Экспозиционная автоматика

Задача автоматического экспонометра цифрового фотоаппарата - замерить интенсивность светового потока, попадающего на сенсор, определить последовательность экспозиционных пар и выбрать из этого ряда такую пару, которая бы в максимальной степени соответствовала характеру съемки.

В простейших экспозиционных автоматах пара "выдержка-диафрагма" выбирается по линейному алгоритму. То есть всегда выбирается среднее значение выдержки и диафрагмы из общего ряда экспопар. Поскольку в автоматических камерах затворы и диафрагмы работают бесступенчато, экспозиционные пары могут выглядеть иначе, чем пары стандартного ряда. Например, автомат может установить выдержку 1/170 и диафрагму 3,8. Но соотношение выдержки и диафрагмы при этом остается в рамках нормы, определяемой замером попадающего на сенсор света.

Таким же образом работает универсальная программа установки экспозиции в камерах среднего и старшего уровня. Однако в этих фотоаппаратах есть механизмы автоматической установки параметров экспозиции, более подходящих к определенным условиям. Например, в программе "спорт" экспонометр выберет из ряда экспозиционных пар самую короткую выдержку и установит соответствующую ей диафрагму. В результате камера сможет зафиксировать быстро перемещающиеся объекты, но глубина резкости при этом уменьшится. В режиме "портрет" происходит то же самое, но экспонометр при этом выбирает максимальное значение диафрагмы и устанавливает соответствующую ему выдержку, поскольку главная цель портретной программы уменьшение глубины резкости для получение наиболее эффектного снимка.

Чтобы правильно определить экспозиционные параметры, в экспонометр необходимо ввести значение светочувствительности сенсора. Цифровые фотоаппараты снабжены схемой аппаратной интерполяции, усиливающей светочувствительность. Значение светочувствительности выбирается в экранном меню дисплея выбором соответствующей опции (если меню англоязычное, то это пункт Sensitivity). Обычно установок четыре - Auto, 100, 200 и 400 (в некоторых моделях ряд может быть длинней - до 800, 1600 и вплоть до 3200). Светочувствительность указывается в стандартных единицах ISO. Нормальное положение минимальное, в данном случае 100 ISO. Это значение равно истинной светочувствительности сенсора, при котором матрица работает в обычном режиме, а схема интерполяции отключена. Режим Auto автоматически переключает сенсор в режим увеличенной светочувствительности при недостатке света и невозможности выбора экспозиционной пары, при которой сенсор будет экспонирован нормально. Следует заметить, что при включенном автоматическом режиме срабатывания встроенной вспышки светочувствительность будет увеличена в последнюю очередь, когда экспозиционный автомат придет к выводу, что света вспышки недостаточно.

Рис. 8.3. Диск установки светочувствительности сенсора камеры Canon PowerShot G7

При выборе увеличенного значения светочувствительности сенсора и при срабатывании схемы автоматического увеличения чувствительности АЦП камеры присваивает электрическим сигналам ячеек матрицы более высокое значение яркости. В результате получается более яркое изображение, как если бы сенсор и в самом деле обладал более высокой светочувствительностью. Но поскольку в данном режиме сигналы ячеек матрицы не соответствуют уровню реальной их засветки, резко возрастает уровень шумов сенсора. Возникают цветовые ореолы на границах контрастных переходов, а в тенях появляются цветные пятна. Это неизбежное последствие аппаратной интерполяции, устранить которое невозможно в принципе (но можно уменьшить, что и наблюдается в дорогих камерах). Сам процесс возникновения шумов непредсказуем, а убрать шумы при обработке снимка в графическом редакторе практически невозможно. Поэтому режим искусственного увеличения светочувствительности сенсора следует включать лишь в случае крайней необходимости (когда техническое качество снимка отходит на второй план).

Раз уж мы заговорили об аппаратной интерполяции, сделаем небольшое отступление от темы и ненадолго вернемся к теме " цифрового зума ".

При цифровом увеличении фокусного расстояния тоже работает аппаратная интерполяция. В этом режиме экспонируется только половина поля сенсора (если зум двукратный), его центральная часть. Затем процессор камеры дополняет истинные пиксели несуществующими, удваивая разрешение снимка. В результате получается снимок полного разрешения, но половинного размера, возникает эффект увеличения фокусного расстояния объектива и сужения угла зрения. Однако, на практике интерполированные снимки выглядят просто ужасно. Дело в том, что компьютер фотоаппарата дополняет истинные пиксели несуществующими, присваивая им усредненные значения яркости и цветности, позаимствованные у соседних, реальных пикселей. При этом контраст изображения снижается, картинка становится размытой, нерезкой. При небольших увеличениях, да еще при просмотре на компьютерном мониторе вроде бы терпимо, но при печати интерполяция выходит боком - снимок неизбежно портится.

Точно так же работает и механизм программной интерполяции графического редактора. Вырежьте центральную часть снимка и удвойте разрешение, выбрав соответствующий пункт в меню программы. Результат увидите сами, хотя программная интерполяция работает чище и лучше, чем аппаратная - сказывается более совершенная программа и более мощный процессор персонального компьютера. Кроме того, разрешение фотографии в графическом редакторе можно вернуть к изначальному, отменить изменения и уж во всяком случае действовать осторожно, наблюдая получаемый результат...

И снова об автоматическом экспонометре цифрового фотоаппарата. Очень часто возникают ситуации, когда автомат экспозиции ошибается. Классический случай - фигура человека на снегу. Общая освещенность очень высока. Экспонометр установит значения выдержки и диафрагмы, исходя именно из интенсивности светового потока, отраженного снегом. В результате фигура человека получится на снимке слишком темной, детали в тенях будут непроработаны и плохо различимы. "Обмануть" экспозиционный автомат позволяет механизм введения экспозиционной поправки.

Экспозиционная поправка - это принудительное изменение значения светочувствительности сенсора при отсутствии реальных изменений самого значения, вводимого в экспонометр. Обычно вручную можно ввести две ступени значения светочувствительности в сторону увеличения и две ступени в сторону уменьшения. То есть для сенсора нормальной чувствительности в 100 ISO можно оперативно ввести значение от 25 до 400 единиц ISO. Шаг поправки - 1/3 ступени, что позволяет вносить небольшие коррективы экспозиции, не искажая снимок.

В случае съемки человека на снегу внесение экспозиционной поправки позволит добиться на снимке хорошо проработанной фигуры человека ценой передержки по снеговому полю. В большинстве случаев это вполне допустимо (снег-то все равно остается белым, только получится ярче и... белее).

Экспозиционную поправку можно ввести через экранное меню дисплея. Для этого следует нажать на верхний край джойпэда камеры. На экране появится меню, из которого тем же джойпэдом следует выбрать нужное значение в сторону увеличения или уменьшения светочувствительности.