Что такое экспозиция

Фотопленка имеет светочувствительный слой. При освещении за счет энергии световых лучей в этом слое происходят химические изменения. Чтобы сделать эти изменения видимыми, их нужно усилить в миллиарды раз. Для этого светочувствительный материал проявляют. В проявителе те участки пленки, которые подверглись действию света, начинают темнеть. Если свет попал на всю поверхность пленки, она вся почернеет. Если же свет подействовал только на отдельные участки-что и происходит, когда объектив проецирует изображение на светочувствительный слой, - то чернеют только эти участки.

Светочувствительный слой, нанесенный на прозрачную полимерную или непрозрачную бумажную подложку, имеет некоторую толщину. В нем равномерно распределено множество мельчайших частиц (микрокристаллов) галогенидов серебра-соединений его с галогенами (бромом, хлором, йодом). Именно эти частицы, подвергшиеся действию света, чернеют при проявлении, превращаясь в металлическое серебро. Степень почернения фотопленки зависит от того, сколько света попало на данный участок. Если свет очень яркий, то он воздействует на все частицы, и при проявлении этот участок станет практически непрозрачным. Но если освещенность сюжета находится в некоторых оптимальных пределах, то почернение фотослоя в этих местах будет в определенной степени пропорционально яркости фотографируемого сюжета. Чем яркость больше, тем больше частиц проявилось и тем плотнее, т. е. "темнее", изображение. Иными словами, самым светлым деталям объекта соответствуют самые темные места изображения, поэтому такое изображение называют негативным ("обратным"). Полученное после проявления на фотопленке негативное изображение (обычно говорят просто-негатив) состоит из участков с различной плотностью почернения, или участков "различной тональности".

Для получения позитивного изображения этот процесс съемки повторяют еще раз. Для этого негатив вставляют в увеличитель между проекционной лампой и объективом, так что негативное изображение проецируется на фотобумагу, которая также покрыта светочувствительным слоем. Спроецированное на фотобумагу изображение негативное, но темные участки негатива пропускают на бумагу меньше света лампы увеличителя и при проявлении эти участки будут более светлыми. Наоборот, там, где негатив прозрачнее, на бумагу попадет больше света и эти участки станут более темными. Так мы получаем негативное изображение негатива, т. е. позитив-изображение с правильным относительно объекта распределением тонов.

Экспонирование-это процесс воздействия света на светочувствительный материал. Свет обладает кумулятивным (накапливающимся) действием на светочувствительный слой: чем дольше действие света, тем больше частиц реагирует на него, тем чернее станет пленка после проявления. Если действие света слишком продолжительно, то каким бы слабым он ни был, вся пленка почернеет и никакого изображения не получится. Задача в момент съемки состоит в том, чтобы пропустить к пленке как раз такое количество света, которое дает детальное изображение объекта. Действие света необходимо прервать прежде, чем менее яркие участки вызовут, подобно самым ярким, полное почернение, но не раньше, чем темные участки получат достаточно света, чтобы прореагировать на его действие.

Есть два способа регулировать такое действие, или, как обычно говорят, экспозицию: изменяя время экспозиции (выдержку) и изменяя относительное отверстие объектива (диафрагму). Первый способ достаточно ясен: шторки, или ламели, затвора аппарата в нерабочем состоянии надежно закрывают пленку. Нажав спусковую кнопку, фотограф открывает затвор. Затем через строго определенное время (составляющее обычно доли секунды) затвор закрывается. Время, в течение которого затвор открыт и свет падает на пленку, и называется выдержкой. Ее необходимое значение устанавливается на аппарате специальной головкой с делениями или кольцом на объективе, а во многих современных аппаратах - автоматически.

Второй способ-изменение диаметра отверстия, пропускающего световые лучи через объектив. Он основан, грубо говоря, на том, что большое окошко пропускает больше света, чем маленькое. Диаметр ирисовой диафрагмы, установленной между линзами объектива, изменяется при вращении кольца диафрагмы. Число, определяющее площадь отверстия, называется диафрагменным числом или просто диафрагмой (более точно-это знаменатель относительного отверстия). Площадь отверстия, а следовательно, и числа на шкале диафрагм характеризуют количество света, пропускаемого объективом. При одном и том же диафрагменном числе любой объектив пропускает одно и то же количество света-конечно, в пределах некоторых допусков. Действительный размер отверстия при данном значении диафрагмы прямо связан с фокусным расстоянием объектива, которое определяет формат получаемого на пленке изображения. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем больше действительный диаметр отверстия при одном и том же диафрагменном числе. Но в конечном счете интенсивность света, падающего на пленку при одинаковых диафрагмах, будет одна и та же независимо от фокусного расстояния объектива.

Шкала выдержек и шкала диафрагм построены по принципу удвоения, т. е. переход к каждому соседнему значению вдвое уменьшает или вдвое увеличивает общее количество света, падающего на пленку. Такое изменение обычно называют изменением экспозиции на одну ступень. Иначе говоря, увеличить экспозицию на одну ступень - это значит либо открыть диафрагму объектива на одно деление (например, от 8 до 5,6), либо увеличить выдержку на одно деление (скажем, с ¹/₂₅₀ с до ¹/₁₂₅ с) если нужно уменьшить экспозицию, следует поступить наоборот.

Итак, в руках фотографа две возможности регулировать экспозицию. Хороший фотоаппарат позволяет изменять экспозицию от тысячной доли секунды (¹/₁₀₀₀ с) при диафрагме 22 до 8 с при диафрагме 2. Хотите верьте, хотите проверьте, но это составляет отношение почти 1:1000 000!

Конечно, редко приходится прибегать к таким крайностям. Яркости обычных сюжетов почти никогда не бывают до такой степени различными. Но в зависимости от сюжета фотографу может понадобиться большое относительное отверстие при короткой выдержке или, наоборот, маленькая диафрагма при довольно длительной выдержке. Короткая выдержка нужна в том случае, когда объект движется. Чем быстрее движение, тем короче должна быть выдержка, иначе картина получится смазанной. Но чем короче выдержка, тем меньше света успевает попасть на пленку, и это нужно компенсировать увеличением диафрагмы.

Вместе с тем маленькая диафрагма может потребоваться для увеличения глубины резко изображаемого пространства. Поясним, что имеется здесь в виду. Фокусируя объектив на предмете, находящемся, скажем, в трех метрах от аппарата, мы, конечно, получим резкое изображение этого предмета. Однако и объекты, находящиеся несколько ближе и несколько дальше, тоже оказываются в фокусе. Глубиной резко изображаемого пространства называется расстояние между плоскостями, в которых расположены самые близкие и самые далекие объекты, изображаемые на пленке с удовлетворительной резкостью. Эта глубина зависит от диафрагмы: она тем больше, чем меньше отверстие (т. е. тем больше значение диафрагменного числа).

Фотографу может понадобиться большая диафрагма, чтобы иметь возможность выбрать выдержку покороче. Или он захочет ограничить глубину резко изображаемого пространства (иногда для краткости говорят просто - глубину резкости), чтобы ненужные детали на заднем плане кадра были не в фокусе и не отвлекали внимания. Однако ему может потребоваться и маленькая диафрагма, если задний план составляет важную часть сюжета и должен быть резким, тогда выдержку придется увеличить. Конечно, может случиться и так, что будет нужна большая диафрагма и большая выдержка, чтобы на пленку попало как можно больше света от плохо освещенного объекта. Иногда при этом требования фотолюбителя могут оказаться даже противоречивыми: например, нужна и маленькая диафрагма, чтобы увеличить глубину резкости, и короткая выдержка, чтобы не смазалось движение объекта. Если при этом объект плохо освещен, то придется искать какой-то компромисс или же зарядить в аппарат другую, более светочувствительную фотопленку.

Поскольку и шкала выдержек, и шкала диафрагм построены по принципу удвоения, экспозиция при выдержке ¹/₁₂₅ с и диафрагме 11 равна экспозиции в ¹/₆₀ с при диафрагме 16 или же ¹/₂₅₀ с при диафрагме 8 и т.д. Этот принцип носит название закона взаимозаместимости, он заложен в построение шкал всех экспонометров. Но этот закон не универсален и при некоторых условиях, например при слишком коротких или длительных выдержках, он нарушается: для получения "нормальных" плотностей снимка потребуются выдержки, отличающиеся от тех, которые даст экспонометр.

В каких пределах отклонения от закона взаимозаместимости можно не учитывать? Для практики это немаловажный вопрос, особенно если вы фотографируете на цветную пленку, когда кроме общей плотности изображения очень важна и правильная цветопередача. Для цветных пленок общего назначения заметные нарушения начинаются уже при выдержках длиннее 1 с и короче ¹/₁₀₀₀ с. Оптимальный диапазон выдержек, особенно для обращаемых пленок, весьма узок - от ¹/₆₀ до ¹/₂₅₀ с. Поэтому, если вы стремитесь получить самое высокое качество цветопередачи, старайтесь работать именно в этом интервале. В тех же случаях, когда нужны большие выдержки (в несколько секунд) или при съемках с автоматическими электронными вспышками, длительность которых может быть чрезвычайно мала (до ¹/₅₀₀₀₀ с), приходится пользоваться либо специальными фотоматериалами, либо столь же специальными "компенсационными" светофильтрами. При фотографировании на черно-белые фотоматериалы допуски, конечно, много больше, и почти для всех встречающихся на практике условий они особой роли не играют, становясь существенными лишь в некоторых областях научной фотографии, например при съемке звездного неба или регистрации очень кратковременных событий.