Despre indicele de expunere - indicii timpilor de expunere, abaterea de la reciprocitate

Despre indicele de expunere

Un negativ - primul pas in realizarea unei fotografii, este considerat corect expus daca innegrirea medie este de 18% Pentru aceasta, substratul fotosensibil argentic trebuie sa fie expus la o anumita cantitate de lumina, adica sa incaseze o cantitate de energie, bine determinata.
Cantitatea necesara de energie este dependenta de reactivitatea substratului fotosensibil, reactivitate masurata in sensibilitate ISO. Pentru ca prin obiectiv sa treaca energia necesara, fotograful dispune de doua parghii de control: diafragma si timpul de expunere.
Este clasica asemanarea dintre expunerea corecta si umplerea unui vas cu apa de la un robinet. Vasul de umplut reprezinta substratul fotosensibil. Pentru a-l umple, deschidem mult robinetul, apa are debit mare si umple repede vasul. Daca insa robinetul este doar putin deschis, apa are debit mic si este nevoie de un timp mai mare pentru a umple vasul. Timpul de umplere al vasului echivaleaza cu timpul de expunere, cat de mult este deschis robinetul echivaleaza cu diafragma iar marimea vasului de umplut cu apa, cu sensibilitatea ISO.

Asa cum am explicat in alta parte, diafragma isi indeplineste rolul sau prin suprafata orificiului central. Calculul suprafetei se face printr-o ecuatie de gradul II, dar notarea valorilor diafragmei se calculeaza in functie de diametrul deschiderii (si al distantei focale). Ca atare, dublarea debitului de lumina permis de diafragma corespunde unei cresteri cu 1,414 a indicelui diafragmatic (radacina patrata a lui 2). Valorile standardizate pentru diafragme sunt: f:1,0 f:1,4 f:2,0 f:2,8 f:4 f:5,6 f:8 f:11 f:16 f:22 f:32 f:45 f:64 Desi temenul 'f' arata dependenta diafragmei de distanta focala, in practica s-a renuntat la notarea lui, ramanind doar cifrele. Aceasta conventie poate induce in eroare; neinitiatii pot crede ca diafragma '8' este mai mare decat '4', dar trebuie tinut cont de faptul ca aceste cifre sunt numitorii unor fractii si ca, in realitate, 1/8 este mai mic decat 1/4.

Timpul de expunere este controlat prin obturator. Timpul de expunere influenteaza liniar cantitatea de energie incasata de substratul fotosensibil. Valorile standardizate uzuale ale timpului de expunere sunt: 8 sec, 4 sec, 2 sec, 1 sec si fractiuni de secunda: 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 1/2000 etc. In practica, timpii de 1 sec sau mai lungi se noteaza insotiti sufixul 's' de exemplu '4s'. Timpii mai scurti de o secunda se marcheaza doar prin numitorul lor, de exemplu '250' in loc de '1/250 sec'. Ca si in cazul diafragmei, aceasta conventie poate induce in eroare.

Pentru a corela timpul de expunere si diafragma s-au introdus parametrii indice de diafragma, respectiv indice de timp de expunere. S-a convenit ca, pentru diafragma f indicele diafragmei este 0; la fel si pentru timpul de expunere de 1 sec. Indicii cresc cu cate o unitate pentru fiecare injumatatire. De exemplu, cu o unitate de la 1 sec la 1/2 sec. sau de la diafragma f la diafragma f:1,4.

Indicii timpilor de expunere

Indicii de diafragma

Insumarea indicelui de diafragma cu indicele timpului de expunere determina indicele de expunere. Cu ce ne ajuta indicele de expunere?
Luminozitatea unui subiect fotografic se masoara cu exponometrul (cu scala gradata tot in indici de expunere), iar valoarea masurata trebuie sa fie egala cu suma indicelui diafragmei si a indicelui timpului de expunere. De exemplu, pentru un anumit subiect si pentru un film de o anumita sensibilitate, exponometrul ne arata un indice de expunere de 11; conform tabelului de mai sus, putem folosi combinatia timpul 1/8 (I = 3) si diafragma f:16 (I = 8) sau combinatia 1/15 (i = 4) si f:11 (i = 7), etc.

Indicii de expunere
(pentru ISO 100)

Indicele de expunere caracterizeaza complet luminozitatea unui subiect si permite obtinerea unei fotografii corecte pe un substrat fotosensibil de o anumita sensibilitate ISO.

Cum aplicam cele de mai sus in practica fotografica?
Daca, de exemplu vrem sa obtinem o profunzime mare de camp, utilizam o diafragma inchisa, atunci timpul de expunere trebuie sa fie corespunzator mai lung; si invers, daca fotografiem un subiect in miscare, trebuie sa utilizam un timp scurt de expunere iar diafragma va trebui sa fie corespunzator mai deschisa.
Cat de mult putem sa manevram aceste controale?

Legea reciprocitatii in expunere
Intrucat expunerea corecta se refera la cantiatea de energie (lumina) care ajunge pe substratul fotosensibil, putem folosi orice pereche de diafragma - timp de expunere al caror indici dau suma necesara. Putem alege o diafragma inchisa, dar timpul de expunere va trebui sa fie lung, sau reciproc, o diafragma deschisa si un timp scurt de expunere. Expunerea se bazeaza deci pe relatia de reciprocitate dintre diafragma si timpul de expunere - daca un parametru creste, celalalt scade si reciproc.

Intelegerea si stapanirea acestui concept reprezinta un mare avans in tehnica fotografica. In prinvinta cantitatii de lumina, perechea f:2 cu 1/1.000 sec este echivalenta cu perechea f:8 si 1/60 sec sau cu perechea f:16 cu 1/15 sec.
Daca veti folosi prima pereche de parametrii de expunere, campul de profunzime va fi foarte redus si veti putea astfel realiza o separatie intre planurile din fotografie.
A doua pereche de parametrii de expunere, datorita diafragmei mai inchise, va asigura un camp de profunzime mai mare.
A treia pereche, datorita timpului de expunere lung, va face problematica expunerea din mana.

Abaterea de la reciprocitate
Pentru filmele argentice s-a observat ca legea reciprocitatii este valabila pentru timpii uzuali de expunere, aproximativ intre 1 sec si 1/2.000 secunde, cu mici variatii de la un film la altul. Filmul argentic se bazeaza pe o reactie foto-chimica iar studiile stintifice (in special ale lui K. Schwarzschild) au dovedit ca este nevoie ca un anumit numar de fotoni sa loveasca un cristal de halogenura de argint pentru a constitui imaginea latenta, iar ritmul cu care sosesc acesti fotoni trebuie sa fie destul de alert. Pentru a genera un atom de argint, este nevoie de cateva zeci de fotoni. Daca fotonii nu 'vin' suficient de rapid unul dupa altul, modificarile electrice se atenueaza si poate fi nevoie de un numar dublu sau mai mare de fotoni. Aceasta echivaleaza cu o scadere a sensibilitatii nominale; amploarea scaderii sensibilitatii in conditii de lumina foarte putina depinde de la o marca la alta de film. In mod similar, efectul apare si pentru timpii foarte scurti de expunere.
Pentru senzorii digitali, abaterea de la reciprocitate este practic absenta.

Despre parametrii amintiti in articol, puteti afla mai multe detalii la:
- despre obturator ->
- despre diafragma ->
- despre sensibilitatea ISO ->

Note Producatorii camerelor foto descriu capacitatea de masurare a exponometrelor incorporate in camere in expresii de ex.: 'EV 1 - 20 la ISO 100 si f:1,4' Aceasta inseamna ca, pentru sensibilitatea ISO 100 si cu un obiectiv cu luminozitatea f:1,4 aparatul respectiv masoara corect intre 1 IE si 20 IE. Daca folosim un obiectiv cu luminozitatea f:4, care lasa sa treaca un debit luminos de opt ori mai mic, adica 3 IE, aparatul va masura corect intre 4 IE si 23 IE, rezultatul adunarilor 1 + 3, respectiv 20 + 3.

O alta specificatie tehnica, de aceasta data referitoare la obiective arata: 'f:2 - f:22 in pasi de 1/3 IE'. Termenul corect ar fi fost indice de diafragma, nu indice de expunere, dar ultimul este mult mai cunoscut.

Luminozitatea unui subiect fotografic reprezinta cantitatea de lumina pe care o reflecta sau emite acel subiect. Masurarea luminozitatii subiectului se realizeaza cu ajutorul exponometrului (din camera sau cu exponometrul de mana) si care, pentru un film de o anumita sensibilitate ISO masoara indicele de expunere necesar obtinerii unei fotografii corecte, prin masurarea luminii reflectate. Uneori se face confuzie intre indicele de expunere si luminozitatea unui subiect (indice de luminozitate), 'uitind' de a lua in calcul si sensibilitatea ISO a materialului folosit.
Ecuatia care integreaza parametrii implicati in expunerea corecta este urmatoarea:

T/N^2 = K/L*S

Unde:
- T: timpul de expunere in secunde
- N: diafragma exprimata ca numitorul fractiei f:x
- K: factor de corectie ce depinde de modelul exponometrului folosit
- L: luminozitatea medie a scenei de fotografiat (lumina reflectata)
- S: sensibilitatea substratului fotosensibil exprimat pe scala ISO.

In aceasta pagina, sintagma 'expunere corecta' se refera la utilizarea acelor parametrii de expunere care determina obtinerea unui negativ care transmite, in medie 18% din lumina incidenta. Pentru a sublinia ideea care a stat la baza fotografiei, multi fotografi se abat in mod voit de la valoarea 'corecta' prin compensarea expunerii cu valori pozitive sau negative. Compensarea expunerii va face subiectul unui articol viitor.