Exponering (fotografering)

I fotografi är exponering termen för effekten av ett motivs olika ljusfördelning på den fotografiska filmen eller bildsensorn för att få en bild. Den representerar den mängd ljus som bidrar till exponering och är därför påverkad av belysning och reflektion av ämnet, den öppningsbredden av den lins och slutarhastighet av den kameran . Exponeringen är balanserad när ljus och skuggor i bilden eller ritningen stryks och ljuskänsligheten kan matchas mellan filmen eller bildsensorn. Med konstant ljusstyrka över tiden: i den fotografiska bilden är exponeringen enligt följande:${\ displaystyle t}$${\ displaystyle E_ {v}}$${\ displaystyle H_ {v}}$

${\ displaystyle H_ {v} = E_ {v} \ cdot t}$

Den exponeringsindex är omvänt proportionell mot exponering:${\ displaystyle S_ {i}}$

${\ displaystyle S_ {i} = {\ frac {10 \, {\ text {lx s}}} {H_ {v}}}}$

Med ett givet (uppmätt) ljusvärde och ett visst exponeringsindex har fotografen valet av kombinationen antingen " kortare exponeringstid och mindre bländare (dvs. större bländare ) " eller " längre exponeringstid och större bländare (dvs. mindre bländare) bländare) ":${\ displaystyle LW}$${\ displaystyle S_ {i}}$ ${\ displaystyle t}$ ${\ displaystyle k}$${\ displaystyle t}$${\ displaystyle k}$

${\ displaystyle 2 ^ {LW} = {\ frac {t_ {0} \ cdot k ^ {2}} {t \ cdot S_ {i}}}, \, {\ text {med}} \, t_ {0 } = 100 \, {\ text {s}}}$

känslighet

Kontraståtergivning beroende på känslighet

Fotokänsligheten för filmer och bildsensorer samt exponeringsindex för en fotografisk bild specificeras nu ofta enligt de föredragna värdena i den tekniska standarden ISO 5800 . Serien av gemensamma värden är:

ISO 100 - 200 - 400 - 800 - 1600 - 3200 - 6400 - 12800 - 25600

Den stigande sekvensen av siffror betyder inte bara matematiskt en fördubbling av det tidigare värdet, men en film med nästa högre ISO-specifikation är också dubbelt så känslig för ljus som den tidigare, i omvänd ordning hälften så känslig för ljus.

Valet av exponeringsindex beror först på motivets kontrast . Om skillnaden mellan ljus (inte vitt) och skugga (inte svart) i motivet är mycket stor, dvs. om det har ett stort antal fint differentierade mellantoner, väljs ett högt exponeringsindex eftersom det har en plattare gradering och därmed finare detaljer kan reproduceras i platsen är. Följaktligen, om motivkontrasten är låg, väljs ett lågt exponeringsindex eftersom graderingen är brantare här och inkluderar mindre differentierade mellantoner.

Med ökande ljuskänslighet blir filmens kornighet mer synlig och med ökande exponeringsindex ökar bildbruset med digitalkameror . Av denna anledning bör värden inte vara för höga när du tar ett foto. Ett lågt exponeringsindex rekommenderas om till exempel dokument ska fotograferas eller om, från designperspektiv, endast några få detaljer ska reproduceras med hög kontrast eller om inspelningsljuset är starkt. Ett högt exponeringsvärde är användbart när fotograferingslampan är svag.

Exponerings- och exponeringsindex beror inte på inspelningsmediets känslighet utan bestäms enbart av den absorberade mängden ljus, vilket kan påverkas av motivets belysning samt inställda värden för bländare och exponeringstid.

omslag

Inverkan av bländare på exponering och skärpedjup

Bländare är ett irismembran, vanligtvis består av tunna enskilda lameller, i linserna , vars diameter kan ökas eller minskas genom att vrida en ring på utsidan av linserna eller indirekt via en motor genom att ställa in kameran. Då betyder bländaren ( antal ) också förhållandet mellan bländare och brännvidd för ett optiskt system. En teleobjektiv, till exempel med en 50 mm fri bländare (D) och 200 mm brännvidd (f), har bländaren D: f = 50: 200 = 1: 4, även skrivet som f / 4. Till skillnad från andra optiska apparater är bländaren i sig inte specificerad för fotografiska linser eftersom den inte har någon ytterligare betydelse för fotografisk praxis. Endast brännvidd och bländare nämns, dvs .: 200 mm - f / 4, varvid den angivna bländaren (här 4) anger den största justerbara linsen och därmed dess ljusintensitet . Vanliga f-stoppnummer ingår i f- stop-raden med följande föredragna värden:

f / 1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22

Små f-nummer - dvs. stora öppningar - kan endast uppnås med fasta brännviddar. Mellannivåer är möjliga, så många zoomobjektiv har en initial bländare på f / 3.5, vilket motsvarar en nivå mellan 2,8 och 4.

Eftersom bländaren är ett ömsesidigt värde betyder en stor, vidöppen bländare ett litet f-tal och en liten, tätt stängd bländare betyder ett stort f-tal. I den angivna ordningen är ljusintensiteten hos linsen och därmed exponeringen som verkar på inspelningsmediet kvartalsvis från steg till steg och fyrdubblas i omvänd ordning. Skillnaden i exponering som uppstår genom att justera en bländare kallas bländarvärdet, även känt som ljusvärdet (EV). Således motsvarar ett bländarvärde en nivå av ljuskänslighet. Av denna anledning kan exempelvis en bild som exponerats med ISO 400 och bländare 16 också göras med ISO 200 och bländare 11 med samma exponeringstid med samma exponeringsresultat.

Bländaren används inte bara för exponeringskontroll, den bestämmer också skärpedjupet i bilden. Om objektet som ska fotograferas ska stå ut mot en suddig bakgrund väljs en stor bländare. Å andra sidan, om du vill vara lika skarp från förgrunden till bakgrunden, används en liten bländare.

Att stoppa en lins kan dock inte köras efter behag, eftersom dess optiska upplösning är proportionell mot dess bländarförhållande (D: f). Ju större öppning och mindre brännvidd, desto större upplösning. När membranet är stängt minskar linsens upplösningskraft medan brännvidden förblir densamma. Situationen är liknande med upplösningen för en film eller sensor, vilket motsvarar dess kornighet eller antalet pixlar. Ju finare spannmål, desto högre upplösning. Om man nu jämför upplösningskraften hos målet och inspelningsmediet med varandra, når man vanligtvis en bländare 16 inom det område inom vilket upplösningskraften hos målet underminerar upplösningskraften hos inspelningsmaterialet. Allmän suddig bild är resultatet.

tid

Ju längre exponering, desto tydligare blir spåren av ljus från bilstrålkastarna.

Med en exponering på 15 sekunder verkar sprayen på klipporna som en dimma.

Exponeringstid är den tid som slutaren på kameran öppnas och inspelningsmediet exponeras för bilden som projiceras genom linsen. Vanliga exponeringstider är:

1/8 - 1/15 - 1/30 - 1/60 - 1/125 - 1/250 - 1/500 - 1/1000 - 1/2000 s

Som med bländaren halveras exponeringen som verkar på inspelningsmediet från steg till steg och fördubblas i omvänd ordning, så att skillnaden mellan två värden i tidsserien också kallas bländarvärdet eller ljusvärdet.

Korta exponeringstider används när inspelningsljuset är mycket starkt eller för att stoppa rörelse, långa exponeringstider när inspelningsljuset är svagt eller för att uppnå smutsiga eller flytande effekter. Med exponeringstiderna nedåt 1/125 s finns det en risk för suddighet , särskilt med långa brännviddar, på grund av förstoringseffekten , så att en blixt eller ett stativ krävs.

Eftersom exponeringen för ljus halveras i stigande ordning och fördubblas i fallande ordning i både bländare och tidsserier, kan bländar- och tidsvärdena som krävs för korrekt exponering flyttas i förhållande till varandra. Samma exponeringsresultat erhålls om, i stället för att använda f-stopp 8 och 1/250 s, exponera med ett bredare f-stop 5.6 men kortare exponeringstid 1/500 s. Bättre kameror erbjuder detta skift av tid / bländarparet som "Program Shift" eller med liknande namn.

Med exponeringstider kortare än cirka 1/1000 s och med längre exponeringstider över en sekund gäller dock denna regel inte längre utan begränsning för inspelningar på fotografisk film, eftersom i båda fallen krävs mer ljus än regeln för en balanserad exponering. I det korta intervallet talar man om den kortvariga effekten , i det långa intervallet, enligt dess upptäckare, om Schwarzschild-effekten .

Mått

Exponeringsmätare används för att bestämma rätt bländare och tid .

Reflektion av ljuset i steg om 18%

Alla fotografiska inspelningsmedia och mätanordningar är kalibrerad till en så kallad medelgrått , vilket är möjligt eftersom ljusfördelningen över alla färger kan reduceras till de olika toner av grått. Detta är baserat på den genomsnittliga ljusreflektionen inomhus, vilket motsvarar reflektionen av 18% av det infallande ljuset. Skillnaden mellan denna gråa och nittio procent vita, som bara knappt återger lite ritning, är två f-stopp.

Det finns två sätt att mäta ljuset i ljusmätare, nämligen ljusmätning och objektmätning .

Å ena sidan kan ljusmätningen utföras på motivet. Du måste gå till ämnet, vilket inte alltid är möjligt. Denna typ av mätning sker endast med handhållna exponeringsmätare, varigenom ljuset som faller på motivet mäts och exponeringsmätaren hålls i kamerans riktning med kupolen skjuten framåt från motivet.

I motsatt riktning, när det mäts från kameran till motivet, är det en objektmätning. Ljuset som reflekteras från motivet mäts. Denna typ av ljusmätning finns i alla ljusmätare som är inbyggda i kameran, men det är också ett alternativ för handhållna ljusmätare där locket måste skjutas åt sidan.

Riktad överexponering av en del av bilden av estetiska skäl

Objektmätningen är mindre tillförlitlig eftersom det inte är det jämnt infallande ljuset som mäts utan det reflekterade ljuset som kan reproduceras helt annorlunda av de enskilda delarna av motivet. Ljusmätarna försöker kompensera för detta genom att ta mittgrå som grund. Om emnet emellertid inte är medelvärde, men huvudsakligen ljus eller övervägande mörkt, antar exponeringsmätarna, baserat på deras kalibrering, att den övervägande delen är medelgrå och därmed förskjuter motivets gråskala i en eller annan riktning, så att ljusa motiv är underexponerade och mörka motiv är överexponerade blir. I snö, på stranden, i vita husfronter, i djupa skogar och i liknande situationer finns det därför en risk för felaktig exponering.

Underexponerade bilder verkar för mörka och inga fler teckningar visas i skuggorna, de springer upp. Överexponerade bilder är för ljusa och ingen ritning visas i lamporna. De verkar slitna och färgerna tvättas ut.

Möjliga fel i exponeringsmätningen kan undvikas på olika sätt. En serie exponeringar är enkla med minst tre exponeringar som skiljer sig åt med hälften eller en tredjedel av ett bländarvärde. Det är också lätt att mäta ett ljust eller mörkt motiv inte direkt, utan till sidan av själva motivet, där det finns mellangrått, och att panorera kameran på motivet med dessa värden. Det är pålitligt och enkelt att kombinera de två ovan nämnda metoderna. Att mäta med ett grått kort är tillförlitligt men besvärligt .

• Exponeringsserie med histogram
• 

  Exponeringsfäste: underexponering

• 

  Fäste: Korrekt exponering

• 

  Exponeringsfäste: överexponering

• 

  Histogram av underexponering

• 

  Korrekt exponering histogram

• 

  Histogram för överexponering

Kalibrering av mätningen

Förhållandet mellan ljusvärdet , f-numret och exponeringstiden för referensvärdet för exponeringsindex är följande:${\ displaystyle LW}$ ${\ displaystyle k}$ ${\ displaystyle t}$${\ displaystyle S_ {i} = 100}$

${\ displaystyle 2 ^ {\ mathrm {LW}} = {\ frac {k ^ {2}} {t}}}$

Under en reflektionsmätning (objektmätning) beräknar en exponeringsmätare det ljusvärde som är relevant för kamerainställningen utifrån ett objekts uppmätta luminans enligt följande formel: ${\ displaystyle L_ {v}}$

${\ displaystyle {\ frac {k ^ {2}} {t}} = {L_ {v} \ cdot \ mathrm {S_ {i}}} / {K}}$

Där K är exponeringsmätarens kalibreringsfaktor. Enligt ANSI / ISO 2720-1974 väljs K mellan 10,6 och 13,4. Vanligtvis K = 12,5 för Nikon , Canon , Sekonic och K = 14 för Minolta och Pentax .

Vid mätning av infallande ljus (ljusmätning) härleds ljusvärdet från den uppmätta ljusstyrkan (måttenhet lux) med följande formel: ${\ displaystyle LW}$ ${\ displaystyle E_ {v}}$

${\ displaystyle {\ frac {k ^ {2}} {t}} = {E_ {v} \ cdot \ mathrm {S_ {i}}} / {C}}$

Med ett cylinderfäste (platt) framför ljusmätarsensorn är de värden som ANSI / ISO 2720-1974 rekommenderar 240 till 400 (vanligtvis 250). Med en halvsfärisk infästning är de rekommenderade värdena för C mellan 320 och 540, varvid värdena 340 är vanliga i de flesta fall.

I praktiken är det lämpligt att jämföra exponeringsindex för en digitalkamera med hjälp av en referensmätning (grått kort) med den externa exponeringsmätaren för ljusmätningar, eftersom ISO-värden för digitala sensorer som specificeras av olika tillverkare kan variera avsevärt.

Digitala optiska enheter

När det gäller digitala optiska enheter kan exponeringsmätningen också utföras av själva bildsensorn med vilken bilden ska spelas in. I livevisningsläget kan användaren till och med visas på en skärm eller i en elektronisk sökare innan bilden tas om det finns överexponering genom att identifiera de överexponerade pixlarna med en iögonfallande färg eller med ett zebramönster:

• Överexponering
• 

  Fotografera med överexponerade områden på en molnig himmel, snöskyddet är mörkare än det vita värdet

• 

  Markering av de överexponerade pixlarna med ett zebramönster

• 

  Histogram med tillhörande fördelning av frekvenserna för ljusstyrka - på grund av överexponering representeras den vita punkten ofta på histogrammets högra kant

Exponering utan mätning

Som en provisorisk exponering kan också utföras utan mätning baserat på empiriska värden, vilket var fallet med de gamla kamerorna innan ljusmätarna kom till. Under tiden från två timmar efter soluppgång till två timmar före solnedgången gäller följande för ISO 100 och en exponeringstid på 1/250 sekunder:

Under sommarmånaderna bör ovannämnda information blekas ner med ett halvt bländarvärde, under vintermånaderna bör den blekas in därefter. Under extrema ljusförhållanden kan en korrigering med ett bländarvärde också vara nödvändig.

Se även

• Zonsystem
• Kortvarig fotografering , lång exponering , tillgängligt ljus
• Förstorare
• Bild med högt dynamiskt omfång (HDR-bild)

Individuella bevis

1. ↑ Exponering , Wikibook Digital Imaging Processes - Illumination , nås den 19 mars 2018.
2. ↑ ^{a b c} Exponeringsvärde , Wikibook Digital Imaging Processes - Illumination , nås den 19 mars 2018.
3. ↑ Markus Bautsch: Bildaufnahme - Hellheiten , Wikibooks Digital Imaging Methods , nås den 26 mars 2014.

webb-länkar