Зонная система. Описание зонной теории ансела адамса

Для того, чтобы получить желаемое изображение, фотограф выбирает нужную точку съемки и подходящую оптику, выстраивает композицию снимка и устанавливает правильные параметры экспозиции. Контроль экспозиции очень важен, поскольку именно благодаря решению этой задачи обеспечивается оптимальное сочетание света и тени на фотографии. И хотя в сложных световых условиях фотограф может задействовать различные виды экспозамеров (матричный, точечный, центрально-взвешенный), встроенная автоматика цифровой камеры не всегда способна качественно определить экспозицию. Ведь фотоаппарат просто фиксирует окружающую реальность в меру своих технических возможностей и он не способен понять замысел фотографа.

Поэтому чтобы все-таки получить снимок с желаемым сочетанием света и тени, имеет смысл обратиться к теориям и приемам определения экспозиции, хорошо известным уже в течение нескольких десятилетий. В данной статье речь, в частности, пойдет о зонной теории Ансела Адамса.

Ансел Адамс – известный американский фотограф, прославившийся благодаря своим потрясающим черно-белым фотографиям американского Запада. Он также уделял внимание изучению теории и практическим приемам фотографии, о чем говорит хотя бы тот факт, что именно Адамс основал первый в США факультет искусства фотографии. Теоретические основы, так называемой, зонной системы экспонометрии в действительности были заложены еще в конце XIX столетия, когда было изучено влияние экспонирования и проявки на светочувствительные фотоматериалы.

Но Ансел Адамс вместе с Фредом Арчером первыми начали применять принципы зонной системы экспонометрии на практике в 40-е годы прошлого века. Зонная теория Адамса призвана упростить выбор экспозиции для сложных условий освещения.

Зонная система предполагает экспозамер отдельных участков кадра. Экспозиция же корректируется на основе представления самого фотографа о том, какой именно элемент сцены подвергается замеру. При определении экспозиции основная задача фотографа состоит в том, чтобы отобразить на фотографии светлые участки светлыми, а темные — темными ровно так, как они представляются ему самому в процессе визуализации, то есть представления конечного результата съемки.

Согласно теории Адамса, любой объект, который освещается светом, можно разбить на несколько зон – от самого яркого до самого темного. Переход от одной зоны к другой соответствует одной ступени экспозиции (изменению ее в два раза), и тона на пленке будут воспроизводиться пропорционально (если один тон воспроизведен верно, значит другие будут располагаться в соответствующем порядке относительно друг друга).

Таким образом, каждый шаг от одной зоны ксоседней будет соответствовать увеличению количества падающего света вдвое.

Эти отдельные зоны или ступени можно условно описать так:

Прежде чем сделать кадр, фотограф должен определиться с тем, что именно он хочет сфотографировать и какой тон необходимо показать на снимке. Тут главное выбрать наиболее важный для воспроизведения тон. Остальные же тона в обе стороны от основного будут также правильно воспроизведены в пределах диапазона передаваемых фотографическим материалом яркостей.

Экспонометр, встроенный в фотокамеру, всегда калибруется таким образом, что считает фотографируемый объект средне-серым (18% серый), то есть соответствующим V зоне. Что это дает на практике? Это означает, что наша главная задача состоит в том, чтобы правильно выбрать этот средне-серый, который будет соответствовать яркости 18-процентного отраженного света.

Сделать это можно, например, по тыльной стороне ладони, если она имеет легкий загар, либо по специальной серой карте, которая имеет 18-процентную отражательную способность. При этом та величина экспозиции, которую мы получим при наведении экспонометра камеры на объект из V-й зоны (тыльную сторону ладони), и будет являться правильной экспозицией для данной сцены.

Кстати, это именно та экспозиция, которая задействуется всеми камерами в автоматическом режиме Р. В этом режиме встроенная автоматика фотоаппарата определяет среднюю яркость всей сцены как яркость средне-серого из V зоны.Если мы правильно установили экспозицию по средне-серому, то на светочувствительной пленке отобразятся все градации серого от средне-серого до черного и в другую сторону — от средне-серого до белого. То есть получиться по нескольку стопов яркости в каждую сторону.

Зонная система отлично зарекомендовала себя при работе с черно-белой листовой фотопленкой, цветной и черно-белой рулонной пленкой, а также с негативами и диапозитивами. Но применима ли она к современной цифровой фотографии? Тут существует одно важное отличие между матрицей цифрового фотоаппарата и пленкой. Матрица характеризуется определенной линейностью – чем больше фотонов света попадет на чувствительный сенсор, тем больше электрического заряда накопится в его ячейках. Однако такое накопление заряда не может происходить вечно, то есть рано или поздно возникает момент насыщения и пробоя.

Применительно к зонной теории Адамса это означает, что здесь существует ограничение в сторону увеличения экспозиции. По мере роста освещенности матрица цифрового фотоаппарата постепенно входит в состояние насыщения, когда начинаются проблемы: сенсор будет способен осилить яркость только до VII – VIII зоны, все же, что в данной сцене ярче этих зон, будет воспроизведено им на фотоизображении как абсолютно белое.

Получается, что относительно средне-серой точки, по которой мы выставляем экспозицию, отклонения яркости сильно освещенных участков снимаемой сцены не могут достигать величины большей, чем в 2 – 2,5 стопа. Ярким свидетельством этого являются цифровые снимки с проваленным, полностью белым небом.

Поэтому чтобы все-таки правильно установить экспозицию при работе с цифровой техникой нам нужно будет искусственно занизить экспозицию всего кадра – мы назначим средне-серым объектом тот, который в реальности принадлежит не V зоне, а соответствует зоне повыше. В результате, снимок у нас может получиться чуть темнее, чем нужно, но его впоследствии легко можно будет подправить в редакторе с помощью уровней и кривых. Зато мы застрахуем себя от появления на фотографиях совершенно невосстановимой засветки в ярко-освещенных деталях сцены.

Правда, уменьшением экспозиции не стоит слишком увлекаться, поскольку это повлечет за собой потерю информации о цветах и, ко всему прочему, мы лишимся отдельных деталей в тенях. Таким образом, цифровая фототехника требует определенной дополнительной корректировки экспозиции, если мы придерживаемся классической зонной теории Адамса.

Конечно, совсем не обязательно принимать в расчет зонную теорию Адамса каждый раз, когда Вы готовитесь нажать на кнопку спуска. В большинстве случаев встроенная автоматика камеры хорошо справляется со своей работой. Однако при съемке сложно освещенных объектов (например, белый цветок на темном фоне, освещаемый лучами заходящего солнца), будет очень полезно вспомнить о принципах зонной теории и установке экспозиции по средне-серому. В таких ситуациях Вам дополнительно поможет экран с гистограммой сделанного пробного кадра.

Зонные системы внутреннего водопровода применяют в двух случаях. Во-первых, при превышении допустимых пределов гидростатического давления в системе и, во-вторых, для обособления условий работы системы по гидравлическому режиму, что чаще происходит при отделении части системы по питанию или по величинам напоров.

Согласно СНиП, пп. 5.12 и 6.7, наибольшая величина гидростатического давления в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должна превышать 60 м. В системе раздельного противопожарного водопровода величина гидростатического напора допускается до 90 м. В противном случае необходимо разделить водопровод на вертикальные зоны. Как правило, в современном строительстве к двухзонной системе приходится переходить в зданиях высотой более 17 этажей. Обычно первую (нижнюю) зону устраивают таким образом, чтобы использовать гарантийный напор городского водопровода. Размеры последующих зон, число которых может быть различным, назначают в зависимости от величин допустимого давления в сети внутреннего водопровода. Схемы зонных водопроводов могут быть последовательными и параллельными (рис. 2.3).

Последовательная схема (рис. 2.3, а) имеет меньшую протяженность трубопроводов, но менее надежна в работе, требует установки насосных агрегатов на промежуточных этажах, что крайне нежелательно из-за вибрации и шума. Кроме того, к числу крупных недостатков подобной системы следует отнести неоднократное размещение регулирующих объемов, т. е. нерациональное распределение и использование строительного объема здания под инженерное оборудование.

Параллельная схема (рис. 2.3, б)отличается некоторым перерасходом труб, но централизованное размещение насосных агрегатов упрощает автоматизацию их работы и эксплуатацию. Увеличение длины труб, прокладываемых по этой системе, не сопровождается значительным перерасходом металла (в весовых единицах), так как диаметры зонных стояков (так же, как и расходы подаваемой воды) по отдельным зонам неравнозначны.

1 - центробежный насос 2-й зоны; 2 - напорно-запасный бак 2-й зоны; 3 - насос 3-й зоны; 4 - напорно-запасный бак 3-й зоны

Рис. 2.3. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы зонных водопровод зданий

В нижних зонах, как правило, потребляется больше воды и имеются стояки большего диаметра (q н >>q в; d н >>d в).

Вторая причина зонирования заключается в более полном использовании гарантийного напора городского водопровода, что позволяет эффективно использовать энергию городских насосов и рационально подбирать насосы -повысители только на расход и напор верхней зоны. Верхняя зона работает под напором дополнительных насосов.

Двухзонные системы внутренних водопроводов, выполненные по обычной схеме (с отдельными хозяйственно-противопожарными разводящими трубопроводами для каждой зоны), значительно дороже однозонных систем по сметной стоимости. Следует отметить, что предлагаемая вниманию читателей новая система приемлема в первую очередь для секционных жилых зданий повышенной этажности (от 12 этажей и выше), так как в этих зданиях роль подающего трубопровода второй зоны играет пожарный стояк. Автором этой схемы является канд. техн. наук М. Е. Соркин (МНИИТЭП) (рис. 2.4).

1 - вводы водопровода; 2 - хозяйственный насос второй зоны; 3 - противопожарный насос; 4 - перемычка между подводящими магистральными трубопроводами; 5 - пожарные стояки; 6 - хозяйственные водоразборные стояки; 7 - регулятор давления «после себя»; 8 - обратный клапан

Рис. 2.4. Двухзонная схема водоснабжения зданий (М. Е. Соркин, МНИИТЭП)

Согласно этой схеме, имеется только два разводящих трубопровода, причем каждый из них служит для подачи воды в соответствующую зону. В трубопровод первой зоны вода подается непосредственно из городского водопровода. Противопожарные насосы подключены к магистральному трубопроводу первой зоны. К магистрали второй зоны подключены насосы, обеспечивающие в ней необходимое давление. Оба магистральных трубопровода соединены между собой перемычками с установленными на них обратными клапанами таким образом, что они могут пропускать воду только из первой зоны во вторую.

Сдвоенные пожарные стояки выполнены однозонными и присоединены к обеим магистралям. На подводке к этим стоякам от магистрали первой зоны также установлен обратный клапан. Водоразборные стояки первой второй зон подключены к соответствующим магистралям, но с той лишь разницей, что у первой зоны она с нижней разводкой, а у второй - с верхней. На присоединениях этих разводящих магистралей размещены регуляторы давления «после себя».

Система работает следующим образом. При водоразборе давление в разводящей магистрали первой зоны меньше, чем в магистрали второй зоны, поэтому обратные клапаны на перемычках, соединяющих эти магистрали, закрыты. По этой же причине закрыты клапаны на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Таким образом, магистрали и водоразборные стояки первой и второй зон полностью изолированы друг от друга. Пожарные стояки находятся под давлением насосов второй зоны системы. Во время пожара при включении в работу насосов противопожарного назначения, создается большее давление, чем у насосов хозяйственного назначения второй зоны, поэтому под давлением воды пожарных насосов открываются обратные клапаны на перемычках между магистралями и на подводках к пожарным стоякам от магистрали первой зоны. Защита водоразборных стояков первой и второй зон от повышенного давления пожарных насосов обеспечивается регулятором давления «после себя». Вода подается к пожарным стоякам по двум трубопроводам, как и предписывается действующими нормами. Подача хозяйственного и пожарного расходов в систему по двум магистралям первой и второй зон обеспечивает снижение строительной стоимости системы по сравнению с такой же стоимостью двухзонных традиционных систем.

Двухзонная система М. Е. Соркина может быть использована более широко не только в зданиях повышенной этажности (высотой более 50 м), но и в зданиях массового строительства (высотой от 9 до 16 этажей).

Игорь Ильинский

Вы решили попробовать свои силы в творческой фотографии и не знаете, как за это взяться? А может, вы хотите просто научиться правильно снимать и получать пусть любительские, но технически вполне совершенные снимки? В этом многотрудном деле вам поможет зонная система экспонирования, широко используемая в профессиональной фотографии, которую разработал много лет назад выдающийся американский фотограф-пейзажист Ансел Адамс. Эта система - путь к правдивой реалистической передаче натуры. Она дает возможность фотографу выразить свое авторское видение объекта съемки и изменить фотоизображение соответственно своему творческому замыслу.

Момент движения - это равновесие (философское интермеццо)

П рименительно к фотографии эта философская концепция означает, что получение отпечатка, точно воспроизводящего яркости фотографируемых объектов, требует, чтобы негативное изображение этих объектов имело соответствующую оптическую плотность .

Вы наверняка не узнаете свою любимую черную кошку, если она будет изображена на снимке белым или светло-серым тоном. Это вполне может произойти из-за нарушения баланса плотностей на негативе и отпечатке. Эти плотности должны быть взаимно „уравновешены“, то есть необходимой плотности на снимке должна соответствовать вполне определенная плотность на негативе. В примере с кошкой плотность ее изображения на негативе значительно больше необходимой. Нужная плотность (при условии правильно проведенного процесса химико-фотографической обработки материала) зависит от съемочной экспозиции . Экспонометр здесь надежный помощник. Но нужно иметь в виду, что, хотя он и дает вполне объективную информацию о яркости или освещенности объекта, но правильную экспозицию определяет все же сам фотограф.

Для экспонометра все кошки серые

Э та перефразированная поговорка как нельзя лучше характеризует работу современного фотоэлектрического экспонометра. Большинство экспонометров градуированы таким образом, что экспозиционные параметры, определенные с их помощью, обеспечивают получение на негативе постоянной оптической плотности, равной примерно 0,9-1,0. Исходя из условия получения этой плотности и рассчитываются калькуляторы экспонометров. Расчет производят, ориентируясь на некоторый условный средний объект, имеющий коэффициент отражения света примерно 18%. Поэтому, чем больше коэффициент отражения объекта отличается от среднего, тем больше будет ошибка в определении экспозиции по яркости. Это объясняется тем, что экспонометр „не знает“ коэффициента отражения объекта. Он регистрирует лишь абсолютную величину яркости объекта, приравнивая ее к яркости среднесерой поверхности, а калькулятор указывает экспозиционные параметры для получения на негативе оптической плотности, принятой за норму.

Наглядный пример подтверждает сказанное. На фото 1 (а, б) изображены две девушки, у одной из которых смуглая кожа, а у другой - наоборот, очень светлая. Выдержка при съемке определялась по яркости моделей. На полученных негативах (фото 1 (в, г), изображения девушек не отличаются друг от друга по плотности. Оба одинаково серые - результат точного следования показаниям экспонометра. Это вызвало затруднение при печати и привело к неверному тоновоспроизведению изображений этих моделей на снимках (фото 1 (д, е).

Градация объекта и зонное распределение яркостей

K то вы - профессионал или любитель? Это вовсе не риторический вопрос. Автор имеет в виду, насколько профессионально вы владеете фотографическим процессом для решения намеченных творческих задач. Поэтому, если вы еще не профессионал, то станьте им! Признаком высокого профессионализма на одном из важнейших этапов фотографического процесса - съемочном - является умение вносить необходимые поправки в определенную с помощью экспонометра съемочную экспозицию. А это, как мы с вами уже знаем, совершенно необходимо, иначе у нас всегда „все кошки будут серыми“.

Зонная система экспонирования позволяет путем внесения необходимых и очень легко выполняемых поправок в съемочную экспозицию „связать“ объект съемки с конечным продуктом фотографического процесса - снимком, добиться зрительного соответствия тонов на снимке и объекте.

Основой этой системы является условное зрительное разделение обширной палитры тонов на семь градационных групп: черный тон без фактуры; черный тон с фактурой; темно-серый тон; средне-серый тон, соответствующий примерно яркости стандартной серой поверхности с коэффициентом отражения, равным 18%; светло-серый тон; белый тон с фактурой и белый тон без фактуры. Естественно, возможна и другая, более тонкая градация тонов объекта.

Проведенное разделение всего многообразия тонов фотографируемых объектов вызвано как особенностями негативных фотоматериалов, характеристическая кривая которых может быть разделена на семь зон, охватывающих для большинства негативных пленок полезную фотошироту , равную семи экспозиционным ступеням (27 или 128:1), так и удобством введения поправок в рассчитываемую съемочную экспозицию, которая для каждой следующей зоны в два раза больше (или меньше), чем в предыдущей.

На рис. 1 представлена характеристическая кривая (ХК), разделенная на семь зон в пределах полезной фотошироты негативного материала. От положения негативного изображения в той или иной зоне ХК будет зависеть и тон изображения на отпечатка. Если мы желаем получить на снимке черный тон без фактуры (например, очень глубокие тени, проходы в темные помещения, фотографируемые из ярко освещенного пространства, и т.д.), то изображение на негативе должно находиться в первой зоне, где плотность и контраст этого изображения будет очень мал. При печати этот почти прозрачный участок негатива даст на снимке черный тон без видимых деталей. Если необходимо передать фактуру черной поверхности (например, детали чугунного литья, черного меха и т.п.), то негативное изображение должно быть во второй зоне, где контраст уже значителен, что и позволяет воспроизвести на отпечатке фактур поверхности. Негативное изображение, находящееся в третьей зоне, передаст на снимке темно-серый тон (темные тона на одежде, волосах, коре деревьев и т.д.). Четвертая зона передаст на отпечатке изображение среднесерым тоном. Это объекты. у которых коэффициент отражения равен примерно 18-20% (например, красный кирпич, зеленая трава и т.д.). Именно в этой зоне будет находиться изображение объекта, если съемку производить без поправок к экспозиции, найденной с помощью экспонометра. Если на снимке необходимо передать изображение объекта, имеющего светло-серый тон (газетный лист, строения из белого кирпича и т.д.), то негативное изображение должно быть в пятой зоне. Шестая зона передаст на позитиве белый тон с фактурой (белая лепка на белой поверхности, белое свадебное платье и т.д.). И, наконец, изображение в седьмой зоне ХК передаст на отпечатке белые тона без фактуры (сильные источники света, блики и т.д.).

Чтобы правильно воспроизвести яркости участков объекта и отнести их к соответствующим зонам, необходим некоторый опыт визуальной оценки.

Рассмотрим следующую сюжетную ситуацию. Необходим сфотографировать зимний пейзаж, представленный на фото 2. Распределение яркостей по зонам в этом сюжете можно производить, руководствуясь не реальностью снимаемой сцены, а эмоциональным ее раскрытием, чтобы получить желаемое разделение тонов на отпечатке. В табл. 1 предложен вариант такого разделения тонов. Измерив яркости основных деталей объекта и определив их соотношения, произведем разбивку этих яркостей по тонам на будущем снимке. Для того чтобы подчеркнуть фактуру снега, сохранить его яркую белизну и выделить на нем протоптанную тропинку, лыжню и прозрачны тени деревьев необходимо, чтобы его изображение находилось сразу в трех зонах - от VI (белый тон с фактурой) до IV (среднесерый тон). Тогда, в соответствии с найденными соотношениями между яркостями объекта, темная стена деревьев на заднем плане окажется в зоне II (черный тон с фактурой), что вполне будет соответствовать нашему восприятию. Белая береза, ярко освещенная солнцем и являющаяся сюжетным центром снимка, попадет в зону VII (белый тон без фактуры). Отсутствие имеющейся на белой коре фактуры будет незаметно, но придаст снимку яркий и радостный характер.

Определенные трудности могут возникнуть при разделении яркостей многоцветных объектов. Известно, что человеческий глаз не все цвета воспринимает одинаково. На рис. 2 представлена кривая, дающая представление о спектральной чувствительности глаза. При одинаковой освещенности белым светом желтые и зеленые цвета воспринимаются как очень яркие, а красный и особенно фиолетовый наиболее темными. Поэтому правильное тоновоспроизведение цветов объекта на черно-белом отпечатке должно соответствовать их зрительному восприятию: желтый и зеленый цвета должны передаваться светло-серым тоном, оранжевый - среднесерым, голубой - темно-серым, а красный и фиолетовый - почти черным тоном. Если же тонопередача цветов объекта будет противоречить физиологическим особенностям зрения, то возникающие в результате искажения будут заметны на снимке. Особенно это относится к предметам, цвет которых хорошо известен (летняя и осенняя листва деревьев, голубое небо, цвет фруктов и овощей и т.д.).

В качестве примера по разделению яркостей цветного объекта рассмотрим вариант портретной съемки, при которой важно правильно воспроизвести тон кожи (смуглая, белая, загорелая, черная и т.д.). Цвет одежды имеет второстепенное значение, хотя нужно иметь в виду, что на черно-белом снимке возможна потеря контраста между изображениями открытых участков тела и цветных элементов одежды. В этом случае необходима локальная подсветка лице или одежды. На фото 3 представлена модель в ярком цветном наряде. При разделении яркостей этого объекта съемки по зонам для сохранения естественной тональности кожи лице и рук их изображение должно находиться в IV зоне (среднесерый тон). Элементы одежды в соответствии с их яркостными соотношениями, цветом и дополнительной подсветкой будут расположены в зонах, указанных на фото 3.

Конечно, потребуется некоторый опыт, чтобы в соответствии с градациями шкалы серых тонов научиться представлять относительные яркости объекта съемки и плотности будущего снимка.

Поправка к съемочной экспозиции: когда и как

П оверхность, по которой с помощью экспонометра определяется съемочная экспозиция, получает на негатива, как мы уже знаем, оптическую плотность 0,9-1,0, а на позитиве - среднесерый тон. Если при съемке производить замер экспозиции по поверхности, имеющей среднесерый цвет (коэффициент отражения 18-20%), например, по слегка потемневшей коже лица человека, то результаты измерений можно использовать без поправок. Если же определение экспозиции производить по поверхности другой тональности (более светлой или более темной), то введение поправки необходимо, иначе на позитиве эта поверхность будет иметь среднесерый тон, не соответствующий зрительному восприятию объекта.

Значения поправок к экспозиции, в зависимости от номера зоны и необходимой тональности объекта на снимке, приведены в таблице 2.

Пользоваться таблицей очень просто. Обратимся к примеру, приведенному ранее. Для того чтобы девушка со смуглой кожей была изображена на позитиве „темно-серым тоном“, ее негативное изображение должно находиться в третьей зоне. Для этого экспозиция должна быть уменьшена на одну экспозиционную ступень по сравнению с той, которая была найдена с помощью экспонометра (например, вместо диафрагмы 8 надо бы установить диафрагму 11). Для изображения на снимке девушки со светлой кожей „светло-серым тоном“ ее негативное изображение должно быть в пятой зоне. Для этого найденную с помощью экспонометра экспозицию необходимо увеличить в два раза, то есть поправка, как видно из табл. 2, составляет плюс одну экспозиционную ступень (например, вместо диафрагмы 8 устанавливается диафрагма 5,6).

Зонная система также дает возможность „сдвинуть“ изображение на определенное количество зон, исходя из творческих намерений автора, то есть придать изображению на отпечатке необходимую тональность. Для этого следует измерить яркость объекта и… просто ввести поправку для получения необходимой тональности объекта на позитиве.

На фото 4 представлена серия снимков, позволяющих судить о возможности использования зонной системы экспонирования для воплощения художественных замыслов фотографа.

Вместо заключения

И спользование зонной системы эффективно только тогда, когда фотограф располагает точными данными об основных фотографических характеристиках используемого негативного материала (главным образом - о величине общей светочувствительности и полезной фотошироте) и знает, как будут изменяться эти характеристики при изменении режима обработки материала. На начальном этапе освоения зонной системы рекомендуется придерживаться стандартных режимов обработки, так как в этом случае все основные параметры пленки будут соответствовать указанным в паспорте на фотоматериал.

Фотограф должен уметь, используя экспонометр, определить интервал яркостей объекта съемки, учитывая возможности фотоматериала по его воспроизведению. В случае, если интервал яркостей снимаемого объекта значительно превосходит полезную широту фотоматериала, фотограф должен четко представлять себе, какую часть объекта он считает наиболее важной, чтобы принять ее за основу при определении экспозиции. Тогда в этой части объекта выбирается наиболее важная поверхность, по которой замеряется экспозиция, и решается, а какой тональности автор хочет эту поверхность изобразить (и соответственно этому ввести необходимую поправку). Составление зонной таблицы (подобной тем, что приведены в статье) на каждый снимок хотя и увеличивает трудоемкость работы фотографа, но позволяет реально оценить конечный результат и успешно освоить предложенный метод.

Оптическая плотность (D) - количественная характеристика степени почернения проявленного фотоматериала. Определяется как десятичный логарифм непрозрачности (O), которая, в свою очередь, показывает, во сколько раз ослабляется проходящий через фотоматериал световой поток, то есть D=lgO. Например, если D=1, то O=10, так как lg10=1. Таким образом, оптическая плотность, равная 1 (D=1), ослабляет проходящий сквозь нее свет в 10 раз. Если D=0,3, то световой поток, проходящий сквозь нее, ослабнет в два раза, так как 0,3=lg2, и т.д. Фотоизображение (негативное и позитивное) представляет собой совокупность участков с различной оптической плотностью.

Съемочная экспозиция - выбираемые фотографом значения диафрагмы и выдержки для сообщения фотоматериалу необходимой фотографической экспозиции. Фотографическая экспозиция (H) - количество света, подействовавшее на фотоматериал во время съемки.

*** Характеристическая кривая фотоматериала - графическая зависимость изменения оптической плотности (D) проявленного фотослоя от величины сообщенных ему экспозиций (H). По характеристической кривой определяют все основные характеристики материала: светочувствительность, контрастность, фотошироту и др.

**** Полезная фотоширота (Ln) - важная характеристика негативного материала. Она определяет тот диапазон яркостей объекта, который фотоматериал может передать без значительной потери деталей. Например, если у негативного фотоматериала Ln=256:1, то это значит, что он может воспроизвести объект, у которого максимальная яркость не превышает минимальную более чем в 256 раз.

Прочитав наше руководство, вы будете лучше понимать, как сделать хороший снимок, и станете лучше снимать. Зонная теория позволяла получать предсказуемые результаты при любых условиях съемки. В ее основе лежат наблюдения фотографов эпохи черно-белой пленки. В те времена автоматического определения экспозиции не было, а ошибка при съемке стоила дорого.

Зачем же изучать зонную теорию, когда все современные камеры не требуют дорогостоящих расходников, располагают набором сюжетных программ и неплохим автозамером экспозиции? Цифровые фотоаппараты не идеальны. Они сконструированы таким образом, что хорошо снимают только при «средних» условиях.

Когда мы только начинаем фотографировать, то просто достаем камеру, наводим и «щелкаем». И такой подход едва ли гарантирует отличные кадры, в чем вы могли убедиться и сами. Как только фотоаппарат попадает в условия, отличные от «средних» (например, контровый свет или высокий контраст), автоматика дает сбои.

Чтобы порадовать нас красивой фотографией, устройству нужно узнать яркость снимаемой сцены, после чего подобрать правильные значения ISO, выдержки и диафрагмы. Оценка яркости возлагается на экспонометр, или датчик замера.

Экспонометры бывают двух типов - для измерения падающего и отраженного света. Экспонометры падающего света - небольшие приборы, судящие об освещении через сферу из молочного пластика.

Чтобы узнать правильные настройки, экспонометр нужно поднести к объекту съемки. Это нетрудно при фотографировании моделей в студии, но невозможно в других условиях.

Экспонометры отраженного света замеряют яркость по свету, который отражается в объектив камеры от объектов в кадре. Этот тип замера не требует дополнительных передвижений и - вот сюрприз - уже встроен в ваш фотоаппарат.

Но он также не идеален. Встроенный экспонометр считает абсолютно все объекты в кадре серыми поверхностями со средним показателем отражения.

Цифровая камера считает любой объект в кадре средне-серым, или нейтральным серым. На каждом снимке. Пожалуй, мы наконец нашли кое-какой плюс пасмурной погоды в Беларуси.

Встроенный экспонометр постарается сделать черного кота более светлым (то есть серым). А увидев снег, электроника подумает: «Ужас как ярко» - и тоже превратит его в серый.

Снег и черный кот для фотоаппарата будут как бы из одного материала. А ведь очевидно, что это не так: снег отражает много света, а черный кот - совсем мало. В реальной жизни абсолютно все материалы вокруг нас отражают свет по-разному.

Что такое нейтральный серый цвет?

Каким бы большим ни был динамический диапазон вашей камеры, дисплеи и бумага требуют укладывать весь диапазон яркостей в 5-6 ступеней экспозиции (EV, Exposure Value), или стопов. Нейтральный серый цвет соответствует середине черно-белого диапазона.

У современных цифровых фотоаппаратов есть несколько режимов замера экспозиции. Все они работают одинаково - считают область своего прицела средне-серой отражающей поверхностью. Вот только форма и область «прицела» могут быть разными.

Режимы замера

Центровзвешенный

Этот режим замера пришел из зеркальных камер прошлого века. Фотоаппарат рассчитывает экспозицию по кругу в центральной части кадра, информация о яркости за его пределами учитывается лишь на четверть.

Частичный

Частичный замер оперирует кружком примерно в 10-30% площади кадра и не учитывает информацию за его пределами.

Точечный

Точечный замер берет информацию о яркости кадра из крохотного кружка в 1-5% площади. Информация за его пределами не учитывается.

Матричный

Матричный (оценочный) замер у всех производителей имеет свои особенности. Он учитывает экспозицию отдельно для всех фрагментов, на которые делится кадр. Фрагменты могут быть разных размеров и вносить различный вклад в замер экспозиции. Чаще всего в память камеры просто внесена база из нескольких тысяч типовых снимков c правильной экспозицией.

В зеркальных фотоаппаратах с большим числом точек фокусировки замер сопряжен со сработавшими датчиками автофокуса.

Матричный замер, как правило, дает наилучшие естественные результаты при автоматической экспозиции, но все равно не идеален и черные коты по-прежнему могут получиться если не серыми, то темно-серыми.

Все режимы замера по-своему полезны, главное использовать их с учетом ситуации. Например, точечный хорошо использовать при контровом свете, матричный - на контрастных сценах и так далее. Замер различается в камерах разных производителей, так что желательно прочитать про такие особенности работы вашего фотоаппарата в инструкции пользователя.

Нейтральный серый цвет соответствует значению «0» на шкале экспозиции. Замеряя экспозицию по нейтральному тону, мы указываем корректную точку отсчета.

Фотограф Ансель Адамс разбивал все тона от полностью черного до полностью белого на 10 зон:

В цифровой фотографии задействован лишь диапазон из 5 зон, в теории Адамса они эквиваленты зонам с III по VII. Все, что находится за пределами этих зон, нас не интересует - это черный или белый цвет без деталей и фактуры.

И если у вас с собой нет карточки нейтрального серого цвета, не проблема. Средние тона в кадре присутствуют почти всегда, и отличать их в палитре цветов - вопрос небольшой практики. Какие же цвета эквивалентны среднему серому тону в повседневной жизни?

Средние тона (0 EV), V зона по Адамсу

Цвет листвы и травы - идеальный средний тон. Стена из красного кирпича. Ржавый металл. Синие джинсы. Чистое синее небо над домами также идеальный серый тон.

Если в кадре присутствуют средние тона (например, трава под солнечным светом и трава в тени), вы должны замерять экспозицию по участку, который освещен.

Средние тона с увеличением экспозиции на один стоп превращаются в пастельные.

Пастельные тона (+1 EV), VI зона по Адамсу

Розовый, желтый, светло-красный, зеленый, голубой и светло-фиолетовый. Голубое небо, светлые участки закатов и рассветов. Кожа людей европеоидной расы. Для правильного замера можно использовать свою ладонь: она не загорает на солнце и почти всегда эквивалентна +1 EV.

Средние тона с уменьшением экспозиции на один стоп превращаются в темные тона.

Темные тона (–1 EV), IV зона по Адамсу

Глубокий синий, темно-зеленый и коричневый. Хвоя елок. Кора деревьев. Асфальт. Они выглядят более глубокими. Если чувствуете глубину цвета, то наверняка натолкнулись на темный цвет.

Экстремальные условия (+/– 2 EV), III и VII зоны по Адамсу

Это соответствует снегу, саже и прочим очень черным или очень белым участкам. Распознать их не составляет труда.

Как получить правильную экспозицию фотографии?

Для этого нам нужно лишить автоматику камеры права самостоятельно выбирать средний тон. Чтобы это вдруг оказался снег или черный кот. Самостоятельно найдите средний тон в кадре и «скормите» его экспозамеру.

По чему замерять? По любому удобному для вас участку кадра.

Рассмотрим пример съемки заката. Замеряем экспозицию по яркому участку (VII зона по Адамсу):

Камера не знает о солнце того, что знаем мы. Для нее оно - нейтральный тон. И если нейтральный тон так ослепительно ярок, фотоаппарат принимает это в расчет. Ну а мы получаем темный снимок.

Замеряем экспозицию по лодке (III зона по Адамсу):

Лодка находится в контровом свете, то есть обращенная к нам ее часть располагается в тени. Камера этого не знает и справедливо считает, что в кадре очень темно. А мы получаем слишком светлый снимок и, как результат, - блеклое небо.

Замеряем экспозицию по среднему тону (V зона по Адамсу):

И получаем хороший результат. Именно так выглядела эта сцена на закате.

Получить кадр с правильной экспозицией при зимней съемке - почти невозможно для вашей камеры...

И очень просто для вас. Вы замеряете экспозицию по снегу и выставляете компенсацию на +2 EV:

Этим мы как бы говорим фотоаппарату: «Тут очень ярко. Чтобы получить естественную картинку, нужно добавить больше света на матрицу!»

Вполне возможно, что при пейзажной съемке очень контрастных сцен вы не сможете уместить все в одном кадре. В таких случаях лучше воспользоваться брекетингом экспозиции. Наличия больших участков чистого черного или белого цвета допускать нельзя.

На маленькие белые пятна от солнца можно не обращать внимания. При съемке портретов точно так же можно игнорировать небольшие провалы в темный. При фотографировании предметов белый фон тоже не может считаться браком. Все зависит от главного объекта в кадре. Именно его нужно экспонировать правильно, а остальной диапазон ляжет сам собой.

Гистограмма в помощь

Самая замечательная особенность цифровых камер - возможность оценить фотографию на экранчике. Впрочем, ЖК-дисплеи приспособлены давать хорошую картинку только при комнатной эксплуатации, полагаться на них под открытым небом нежелательно. Мы советуем оценивать по дисплею только композицию кадра и его резкость.

Таким образом, нужно следить за гистограммой. Если вы, например, снимаете лунный пейзаж, концентрация гистограммы слева - это нормально. Если вы снимаете людей на солнце, пик гистограммы должен быть справа. А вот противоположная ситуация недвусмысленно намекает - что-то у вас не так.

Игнорирование гистограммы снижает наши шансы на качественную постобработку, так как темные зоны переносят ее болезненно, они бедные на информацию (появятся некрасивые градиенты и шумы). Если вы захотите напечатать такую фотографию, то сразу почувствуете разницу.

Заключение

Данная методика работы с экспозицией требует некоторого времени перед съемкой и на стадии обработки. Не останавливайтесь на небе и зеленой листве, замеряйте экспозицию по своему рюкзаку и любимым джинсам, по бежевой плитке и Национальной библиотеке. Со временем вы добьетесь максимального качества снимков в любых условиях и сможете более тонко чувствовать фотографию.

Плюсы такого подхода к экспозиции феноменальны: даже на глаз вы сможете получать контрастные и красивые кадры, превосходя по качеству снимков самую современную автоматику.

Зонная Cистема Ансела Адамса - часть 1

Зонная система была изобретена Анселом Адамсом, одним из самых известных фотографов. Он был не только разработчиком этой методики, но и наредкость одарённым фотографом. Отличительный признак его черно-белых фотографий - великолепная гармония света и тени.

Адамс считал, что многие неправильно поняли разработанный им метод и обременили его слишком большим количеством тайны. Почему так оказалось? Наиболее вероятной причиной было плохое изложение материала: Ансел Адамс был больше фотографом, чем преподавателем. Его первые книги по зоной системе полностью это подтверждали. Последние выпуски "Негатива" и "Печати" намного лучше.

Зонная система это просто.

Зонная система очень проста, и ее принципы логичны. Её научная основа была известна прежде, чем Ансел Адамс и Фред Арчер начали использовать этот метод в 1940-ых. Первопроходцами были Фердинанд Hurter и Vero Driffield, которые, в конце девятнадцатого столетия, изучили влияние экспонирования и проявки на светочувствительные фотографические материалы. Они первые представили графически свойства светочувствительных материалов, и назвали этот график характеристической кривой. Эта характеристическая кривая используется в сенситометрии и по сей день.

Искусство или наука?

Некоторые из трудностей в понимании зонной системы имели отношение к конфликту между искусством и наукой. Действительно ли фотография - искусство или наука? Или то и другое? Если Вы решаете, что фотография - искусство, то становится трудным понять её как науку. Если, с другой стороны, вы принимаете фотографию, как и искусство и науку, и понимаете ее принципы на научной и логической основе, всё становится намного более проще. На мой взгляд этот подход наиболее верен. Понимание методик может намного увеличить ваш творческий потенциал. Т.е., когда вы действительно понимаете, что делаете, вы можете эксплуатировать все доступные средства фотографии в полной мере, чтобы показать ваше видение картины.

Визуализация, экспонирование и обработка

Короче говоря, зонная система содержит три основных компонента, все они были очень важны для Ансела Адамса: визуализация, управление экспонированием, и управление контрастом.

Визуализация - метод, используемый, чтобы представить законченную фотографию прежде, чем она будет отпечатана, полезен для всех, независимо от того, используют ли они зонную систему или нет.

Управление экспонированием - необходимо знать как работает Ваша фотокамера, как выбрать выдержку и диафрагму, которая даст на негативе максимально много деталей. Именно экспонированием мы управляем проработкой деталей в тенях.

Контрастом управляют и в процессе обработки, используя для печати бумагу с той или иной степенью контраста и варьируя временем проявки. Управление контрастом - это управление соотношением световых и теневых областей изображения на законченной фотографии. Вы должны научиться выбирать время проявки, которое даёт требуемый контраст.

Трудные термины

Визуализация, экспонирование, и управление контрастом - термины, которые просты для понимания. Ансел Адамс имел обыкновение описывать экспонирование и контрастное управление своими терминами: Зона V или Зона III экспонирования, N-2 или обработка N+1. Мы разберёмся в них позже, а сейчас сконцентрируемся сначала на нескольких основных понятиях.

Уровни яркости

Ошибочно думать, что Вы выбираете только выдержку каждый раз, когда снимаете сцену. Вы выбираете экспонирование с определенной диафрагмой и выдержкой. Однако, другим параметром, который влияет на экспонирование, является отраженный свет от самого объекта съёмки, и он весьма разный для участков одного и того же объекта. Самые глубокие тени отражают меньше света чем яркие светА. Производя измерения мы получаем много различных экспозиций каждый раз, когда мы снимаем объект потому, что у объекта есть много различных уровней яркости, иногда в пределах от черного в тени к белому на солнце.

Измерить диапазон контраста изображения просто. Измеряем контраст согласно числу ступеней экспозиции от самой темной части изображения до самой светлой. Одна ступень экспозиции - соответствует изменению яркости вдвое в ту или иную сторону. Например изменение выдержки от 1/125 до 1/250 секунды одна ступень экспозиции. Изменение диафрагмы от f5.6 до f8 также одна ступень экспозиции. Направляя экспонометр в самую темную часть изображения а затем в самую светлую, мы можем вычислить число ступеней экспозиции между ними. В обычной сцене можно намерять семь ступеней между самым чёрным и самым белым, но это число может изменяться в зависимости от свойств самого источника света. Прямой солнечный свет в ясный день даёт очень большой диапазон контраста, в то время как серый, туманный день с рассеянным освещением даст низкий контраст с малым количеством ступеней экспозиции между черным и белым. На большинстве сцен, контрастный диапазон изменяется между пятью и девятью ступенями.

Девять ступеней - диапазон от самого чёрного до самого белого.

Семь ступеней - диапазон от самого чёрного до самого белого.

Пять ступеней - диапазон от самого чёрного до самого белого.

Экспозиционная широта (фотографическая широта) пленки

Фотографическая пленка реагирует на экспонирование (воздействие света). Когда пленка проявлена, увеличение потемнения в большой степени пропорционально экспозиции. Большая экспозиция (белая поверхность в солнечном свете) означает, что проявка сильно затемняет негатив, делает его "плотным". Малая экспозиция (черная поверхность в тени) приводит к небольшому потемнению проявленного негатива.

Однако, у пленки есть свои ограничения. Очень малая экспозиция не будет давать потемнения вообще, в то время как очень большая экспозиция не даёт бОльшего затемнения, чем та которая чуть поменьше. Экспозиция не должна быть слишком малой или слишком большой. Мы интересуемся диапазоном экспозиции, которая лежит между двумя экстремальными значениями: недодержки и передержки. Мы называем этот диапазон фотоширотой пленки. У черно - белого негатива огромная фотоширота вплоть до пятнадцати ступеней. Это намного больше чем диапазон яркости почти всех объектов, которые мы можем захотеть сфотографировать.

Негативный черно - белый снимок с широтой экспозиций до пятнадцати ступеней.

Идеальная экспозиция

Заряжая пленку в камеру, мы должны удостовериться, что индивидуальные значения экспозиций всего объекта (фотографическая широта сцены) находится в пределах фотошироты пленки. Если мы будем использовать слишком маленькую экспозицию (слишком маленькая апертура или слишком короткая выдержка), то самые темные области объекта попадут за пределы фотошироты пленки, и фотография будет недодержана. Если мы выставляем слишком большую экспозицию (слишком большая апертура или слишком длинная выдержка или то и другое), мы рискуем переэкспонировать (передержать) самые светлые части снимка, делая картину, засвеченной и лишенной контраста.

Лучшие результаты могут быть досигнуты, если мы используем малую, насколько возможно, экспозицию не теряя ни одной из деталей в тенях. Для этого нужно измерить самый темный элемент в объекте и затем выбрать выдержку и апертуру как можно более близко к пороговому значению недодержки.

Идеальная экспозиция должна поместить все тоны объекта включая самый тёмный, в пределы фотошироты плёнки.

Причинами для выбора короткой экспозиции являются многочисленные преимущества, которые мы получаем:

У нас есть возможность установить наименьшую возможную апертуру, что вообще желательно. Есть возможность установить короткую выдержку, которая также в наших интересах. Мы получаем негативы, которые не являются чрезмерно темными, таким образом сокращая время экспонирования при печати. И последнее - у негативов будет мелкое зерно (более светлые части негативов, имеют более тонкое (мелкое) зерно чем более темные), что почти всегда предпочтительно.

Динамический диапазон фотобумаги

Конечный этап изготовления фотографии - получить законченное изображение на фотобумаге. Это - почернение бумаги, которое и формирует изображение. В принципе, широкий динамический диапазон приводит к лучшим результатам. У бумаги широкий динамический диапазон, если имеются глубокие черные участки в самых темных областях изображения и полностью белые в самых светлых областях, что означает, что есть широкая область воспроизведения всех деталей изображения. Одной из сильных сторон в творчестве Ансела Адамса была та, что он знал, какой материал использовать, и всегда использовал лучшую фотобумагу.

У очень хорошей бумаги динамический диапазон, больше шести ступеней экспозиции.

Динамический диапазон бумаги может быть измерен денситометром, или может быть описан в количестве ступеней экспозиции. У очень хорошей бумаги будет динамический диапазон равен приблизительно шести ступеням экспозиции. Если Вы сравните это с объектом, который будет сфотографирован, у которого обычно будет диапазон из семи ступеней, то увидите, что бумага может воспроизвести детали объекта с небольшой потерей в тенях. Если Вы выбираете бумагу с диапазоном в четыре ступени, диапазон сцены придётся сжать, чтобы уместить его в динамический диапазон бумаги. Для некоторых фотографий это не большая проблема, и они могут даже выигрывать в изобразительном смысле, но если мы будем снимать изображение с полной шкалой яркости, работающей от черного до белого, то бумага с узким динамическим диапазоном не будет давать хорошие результаты.

Я хочу подчеркнуть, что не всегда и не обязательно пользоваться зонной системой. Вам нужно знать, как получить изображение с полным тональным и детальным диапазоном, или как получить мягкое и серое изображение.

Экспозиция управляет тенями

Это - постулат, который большинство людей слышало не раз. Что это означает? Проще говоря, это - правило использовать самую короткую экспозицию, которая сохранит те детали изображения, которые находятся в тени, Вы должны подобраться так близко к пороговому значению недодержки, как только возможно. Если отойдём от этой точки слишком далеко, детали в самых темных тенях будут потеряны, и получим недоэкспонированный кадр. Экспозиция управляет тенями! (для негатива). И светами (для позитива, т.е. слайда)

Проявка управляет светами

Это - другой постулат, который также важен. Увеличение времени проявки даёт повышение контраста, и большее различие между черным и белым (контраст). Если Вы напечатаете фотографию так, чтобы тени вышли право от точки недодержки, то света будут меняться в зависимости от различных времен на проявку. Более длинное время даёт более прозрачные света, а более короткое время даёт более темные света. Проявка управляет светами!

Два управления

Итак мы имеем, два управления, одно для самых темных областей и одно для самых светлых. Как только мы это прочувствовали, проблема выбора экспозиции становятся более простой. Объект составлен из различных тонов в пределах от черного к белому. Чтобы произвести изображения с полным тональным диапазоном, нужно знать, как управлять всеми тонами. Чтобы сделать это, нужно правильно воспроизвести самые темные и самые светлые части изображения. Все прочие тона между этими двумя экстремальными значениями, будут автоматически правильно воспроизведены. Вы управляете самыми темными тонами, выбирая экспозицию, которая гарантирует, появление на негативе самых тёмных тонов. После этого Вы управляете контрастом, выбирая время проявки, которое гарантирует, что самые светлые области изображения будут воспроизведены на фотобумаге. Таким образом мы имеем два вида управления результирующим изображением - экспозиция и время обработки.

Слева: С правильной экспозицией и правильной проявкой, изображение получит полный тональный диапазон от темных теней до ярких светов.

Справа: С двумя ступенями в минус - результат изображение с потерянными деталями в тенях. С более длинной выдержкой и/или большим открытием апертуры, были бы правильно проработаны тени.

Слева внизу: Меньшее время проявки дает более низкий полный контраст и при этом естественно серые света. С 20 % большим временем проявки это изображение было бы лучше.

Справа внизу: большее время проявления дает более высокий контраст. Света слишком белые без каких либо деталей. На 30 % меньшее время проявки даст лучший результат.

Недоэкспонировав на две ступени, мы потеряем две самых темных зоны объекта.

С весьма вольным переводом - Algor (Александр Горбатов)