Режимы измерения экспозиции

При усреднённом измерении (англ. Average metering) яркость всех частей кадра учитывается в равной степени[1][2]. Таким способом измерения, иногда называемым «интегральным», обладают как внешние экспонометры, так и большая часть встроенных. Первые TTL-экспонометры обладали только таким режимом измерения, который пригоден для малоконтрастных сюжетов, но выдаёт ошибки в случае большой разницы в яркостях объекта съёмки и фона[3]. Некоторые производители предусматривали преобладание чувствительности замера в нижней части кадра с плавным убыванием к верху («Contax RTS», «Olympus OM-1»)[4]. Впервые такой тип замера, названный «автоматической компенсацией контраста», реализован в 1966 году в японском фотоаппарате «Minolta SR-T101»[5]. Такое соотношение компенсировало частые ошибки при съёмке сюжетов, в которых верхнюю часть кадра занимает светлое небо. В современных фотоаппаратах такой режим не используется, уступив место более совершенным.

В аппаратуре различных производителей названия этого режима могут незначительно отличаться: например, «центровзвешенный» (англ. Center-weighted Metering) у Nikon и «центровзвешенный усреднённый» (англ. Center-weighted Average Metering) у Canon. Независимо от торгового названия, принцип такого измерения всегда одинаков: чувствительность сенсора распределена по всему полю кадра неравномерно, плавно спадая от центральной зоны к краям[4]. Область максимальной чувствительности расположена в пределах центрального круга или овала, где обычно находится основной объект съёмки или производится предварительный замер[1].

Впервые такой способ измерения реализован в TTL-экспонометре съёмной пентапризмы Photomic Tn фотоаппарата Nikon F[6]. Центральная часть малоформатного кадра, ограниченная окружностью диаметром 12 миллиметров, занимала 60% общей чувствительности экспонометра. Доля остальных частей кадра составляла 40%, позволяя более точно измерять большинство сцен. Например, при съёмке портрета на ярком фоне размер круга достаточен для измерения локальной яркости лица. В отличие от точечного режима, чутко реагирующего на малейшие изменения положения зоны замера и требующего постоянного внимания, центровзвешенный замер более усреднён и пригоден для репортажной съёмки.

До появления матричного измерения центровзвешенный был повсеместным стандартом для TTL-экспонометров зеркальных фотоаппаратов, варьируясь лишь в соотношении чувствительности по центру и по полю, а также по диаметру центральной части. Наиболее совершенные профессиональные камеры позволяют регулировать эти параметры в достаточно широких пределах[7]. Практически такой замер осуществляется при помощи одного или двух фоторезисторов, расположенных за окулярной гранью пентапризмы или в оптическом тракте сопряжённого визира с зеркальным обтюратором. При этом область максимальной чувствительности направляется в центральный круг при помощи конденсорных микролинз, устанавливаемых перед сенсорами. В цифровых фотоаппаратах, использующих для измерения экспозиции светочувствительную матрицу, центровзвешенный замер осуществляется выбором активной области измерения при оценке данных с матрицы.

При точечном замере экспозиции (англ. Spot metering) измеряется яркость небольшого участка кадра, размером от 1 до 5 % его общей площади[2]. При этом перепад чувствительности выражен более явно, чем при центровзвешенном замере: яркость остальной часть кадра не измеряется вообще[4]. Обычно «точка» в виде круга или прямоугольника расположена в центре кадра, хотя многие камеры позволяют задать её в других местах[7]. Первым серийным фотоаппаратом с точечным измерением TTL-экспонометра в 1964 году стал Pentax Spotmatic.

До этого существовали только внешние экспонометры, способные измерять яркость в пределах небольшого угла, получившие название «яркомеров» (спотметр, англ. спот – пятно, точка). Точечное измерение является самым точным из всех режимов, поскольку позволяет корректно определить яркость любых участков контрастных сцен, не подходя вплотную к объекту съёмки. При этом возможно как локальное измерение яркости сюжетно важных объектов, так и расчёт экспозиции контрастной сцены по результатам нескольких замеров в её света́х и тенях. Именно точечное измерение положено в основу зонной теории Адамса, применимой в любых областях современной фотографии[8].

Например, при съёмке ярко освещённого объекта на очень тёмном фоне (например, актёр на тёмной сцене), использование точечного замера по сюжетно важной части позволяет проэкспонировать объект съёмки корректно, проигнорировав общую тёмную тональность[1]. И хотя при этом фон будет снят с недодержкой, нужный объект получит правильную экспозицию. Режим используется аналогично при измерении тёмных объектов на ярком фоне (например, лыжники на снегу), при контровом освещении и в других подобных ситуациях. Точечное измерение позволяет оценивать яркость не только ключевых объектов съёмки, но и второстепенных, определяя экспозицию «по светам» или «по теням», а также измерять общий контраст сюжета.

Современные профессиональные фотоаппараты поддерживают точечный замер по нескольким точкам с усреднением, позволяющий с большой точностью вычислять диапазон яркостей всего кадра. Результаты нескольких замеров разных частей кадра сохраняются в памяти микропроцессора, вычисляющего на их основе корректную экспозицию[2]. Одним из первых фотоаппаратов с многоточечным измерением стал Olympus OM-3[9]. Современные камеры семейства Canon EOS-1D позволяют последовательно осуществлять до 8 точечных замеров разных частей кадра с последующим автоматическим усреднением и вычислением корректной экспозиции. При точечном измерении требуется повышенное внимание к расположению точки замера, поэтому для репортажной съёмки центровзвешенный режим считается более предпочтительным[10].

Частичный замер (англ. Partial Metering) является разновидностью точечного, охватывая более широкую «точку» размером 10—15% общей площади кадра[11]. В отличие от центровзвешенного, учитывающего яркость всего кадра в разных пропорциях, частичный измеряет только ограниченную зону, как и точечный. Зона измерения может иметь форму круга или прямоугольника. Как отдельный режим наиболее распространён в фотоаппаратах Canon, впервые реализованный в модели Canon F-1, где измерялся центральный прямоугольник, занимающий 12% площади кадра. В камерах большинства других производителей достигается регулировкой ширины зоны измерения точечного режима[7].

Частичный экспозамер может быть реализован не только в зеркальных фото- и кинокамерах. Такое измерение возможно и в дальномерных фотоаппаратах, как это было сделано в камере Leica M6, в которой измеряется свет, отражённый от белого пятна, нанесённого на первую шторку затвора. В предыдущей модели «Leica M5» аналогичный способ измерения реализован с помощью фоторезистора, расположенного в фокальной плоскости на откидном рычаге[4].

Оценочный или матричный замер (англ. Matrix Metering, Evaluative Metering, Multi-pattern Metering в зависимости от производителя) основан на разделении кадра на несколько сегментов, яркость которых измеряется одновременно, а полученные результаты обрабатываются микропроцессором камеры, определяя оптимальную экспозицию на основе статистических данных[11]. Как правило, такие данные получены производителем оборудования на основе сопоставления результатов измерения и конечного изображения многочисленных тестовых съёмок часто встречающихся сюжетов[12].

Впервые такой режим полноценно реализован в 1983 году в фотоаппарате Nikon FA[13]. Площадь кадра была поделена на 5 сегментов: центральный круг и 4 угловые зоны[14]. Полученные результаты замера по 5 зонам обрабатывались встроенным микропроцессором для получения корректного значения экспозиции[15][16]. В дальнейшем значительно усовершенствованный режим стал стандартным для зеркальных фотоаппаратов, и в настоящее время используется во всех типах цифровых камер. Участков измерения стало значительно больше, а с появлением автофокуса с несколькими точками фокусировки, алгоритмы дополнены приоритетом сегментов, совпадающих с выбранной точкой наводки[17].

Современные фотоаппараты Canon EOS 5D Mark III и Canon EOS 6D оснащаются двухслойным 63-зонным датчиком матричного замера, согласованным с многоточечным автофокусом[18][19]. Два слоя сенсора обладают различной спектральной чувствительностью, повышая точность экспозамера. В профессиональной камере Canon EOS-1D X Mark II, число зон измерения которой доведено до 360 000, использована наиболее сложная разновидность матричного измерения, учитывающая цвет и дистанцию до объекта съёмки[20].

Впервые такая технология, названная 3D Color Matrix Metering была реализована в 1996 году в профессиональной камере Nikon F5, оснащённой датчиком с 1005 зонами, раздельно измеряющими яркость красного, зелёного и синего цветов[21]. Технология позволяет учитывать не только цвет, но и объём снимаемой сцены за счёт ввода в экспонометр значения дистанции фокусировки объектива. Новейшие алгоритмы статистического расчёта экспозиции дополнены обнаружением лиц в снимаемом кадре, и получили торговое название «система распознавания сцены»[22].

Матричный режим измерения экспозиции является наиболее совершенным при автоматических режимах управления экспозицией, однако мало пригоден в полуавтоматическом, поскольку привносит непредсказуемые поправки в результаты замера. В плёночной фотографии реализация матричного режима измерения возможна только в однообъективных зеркальных фотоаппаратах с TTL-экспонометром и требует многозонного фоторезистора, измеряющего уменьшенное изображение снимаемого кадра.

В плёночных и цифровых зеркальных камерах такое изображение строится при помощи микрообъектива, располагающегося за окулярной гранью пентапризмы вместе с многозонным сенсором или измерительной ПЗС-матрицей[23]. Точечный и все остальные режимы измерения в этом случае осуществляется коммутацией отдельных элементов того же датчика. Цифровые фотоаппараты других типов, использующие для измерения светочувствительную матрицу, реализуют все режимы выбором необходимых участков измерения непосредственно на матрице, регистрирующей изображение.

В TTL-экспонометрах киносъёмочных аппаратов нашли применение все режимы измерения, кроме матричного, который непригоден для оценки экспозиции движущегося изображения[24].

• TTL-экспонометр

• Владимир Анцев. Зонная система при экспонировании (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1980. — № 1. — С. 39,40. — ISSN 0371-4284.

• С. Афанасьев. Что «видит» экспонометр системы TTL (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1978. — № 10. — С. 42, 43. — ISSN 0371-4284.
• Ершов К. Г. Киносъёмочная техника / С. М. Проворнов. — Л.: «Машиностроение», 1988. — С. 24—76. — 272 с. — ISBN 5-217-00276-0.

• Михаил Шульман. Автоматизация съёмочных операций (рус.) // «Советское фото» : журнал. — 1985. — № 10. — С. 40—46. — ISSN 0371-4284.

• М. Я. Шульман. Фотоаппараты / Т. Г. Филатова. — Л.,: «Машиностроение», 1984. — 142 с.

• Антология торговой марки Olympus. Часть 14 (рус.) // «Фотокурьер» : журнал. — 2008. — № 1/133. — С. 2—14.

• Толковый словарь современного фотографа (рус.) // «Фотомагазин» : журнал. — 1997. — № 6. — С. 84. — ISSN 1029-609-3.

• Фотография: энциклопедический справочник (рус.) / С. А. Макаёнок. — Минск: «Беларуская Энцыклапедыя», 1992. — 399 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85700-052-1.

• Экспонометрия и экспонометры (рус.) // «Фотомагазин» : журнал. — 1998. — № 1—2. — С. 16—24. — ISSN 1029-609-3.

• Экспозамер и экспозиция в цифровых камерах (рус.). Учебник цифровой фотографии. Cambridge in Color. Дата обращения: 10 июня 2013. Архивировано 10 июня 2013 года.

• Режимы замера экспозиции (рус.). Фотолюбитель — просто о непростом!. Photorealm (21 марта 2012). Дата обращения: 10 июня 2013. Архивировано 10 июня 2013 года.