Как пленочная камера выполняет компенсацию экспозиции?

У меня есть Nikon D3x, Nikon F6 и Nikon F3 / T.

Насколько я понимаю, на цифровой камере «компенсация экспозиции» фактически изменяет усиление сигнала, подобное, но не идентичное изменению чувствительности.

И F6, и F3 / T предлагают компенсацию экспозиции. Кажется, что ни одна из этих камер не изменяет выдержку затвора или открытие диафрагмы в соответствии с компенсацией экспозиции. Все же получающиеся изображения должным образом выставлены согласно компенсации.

Например, установка компенсации экспозиции для F6 на -5 EV не влияет на слышимость при изменении скорости затвора, и при этом открытие диафрагмы заметно не изменяется. На самом деле продолжительность воздействия оказывается быть неизменным.

Так как же пленочная камера выполняет компенсацию экспозиции?

Я понимаю, что на цифровой камере «компенсация экспозиции» фактически изменяет усиление сигнала, похожее, но не идентичное изменению чувствительности.

В общем, это не то, как этот термин используется. Вместо этого «компенсация экспозиции» означает: сообщить программе экспозиции камеры в автоматических режимах экспозиции, чтобы нацелиться на экспозицию, более яркую или темную, чем показания измерителя. (Подробнее о том, что такое компенсация экспозиции? И о том , как зеркалки определяют, какую диафрагму выбрать в режиме P? )

Один из способов, которым программа может отреагировать на это, - изменить усиление, увеличив эффективный ISO. (Подробнее о том, как реализован ISO в цифровых камерах? ) Он также может изменять выдержку или диафрагму, но это будет зависеть от режима.

На пленочной камере изменение усиления не вариант, поэтому для изменения экспозиции необходимо изменить выдержку или диафрагму. Однако вы можете не заметить, что они меняются, потому что камера на самом деле не останавливается до щелчка затвора, и трудно услышать разницу между, скажем, 60-й или 6-й секундами.

Nikon на самом деле включает «схему программы» для F6 в руководство :

... так что вы можете точно увидеть, что он делает. Например, если прибор возвращает «EV 5», вы получите диафрагму f / 4 и выдержку ¹⁄₆₀th. И вы можете видеть, что это действительно довольно простой алгоритм. Как отмечено в этом ответе , некоторые камеры позволяют выбирать между разными программами. На некоторых камерах начального уровня настройка, такая как «спортивный режим», фактически означает «выбрать программу, которая отдает приоритет высоким скоростям затвора» - даже если нет прямого именованного контроля над программой. Как правило, однако, если вы действительно заботитесь о конкретном факторе экспозиции, вы должны использовать Aperture или Shutter Priority.

Дело не в том, что «компенсация экспозиции фактически изменяет усиление сигнала».

Есть только 3 способа управления экспозицией: диафрагма, выдержка и ISO. Компенсация экспозиции не является магическим дополнительным контролем экспозиции. Он просто говорит камере изменять экспозицию x количество остановок, меняя диафрагму, выдержку или (в случае цифровой камеры) ISO.

На самом деле, «компенсация экспозиции», на мой взгляд, является неправильным - его следует называть «компенсацией по счетчику». Он работает (почти) на пленочной камере так же, как на цифровой камере. Когда вы наводите камеру на сцену, и камера измеряет сцену, скажем, на EV 16, если вы устанавливаете компенсацию экспозиции на +1, вы делаете так, чтобы камера сказала, что сцена на 1 EV меньше (т.е. EV 15) и выставить соответственно. В зависимости от вашего режима экспозиции (PASM), экспозиция +1 достигается тем, что камера изменяет диафрагму или выдержку или (в случае цифровой камеры) ISO, чтобы сделать экспозицию, как если бы сцена была EV 15.

(Как отметил Майкл в комментариях, возможно, что камера может регулировать более одного из элементов управления экспозицией для достижения желаемой компенсации экспозиции, например, она может одновременно регулировать как диафрагму, так и выдержку.)

Я полагаю, что причина, по которой вы не можете слышать или видеть разницу в выдержке или диафрагме в вашем тестовом примере, заключается в том, что все равно происходит слишком быстро. Вероятно, стоит прямо указать, что независимо от настройки диафрагмы или настройки компенсации экспозиции, диафрагма объектива остается полностью открытой до момента нажатия спусковой кнопки затвора.

Так как же пленочная камера выполняет компенсацию экспозиции?

Аналогичным образом цифровая камера выполняет компенсацию экспозиции (EC): она смещает калибровку измерителя в направлении и введенном количестве, поэтому результирующие переменные экспозиции, выбранные камерой, дают меньшую или большую экспозицию, чем в противном случае.

Причина, по которой нам иногда нужно делать ЭК, состоит в том, что большинство камер не могут различить черную кошку в угольной шахте и белую кошку в лавине. В частности, при использовании камеры с монохроматическим измерителем освещенности (почти во всех потребительских / профессиональных зеркальных камерах примерно до 2010 года или около того) камера будет стараться представить каждую сцену как средне-серый. Благодаря появлению новых цветовых измерителей освещенности и библиотечных алгоритмов экспозиции некоторые камеры лучше «догадываются» о разнице в сложном освещении. Но камера все еще не может прочитать мысли фотографа о том, какую часть сцены мы хотим показать как «среднюю яркость».

Пленочные камеры

В случае пленочных камер время затвора (Tv), диафрагма (Av) или, возможно, некоторые из них при использовании режима программной экспозиции изменяются для достижения более высокой или более низкой экспозиции. Мы даже можем сделать EC с пленочной камерой, у которой нет кнопки [+/- EC] или циферблата. Если мы снимаем пленку ISO / ASA 200 в режиме ручной экспозиции, и мы меняем скорость пленкиПри установке значения «ISO / ASA 100» измеритель будет показывать на единицу ступени меньшее значение для того же количества света, чем при установке на ISO / ASA 200. Любой из автоматических режимов экспозиции камеры переэкспонирует 200-скоростную пленку на один остановитесь, изменив Tv или Av, чтобы вернуть рассчитанную экспозицию в центр. Это имеет тот же эффект, что и при использовании [+1 EC]. Установка контроля скорости пленки на ISO / ASA 800 с 200-скоростной пленкой будет иметь тот же эффект, что и при использовании [-2 EC]. В любом случае, не забудьте изменить настройку скорости пленки обратно после съемки!

И F6, и F3 / T предлагают компенсацию экспозиции. Кажется, что ни одна из этих камер не изменяет выдержку затвора или открытие диафрагмы в соответствии с компенсацией экспозиции. Все же получающиеся изображения должным образом выставлены согласно компенсации.

Например, установка компенсации экспозиции для F6 на -5 EV не влияет на слышимость при изменении скорости затвора, и при этом открытие диафрагмы заметно не изменяется. На самом деле продолжительность воздействия остается неизменной.

Большая часть звука «затвора», который вы слышите с помощью зеркальной фотокамеры, - это движение зеркального зеркала до и после воздействия. Движение зеркала до и после экспонирования занимает одинаковое количество времени независимо от используемого времени затвора. Также имейте в виду, что все времена затвора занимают одинаковое количество времени для каждой шторки затвора для прохождения плоскости пленки. Единственная разница заключается в длительности задержки между движением первой шторки, чтобы начать закрытие, и движением второй шторки, чтобы начать закрытие. В моменты затвора, которые короче / быстрее, чем скорость X-синхронизации вашей камеры, вторая шторка начинает закрываться до того, как первая шторка полностью откроется. Это приводит к появлению щели различной ширины между двумя завесами, поскольку вторая завеса «преследует» первую завесу через плоскость пленки

• Допустим, вашей камере требуется 50 миллисекунд (1/20 секунды), чтобы поднять зеркало. Для простоты, давайте предположим, что потребуется еще 50 мс, чтобы зеркало вернулось вниз. Это 100 мс (1/10 секунды) перемещения зеркала для каждого снимка, сделанного камерой. Ваш F6 может быть таким быстрым, но F3 / T, вероятно, немного медленнее, чем это.
• Допустим, ваша камера имеет синхронизирующую скорость вспышки 1/60 с (довольно часто в те времена, когда горизонтальные затворы перемещались по длинному размеру пленки 36x24 мм). Давайте проявим щедрость и дадим вспышке 5 мс (1/200 с), чтобы сделать свое дело, прежде чем вторая шторка начнет закрываться через 1/60 с (16,7 мс). Это означает, что для прохождения каждой шторки затвора требуется около 11,7 мс (1/85 с) с одной стороны плоскости пленки на другую.
• Общее время движения затвора для выдержки 1/2000 с (0,5 мс) на нашей камере со скоростью синхронизации вспышки 1/60 с (16,7 мс) составляет примерно 1/85 с (11,7 мс) + 1/2000 (0,5 мс ). Добавьте еще 100 мс для движения зеркала. Общее время «звука затвора» составляет 112,2 миллисекунды.
• Общее время движения затвора для экспозиции 1/1000 с (1,0 мс) составляет примерно 1/85 (11,7 мс) + 1/1000 (1,0 мс). Добавьте еще 100 мс для движения зеркала. Общее время "звука затвора" составляет 112,7 миллисекунды
• Можете ли вы честно рассчитать разницу между 112,2 миллисекундами , общим временем "звука затвора" для выдержки 1/2000 секунды и 112,7 миллисекундами , общим временем "звука затвора" для выдержки 1/1000 секунды? Или даже между 112,2 мс для А 1/2000 сек экспозиции и 116.7 мс , что общий «звук срабатывания затвора» Время , необходимое для пяти остановок медленнее Tv на 1/60 секунд?

Если вы смотрите на отверстие диафрагмы до нажатия кнопки спуска затвора для получения экспозиции, оно остается открытым при настройке максимальной диафрагмы объектива независимо от выбранного значения диафрагмы. Это позволяет максимально возможному свету попасть в камеру для фокусировки и замера. Диафрагма не останавливается до тех пор, пока кнопка затвора не будет полностью нажата. Помните те 50 миллисекунд, которые нужны для поднятия зеркала? Этого времени более чем достаточно для того, чтобы камера отключила диафрагму. К тому времени, когда зеркало снова опускается после экспонирования, диафрагма также возвращается в полностью открытое положение.

Цифровые фотоаппараты

В случае цифровых камер Tv, Av, ISO или их комбинации изменяются для достижения более высокой или более низкой экспозиции при использовании EC. Иногда использование EC изменяет настройку ISO камеры, которая управляет усилением датчика, но часто это не так. В зависимости от того, приведет ли использование EC к изменению ISO и / или Tv и / или Av, все зависит от выбранного пользователем режима и настроек экспозиции, а также от линии программы камеры для конкретного сценария и режима экспозиции.

Есть только три вещи, которые определяют экспозицию: Tv, Av и ISO / чувствительность. Это так же верно для цифровой камеры, как и для пленочной камеры.

Мы можем изменить «экспозицию / яркость» при последующей обработке цифрового изображения. Мы можем так же легко изменить время разработки пленки в темной комнате, чтобы увеличить или уменьшить плотность негатива. Ни одна из модификаций после факта не изменяет количество света, которое было захвачено пленкой или датчиком во время фактического воздействия. Единственное отличие состоит в том, что с цифровым, когда мы изменяем «экспозицию / яркость» в постобработке, мы делаем это неразрушающим образом - фактические необработанные данные, собранные датчиком, остаются неизменными. В случае с фильмом, когда мы разработали скрытое изображение для создания негатива, больше нет пути назад и мы сделаем это снова с другим временем разработки.

Насколько я понимаю, на цифровой камере «компенсация экспозиции» фактически изменяет усиление сигнала, подобное, но не идентичное изменению чувствительности.

Кажется, что некоторые люди думают, что ввод значения EC приводит к тому, что необработанные данные с датчика обрабатываются иначе, чем если бы тот же ISO был выбран с другим значением EC.

Это совсем не так!

Единственное, что контролирует степень усиления аналоговой информации, поступающей с датчика до его преобразования в необработанные цифровые данные, - это настройка ISO. Изображение, полученное с использованием [-3 EC], в результате чего камера использовала ISO 400, приведет к тому же усилению датчика, что и изображение, снятое с помощью [0 EC] или [+5 EC], в результате чего камера использовала ISO 400.

Что важно в отношении усиления датчика, так это то, что ISO устанавливается при съемке изображения. Период. То, как выбран конкретный ISO, не имеет значения: независимо от того, выбран ли вручную параметр ISO или автоматически выбранная программа, полученная в результате использования EC, конкретное значение ISO всегда будет приводить к одинаковому усилению датчика. ISO 100 имеет одинаковое усиление сигнала независимо от того, установлен ли EC на -5, 0 или +5 во время экспонирования изображения.