Понимание и использование зональной системы. Как это работает. Месяц и час

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.

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.

При съемке фотографу всегда приходится решать задачу установки правильной экспозиции. Это связано с тем, что фотоматериалы могут передавать только ограниченный диапазон яркостей, причем у фотобумаги он уже чем у фотопленки (кстати этим и объясняется, то что незначительные ошибки на пленке легко исправляются при печати на фотобумаге).

Использование теории Адамса значительно упрощает выбор экспозиции для сложных условий освещения.

По этой теории любой освещенный объект можно разбить на 10 зон или ступеней от самого яркого до самого темного. Переход от одной ступени к другой соответствует одной ступени экспозиции (т.е. изменению ее в 2 раза) и тона воспроизводятся на обычной пленке пропорционально, т.е. если один из тонов воспроизведен верно, то все остальные будут располагаться в соответствующем относительно друг друга порядке. Ниже условно описаны эти ступени:

При выборе экспозиции главное определить наиболее важный для воспроизведения тон, остальные тона в обе стороны от основного так же будут правильно воспроизведены в пределах диапазона передаваемых фотоматериалом яркостей.

Большинство экспонометров калибруются из расчета отражения поверхностью 18% света, что соответствует пятой зоне. Внизу приведен рисунок квадрата с примерно такой отражающей способностью, если его распечатать на бумаге.

Поскольку экспонометр не способен определить отражающую способность поверхности, то результат при таком измерении должен получаться среднесерым как при съемке белых так и черных поверхностей. При недоэкспозиции изображение становится более темным, а при переэкспозиции более светлым. Если снимать по показаниям экспонометра, то значит мы относим изображение к пятой зоне.

При съемке на негативную пленку светлые объекты получаются темными, а темные светлыми. Если затем распечатать изображение на фотобумаге и замерить экспонометром экспозицию от самых светлых и самых темных участков, то разница получится в пределах 4-5EV.

Негатив хорошо передает детали в пределах плотностей 0,34 - 0, 97, т.е. в пределах примерно пяти- шести зон. На более светлых или более темных участках детали будут уже плохо различимы.

Например при съемке в лесу мы хотим, чтобы хорошо проработались детали коры почти черного дерева - это соответствует 2 зоне. При установке экспозиции по этим участкам у нас проработаются детали с нулевой по четвертую зону, т.е. все зоны выше четвертой будут выглядеть белыми. Поэтому желательно изменить экспозицию на две ступени от измеренной, до четвертой зоны, тогда правильно будут экспонированы все детали со второй по шестую зону, т.е. даже относительно светлые детали будут иметь прорисовку тонов.

Рассмотрим вышеописанный пример с приведением конкретных цифр: съемка дерева на снежном фоне. Результаты замера дали нам следующие результаты:

При этом следует учитывать, что мы не можем измерить точно отдельные темные участки на коре, а получаем какое-то среднее значение отраженного света, поэтому, чтобы гарантированно получить проработку теней, добавим еще две ступени к теням:

В случае, если диапазон яркостей не перекрывает 6 ступеней, то достаточно взять среднее значение, в противном случае придется жертвовать либо деталями в тенях, либо деталями в светах.

Для упрощения расчетов надо хорошо помнить или иметь под рукой шкалу изменения диафрагм:

F1.4 f2 f2.8 f4 f5.6 f8 f11 f16 f22 f32 f45

Замеряем экспозицию в тенях и принимаем ее за точку отсчета:

Замеряем экспозицию в светах и считаем количество ступеней между ними:

В данном случае это пять ступеней и для того, чтобы хорошо проработались и света и тени можно взять либо f11 либо f16, т.е. сделать экспокоррекцию +2 или +3 относительно замеренной по теням.

Данная публикация не является описанием уже известной зонной системы, разработанной достаточно давно американским фотохудожником Анзелом Адамсом. Также она не посвящается вопросам правильного использования экспонометров, чему уделялось внимание практически во всех фотографических учебниках и даже специально посвященных изданиях. Здесь обобщен собственный опыт автора с учетом реально проверенных возможностей различных фотоматериалов, с рассмотрения которых и целесообразно начать.

Возможности фотографического воспроизведения

При рассматривании деталей реальной картины глаз способен быстро приспосабливаться к различным яркостям. Поэтому для нас не представляет сложности сразу видеть во всех подробностях обстановку в комнате и вид за окном. Механизм образования фотоизображения несколько иной и диапазон одновременно воспринимаемых яркостей как правило не превышает всего 1:16 (что соответствует фотографической широте L=1,2). Это означает, что реальная картина может быть изображена правильно только при том условии, что самая яркая ее деталь светлее самой темной всего лишь в 16 раз. Если же что-либо окажется светлее или темнее в большей степени, то на снимке оно изобразиться как и предельно возможное светлое или темное. В зависимости от условий экспонирования сюжет с комнатой и окном, имеющий гораздо больший диапазон яркостей, может быть изображен только либо как нормальный вид комнаты при совершенно белом прямоугольнике окна, либо приемлемый вид за окном на совершенно черном фоне- все что останется от комнаты.

Следует сразу отметить, что негативные пленки могут воспринимать больший диапазон яркостей, но тогда при печати различные фрагменты негатива потребуют разной выдержки. Если же печать всей площади кадра делается в одну экспозицию, например в принтерах для экспресс- печати, то воспроизводимый диапазон также не превышает 1:16. Калибровка экспонометра

Все экспонометры, как ручные с различным углом восприятия, так и встроенные в фотоаппаратуру рассчитываются из соображений, что рекомендуемые ими параметры съемки будут правильны если измерялся некоторый средне-серый объект или же картина, которая содержит более светлых деталей приблизительно столько же сколько и более темных. Средне-серым объектом при этом считают такой, который отражает 18% падающего света, что согласно всем публикациям соответствует отражательной способности лица, тыльной стороне кисти руки и т.п.

Однако простое измерение уже демонстрирует, что отражательная способность незагорелой кожи как минимум вдвое больше. Кроме того, измерительные устройства, особенно отечественного производства часто при изготовлении настроены неточно. Любой фотограф, имеющий в своем распоряжении несколько экспонометров или полу- и автоматических фотокамер может в этом легко убедиться, определив экспозицию для некоторого одного и того же объекта, например пасмурного неба.

Поэтому каждый экспонометр прежде всего требует правильной калибровки по эталону, который всегда с собой - ладони. Для этого при некотором равномерном освещении производится измерение яркости ладони (т.е. в зону восприятия прибора ничего больше не должно попадать) и определяется экспозиция. Затем потребуется сфотографировать кисть руки ладонью к объективу с различными экспозициями с шагом полделения диафрагмы в пределах двух ступеней от рекомендованной прибором в сторону недодержек и передержек. Для такого тестирования желательно воспользоваться обращаемой пленкой (для слайдов), как наиболее критичной к точности экспонирования при условии, что процесс обработки будет строго стандартным.

Возможная ошибка экспонирования, которая определится после проявки, может компенсироваться введением в экспонометр значений светочувствительности, больших или меньших от указанных изготовителем материала в известное число раз. Некоторые экспонометрические устройства имеют возможность внесения коррекции, которую и удобно задействовать по результатам такой проверки. И, наконец, практически все устройства содержат внутри подстроечный потенциометр, регулировкой положения которого можно привести результаты измерения к требуемым. Но это требует разборки аппаратуры, что не всегда можно рекомендовать.

Имеется возможность проверить правильность калибровки. При интегральном измерении светлого пейзажа в летний полдень по ходу солнечных лучей рекомендуемая выдержка при диафрагме 16 должна составить 1/величина чувствительности пленки.

Простейшее использование экспонометра

Как новичкам, так и профессионалам можно рекомендовать несложный прием экспонометрии, который удобен и обеспечивает требуемую точность во многих случаях съемки, особенно с изображением человека. Для этого собственная ладонь помещается в те же условия освещения, что и снимаемый сюжет и для нее определяется экспозиция. Принципиально этот метод идентичен измерению падающего света ручным экспонометром с молочным светофильтром на фотоприемнике. Ошибок при таком подходе будет гораздо меньше, чем при непосредственном интегральном измерении самого сюжета, когда требуется решать, что включать в зону восприятия или какую коррекцию внести в результат измерения если фон оказывается светлее или темнее главного объекта и занимает значительную часть кадра. Съемка дублей с разной экспозицией потребуется разве что в случаях когда вы не уверены в величине чувствительности материала. Но совершенно бесполезен предложенный метод когда фотографируются объекты, которые не переотражают свет, а сами являются источником света.

Зонная система при съемке

Необходимость в зонной системе экспонометрии возникает при повышении требовательности к результатам съемки, когда беспокоит не только правильное воспроизведение средне-серых тонов, но и самых светлых и темных сюжетно важных деталей, их "укладывание" в диапазон фотографической широты.

Сущность зонной системы заключается в том, что экспозиция определяется не только для средне-серого (в некоторых случаях она может и вовсе не определяться), но и для сюжетно важных светлых и темных элементов изображения. Получив параметры съемки (выдержки или отверстия диафрагмы для некоторой выдержки) необходимые для правильного экспонирования темных, средних и светлых элементов принимается решение о требуемой для съемки выдержке или диафрагме. При этом часто приходится жертвовать правильным изображением некоторых деталей либо принимать меры для их приведения в допустимый диапазон, например за счет дополнительной подсветки. Разумеется, все это возможно, когда съемка не требует быстроты принятия решения что, например, для фотожурналистов совершенно неприемлемо.

Экспозиция, требующаяся для некоторого элемента изображения может быть определена на основе локального или точечного замера яркостей. При локальном замере экспонометр подносится достаточно близко к измеряемой поверхности, с таким расчетом, чтобы в его зону восприятия не попадало ничего лишнего. Важно, чтобы при этом в эту зону не попала тень руки или возможные блики, которые не видны с точки съемки. Для точечного измерения служат специальные приборы, у которых зона восприятия составляет всего 1-3 град. Приборы с точечным измерением позволяют выполнить все процедуры не уходя с выбранной для съемки точки. Точечные, а также другие экспонометры, у которых глазок фотодатчика невелик могут быть использованы для точечных измерений по матовому стеклу средне- и крупноформатной камеры. Выдержки при этом считываются против индекса 1,7 (между 1,4 и 2) на шкале диафрагм экспонометра при полном или даже рабочем отверстии диафрагмы. Если чувствительность прибора позволяет это сделать, то удастся избежать пересчетов при переходе к рабочему отверстию. Номинальное значение чувствительности пленки справедливо только в случае определения экспозиции для средне-серого элемента (ладонь, незагорелое лицо и т.п.). Для других элементов экспозиция определяется при скорректированном значении светочувствительности. Могут быть использованы данные следующей диаграммы:

Таким образом, для определения экспозиции в тенях в общем случае берется величина чувствительности вшестеро больше номинальной, светов - втрое ниже. Как уже отмечалось, диапазон яркостей негативной пленки может быть шире- 1:32 и даже 1:64 в случае выравнивающего проявления. Однако печать с таких негативов будет невозможна в одну экспозицию и потребует корректировки для разных фрагментов кадра.

Что выбрать в качестве самых светлых и самых темных элементов? На этот вопрос невозможно дать справедливые во всех случаях советы. Разумеется, поверхность снега, белая бумага или одежда должны изображаться на снимке как предельно светлые. Но бессмысленно пытаться вписать в допустимый диапазон яркости источников света (солнца, ламп, фонарей) и их зеркальные блики на гладких поверхностях. Также снимок будет некачественным, если на нем не будет присутствовать проработка темных деталей. Поэтому для малоконтрастных сюжетов ("в тумане") важнее всего воспроизведение самых темных элементов на границе диапазона. Но ненужно стремиться привести к этой границе темные детали освещенной ночной улицы: снимок станет напоминать снятый днем. Визуально будет совершенно нормальным если самые темные места такого снимка "утонут в черноте" и лучше сосредоточить внимание на правильном воспроизведении светов.

Итак, возможны три случая по результатам определения экспозиции в области черного, светлого, и серого.

1. Все три экспозиции практически (с точностью до полступени) совпали. Это идеальный случай. Можно приступать к съемке если есть уверенность, что сюжетно важные светлые и темные элементы выбраны правильно.
2. Диапазон яркостей уже, чем 1:16 ("сюжет в тумане"), т.е. выдержка для светлого получилась более чем вдвое дольше чем для темного. Приоритет здесь за экспозицией по темным деталям, иначе получится разбеленный слайд или "забитый" негатив.
3. Диапазон яркостей больше широты материала, выдержка для темного более чем вдвое длиннее выдержки для светлого. Решение в данной ситуации требует определенного опыта. Исходя из замысла следует определить что важнее для данного снимка. Если важна проработка белой одежды или красивых облаков- выбирают экспозицию "по светлому". Если обстановка в комнате важнее вида за окном - то "по темному". Можно также пойти по пути сужения имеющегося диапазона яркостей, например за счет локальной подсветки темных деталей будущего снимка. Для снижения яркости неба служат оттененные светофильтры. Можно просто дождаться, когда за окном станет темнее.

При работе в области низких яркостей, когда выдержка может составить секунду и более потребуется также учет действия закона невзаимозаменяемости экспозиций, что потребует дополнительного увеличения выдержки. Степень такого увеличения зависит от типа материала. В среднем выдержку следует увеличивать вдвое, если определенная экспонометром величина составляет несколько секунд и в 3-4 раза, когда счет идет на десятки секунд и минуты.

Зонная система при печати

Отсутствие примеров применения зонной системы в практике определения экспозиции при печати является совершенно нелогичным. Во многих случаях печать не требует такой спешки как съемка в неожиданных ситуациях. Проведение тщательных измерений позволяет экономить дорогостоящую фотобумагу, во многих случаях затраты времени на измерения и расчеты меньше, чем на пробную печать с данного негатива. Проблемы узкого и широкого диапазона плотностей негатива здесь часто успешно решаются за счет сокращения экспозиций при печати одних фрагментов снимка и/или удлинения в других. Кроме того, ранее выпускалось промышленное устройство для фотопечати "Оптимак-ЦФ", где применимость принципа зонной экспонометрии заложена на аппаратном уровне, но, к сожалению отсутствует программная возможность расчета выдержек по результатам измерений в нескольких зонах.

Особенностью фотопечати является то, что светочувствительность бумаг строго не нормируется и сильно зависит от позитивного процесса. Поэтому пробная печать и калибровка экспонометра требуются всякий раз перед началом работы.

Негатив для пробной печати должен иметь диапазон плотностей заведомо больший, чем широта бумаги нормальной контрастности (она в данном случае всего 1:6, L=0,8). Это может быть изображение нейтрально-серой ступенчатой шкалы или некий пестрый сюжет, в котором присутствует изображение человека (достаточно незагорелого лица, руки и т.п.). На ступенчатой шкале плотности лица соответствует поле 0,40.

Пробной печатью такого негатива подбирается выдержка, когда лист после нормальной обработки дает приемлемый отпечаток. Затем проводится измерение в области плотности лица на экране увеличителя и калибруется экспонометр. Специальные экспонометры для фотопечати калибруются за счет подбора положения регулятора чувствительности, пока прибор не укажет выдержку, с которой делалась печать. Можно использовать обычные экспонометры, которые калибруются после замера путем совмещения некоторого деления шкалы диафрагм с установленной пробным путем выдержкой. В дальнейшем выдержку считывают против этого индекса. Если используются люксметры или "Оптимак-ЦФ", которые индицируют освещенность в плоскости экрана, то вычисляется архивное число, как произведение освещенности на выдержку. Новые выдержки получаются путем деления архивного числа на результат измерений. Исходя из узкого диапазона фотографической широты бумаги 1:6, экспозиция в области самого светлого (на негативе!) может быть в 4 раза больше, чем в области средне-серого и в 6 раз больше, чем в области темного:

При использовании ручных экспонометров можно соответствующим образом варьировать величину чувствительности (по данным на диаграмме) или просто помнить, что после измерений в темных областях негатива выдержку увеличить в 1,5 раза от указанной экспонометром, а после измерений в светлых областях- уменьшить в 4 раза. На диаграмме также указаны пределы при работе с мягкой бумагой (1:16). В случае же сверхконтрастных бумаг, широта которых всего 1:2, лучше отказаться от экспонометрии, поскольку нет приборов, работающих с достаточной для этого точностью. Печатать придется традиционным методом проб. Главное удобство зонной экспонометрии при печати состоит в том, что после определения выдержек для печати светлых, темных и средне-серых областей негатива не требуется решать чему отдать предпочтение как в некоторых случаях съемки. По разнице выдержек легко определить какое время прикрывания или пропечатывания потребуют те или иные области снимка. Автор имел опыт использования программируемого калькулятора для расчета выдержек и их разностей после измерений освещенности в различных точках экрана при работе с комплектом "Оптимак-ЦФ". Измерение и расчеты занимают около одной минуты, что заведомо меньше требуемого времени на получение пробы.

При переходе к значительно большим выдержкам может сказаться действие закона несовместимости экспозиций, что потребует дополнительной коррекции всех выдержек в большую сторону. Степень такой коррекции сложно учесть заранее, поскольку она находится в сильной зависимости от типа бумаги. Проблемы несложно избежать если печать (в том числе и первого пробного снимка) вести при приблизительно одинаковой освещенности на экране. В случаях небольших увеличений, при печати первой пробы и контролек освещенность может быть снижена за счет размещения в лотке увеличителя матового стекла, листов бумаги или просто дополнительным диафрагмированием объектива. При работе с "точечным" источником света в увеличителе имеется единственный способ управлять освещенностью путем регулирования напряжения на лампе. Последний путь также ведет к изменению спектрального состава излучения лампы учет которого потребует при измерениях размещения синего светофильтра перед светочувствительным элементом экспонометра.

статья предоставлена с любезного разрешения автора специально для фото-школы Е. Счастливой

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).