роде?
Например, если я установлю ISO на 640, то как мне установить выдержку и диафрагму?
Ответы:
Там является уравнение, и в соответствии с соглашением, он установлен, чтобы быть очень простой. Есть в основном пять факторов, которые необходимо учитывать вместе:
и, наконец, но не в последнюю очередь:
Это очень важно, поэтому переключение из автоматического режима может быть таким пугающим. Но давайте начнем с простого.
У фотографии есть соглашение, называемое шкалой значений экспозиции . Это серия чисел, как правило, в диапазоне одно- или двухзначных чисел по обе стороны от нуля. Каждое число соответствует настройкам диафрагмы и скорости затвора, которые дают одинаковое количество собранного света, что означает, что при одинаковой сцене и чувствительности одинаковая экспозиция в конечном результате.
Часто удобно думать об этих числах в терминах типичных сцен, которые будут показываться как обычно правильные на этом EV. Например, при ISO 100 полное солнце составляет около 15, домашние интерьеры обычно около 6, а ландшафт освещается четвертью луны примерно как -6. Более подробно здесь , или в кратком изложении в этой удобной круговой диаграмме:
У каждого фактора есть своя шкала, но мы называем каждый полный шаг на любой шкале « одной остановкой », и - наконец, я дошел до простой вещи! - круто то, что с точки зрения результирующей яркости вы можете обменять одну остановку любого фактора на остановку любого другого.
Почему вы хотите это сделать? Две основные причины. Во-первых, каждый фактор имеет ограничения:
Но во-вторых, в дополнение к экспозиции каждый фактор влияет на изображение по-другому, и это имеет основополагающее значение для творческого процесса фотографии:
Независимо от фактора, изменение на одну остановку означает удвоение или уменьшение вдвое количества света от этого фактора .
Я сказал, что есть уравнение, а потом не дал. Это в основном это:
aperture × shutter duration × sensitivity × light = exposure
НО, не беспокойтесь о умножении чего-либо - вам просто нужно сложить и вычесть стопы .
(Если математика заставляет ваши глаза глазеть, пропустите эту скобку. Однако, если вам любопытно, это потому, что система останова представляет собой логарифмическую шкалу, и мы фактически просто добавляем экспоненты, что аналогично умножению. Но опять удивительно то, что это заранее учтено в том, как мы работаем с камерами, так что вам больше никогда не придется думать об этом, если вы этого не хотите.)
Для каждой из отдельных шкал:
и, о самой экспозиции, см. Как выбрать правильную экспозицию? ,
Откуда вы знаете, что такое EV сцены и с каких ценностей начинать? Вы можете догадаться, или вы можете использовать экспонометр. Раньше было очень распространено использовать их в качестве отдельных устройств, но теперь в каждую камеру встроено очень хорошее устройство. (Отдельные устройства по-прежнему используются, но это более сложная тема.) Это то, что ваша камера использует в его автоматические режимы - они снимают показания счетчика, а затем используют программу для выбора подходящих факторов воздействия. (Подробнее о том, как зеркалки определяют, какую диафрагму выбрать в режиме P? )
Автоматический индикатор даст вам настройки диафрагмы, затвора и ISO, которые должны дать вам среднюю, среднюю яркость. Однако вы можете сказать это иначе, используя «Компенсацию EV» - см. Когда я изменяю компенсацию EV, как это повлияет на мою диафрагму, выдержку или ISO? для многих деталей.
Вы спрашиваете: «Например, если я установлю ISO на 640, то как мне установить выдержку и диафрагму?» и ответ: это зависит. Вы измеряете это, чтобы узнать, и либо просматриваете таблицу EV, либо - более практично - просто позволяете камере предлагать отправную точку (если ваша камера не имеет кнопки в ручном режиме, чтобы сделать это, просто обратите внимание на то, что она выбрана в автоматический режим). И тогда вы готовы к ...
Если вы хотите затемнить или осветлить получившееся изображение, вы можете изменить любое из значений диафрагмы, длительности затвора, ISO или освещения сцены (вплоть до внутренних ограничений каждого фактора). Например, пока освещение остается прежним, если вы хотите сделать изображение ярче, полученное при ISO 400, f / 8 и выдержке 1/4 секунды , вы можете изменить любой фактор: ISO на 800 , диафрагма до f / 5.6 или затвор до ¹⁄₆₀th . (Если вы измените все три , это , конечно, сделает три остановки ).
Если вы хотите сохранить экспозицию такой же, но изменить фактор, вы можете изменить любой из других факторов в противоположном направлении. Так, например, для ISO 400, f / 8, ¹⁄₁₂₀th , если вы хотите лучше зафиксировать движение с помощью затвора ¹⁄₂₄₀th, вы можете сохранить экспозицию такой же, изменив либо ISO на 800, либо диафрагму на f / 5.6. Или вы можете изменить освещение на одну остановку и оставить ISO и диафрагму в покое.
«Треугольник экспозиции» - это термин, популярный у фотографа Брайана Петерсона для обозначения диафрагмы, длительности затвора и ISO. Мне это не нравится по двум причинам: во-первых, факторов на самом деле больше, чем трех, а во-вторых, даже если мы просто рассмотрим эти три, в них нет ничего треугольника . Вы можете прочитать об этом намного больше в разделе «Что такое« треугольник экспозиции »? - включая альтернативное представление, которое может оказаться более полезным, если вы хотите думать об этом с точки зрения геометрии.
Общее воздействие, которое вы получаете, определяется четырьмя факторами:
Последние три являются компромиссами, которые мы можем контролировать в камере, и вместе они часто называются «экспозицией», которая использовалась для съемки. В некоторых случаях мы можем управлять яркостью сцены, например, с помощью освещения в студии или со вспышкой. Камеры иногда управляют вспышками, но ради этого ответа мы скажем, что задана яркость сцены, и мы хотим отрегулировать остальные 3 параметра, чтобы получить желаемую экспозицию.
Параметр ISO определяет чувствительность датчика. Когда датчики были пленочными, вы решили, что загрузили в камеру. У фильмов были различные компромиссы между чувствительностью и зерном. Более чувствительные фильмы были более зернистыми.
С сегодняшними цифровыми датчиками вы можете выбирать чувствительность кадр за кадром. Однако, как и в случае с фильмом, существует компромисс. На самом деле большинство датчиков имеют единственную собственную чувствительность, затем выходной сигнал датчика усиливается (или, в некоторых случаях, фактически ослабляется) перед оцифровкой. Проблема с усилением сигнала датчика заключается в том, что вы усиливаете собственный шум вместе с сигналом изображения. Некоторые датчики лучше (менее шумные), чем другие, поэтому допускают большее усиление, прежде чем шум станет достаточно большим по сравнению с сигналом изображения, чтобы быть нежелательным.
Скорость затвора очень похожа на то, как она звучит, и на то, как долго изображение проецируется на сенсор. Более длительное время позволяет датчику накапливать больше данных относительно его шума и, следовательно, лучше с этой точки зрения. Однако, конечно, есть компромисс. Все, что движется в сцене, или вся сцена, если вы перемещаете камеру, будет размытее, чем дольше будет открыт затвор.
Например, если вы делаете снимок на спортивном мероприятии, и кто-то бежит со скоростью 3 м / с к вашему взгляду, он будет выглядеть как размытие шириной 3 метра с выдержкой в 1 секунду. На 1/100 секунды размытие составит 3 сантиметра, а на 1/1000 секунды всего 3 мм. Нет однозначного ответа о том, что лучше, и это одна из причин, по которой камеры дают вам такой выбор. Вы можете хотеть, чтобы кто-то бегал, будучи размытым, чтобы показать скорость С другой стороны, вы можете захотеть показать мгновенное выражение лица с каплями пота, висящими в воздухе.
В любом случае, экспозиция 1/1000 дает сенсору в 10 раз меньше света для работы, поэтому его сигнал будет в 10 раз ближе к уровню шума.
Это несколько в стороне, но цифровые датчики также накапливают некоторый шум с течением времени. Вот почему цифровые камеры обычно ограничивают время экспозиции до 30 секунд или около того. В отличие от пленки, вы не можете просто оставить цифровой сенсор на длительное время при тусклом свете.
Диафрагма или диафрагма определяет, сколько света пропускает объектив. Число диафрагмы на самом деле представляет собой отношение эффективного диаметра (с целью пропускания света) объектива к его фокусному расстоянию. Это сделано потому, что это нормализует меру линз, пропускающих свет, независимо от фокусного расстояния. Например, 50-мм объектив с f / 8 будет проецировать сцену с той же яркостью, что и 200-мм объектив с f / 8. Объектив 200 мм увеличит каждый элемент сцены в 4 раза, поэтому его площадь будет увеличена в 16 раз. Это означает, что для получения такой же яркости необходимо собрать в 16 раз больше света от сцены. Тем не менее, все, что учитывается с помощью этой нормализованной меры диафрагмы, мы называем диафрагмой.
Конечно, снова есть компромисс. Более широкая открытая линза (меньшее число диафрагм) дает сенсору больше света, что приводит к лучшему соотношению сигнал / шум. Однако глубина резкости (расстояние, на котором объекты сцены будут в фокусе) будет меньше. Недостатки в линзе также будут более заметными.
При действительно малых апертурах (больших числах диафрагмы) дифракция становится проблемой. Лучи света, которые просто скользят мимо краев диафрагмы диафрагмы, немного сгибаются вместо того, чтобы продолжать прямо. Это происходит только тогда, когда они проходят рядом с чем-то, что может их блокировать, так что это имеет значение только для кольца световых лучей, которые проходят прямо внутри апертуры. Поскольку апертура меньше, большая часть световых лучей приближается к краю, и эти изогнутые лучи составляют больше света, попадающего на датчик. В результате яркие объекты на сцене делают другие области проецируемого изображения светлее. Общий эффект состоит в том, чтобы уменьшить контраст и придать видимость меньшей резкости.
Обычно f / 5.6 или около того - приятное место, но это зависит от конкретной линзы. Большую часть времени вы не слишком беспокоитесь об этом, и объективы хорошего качества будут делать хорошие снимки при f / 2, а дифракцию трудно заметить при f / 22. Я сделал макро снимки на f / 64, и потеря резкости из-за дифракции была довольно очевидной.
Однако в большинстве случаев мы делаем ставку на диафрагму между пропусканием большего количества света и слишком малой глубиной резкости.
Поэтому общая экспозиция контролируется настройкой ISO, выдержкой и диафрагмой. Различные результаты, которые вы сравниваете друг с другом, в основном дают сенсору достаточно света, чтобы сигнал изображения был большим по сравнению с шумом, размытостью при движении (или дрожанием камеры) и глубиной резкости.
Как общее руководство, нормальная сцена при полном солнечном освещении хорошо видна при f / 16, а выдержка установлена на 1, деленное на значение ISO. Например, это может быть f / 16, 1/100 секунды и ISO 100. Или это может быть f / 16, 1/250 секунды, ISO 250.
В фотографии коэффициент экспозиции в два раза является явно заметным шагом, но не особенно значительным. Обычно мы думаем о настройке экспозиции в количестве 2х шагов. Вы можете думать о факторе 2 как о «стандартном приросте» в фотографии.
ISO регулируется линейно. ISO 200 в два раза больше, чем ISO 100.
Время затвора также линейно. Однако, поскольку мы обычно записываем числа выдержки в виде обратных (1/100 секунды, 1/250 секунды и т. Д.), Нижнее число уменьшается для увеличения экспозиции. 1/50 секунды - это в два раза больше, чем 1/100 секунды.
Математика чисел f более сложна. Экспозиция идет с логарифмом обратного F-числа. Поскольку это сложно сделать мысленно, несколько чисел f были предварительно вычислены, которые вызывают половину воздействия от предыдущего. Каждое из этих f-чисел должно быть квадратным корнем из 2 выше, чтобы сделать половину экспозиции. Начиная с f / 1 (почти никогда не бывает), мы получаем прогрессию f / 1, f / 1.4, f / 2, f / 2.8, f / 4, f / 5.6, f / 8, f / 11, f / 16, ф / 22. Эти значения используются так часто, что в ранних камерах часто имелись фиксаторы на кольце диафрагмы, чтобы можно было положительно установить одно из этих значений, и чтобы можно было регулировать чувствительность вверх или вниз при просмотре через видоискатель. Эти задержания также назывались «остановками», отсюда и появился термин «f-stop».
Поскольку каждая из общих диафрагм представляет собой коэффициент яркости, равный 2, от следующего, термин «диафрагма» используется в качестве коэффициента два при экспозиции, даже если сама диафрагма не изменяется. Например, в фотографии часто говорят, что ISO 400 на 2 f-ступени больше, чем ISO 100, или что скорость затвора 1/500 на 1 f-ступень ниже значения выдержки 1/250.
Мы обычно думаем об экспозиции в терминах «диафрагмы» вверх или вниз. Например, допустим, вы сделали снимок с ISO 200, f / 5.6 и 1/250 секунды. Это получилось слишком темным, и вы почувствовали, что ему нужно на 2 диафрагмы больше экспозиции (в 4 раза больше света). Вы можете попробовать любое из следующих действий, чтобы получить дополнительные 2 диафрагмы экспозиции:
ISO 200, f / 2,8, 1/250 с
ISO 400, f / 4, 1/250 с
ISO 400, f / 5,6, 1/125 с
ISO 200, f / 4, 1/125 с
Однако, хотя экспозиция каждого из этих четырех примеров выше эквивалентна, глубина резкости, размытие движения и отношение сигнал-шум датчика не будут. Большинство современных датчиков имеют низкий уровень шума по сравнению с полной экспозицией при ISO 400, поэтому последний компромисс в этих примерах, скорее всего, не будет проблемой в большинстве случаев.
Опять же, это все о компромиссах. Нет правильных или неправильных ответов, только то, что работает с вашей камерой, с вашей сценой и с тем, что вы пытаетесь показать.
Если вы рассматриваете камеру как простой коллектор / рекордер или счетчик фотонов и игнорируете фактическую съемку сцены, существует очень простая взаимосвязь между ISO, диафрагмой и выдержкой:
Общее количество записанного света 1 пропорционально ISO × диафрагма × скорость затвора × доступный свет в сцене
В оставшейся части этого объяснения трактуйте доступный свет как константу, которую вы не можете контролировать.
Таким образом, например, если вы увеличите любой из трех элементов управления (ISO, диафрагма, выдержка) в 2 раза , то вам придется вдвое сократить один из оставшихся двух элементов управления, чтобы сохранить общий собранный свет. 2 ( примечание 1 ниже)
Таким образом, у нас есть три элемента управления входом (ISO, диафрагма, выдержка), чтобы получить один выходной сигнал - общий свет. Хотя мы не думаем с точки зрения общего количества собранных фотонов, мы думаем с точки зрения правильно экспонированных изображений. Таким образом, чтобы получить желаемое правильно экспонированное изображение, мы настраиваем три элемента управления в зависимости от их влияния на желаемое изображение в зависимости от снимаемой отдельной сцены.
Практически, ISO, как правило, является последним из установленных элементов управления, о котором вы меньше всего заботитесь. 3 Обычно вы создаете композицию для глубины резкости (диафрагмы), либо для остановки действия, либо для подразумеваемого движения (короткая или медленная скорость затвора), либо для некоторых их комбинаций. После того, как они набраны, ISO более или менее выбран для вас, чтобы получить желаемую экспозицию. Конечно, если для выбора диафрагмы и скорости затвора для получения правильной экспозиции требуется нежелательно высокая чувствительность ISO (то есть зернистость или шум), у вас есть несколько вариантов:
Ноты:
В контексте фильма ISO является мерой чувствительности носителя записи к свету. Чем выше ISO, тем чувствительнее пленка к пропорционально меньшему количеству входящего света, и компромисс между увеличением зерна пленки («шумом» пленки) и увеличением ISO.
В контексте цифровой фотографии ISO не описывает чувствительность датчика изображения к свету; Датчик имеет фиксированную чувствительность к заданному количеству входящего света, создающего определенное напряжение. Однако результирующее напряжение либо усиливается (умножается) перед преобразованием в цифровое значение, либо цифровое значение после преобразования умножается, либо и то и другое, в соответствии со значением ISO, установленным для кадра. Таким образом, по отношению к записанному изображению цифровые ISO-функции аналогичны пленочным ISO.
Что касается диафрагмы, я не сказал вдвое уменьшить число ƒ . Значимым показателем диафрагмы является площадь поперечного сечения . Напомним, что площадь пропорциональна квадрату линейной меры по всей площади, то есть: A ∝ d ². Таким образом, чтобы удвоить / уменьшить площадь апертуры , число must должно быть увеличено / уменьшено с коэффициентом √2 или приблизительно 1,414 ...
При использовании пленок ISO было тем, о чём вы заботились гораздо больше, и чем-то, над чем у вас был относительно меньший контроль (как с точки зрения диапазона ISO, так и способности выбирать ISO на основе того, какой фильм у вас был доступен). Для цифровых зеркальных камер в некотором смысле ISO является фактором компенсации, позволяющим вам лучше выбирать диафрагму и выдержку. Это все еще имеет значение, но на самом деле не как приоритетный выбор. Я не могу представить, чтобы многие фотографы подходили к сцене, думая: «Независимо от других настроек, я хочу ISO 400 для этого снимка».
Это объяснение полностью игнорирует такие вопросы, как состав, глубина резкости, шум (зернистость) и т. Д. Конечно, они чрезвычайно важны для создания хорошей картинки.
Все фотографы должны запомнить основные полные «стопы» в экспозиции, выраженные в выдержке, диафрагме и ISO.
Как только вы ознакомитесь с ними, каждый раз, когда вы меняете одну из переменных, очень легко настроить одну из других, чтобы получить одинаковую экспозицию.
1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 и т. Д. (Половина или двойная 1 полная остановка)
f / 1.4 f / 2.0 f / 2.8 f / 4.0 f / 5.6 f / 8 f / 11 и т. д.
ISO100 ISO200 ISO400 ISO800 ISO1600 ISO3200 ISO6400 и т. Д. (Половина или двойка - 1 полная остановка)
В соответствии с первоначальным вопросом, если вы используете ISO640 и вы меняете ISO на 1 полный стоп (вдвое или удваивает ISO до 320 или 1250), то вы должны отрегулировать диафрагму или выдержку на 1 полный стоп.