Spośród wszystkich technicznych gremlinów, które mogą frustrować twórcę wideo, słaba ekspozycja musi być najczęstsza. Niezależnie od tego,
, że używałeś kamery tysiąc razy, czy tylko kupiłeś swoją pierwszą w zeszłym miesiącu, są szanse, że
doświadczyłeś:
- twarze, które stają się czarnymi smugami na jasnym tle
- ogólna jasność, która zmienia się gwałtownie podczas panoramowania kamery
- wypalone światła lub cienie tak czarne, że nie można w nie zajrzeć.
Problemom z naświetlaniem można zazwyczaj zapobiec, jeśli zrozumiesz, do czego służy system naświetlania kamery, jak
działa, jakie są jego ograniczenia i jak możesz nim sterować. Omówimy te tematy, a następnie zasugerujemy,
na co zwrócić uwagę przy zakupie kolejnej kamery.
Podstawy kontroli ekspozycji
Kluczem do zrozumienia ekspozycji jest przekonanie, że chip kamery, który tworzy obraz wideo, wymaga w tym celu
dokładnego pomiaru światła.
Nazwijmy tę ilość światła „1X”. Twoja kamera potrzebuje dokładnie 1X światła, aby uzyskać wysokiej jakości obraz. Daj mu,
na przykład, światło 1/4X, a obraz będzie prawie czarny. Wystrzel 4x światło, a obraz rozbłyśnie na biało.
Innymi słowy, chip nie dba o to, czy kręcisz w oświetlonej świecami jadalni, czy na plaży w samo południe. Bez względu na ilość dostępnego światła, dopuszczalna ilość musi wynosić dokładnie 1X, aby uzyskać obraz dobrej jakości
– ni mniej, ni więcej.
System naświetlania kamery reguluje dwie rzeczy:przysłonę i szybkość migawki. Przesłona irysowa w obiektywie
kontroluje ilość wpuszczanego światła, podczas gdy układ elektroniczny określany (metaforycznie) jako migawka reguluje czas
czasu reakcji chipa na światło. Manipulując przysłoną obiektywu (a czasami także szybkością
migawki), kamera dokłada wszelkich starań, aby dostarczać 1X światła do układu wykrywania obrazu niezależnie od
oświetlenia.
Automatyczna ekspozycja
W większości przypadków system automatycznej ekspozycji kontroluje ilość światła docierającego do CCD kamery.
Oto jak to działa. Po włączeniu aparatu specjalny obwód analizuje ilość światła docierającego do chipa
w ciągu 1/60 sekundy potrzebnej do utworzenia obrazu. Jeśli ta wartość jest większa niż 1X, co zwykle ma miejsce,
obwody obliczają, jak bardzo należy „zamknąć” (zamknąć) przesłonę tęczówki, która znajduje się między czujnikiem a źródłem światła. Następnie wysyła odpowiednią komendę do obwodów sterujących serwomotorem membrany.
Silnik zamyka przesłonę, transmisja światła spada do 1X, a CCD tworzy idealnie naświetlony obraz.
(Cóż, czasami.)
Automatyczna ekspozycja ma oczywiste zalety. Po pierwsze, odciąża twórcę filmów z jednej kategorii rzeczy, którymi może się
martwić podczas kręcenia. Ponadto umożliwia szybkie robienie zdjęć w dynamicznych sytuacjach, ponieważ system dostosowuje się
do zmieniających się warunków oświetlenia podczas poruszania się. Jeśli zbierasz dramatyczny materiał przedstawiający płomienie i zadymione cienie
szalejącego ognia, nie masz czasu na zamieszanie z ustawieniami ekspozycji.
Z drugiej strony automatyczna kontrola ekspozycji ma dwie poważne wady:jest powolna i głupia.
Jest powolny, ponieważ korekty ekspozycji wymagają operacji elektromechanicznych, które wymagają czasu. W rezultacie system
często nie może wystarczająco szybko reagować na zmieniające się światło, aby utrzymać stałą ekspozycję. Spróbuj panoramować, gdy ktoś wyjdzie
z cienia na jasne światło słoneczne, a zobaczysz krótki wybuch prześwietlenia, dopóki system nie nadrobi
zmienionych warunków oświetleniowych.
Ale lenistwo autoekspozycji nie jest tak trudne, jak jego głupota (cudowne słowo wymyślone przez
artystę/filozofa Steve'a Allena). Obwody kamery mają tylko tyle inteligencji, aby określić, ile światła pada
na chip kamery. Nie mają mózgu, by rozszyfrować obraz, który tworzy światło, nie mówiąc już o określeniu, którą część
tego obrazu należy właściwie naświetlić.
Zdecydowany kontrast
Która część? Dlaczego system nie może prawidłowo wyeksponować wszystkich części obrazu? Ponieważ chip nie zawsze radzi sobie
kontrast między ciemnymi i jasnymi obszarami.
„Kontrast” to różnica jasności między najjaśniejszymi i najciemniejszymi częściami obrazu. Jest wyrażany jako
stosunek, na przykład cztery do jednego, co oznacza, że najjaśniejszy punkt na obrazie jest cztery razy jaśniejszy niż najciemniejszy.
W zakresie kontrastu systemu, szczegóły w obszarach jasnych („podświetlenia”) i ciemnych („cienie”) są wyraźne
i czytelne. Powyżej i poniżej tego zakresu światła „wypalają się” lub stają się plamami czystej bieli, a cienie „blokują się” lub opadają do jednolitej czerni. Cztery do jednego to tak szeroki współczynnik kontrastu, jaki może utrzymać system wideo.
Problem w tym, że w rzeczywistych scenach kontrast jest zwykle wyższy – często znacznie wyższy. Na przykład, jeśli fotografujesz twarz pod światło
na jasnym błękitnym niebie, prawidłowa ekspozycja może wynosić f/4 dla twarzy i f/22 dla nieba. To współczynnik kontrastu
od 32 do 1–osiem razy większy niż jest w stanie obsłużyć kamera.
Co więc może zrobić kiepska kamera? Proste:prawidłowo rejestruje te części sceny, które mieszczą się w jego zakresie kontrastu
i pozwala innym wypalić się lub zablokować.
Które części mieszczą się w jego zakresie? Zależy to od dwóch cech systemu automatycznej ekspozycji:która część obrazu
odczytuje w celu obliczenia ekspozycji i która część widma czerni do bieli preferuje.
Miara do miary
Niektóre systemy ekspozycji jedynie uśredniają jasność całego obrazu i odpowiednio ustawiają przysłonę. To
działa wystarczająco dobrze, gdy ważne elementy obrazu znajdują się w środku skali szarości.
Ale w naszym przykładzie zacienionej twarzy na jasnym niebie, ten system prześwietliłby niebo i niedoświetli
twarzy, ponieważ żaden element nie jest średnio szary.
Kolejnym krokiem w kierunku wyrafinowania jest system, który ustawia ekspozycję tak, aby faworyzować najjaśniejsze miejsca. Ze względów psychologicznych
widzowie znacznie lepiej tolerują nieprzezroczyste cienie niż rozbłyskujące światła. Przesuwając ekspozycję w stronę górnego
końca skali szarości, ten typ systemu chroni jasne obszary przed wypaleniem. Karą jest to, że więcej
obrazu znajduje się w niewyraźnym cieniu. Dzięki temu systemowi nasze niebo byłoby doskonale odsłonięte, ale zacieniona twarz byłaby
czarną dziurą.
Ten problem skłonił projektantów kamer do myślenia:hmmm :większość twórców wideo umieszcza ważną część
obrazu na środku kadru, prawda? OK, sprawimy, że system ekspozycji zmierzy tylko ten ważny
obszar środkowy.
Dobrze, z wyjątkiem tego, że ten kompromis doskonale eksponuje naszą zacienioną twarz, ale sprawia, że błękitne niebo jest upiornie białe.
Następnym krokiem było „uśrednianie ważone”, w którym kamera odczytała cały obraz, ale nadała środkowej części
dodatkowe znaczenie.
Niektóre kamery mają tryb pomiaru „punktowy” lub „podświetlony”, który ustawia ekspozycję na podstawie najjaśniejszego
obszar obrazu. Ten tryb jest przydatny podczas fotografowania silnie oświetlonego obiektu na ciemnym tle. Pomiar świateł
poprawnie odsłoni wykonawcę oświetloną punktowo, zamiast zamieniać ją w promiennego ducha.
I tak poszło, a inżynierowie opracowali coraz bardziej wyrafinowane kompromisy w zakresie pomiarów. Ale te kompromisy
nie działają idealnie, z bardzo prostego powodu:automatyczny system nie może właściwie wyeksponować ważnych elementów
obrazu, ponieważ nie może wiedzieć, czym one są. Tylko Ty możesz to wiedzieć, co oznacza, że czasami musisz wejść
do środka, zakasać rękawy i osobiście przejąć kontrolę nad systemem naświetlania.
Przejmowanie opłat
Można to zrobić na kilka sposobów. Na najprostszym poziomie możesz użyć przycisku „podświetlenia” aparatu.
Oto jak:kiedy widzisz, że masz zamiar sfotografować, powiedzmy, ciemną twarz na jasnym niebie, naciśnij ten przycisk i
otworzy się przysłona obiektywu w górę (w zależności od aparatu) o jeden, 1,5 lub dwa przesłony szersze niż
normalne ustawienie miernika. Dopuszczone dodatkowe światło poprawia ekspozycję ciemnej twarzy.
Problem z tym podejściem polega na tym, że obiekt oświetlony od tyłu może nie mieć „właściwej” liczby przesłon zbyt ciemnych. W
naszym poprzednim przykładzie niebo potrzebowało f/22, a twarz f/4. Jeśli przełącznik podświetlenia otworzyłby obiektyw o dwa stopnie f
, ekspozycja byłaby o f/11-dwa za duża dla nieba, ale nadal o trzy stopnie za mała dla twarzy. W tej
typowej sytuacji żadna część obrazu nie byłaby prawidłowo wyeksponowana.
Krótko mówiąc, przycisk podświetlenia może nieco pomóc w niektórych sytuacjach, ale jest naprawdę mało elastyczny. Drugi rodzaj
przełącznika kompensacji zmienia mierzony obszar. Przy normalnym ustawieniu miernik światła mierzy większość obrazu.
Ale po naciśnięciu tego przycisku miernik odczytuje tylko środkową część. Jeśli użyłeś tego podejścia, aby zrekompensować
podświetlony obiekt, istnieje duże prawdopodobieństwo, że uzyskasz doskonałą ekspozycję na zacienionej twarzy.
Bardziej zaawansowane aparaty umożliwiają precyzyjne dostrojenie przysłony obiektywu. Niektóre kamery mają sterowanie przysłoną, które ustawia przysłonę w dowolnej pozycji, od pełnego otwarcia do całkowitego zamknięcia. Na przykład w trybie ręcznym Panasonic AG-455 umożliwia
zmianę przysłony w bardzo małych krokach, podczas gdy w wizjerze pojawia się dokładny odczyt przysłony.
Wskazówki dotyczące lepszej ekspozycji
W porządku, kamera pozwala więc na kontrolowanie ekspozycji, przynajmniej do pewnego stopnia. Świetnie, ale najpierw
najpierw. Zanim zaczniesz bawić się kontrolkami aparatu, spróbuj poprawić warunki oświetlenia, zmniejszając kontrast:
Robiąc zdjęcia pod światło, unikaj fotografowania nieba lub innego jasnego tła. Pomoże to utrzymać wystarczająco mały
zakres kontrastu, aby można było go obsłużyć. Rozwiązanie jest często tak proste, jak przesuwanie obiektu lub kamery.
Aby wyeliminować „opóźnienie” ekspozycji, gdy obiekt przesuwa się z ciemnego tła na jasne (lub odwrotnie), nie
podążaj za ruchem w jednym ujęciu panoramicznym. Zamiast tego ustaw akcję w dwóch kolejnych ustawieniach, jednym zacienionym, drugim słonecznym.
W ten sposób możesz przeciąć dwa równie dobrze naświetlone ujęcia.
Na zewnątrz wypełnij cienie reflektorami. (Aby uzyskać porady, jak to zrobić, zobacz artykuł Michaela Loehra „Outside
Lighting” w Videomakerze z października 1994 r. .)
W pomieszczeniach użyj lampy zamontowanej na aparacie, aby wypełnić cienie. Lub kup niedrogi halogenowy reflektor roboczy na stojaku
podłogowym i odbijaj jego światło od jasno kolorowego sufitu, aby uzyskać ogólne światło wypełniające.
Przede wszystkim zwróć uwagę na zakres kontrastu każdej nagrywanej sceny.
Profesjonaliści robią to, sprawdzając obraz na dobrze skalibrowanym monitorze (z wyjątkiem kręcenia wiadomości, sportu i niektórych
rodzajów filmów dokumentalnych), i ty też powinieneś. Najlepszy wizjer aparatu nie może pokazać subtelności
obrazu. Do sprawdzenia kontrastu wystarczy nawet czarno-biały przenośny telewizor – a można go kupić za mniej niż 100 USD.
Kiedy zewnętrzny monitor jest niepraktyczny, wypróbuj tę sztuczkę:spójrz na scenę ze zmarszczonymi oczami, aż
powieki są prawie zamknięte. Zmniejszy to zdolność twoich oczu do radzenia sobie z kontrastem mniej więcej do poziomu kamery
a zobaczysz światła i cienie tak, jak wyglądają na taśmie.
Użyj tego systemu do określenia kontrastu w scenie. Jeśli jest zbyt duży i nie możesz go zmniejszyć, wybierz inne
tło.
A jeśli nie jest to możliwe, użyj ręcznej lub kompensacyjnej kontroli, aby ukierunkować ekspozycję na najjaśniejsze miejsca.
Ponownie widzowie akceptują atramentowe cienie znacznie lepiej niż rozbłyski rozjaśniające palące gałki oczne.
Słowo o poziomach światła
W niektórych sytuacjach problemem nie jest zbyt duży kontrast, ale zbyt mało światła. Wiele kamer będzie nagrywać w bardzo słabym
oświetleniu, ale płacą one karę za swoją czułość:obrazy przy słabym oświetleniu są mroczne i ziarniste.
Dlaczego? W bardzo słabych warunkach oświetleniowych CCD nie może odbierać światła 1X, nawet przy szeroko otwartym obiektywie. Kiedy to się
zdarzy, kamera wzmacnia słaby sygnał do 1X, wzmacniając go dokładnie tak, jak zwiększasz wzmocnienie w
wieży stereo. To nie przypadek, że sterowanie tą funkcją nazywa się „wzmocnieniem”. Niektóre kamery są wyposażone w wybieralny przełącznik „wzmocnienia
w górę”. Inne zaczynają wzmacniać sygnał, gdy tylko poziom światła spadnie poniżej 1X.
Problem polega na tym, że podczas wzmacniania sygnału kamera wzmacnia niepożądany szum wideo jak
dobrze. Ten szum wideo przybiera postać ziarnistych lub „śnieżnych” obrazów o zabłoconych, niedokładnych kolorach. Jedynym sposobem
uniknięcia szumu wideo jest dodanie wystarczającej ilości światła, aby kontrola wzmocnienia nie była potrzebna.
Ekspozycja i szybkość migawki
Podczas normalnego filmowania Ty lub Twoja kamera możecie zarządzać ekspozycją, zmieniając przysłonę obiektywu, ale szybkość migawki
również ma znaczenie. Pamiętaj, że zaczęliśmy od stwierdzenia, że właściwa ekspozycja zależy zarówno od ilości światła wpadającego do
obiektywu w dowolnym momencie, jak i od ilości czasu przeznaczonego na przechowywanie go w matrycy CCD. Czas ten nazywany jest
czasem otwarcia migawki, mimo że kamera w rzeczywistości nie jest wyposażona w migawkę. Termin pochodzi od porównania
kamery do jej starszych odpowiedników, aparatu fotograficznego.
Wiele kamer umożliwia zwiększenie szybkości migawki w celu wyostrzenia poszczególnych klatek szybko poruszających się
obiektów. Za każdym razem, gdy podwajasz szybkość migawki, skracasz o połowę czas, w którym chip może akumulować światło. Aby zrekompensować tę stratę, kamera otwiera przysłonę obiektywu o jeden stopień przysłony za każdym razem, gdy podwajasz czas otwarcia migawki. Żaden
problem, jeśli jest wystarczająco dużo światła.
Załóżmy na przykład, że chcesz przeanalizować formę koszykarza, ustawiając czas otwarcia migawki na 1/2000
sekundy. To jedna piąta światła, które chip otrzymałby w 1/60 sekundy, więc kamera musiałaby otworzyć obiektyw
o pięć stopni, aby to skompensować.
Ale ponieważ już fotografujesz z przysłoną f/4 na sali gimnastycznej, Twój obiektyw nie ma już pięciu przysłon do otwarcia. Aby to zrobić, system naświetlania musiałby ustawić obiektyw na nieistniejącym f/0.95. Nie można osiągnąć 1X przez poszerzenie
przysłony, kamera zamiast tego zwiększy wzmocnienie, zmniejszając w ten sposób jakość obrazu.
Twój system następnej ekspozycji
Chociaż prawdopodobnie nie wybierzesz następnej kamery na podstawie jej systemu naświetlania, te funkcje
powinny być częścią Twojej decyzji o zakupie. Oto kilka ogólnych wskazówek:
Wymagaj więcej niż przycisk podświetlenia typu „bierz lub puść”. Potrzebujesz przynajmniej pewnego rodzaju kontroli tęczówki. W rzeczywistości, jeśli
podchodzisz bardzo poważnie do jakości obrazu, kup kamerę, która oferuje pełną ręczną kontrolę przysłony.
Poszukaj przełączalnego obszaru pomiaru, aby ustawić ekspozycję w oparciu o całą klatkę lub jej środkową
część.
W sklepie sprawdź szybkość systemu naświetlania, szybko przesuwając wnętrze sklepu do znacznie jaśniejszej
sceny, takiej jak szklana witryna sklepu.
Wybierz przełączaną kontrolę wzmocnienia. W ten sposób w warunkach słabego oświetlenia możesz wybrać, czy chcesz wzmocnić
obraz (i towarzyszący mu hałas).
Niezależnie od tego, którą kamerę wybierzesz, pamiętaj, że automatyczna ekspozycja to tylko udogodnienie przy szybkim
brudnym filmowaniu. Aby uzyskać najlepszą jakość obrazu, twórca wideo powinien samodzielnie kontrolować ekspozycję.
Dobre strzelanie!