Способы определения экспозиции.
Фотоэкспонометры

         Выбор условий экспонирования фотоматериала при съемке представляет собой, пожалуй, самую ответственную стадию фотографического процесса, во многом определяющую постоянство результатов, качество изображения и художественные особенности фотоснимка. Сегодня в распоряжении фотолюбителей и фотографов-профессионалов имеются специальные приборы — фотоэкспонометры, основанные на использовании простого уравнения, называемого экспонометрической формулой. Она устанавливает взаимосвязь между фотометрическими характеристиками объекта фотографирования, параметрами фотографического объектива и светочувствительностью фотоматериала:

         где

— средняя яркость объекта фотографирования;
t — время экспонирования, с;
S — светочувствительность фотографического материала, ед. ГОСТа;
z — относительное отверстие объектива;
q — кратность съемочного светофильтра;
— количество света, падающее на фотографический материал;
C — постоянная.

       В том случае, когда проще измерить освещенность объекта фотографирования E₀, экспонометрическая формула принимает вид

где — среднее значение коэффициента отражения.

         При измерении освещенности объекта съемки фотоэлектрический экспонометр, снабженный специальной насадкой с молочно-белым стеклом, должен находиться рядом с фотокамерой и направляться в сторону источника света. В некоторых случаях экспонометр направляют в сторону фотокамеры, при этом воспринимается световой поток, падающий на объект съемки.
         При измерении интегральной яркости объекта (среднеарифметической яркости всех объектов, включенных в кадр) фотоэкспонометр располагают рядом с фотокамерой и направляют в сторону объекта съемки. При этом экспозиция определяется с учетом не только яркости отдельных участков снимаемого объекта, но и площади этих объектов.
         Если снимаемая сюжетно важная часть объекта съемки по площади меньше, чем, например, окружающий фон, имеющий другую яркость (съемка на фоне яркого большого окна), то мы не застрахованы от ошибок при определении правильной экспозиции. При негативном процессе яркие участки в этом случае будут переэкспонированы, а участки, имеющие малую яркость, недоэкспонированы. Поэтому здесь необходимо определять экспозицию по методу измерения яркости детали объекта съемки, соответствующей наиболее сюжетно важному участку будущего снимка. Из-за того, что у большинства фотоэкспонометров большой угол зрения (50-60°), их необходимо направлять в сторону объекта и располагать на небольшом расстоянии (15-20 см) от поверхности сюжетно важного участка объекта, а это не всегда удобно. У фотоэлектрических экспонометров с сернисто-кадмиевыми фоторезисторами существенно уменьшен угол зрения (0,5-4°), что позволяет определять экспозицию непосредственно с точки съемки по измерению яркости сюжетно важной детали, занимающей малую площадь в кадре.
         Некоторые фотолюбители применяют комбинированные методы определения экспозиции по измерению средневзвешенной яркости всей снимаемой сцены, яркости ее сюжетно важной детали и замеру освещенности объекта съемки.
         В экспонометрической формуле такие величины, как В₀ и E₀, находят измерением, а число светочувствительности фотоматериала S, кратность съемочного светофильтра q и постоянная величина C всегда известны фотографу. Определив яркость или освещенность объекта съемки, на калькуляторе экспонометра можно выбрать в зависимости от поставленных перед нами задач необходимую пару экспонометрических значений t и 1 : z, обеспечивающих правильные условия экспонирования фотографического материала.
         На ранних стадиях развития фотографии применялись химические экспонометры, экспонометрические таблицы, .калькуляторы и оптические экспонометры, которые позволяли очень приближенно выбирать условия экспонирования при съемке. В настоящее время наибольшее распространение получили

1. селеновый фотоэлемент;
2. электрическое сопротивление;
3. гальванометр;
4. источник питания;
5. выключатель;
6. фоторезистор

фотоэлектрические экспонометры Рассмотрим их подробнее. В качестве приемника в них используют селеновый фотоэлемент или фоторезистор. Селеновый фотоэлемент, преобразует световую энергию падающего на его поверхность светового потока в электрическую. Фоторезистор, включенный последовательно в электрическую цепь источника питания, при действии света изменяет свое электрическое сопротивление, что приводит к пропорциональному изменению силы тока в цепи, которое регистрируется

1. шкала светочувствительности фотопленки и значений экспозиции;
2. стрелка гальванометра;
3. шкала;
4. гальванометр;
5. селеновый элемент;
6. включение Гальванометра

гальванометром 4 Селеновые элементы фотоэлектрических экспонометров со временем стареют и теряют свою чувствительность (~ 20% за 12мес.), особенно при повышенной температуре окружающего воздуха. Успехи в области электроники привели к созданию малогабаритных аккумуляторов — источников питания гальванометров, что позволило постепенно отказаться от селеновых элементов и отдать предпочтение фотоэкспонометрам с более чувствительными фоторезисторами, которые не боятся высоких температур и практически не стареют. Гальванометры (микроамперметры) отличаются от обычных приборов небольшими размерами, высокой чувствительностью ( 2 • 10^-7 А/град ), устойчивостью к внешним воздействиям (наклону, тряске). Так как интервал яркости объекта велик, а диапазон измерений гальванометра мал, в современных фотоэлектрических гальванометрах применяют шунт — расширитель диапазона измерений. Шунты бывают оптическими, в этом случае перед фотоэлементом помещается ограничитель светового потока (диафрагма), или электрическими, когда параллельно фотоэлементу включается сопротивление. Сила фототока i в цепи пропорциональна количеству света, падающего на поверхность приемника, но отклонение стрелки гальванометра будет пропорционально Igi, т. е.
         Фотоэлектрический экспонометр имеет ограничитель угла зрения, он обычно соответствует угловому полю съемочного объектива (30-40°). В селеновых фотоэкспонометрах для ограничения угла зрения используют шахты, бленды, линзы из стекла или пластмассы, а на фоторезистор, учитывая его малые размеры, ставят обычно одну линзу

1. диффузор;
2. линза;
3. бленда с отверстием;
4. тубус;
5. фоторезистор;
6. шунт;
7. шунт;
8. батарея;
9. шунт;
10. шкала;
11. гальванометр

         Важным элементом фотоэлектрических экспонометров является суммирующее устройство, координирующее взаимосвязь между свойствами фотоматериала, выдержкой и диафрагмой. В современных фотокамерах со

1. селеновый фотоэлемент;
2. гальванометр;
3. стрелка гальванометра;
4. окуляр;
5. объектив видоискателя;
6. рамка;
7. регулятор скорости затвора;
8. диафрагма;
9. торцевой кулачок;
10. шток;
11. рычаг;
12. кулачок;
13. рычаг;
14. упорный винт;
15. пружина;
16. ось;
17. диск со значениями светочувствительности фотопленки;
18. ось;
19. кулачок;
20. ось;
21. ролик;
22. зубчатая рейка;
23. шестерня;
24. корпус гальванометра

встроенным экспонометром гальванометр управляет исполнительным механизмом установки диафрагмы, при этом чем больше угол отклонения стрелки гальванометра, тем в большей степени закрывается диафрагма в объективе. Здесь необходимо отметить, что данные о величине яркости или освещенности, полученные с помощью фотоэкспонометра, не дают основания для уверенности в правильном выборе условий экспонирования без учета спектральной чувствительности селенового фотоэлемента. Только при совпадении кривых спектральной чувствительности фотоматериала и селенового элемента показания фотоэкспонометра могут быть достоверны.
         Определение экспозиции при съемке с электронными импульсными источниками света имеет свои особенности. Импульсная лампа дает очень мощную короткую вспышку — световой импульс, продолжительность которого 1/400 с. Световая энергия W, излучаемая импульсной лампой, зависит от емкости конденсатора С и напряжения U зарядки конденсатора:

W=CU²/2.

         Продолжительность светового импульса определяется значением сопротивления, включенного последовательно в электрическую цепь с импульсной лампой, и емкостью конденсатора. Освещенность объекта съемки при использовании импульсной лампы-вспышки можно рассчитать по формуле

         где
         I — сила света;
         r — расстояние от лампы-вспышки до объекта съемки, м.
         Но, как видно из

рисунка, сила света непостоянна во времени в процессе работы импульсной лампы-вспышки, поэтому величину E₀ определяют по более сложной формуле

которое можно привести к виду zr = F,

где

— ведущее число.

Ведущее число F не является постоянной величиной и зависит от светочувствительности фотоматериала и силы света. Оно определяется напряжением, подаваемым на импульсную лампу. Зная ведущее число или светочувствительность фотоматериала и расстояние до снимаемого объекта в метрах, с помощью специального

1. шкала светочувствительности фотопленки;
2. значения относительного отверстия объектива;
3. расстояние до объекта съемки

калькулятора на лампе-вспышке легко определить значение диафрагмы z, которую следует установить на объективе фотокамеры:z = F / r.
         Когда фотосъемку проводят с несколькими электронными импульсными фотовспышками, суммарное ведущее число определяют по формуле

         Где
         F₁, F₂, F₃, … ,F_n — ведущие числа отдельных электронных импульсных фотовспышек.
         При съемке фотокамерой со шторным затвором необходимо устанавливать выдержку 1/25-1/30 с, так как только в этом случае шторка затвора открывается полностью

(смотри рисунок).
         При использовании фотокамеры с центральным затвором, лепестки которого при любой выдержке открываются от центра затвора к его краям, а закрываются наоборот, от края затвора к центру, съемка с импульсной лампой-вспышкой ведется при любой выдержке, но более продолжительной, чем продолжительность светового импульса.