Что влияет на величину экспозиции?
- Экспонометрические характеристики объектов съемки
- Коэффициент отражения
- Коэффициент яркости
- Спектральный коэффициент яркости
- Интервал яркостей объектов съемки
- Изменения условий натурного освещения и величина интервала яркости объекта
- Влияние тумана и дымки
Экспонометрические характеристики объектов съемки
Экспонометрически объекты съемки в основном характеризуются освещенностью, спектральным составом освещающего света, характером поверхности и цветностью снимаемых объектов.
Существенное влияние на их экспонометрические характеристики и конечное качество изображения оказывают также оптические свойства среды, расположенной между объектами съемки и аппаратом.
Так как на светочувствительный слой негативного материала воздействуют световые лучи, идущие от объектов съемки и прошедшие через объектив съемочного аппарата, то помимо влияния других многочисленных факторов, которые будут рассмотрены ниже, освещенность отдельных элементов оптического изображения определяется в основном яркостью соответствующих им участков объекта.
Коэффициент отражения
Яркость того или иного участка снимаемого объекта определяется его освещенностью и способностью отражать упавшие на него световые лучи. Отражательная способность различных объектов колеблется в довольно широких пределах и характеризуется обычно коэффициентом отражения поверхности, определяющим отношение светового потока, отраженного телом, к упавшему на него световому потоку.
Особенности фактуры поверхностей, отражающих свет, определяют не только величину и характер отраженного светового потока, но и его направление.
В связи с этим различаются три основных вида отражения: направленное, рассеянное и смешанное.
Характерное для гладких, полированных поверхностей направленное, или зеркальное, отражение схематически представлено на рисунке.
При рассеянном отражении световой поток рассеивается по разным направлениям. Необходимо отметить два частных случая рассеянного отражения: диффузное и направленно-рассеянное. К материалам, обладающим направленно-рассеянным отражением, относятся, например, матированные металлические поверхности. К числу поверхностей с диффузным отражением могут быть отнесены шероховатые оштукатуренные поверхности, клеевая покраска и тому подобные матовые фактуры.
Смешанное отражение, характеризующееся сочетанием направленного и рассеянного отражения, также схематически изображено на рисунке.
На рисунке отчетливо выражена зависимость яркости этих различно отражающих свет поверхностей от направления наблюдения.
Яркость является одной из основных фотометрических величин и характеризует свечение источников света и освещаемых поверхностей. Яркость непосредственно воспринимается глазом и при условии прозрачности среды величина ее не зависит от расстояния до глаза наблюдателя. За единицу яркости принят стильб, равный яркости равномерно светящейся плоской поверхности, испускающей в перпендикулярном к ней направлении свет силой в одну свечу с одного квадратного сантиметра. В экспонометрических замерах и расчетах в качестве единицы яркости поверхности, подчиняющейся закону Ламберта, зачастую применяется апостильб, или «люкс на белом»; стильб = 31 400 апостильб.
В таблице №1 приведены данные о величине яркости некоторых объектов.
| Объект | Величина яркости | |
| Солнце, наблюдаемое с поверхности земли при ясном небе ……… | 150 000 стильб | |
| Абсолютно белая матовая поверхность, освещенная солнцем (освещенность 100 000 люкс)……….. | 3,2 » | |
| Снег под прямыми лучами солнца . . . | 80 000—90 000 апостильб | |
| Белая бумага, освещенная прямым солнечным светом ……….. | (около 3 стильб) | |
| 40 000—60 000 апостильб | ||
| Белая бумага в тени в солнечный день | 7 000-10000 | |
| Белая бумага в пасмурный день на от- | ||
| крытой площадке ……… | 10 000—13 000 | » |
| Здание светлое, облицованное керамической плиткой при солнечном свете | 25 000—30 000 | » |
| Асфальт сухой при солнце …… | 11 000—17 000 | |
| Асфальт сухой в тени …….. | 2 500— 4000 | » |
| Водная поверхность при солнце (по свету) ………….. | 3 500— 5 000 | » |
| Трава при солнце ………. | 5000-10 000 | » |
| Лицо при солнце (замер интегральной яркости) …………. | 14 000—20000 | |
| Лицо в пасмурную погоду (замер интегральной яркости) …….. | 3 000— 5000 | » |
| Лицо при черно-белой съемке в кинопавильоне, при освещенности в 1000 люкс | 250-400 | » |
| Лицо при цветной съемке в кинопавильоне, при освещенности порядка 5000 люкс …………… | 1 250— 2 000 | » |
| Величины средней яркости небосвода | ||
| при различных состояниях атмосферы Белые облака, освещенные солнечным светом ………….. | до 100 000 | » |
| Небо, покрытое светлыми облаками . . | 28 000-40 000 | » |
| Небо, средняя облачность …… | 12 000—16 000 | |
| Небо в пасмурную погоду…… | 2 000— 5000 | |
| Небо в очень пасмурную погоду . . . | 1 000— 3000 | » |
| Небо в обычный безоблачный день . . | 6000—10 000 | » |
| Небо в очень ясный день……. | 3 000— 5 000 | » |
К числу фактур, обладающих преимущественно направленно-рассеянным и смешанным отражением, могут быть отнесены поверхности очень многих объектов съемки. При наблюдении таких фактур с различных точек зрения яркость их (при одной и той же освещенности) будет изменяться в довольно широких пределах. Яркость этих поверхностей будет максимально велика в направлениях, приближающихся к углам зеркального отражения.
Коэффициент яркости
Так как именно величиной яркости в направлении камеры определяются экспонометрические яркости объектов съемки и соответствующие им освещенности оптического изображения, то при расчетах экспозиции нас в первую очередь интересуют данные о величине яркости снимаемых объектов, замеренной в направлении камеры. В связи с этим особенности отражения света той или иной поверхностью целесообразно выражать величиной коэффициента яркости, определяющего отношение яркости этой фактуры в данном направлении к яркости одинаково с ней освещенной абсолютно белой поверхности.
Яркость поверхности при наличии заметного направленного отражения определяется не только освещенностью этой поверхности, но в связи с отражением в ней самого источника света становится функцией его яркости.
Спектральный коэффициент яркости
Коэффициент яркости цветных поверхностей, избирательно отражающих упавший на них световой поток, будет существенно изменяться при изменениях его спектрального состава. Поэтому при определении условий экспонирования следовало бы всесторонне учитывать и величины спектральных коэффициентов яркостей их поверхностей.
Но практически при определении времени и условий экспонирования, проводимом с помощью фотоэлектрических приборов, не могут быть полностью учтены все сложнейшие взаимозависимости между цветностью объектов съемки, изменениями спектрального состава освещающего света и цветочувствительностью негативных материалов.
Тем не менее в практике определения экспозиции с помощью экспонометров оказывается возможным рассматривать величины экспонометрических яркостей снимаемых цветных объектов как некоторую совокупность их яркостных характеристик.
Интервал яркостей объектов съемки
Отражательная способность различных поверхностей |
||
| Поверхность | Вид отражения | Коэффициент отражения |
| Окись магния | Диффузное | 0,96 |
| Алебастр | » | 0,92 |
| Серебро полированное | Направленное | 0,88—0,93 |
| Матовое серебрение | Направленно- | 0,7 |
| Стеклянное зеркало | рассеянное Направленное | 0,72—0,85 |
| Хромированная полированная поверх- | » | 0,60—0,70 |
| ность Матовое хромирование | Направленно- | 0,50 |
| Алюминий полированный | Направленное | 0,65-0,75 |
| Алюминии матированный | Направленно- | 0,55-0,60 |
| Жесть белая | рассеянное Направленное | 0,66—0,69 |
| Снег свежевыпавший | Смешанное | 0,75-0,78 |
| Снег тающий чистый | » | 0,60—0,62 |
| Бумага белая матовая | Направленно- | 0,6-0,7 |
| Белая гипсовая поверхность | рассеянное Диффузное | 0,85 |
| Белая клеевая покраска по оштука- | Приближается | до 0,8 |
| туренной поверхности | к диффузному | |
| Оштукатуренная поверхность | Диффузное | 0,4—0,45 |
| Кожа лица | Смешанное | 0.25-0.35 |
| Песок белый сухой | Диффузное | 0,24—0,32 |
| Песок белый мокрый | » | 0,11-0,2 |
| Глина желтая | » | 0,16 |
| Тротуар асфальтовый сухой | Смешанное | 0.10-0,18 |
| Тротуар асфальтовый мокрый | Направленно- | 0.06—0,118 |
| Чернозем сухой | рассеянное Диффузное | 0,07—0,08 |
| Чернозем мокрый | Направленно- | 0,02—0.05 |
| Тес (дерево свежее) | рассеянное То же | 0,35—0,42 |
| Тес старый посеревший | » » | 0,12—0,16 |
| Хвойная растительность кроны | Диффузное и | 0,08—0,12 |
| Растительность лиственная летом | направленно- рассеянное Направленно- | 0,09-0,12 |
| Растительность лиственная осенью | рассеянное То же | 0,15-0,30 |
| Шелк белый | Смешанное | 0,35-0,55 |
| Черное сукно * | Направленно- | 0,1-0,12 |
| Черный бархат | рассеянное Диффузное | 0,01-0.03 |
| Черный мех | » | еще меньше |
| # Высокие поглощающие свойства этих материалов объясняются отчасти | ||
| их пористостью, благодаря чему упавший на них свет, прежде из толщи материала, претерпевает несколько отражений. | чем выйти | |
Как показано в таблице №2, отражательная способность различных объектов колеблется в довольно широких пределах.
Поверхности, обладающие максимальным коэффициентом отражения, покрытые окисью магния, отражают до 96% падающих на них лучей, а черный бархат всего лишь 1—3%. Поэтому наибольший возможный интервал яркостей для равномерно освещенного объекта практически не может превышать 90:1. Интервал яркостей между одинаково освещенными поверхностями свежевыпавшего снега, отражающего до 78% упавшего на него света, и черного бархата будет примерно равен лишь 50:1.
Затенив же участки, покрытые черным бархатом, и сохранив освещенность снежной поверхности, мы можем в очень большой степени увеличить интервал яркостей этого объекта. С увеличением различий освещенности отдельных элементов интервалы яркостей снимаемых объектов могут увеличиваться до огромных пределов, достигая 100000:1 и более.
При съемке большинства объектов мы наряду с чисто яркостными контрастами сталкиваемся также и с явлениями цветового контраста. В этих случаях определение интервала яркостей осложняется необходимостью учитывать не только количественные различия яркостей тех или иных элементов объекта и фона, но и различия спектральных коэффициентов яркостей их цветных поверхностей.
Установление величины подобного смешанного контраста, определяемого одновременным влиянием яркостного и цветового контраста, очень затруднено. Величина этого контраста в отличие от контраста яркостного не может быть выражена одной какой-либо величиной и поэтому простого выражения меры цветового контраста еще не существует. Но поскольку спектральная чувствительность фотоэлектрических экспонометров заметно приближается к спектральной чувствительности глаза и современных негативных материалов, в практике экспонометрических замеров интервалы яркостей цветных объектов могут быть достаточно точно выражены их яркостными соотношениями, определенными с помощью экспонометра.
В качестве примера приведём средние величины интервала яркостей некоторых наиболее распространенных объектов съемки, сведенные в таблице№3.
| Интервалы яркостей некоторых объектов съемки | |
| (По данным кафедры операторского мастерства ВГИК) | |
| Объекты съемки | Интервал яркостей |
| Земная поверхность, видимая с самолета, летом | 1:3—1:6 |
| Земная поверхность, видимая с самолета, зимой | 1:6—1:10 |
| Пейзаж без переднего плана в тумане …. | 1:2—1:3 |
| Пейзаж без переднего плана при рассеянном | 1:5—1:10 |
| свете в пасмурный день………. | |
| Пейзаж без переднего плана при прямом сол- | 1:10-1:30 |
| печном свете …………. | |
| Пейзаж без переднего плана против света . . | 1:20—1:40 |
| Пейзаж с передним планом при прямом солнеч- | 1:20—1:60 |
| ном освещении………….. | |
| Пейзаж с очень темным передним планом при | 1:100-1:300 |
| солнечном свете . ………. . | |
| Пейзаж с солнцем в кадре ……… | 1:2 000000 |
| Городской пейзаж без переднего плана в пасмур- | 1:5—1:10 |
| ный день…………….. | |
| Городской пейзаж без переднего плана при | 1:10—1:40 |
| солнечном свете ………….. | |
| Узкие затемненные улицы с отдельными здани- | |
| ями, освещенными солнцем …….. | 1:100—1:500 |
| Здания темные на фоне неба………. | 1:100—1:200 |
| Темные пролеты и арки мостов и ворот с ярко- | 1:1000—1:10 000 |
| освещенными солнцем фонами……. | |
| Группы в солнечный день в зависимости от | 1:20—1:300 |
| цвета одежды и направления света …. | |
| Группы в пасмурный день………. | 1:10—1:60 |
| Портрет со светлыми волосами на фоне откры- | 1:10—1:12 |
| того пейзажа при солнечном освещении . . | |
| Портрет с темными волосами fia фойе откры- | 1:20 — 1:100 |
| того пейзажа при солнечном освёщении . . | |
| Общие планы в кинопавильоне в зависимости | 1:10—1:50 |
| от характера сюжета и освещения….. | |
| Внутренний вид комнаты (без окон в кадре) | 1:8—1:12 |
| Внутренний вид светлой комнаты, снимаемой | 1:100—1:500 |
| против окон без подсветки ….. | |
| Внутренний вид темной комнаты, снимаемой против ярко освещенных окон без подсветки | до 1:100 000 |
Изменения условий натурного освещения и величина интервала яркости объекта
При натурных съемках изменения характера освещения, связанные с высотой стояния солнца, изменениями прозрачности атмосферы и облачности, существенно влияют и на соотношение направленной и рассеянной части солнечной радиации.
Эти изменения характера освещающего света не могут не влиять на характер фотографического изображения и сказываются прежде всего на контрасте освещения. Увеличение доли рассеянного света в общем балансе освещения, усиливая высветку теневых участков объекта съемки, заметно понижает контраст изображения. Это уменьшение интервала яркостей снимаемых объектов может при наличии облачности достигать очень больших степеней. При усилении облачности и увеличении количества рассеянного света освещенность элементов, находящихся в тени, может увеличиваться в два-три, а зачастую в большее количество раз, причем соответственно снижается интервал яркости объекта. Следствием этого и является столь разительное изменение экспонометрических характеристик и самого характера изображений объектов, снимаемых в пасмурную погоду или при некоторой, хотя бы даже весьма незначительной белесоватой дымке.
Влияние тумана и дымки
Очень заметное влияние на величину интервала яркости объектов съемки оказывают оптические свойства среды, заполняющей пространство между фотографируемыми объектами и аппаратом.
Яркость атмосферной дымки или просвеченного тумана как бы накладывается на яркости всех элементов снимаемых объектов. Не оказывая заметного влияния на увеличение яркости светлых участков, она существенно повышает яркость темных или мало освещенных элементов объекта.
Уплотнение тумана и повышение его яркости, а также увеличение расстояния между объектами съемки и аппаратом сильно снижает интервал яркостей объекта. При дальнейшем увеличении плотности дымки или тумана яркость ее, достигнув определенной величины, уравняется с яркостью наиболее светлых элементов объекта. Интервал яркости объекта съемки в этом случае будет 1:1, контраст его снизится до нуля и различия яркости станут незаметными. Величина интервала яркости снимаемых объектов, как мы уже отмечали в предыдущей главе, имеет очень большое практическое значение, особенно возрастающее при работе на цветных негативных материалах и съемке контрастных сюжетов.
Поэтому широкое распространение приобрел метод определения интервала яркостей объектов съемки с помощью фотоэлектрических приборов. Далее мы подробно рассмотрим методику определения интервала яркости с помощью фотоэлектрических экспонометров.
