Калькуляторы.

I I

B = —— = ———,

S_вид Scosα

где I – сила света в данном направлении;

α – угол между перпендикуляром к поверхности и заданным направлением;

S – площадь светящейся поверхности.

Sвид– площадь, видимая под углом α.

Основной единицей измерения яркости является кандела с квадратного метра – кд/м2. 1 кд/м2 – яркость такой плоской поверхности, которая в перпендикулярном направлении излучает силу света в 1 кд.

Яркость отражающей свет поверхности зависит от освещенности этой поверхности и от ее отражательной способности и в случае диффузного отражения света легко может быть вычислена по формуле.

ρ – коэффициент отражения поверхности.

(Диффузное или рассеянное отражение присуще матовым и шероховатым поверхностям и характеризуется одинаковой яркостью отраженного света во всех направлениях).

Ниже приведены приблизительные значения яркости некоторых объектов.

Световой поток, падающий на поверхность тела, претерпевает различные изменения, обусловленные его переходом из одной среды в другую. Упавший световой поток Fпад частично отражается от его поверхности (Fотр), частично проходит сквозь него (Fотр) и частично поглощается телом (Fпогл).

Величины:

называют коэффициентами отражения (r), пропускания (t) и поглощения (a).

Таким образом, коэффициент отражения r оценивает отражательную способность. Однако очевидно, что различные материалы по-разному отражают свет. Например, мы легко отличаем на вид белую бумагу от белого фарфора. Рассмотрим различные виды отражения света.

Направленное или зеркальное отражение характерно для воды или других прозрачных жидкостей, полированных металлов, стекла. При этом падающий на поверхность луч отражается в соответствии с законом: угол падения равен углу отражения, — и мы видим четкое отражение источников света. Саму отражающую поверхность при этом мы не видим, а лишь косвенно догадываемся о ее очертаниях. Для зеркального отражения справедливы три закона: первый – лучи падающий и отраженный находятся в одной плоскости с нормалью (перпендикуляром) в точке падения; второй – углы падения и отражения относительно нормали равны; третий – для зеркально отраженного света применяется закон обратных квадратов расстояний.

Диффузное или рассеянное отражение характерно для матовых и шероховатых поверхностей. Диффузное отражение характеризуется одинаковой яркостью отраженного света во всех направлениях:

Это основная формула, связывающая яркость диффузной поверхности с ее освещённостью. Здесь освещённость измеряется в люксах, а яркость - в канделах с квадратного метра.

Диффузное отражение является условием видимости тел, так как каждая точка освещенной поверхности при этом испускает лучи во всех направлениях.

Пучек полностью рассеивается, распространяясь после отражения во все стороны равномерно, независимо от угла падения пучка. Освещенная поверхность, обладающая только диффузныи отражением, кажется одинаково яркой в любом направлении.

По определению яркость - сила света, излучаемая с видимой площади, которая, в свою очередь, зависит от угла наблюдения:

С большим или меньшим приближением к диффузно отражающим относятся следующие материалы: гипс, белый мрамор, клеевые краски, матовая бумага, хлопок.

Направленно-рассеяное отражение представляет собой совокупность рассеяного и зеркального отражения световых лучей. Направление оси отраженного потока соответствует закону зеркального отражения. Границы рассеяной части отраженного света зависят от физических свойств тела. Направленно-рассеяным отражением обладают, к примеру, глянцевая бумага и матированный металл, мятая или тисненая фольга, водная рябь.При отражении от подобных поверхностей источник света кажется расплывчатым пятном.

С мешанное отражение. Для него характерно присутствие как рассеяного, так и зеркального отражения световых лучей. При этом мы видим одновременно и четкие отражения источников света и саму отражающую поверхность. Такое отражение свойственно, например, фарфору или молоку.

Мы перечислили все встречающиеся в природе виды отражения. Однако в последнее время мы все чаще сталкиваемся с еще одним видом отражения. Может быть, проезжая по ночному шоссе, вы обращали внимание на ярко светящиеся дорожные знаки? Они столь ярки, что не возникает сомнения в том, что они подсвечиваются изнутри лампами. Однако, взглянув на такой знак через боковое стекло, вы едва различите его в темноте — знак " погас". Весь секрет в специальном материале, из которого сделан такой знак. Этот материал называется скотч-лайт, и он обладаетособым видом отражения. Он отражает свет практически направленно (с очень малым углом рассеяния) в том же направлении, откуда свет падает. То есть он возвращает свет к источнику. Свет фар Вашего автомобиля, отразившись от знака, возвращается обратно к вам.

Яркость недиффузно отражающей поверхности зависит от направления рассматривания, и не может быть оценена одним общим коэффициентом отражения r. В этом случае приходиться пользоваться коэффициентом яркости ra, являющегося отношением фактической яркости Ba к яркости Bо идеально белой поверхности (идеально диффузной с коэффициентом отражения r = 1), имеющей ту же освещенность.

r = Ba / Bo

Коэффициент яркости среднее значение всех направлений. rά = p для диффузных поверхностей. коэфф. Яркости если больше 1- то это блик.

Большинство объектов съемки имеют среднюю яркость, соответствующую коэффициенту отражения 18%. Именно на яркость такого средне-серого объекта настроены светоприемники современных экспонометров. Для точного контроля экспозиции выпускаются тестовые серые карты и шкалы, имеющие коэффициент отражения 18%.

Оптическая плотность – десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания.

Аналогично определяется и оптическая плотность на отражение:

Для измерения оптической плотности служит специальный прибор – денситометр.

Таким образом, степень пропускания светофильтра может быть оценена различными величинами: кратностью, коэффициентом пропускания или оптической плотностью.

Например, светофильтр, имеющий кратность 2, соответственно в два раза ослабляет световой поток, т.е. пропускает 50% света. Коэффициент пропускания такого фильтра будет равен р =0, 5, оптическая плотностьа оптическая плотность D =0, 3. При съемке с таким светофильтром потребуется в два раза увеличить выдержку, или открыть диафрагму на одну ступень.

Типы яркомеров:

Спотметр Asahi Pentax, спотметр Minolta

Устройство:

1. светоприемник

2. Измерительное устройство

3.Дисплей.

4. Калькулятор (позволяет вычислить экспозиционные параметры)

5. светооптические системы(рассеиватель)

Светоприемник. Почти во всех экспонометрах чувствует инфр. лучи.

Характеристика:

1. Чувствительность(Характеристическая кривая).

3. Зона Линейности (Широта).

4. Спектральная чувствительность(какую зону спектра он чувствует).

5. Быстродействие.

6. Долговечность.

7. Стабильность.

Селен. 10 EV Ток попадает на селен, возникает электрический ток, и если цепь замкнута мили амперметр замеряет ток. У селена хорошая спектральная чувствительность (оч. близкая к спектр. чувствит. пленки – макс. в зеленой зоне и не чувств. к инфрокрасной.). Не требует доп. питания.

Резистры. 14EV Дают различные сопротивления в зависимости от кол-ва попавшего света. Высокая чувствительность. Медленно работает, требует привыкания.

Фотодиод. 20EV Пропускает ток только в одну сторону. Чувствительность очень высокая. Чувствует инфр. зону.

Измерительные устройства.

Аналогавая – сравнение силы тока с натяжением пружины (с мили амперметром). Ноль- метод. Может использовать световой индикатор или стрелку, или двигатель.

Цифровые измерители. Любой цифрой прибор работает через определенный промежуток времени. Выравнивание различных сопротивлений электронным способом

(работает с определенным промежутком времени)

Правила использования:

Есть объектив, имеющий определённое фокусное расстояние, в фокусе объектива светоприёмник, есть диафрагма, которая урезает угол замера (у спотметров обычно угол замера = 1о). Расстояние между измеряемым объектом и экспонометром должно быть не меньше 1, 5 метров. Иначе точка расфокусируется и прибор будет захватывать большое пространство для замера.

На спотметре Asahi pentax перед началом работы нужно убедиться, что стрелка стоит на черной точке(не нажимая кнопки, если не стоит, отрегулировать винтом). Проверить заряд батареек нажав «В» и стрелка упадет 11-14 в сектор с черной полосой. При замере спотметром нужно соблюдать дистанцию(минимум 1 метр).

Калькуляторы.

Главная задача – определение диафрагмы, для получения определённых плотностей.

Чувствительность – обратно пропорциональна критерию на плотность Если контрастность неизвестна, то серое может быть разное (по плотности). Плотность серого зависит от контрастности плёнки, контраст меньше, плотность серого будет меньше, контраст больше, плотность серого – больше.

Калькулятор наужен для того, чтобы рассчитывать экспозицию по экспонометрической формуле для получения определённых плотностей.

С помощью калькулятора на ХК отмечаем критериальную точку, по которой мы определяем чувствительность плёнки.

Шкала IRE

На спотметре Minolta F: кнопка А (average) «среднее». Надо навести на серое и нажать кнопку. Спотметр запоминает значение яркости и показывает другие значения отталкиваясь от ключа.

Если брать ключ по белому, то экспонометр отсчитывает 2 1/3 ступени и высчитывает «новое» серое.

Любая система по передаче изображения всегда ограничена по возможности своей передачи интервала яркостей.

Интервал яркостей – это отношение максимальной яркости объекта к минимальной

Δ В= Bmax\Bmin. Δ EV= EVmax- EVmin

Диапазон яркостей, который система может перевести – передаваемый интервал.

Интервал яркостей зависит от:

1) освещенность (кол-во света)

2) отражающая способность.

Способ определения: измеряем спотметром яркости объектов и из Bmax вычитаем Bmin получаем Δ В, по которой определяем интервал.

Например:

Белая бумага - 14EV

Лицо в светах -12, 5EV

Лицо в тенях - 9, 5EV

Серая карта - 11EV

Свитер - 12, 5EV

Черный фон - 6 EV Δ B= Bбел- Bчерн = 8 EV – 256 раз.

Измерение:

измеряем люксметром освещенность направленный 8000лк, отраженный 500лк.

По этой формуле переводим в Кд\м² И получаем Δ В = Bmax / Bmin

Освещенность (Е) -поверхностная плотность светового потока, падающего на освещаемую поверхность. В случае pавномеpного распределения светового потока F в пределах поверхности S.

Другими словами, освещенность оценивает падающий на поверхность свет. Освещенность не зависит от свойств освещаемой поверхности. Единицей измерения освещенности является люкс (лк).

1 лк - освещенность поверхности получающей равномерно распределенный поток в 1 люмен на площади S = 1 м².

Связь между освещенностью, создаваемой точечным источником на какой-то поверхности, силой света этого источника в направлении поверхности и расстоянием L от источника до освещаемой поверхности выражается формулой:

где a - угол падения света на освещаемую поверхность, а сила света I численно равна освещенности E₀, создаваемой на расстоянии одного метра.

При удалении от источника света, освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Эта зависимость носит название закона обратных квадратов. В процессе фото или видеосъемки при использовании осветительных приборов с относительно набольшим выходным отверстием в следствии выполнения закона квадратов расстояния может наблюдаться значительная неравномерность освещенности. Например, использование установленной на камеру вспышки приводит к тому, что передний план получает гораздо больше света, чем фон позади модели. Чтобы этого не происходило, приходится увеличивать выходное отверстие приборов, применяя зонтики, рассеиватели или использовать в качестве отражателя потолок или светлые стены.

Очевидно, что точечный источник света есть физическая модель, абстракция. Все реальные источники имеют геометрические размеры. При значительных размерах светящейся поверхности закон обратных квадратов выполняться не будет. Однако, если расстояние до источника света значительно превышает размеры источника, то этими размерами можно пренебречь. Расстояние, начиная с которого можно с достаточной степенью точности констатировать выполнение закона квадратов расстояния, называется фотометрическим. Обычно оно равно 7 - 10 линейным размерам светящейся поверхности.

Зависимость освещенности от угла падения света носит название закона косинусов. Влияние этого закона следует учитывать при измерении освещенности экспонометрами с плоскими насадками. При съемке форматными камерами наклон кассетной доски так же приводит к уменьшению экспозиции.

Во многих случаях определение экспозиции производится по освещенности объекта. Измеряют освещенность при помощи люксметра или экспонометра, направляя его на источник света. Фотоэлемент экспонометра располагается под молочным стеклом плоской или полусферической формы.

Пользоваться определением экспозиции по освещенности можно рекомендовать в случаях, когда объект освещен направленным или рассеянным светом преимущественно со стороны фотоаппарата.

Виды насадок:

Молочная насадка - аккуратно суммирует весь свет который падает на наш светоприемник. Формы:

1. Плоская. Рациональна для плоских объектов. Направляют на источник рисующего света от ключевой точки падения. В пасмурную погоду направляют под углом 45° к небу. И просканировать.

Преимущества: не будет недодержек.

Минусы. Сложно промерить освещенность на пространстве.

2.Полусфера. Имитация формы лица. Располагается в ключевой точке освещенности и направляется к камере.

Минусы. Складывает весь падающий свет, нужно прикрывать сферу от ненужного света. Может получится недодержка. Сложно пользоваться если нужно промерить плоскую поверхность.

Плюс. Удобен в промере пространства. Фирма Вестен Мастер насадка инверкон. Внутрь конус. Улученная полусфера, меньше чувствует боковой и задний свет. Направляется на камеру.

Освещенность, необходимая для правильной экспозиции кадра, называется ключевой.. Освещенность на сюжетно важной части кадра по которой мы ведем расчет экспозиции Освещенность создаваемая источником рисующего света

Таким образом, ключевая освещенность связывает три параметра:

светочувствительность пленки, выдержку и значение диафрагмы.

Например, для съемки на пленку чувствительностью 100 ISO при освещенности 2000 люкс необходима выдержка 1/60 секунды и диафрагма 4.

В природе изменение естественного освещения зависит от географической широты местности, времени года, высоты солнца над горизонтом и состоянием погоды. Известные значения освещенностей, характерных для типичных условий съемки легли в простейших рекомендаций по экспонированию фотопленки. Подобную информацию часто можно встретить на внутренней стороне упаковки фотопленки.

Светорассеивающие насадки:

Плоская - Рациональна для плоских объектов. Направляют на источник рисующего света от ключевой точки падения. В пасмурную погоду направляют под углом 45° к небу. И просканировать.

Преимущества: не будет недодержек.

Минусы. Сложно промерить освещенность на пространстве.

Полусфера - Имитация формы лица. Располагается в ключевой точке освещенности и направляется к камере.

Минусы. Складывает весь падающий свет, нужно прикрывать сферу от ненужного света. Может получится недодержка. Сложно пользоваться если нужно промерить плоскую поверхность.

Плюс. Удобен в промере пространства.

Контраст освещения – соотношение между освещением, создаваемым основным, рисующим светом и заполняющим, подсвечивающим теневые участки. Контраст освещения должен обеспечивать проработку светлых и темных участков изображения.

Контраст освещения – отношения максимальной освещенности к минимальной.

Δ Е= Еmax\ Emin

Оптическая плотность – десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту

пропускания. В некоторых случаях, например при определении пропускания проявленных светочувствительных слоев пользуются понятием оптическая плотность(D).

D= lg1\τ – на пропускание D= lg1\ρ – на отражение

Каждая единица оптической плотности уменьшает значение коэффициента пропускания (или отражения) в 10 раз.

Световой поток, падающий на поверхность тела, претерпевает различные изменения, обусловленные его переходом из одной среды в другую. Упавший световой поток Fпад частично отражается от его поверхности (Fотр), частично проходит сквозь него (Fотр) и частично поглощается телом (Fпогл).

Величины:

называют коэффициентами отражения (p), пропускания (r) и поглощения (a).

Таким образом,

Коэффициент отражения p оценивает отражательную способность

Коэффициент пропускания r характеризует прозрачность среды и определяет, какая часть светового потока будет пропущена средой.

Коэффициент пропускания составляет отношение яркости источника, видимого сквозь пластинку, к яркости того же источника, наблюдаемого непосредственно:

r = Bt / B

Коэффициент поглощение а зависит от структуры среды и толщины слоя объекта и характеризуется коэффициентом поглащения:

a = 1- (р + r)

Формула показывает, что поглощение определяется косвенно – через отражение и пропускание света, путем вычета их суммы из единицы.

Кратность светофильтра – показывает, во сколько раз фильтр ослабляет свет. Кратность указанна на ободе, держащем стекло (х2, х1.4…)

К= 1\τ

где τ коэффициент пропускания.

Кратность зависит от:

1) от фильтра, как он пропускает свет.

2) от спектрального состава света.

3) от спектральной чувствительности светоприемника.

Перевод кратности в оптические плотности, единицы EV

Оптическая плотность – десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту

пропускания. В некоторых случаях, например при определении пропускания проявленных светочувствительных слоев пользуются понятием оптическая плотность(D).

D= lg1\τ – на пропускание D= lg1\ρ – на отражение

Каждая единица оптической плотности уменьшает значение коэффициента пропускания (или отражения) в 10 раз.

Для определения кратности снимается проба. Снимается клин с фильтром и без, и по практической кривой определятся кратность(∆ EV)

K=1/τ

Абсолютная погрешность – это разница показаний освещенности измеренной и известной из паспортных данных прибора. Eпас. – Eизм.

Относительная погрешность - это погрешность выраженная в процентах и вычисляется по формуле.

%= Eизм – Eпас/Епас*100%

+20; -16% - допустимая погрешность

¼ ступени - для проф. экспонометрии

Погрешность приборная. Связана со светоприемником. То есть несоответствие спектральной чувствительности прибора. Методическая погрешность. Погрешность будет у полусферы. Более точно будет узнать по формуле - Еизм* cosά..

Систематическая погрешность. - постоянная ошибка.

Не систематическая погрешность - не стабильные показания.

Точность измерения зависит от:

1. точность экспонометра

2. Точность градуировки диафрагмы(Люфты, для этого нужно полностью открыть диафрагму, затем поставить на нужное значение).

3. обработка пленки (стабильность проявки).

4. Точность установки частоты съемки. Особенно это важно при съемки на контрастную пленку.

Линейная шкала: Шкала экспозиции на ХК.

Единица EV это величина эквивалентная плотности 0, 3 и кратности 2

1EV = 0.28кд\м²

2EV = 0, 56кд\м²

3EV = 1, 1 кд\м²

10EV = 140кд\м²

Минусы. Большая величина самой шкалы, из-за чего не удобно по ней производить расчеты. У нее есть нулевая ступень.

Логарифмическая шкала. Плюсы. С каждым делением величина изменяется в 2 раза. Здесь нет абсолютного нуля, ноль здесь условная отметка. Закон шкалы Спотметра

В= 0, 14*2 в степени EV. При 100 ASA.

Точность измерения зависит от:

1. точность экспонометра

2. Точность градуировки диафрагмы(Люфты, для этого нужно полностью открыть диафрагму, затем поставить на нужное значение).

3. обработка пленки (стабильность проявки).

4. Точность установки частоты съемки. Особенно это важно при съемки на контрастную пленку.

5. Не менять угол падения света на измерительный прибор. Допустимое отклонение в экспозиции ¼ ступени(+20; -16%). Пути повышения точности экспонирования. в зависимости от насадки выбираем направление измерительного прибора. Прикрывать насадку рукой от бокового и заднего света. Для каждой пленки снимать клин и узнавать практическую чувствительность.

Светочувствительнось - это экспозиция необходимая для получения желаемой плотности на данной пленки. S= 0, 8/Н. Другими словами светочувствительность это величина обратно пропорциональная количеству света попавшего на пленку.

Индекс светочувствительности – это ориентировочная величина указанная на коробке, вычисленная по оптическому клину (ХК).

Светочувствительность сенситометрическая - Для определения сенситометрической светочувствительности строится график зависимости плотности от экспозиции. Плотности берутся из промера оптического клина. Далее определяется Dкр.(Dmin+ 0, 1; 0, 2) для ч/б и цвета соответственно. И по формуле S= 0, 8/H для ч/б и S= 1, 6/Н для цвета узнается светочувствительность. Недостаток этой чувствительности в ее неточности связанной с неточностью сенситометров и денситометров.

Практическая чувствительность - Для определения практической светочувствительности строится график зависимости плотности от экспозиции. Для этого снимается экспонограмма (клин) и по плотности серого поля строится график. Там где плотность серого будет 0, 6 опускаем вниз перпендикуляр, и он укажет чувствительность. Такой способ определения чувствительности точнее чем сенситометрический. Потому, что по практическая кривая приближенна к к условиям дальнейшей съемки.

Селен (фотоэлемент) – он применяется в устройстве где выробатывается эл. ток. Он помещен между двумя металл. пластинами. Между верхн. и нижн. электродами возникает разность потенциалов его и фиксирует при замкнутой цепи мили амперметр. Простая система

У селена хорошая спектральная чувствительность (оч. близкая к спектр. чувствит. пленки – макс. в зеленой зоне и не чувств. к инфрокрасной.). Не требует доп. питания.

Чувствительность удовлетворительная. Светоприемник должен быть большого размера.

Зона линейности не превышает 10 EV – 12 EV

Достаточно высокая стабильность, но не любит световых перегрузок

Долговечность порядка 20 лет

Быстродействие удовлетворительное, но не подходит для флешметра. Нет привыкания к свету.

Фоторезистры (полупроводники) меньшего размера. Ток не выробатывают, а только меняют эл. сопротивление в зависимости от кол-ва попавшего света.

Более высокая светочувствительность. Чем больше падает света, тем сопротивление меньше.

По спектральной чувствительности они чувствительны к инфракрасным лучам, но в целом чувствительность хорошая.

Зона линейности 12-14 EV.

Быстродействие низкое. Быстродействие зависело от освещённости. Чем ниже освещённость тем дольше прибор реагировал до 40 сек. по паспорту.

Требует привыкания к свету.

Фотодиод (полупроводник) полностью вытеснили фоторезисторы. Фотодиоды пропускали ток в одну сторону, а в другую нет.

Принцип работы похож на фоторезистор. Схема сложнее.

Зона линейности 20 EV

Быстродействие очень высокое – менее 1/1000 секунды.

Очень высокая долговечность.

Стабильность очень высокая.

Перегрузочная способность высокая

Чувствуют инфра-красную зону

Такие светодиоды стоят в спотметрах Minolta, Asahi Pentax.

Оптимальный вариант – фотодиод с корректирующим светофильтром, который отрезает инфра-красную зону.

У фотодиода максимум чувствительности в зоне 600 нм (красно-оранжевая). Можно использовать фильтр, отрезающий эту зону.

Цифровой измеритель – схема примерно такая же как и у фотодиода. Перибирает тысячи сопротивлений – ищет равный.

H= B х π /4n² х t – упрощенная экспонометрическая формула.

Вместо B х π = E х p

Для определения экспозиционных параметров при помощи формулы и ХК нам необходимо узнать яркость объекта(серой карты) при помощи экспонометра, перевести EV в кд/м² по формуле 14 х 2 в степени EV. Далее по ХК найти желаемую плотность серой карты (0, 6) и узнать требуемую экспозицию. Затем все значения подставить в формулу (если указанны выдержка или частота кадросмен плюс угол открытия обтюратора) узнаем t 360/угол обтюратора х частоту кадросмен.

И получается:

n² = B х π х t /4 х H, и тогда: E= H х 4n² /p х t

Свет, проходя через объектив, частично рассеивается и отражается в камере, не должно быть бликующих деталей. Светорассеяние уменьшает контрас, увеличивает плотность.

Светорассеяние может сильно повлиять на изображение.

Можно учесть светорассеяние с помощью системы TTL.

Светорассеяние в объективе убирается с помощью компендиума, каше. Светорассеяние малорегулируемо. В камере не должно быть бликующих деталей, рамку можно закоптить свечей.

4. Определение фотографических параметров плёнки (чувствительности, среднего градиента, передаваемого интервала яркостей) методом пробной съёмки

Снимаем клин, и строим график зависимости плотности (серой карты) от чувствительности. От плотности 0, 6 проводим перпендикуляр к шкале чувствительности и узнаем практическую чувствительность. Далее рисуем таблицу EV, где при чувствительности пленки и диафрагме 4(2000лк) будет 10 EV. Далее на практической кривой находим две точки белое(1, 1) и черное (0, 1) по таблице значений EV находим широту пленки. И для определения среднего градиента пользуемся табличкой.

Формула g= ∆ D/∆ lgH для сенситометрической

∆ EV g

7 0, 45

6, 6 0, 5

6 0, 55

5, 5 0, 6

5 0, 65