CLONA:ČAS:ISO=EV .......aneb škola pro začátečníky
Pro všechny světelné podmínky (pro každou úroveň jasu osvětlení scény) je odvozena z anglického výrazu Exposure Value, a je výsledkem správně zvoleného poměru hodnoty clonového čísla (AV-Aperture Value), expozičního času (TV-Time Value) a citlivosti filmu nebo digitálního snímače (ISO).
Pochopení vztahu mezi uvedenými základními parametry ovlivňujícími výslednou expozici je naprostým základem ve vzdělání každého fotografa, a právě proto je toto téma úvodem k nové rubrice Fotojesle. Digitální fotoaparáty do značné míry volbu správné expozice usnadňují díky možnosti okamžité kontroly snímků, přesto není výjimkou, že se uživatel fotoaparátu do všech těch nastavení tak trochu zamotá a výsledné fotografie jsou žalostné, a to navzdory všemožným automatickým režimům.
Nejprve si ujasníme některé používané zkratky při označování objektivů a souvisejících hodnot. Začneme u úplně obyčejné brýlové čočky nebo lupy. Jistě jste jako děti zkoušeli pomocí lupy a sluníčka zapálit třeba kus papíru, dřívka, někde snad i celý dům. Pro získání co největšího „výkonu“ lupy je nutné soustředit sluneční paprsky na nejmenší možnou plochu. Toho jste dosáhli přibližováním a vzdalováním lupy od papíru, až jste našli vzdálenost, kdy promítnutý obraz slunce byl nejmenší. Papír se silnější lupou začal hořet téměř okamžitě. Našli jste totiž tzv. ohniskovou vzdálenost čočky, tedy vzdálenost, kdy se na cílovém místě, tedy v obrazové rovině, protínají všechny sluneční paprsky procházející lupou.
Ohnisková vzdálenost
A máme zde první pojem, tedy Ohniskovou vzdálenost. V angličtině je to Focal Lenght, a mezinárodně užívanou zkratkou je tedy velké písmeno F. Tato jedna jediná čočka je základem všech používaných objektivů, které jsou od této spojné čočky odvozeny. Čím menší dioptrickou mohutnost čočka má, tím delší je její ohnisková vzdálenost. Silné čočky, používané jako lupy, mají naopak ohniskovou vzdálenost krátkou. Spojná čočka s mohutností +1 Dioptrie má ohniskovou vzdálenost 1 metr, čočka o mohutnosti +10 D má ohniskovou vzdálenost 0,1 m. Pokud v tuto chvíli máte pocit, že tedy stačí čočka o mohutnosti +2,5 D a budete mít k dispozici 500mm teleobjektiv, máte i nemáte pravdu. Optická soustava tohoto typu není teleobjektivem (chybí rozptylný člen), ale z nějaké roury a +2,5 D čočky si skutečně můžete 500mm objektiv udělat. Alespoň na zkoušku, protože moc obrázků s ním nepořídíte, a to ze dvou hlavních důvodů.
V první řadě bude obraz nekvalitní, neostrý, se silnou chromatickou vadou a mléčným závojem. Téměř všechny další čočky v objektivech totiž slouží k odstranění nebo potlačení optických vad. Zbývající čočky umožňují změnu konstrukční délky objektivů (objektiv může být delší nebo kratší, než je jeho ohnisková vzdálenost) a změnu tzv. sečné vzdálenosti, tedy vzdálenosti zadní části objektivu od filmu nebo čipu. Druhým důvodem obtížné použitelnosti jednočočkového objektivu v tubusu bude jeho velmi malá světelnost.
Pro základní parametry všech objektivů, tedy pro ohniskovou vzdálenost a světelnost, je nejdůležitější ta základní, chcete-li hlavní čočka, která se nachází v optickém středu optické soustavy (není totožná se skutečným středem stavební délky objektivu). Střed optické soustavy se nachází v uzlovém bodě optické soustavy, který je důležitý např. pro panoramatickou fotografii. A teď důležitý pojem, často mylně interpretovaný. Tato základní čočka je tzv. vstupní pupila, což ale není totéž, jako první přední čočka objektivu! Od pozice této vstupní pupily vůči filmu nebo čipu při zaostření na nekonečno je odvozena hodnota ohniskové vzdálenosti, a od jejího průměru světelnost objektivu.
Světelnost objektivu
Jako příklad vezměme 100mm objektiv. Dejme tomu, že vstupní pupila, tedy čočka ležící v optickém středu objektivu, bude mít průměr 35,7 mm. Světelnost takového objektivu zjistíme velmi jednoduše. Ohniskovou vzdálenost, tedy 100mm, vydělíme průměrem vstupní pupily. A výsledek? 2,8. A protože výsledná hodnota je podílem ohniskové (fokální) vzdálenosti, bude v technické specifikaci objektivu označena jako f/2,8, zatímco ohnisková vzdálenost objektivu bude označena jako F=100mm. Jak tedy vidíte, objektivy mají zcela exaktně definovaná označení, která nás informují o jejich základní konstrukci. Odsud je již jen krůček k poznání, co je to clonové číslo.
Clonové lamely vytváří v případě tzv. irisové clony přesně definovaný otvor, jež omezuje průchod světla skrz optickou soustavu. Clonových lamel je různý počet, u současných objektivů je to 6-9, přitom jsou u dražších modelů tvarovány tak, aby při uzavírání vytvářeli alespoň přibližně kruhový otvor a ne jen několikaúhelníkový, což má zásadní vliv na vzhled bodových světelných zdrojů v nezaostřených oblastech. A protože clonové číslo je označováno jako f/X, je z předchozího odstavce pečlivě čtoucímu čtenáři již jasné, že hodnota clonového čísla není nic jiného, než průměrem otvoru tvořeného clonovými lamelami vydělená ohnisková vzdálenost objektivu (v konstrukci objektivu se clonové lamely umisťují v nejmenší možné vzdálenosti za vstupní pupilou. Zaclonili jste 100mm objektiv se světelností f/2,8 na clonové číslo 16? Pak jste neudělali nic jiného, než že jste zmenšili průměr otvoru clony na 6,25mm.
Clona objektivu má podobnou funkci, jako vodovodní kohoutek. Čím více je kohoutek otevřený, tím více vody za určitou dobu proteče. V případě objektivu jde se samozřejmě jedná o světlo. Čím více clonu uzavřete (čím vyšší bude clonové číslo), tím méně světla za určitou dobu projde optickou soustavou objektivu.
Expoziční čas
Expoziční čas je časový úsek, během kterého dopadá světlo prošlé objektivem na film nebo digitální snímač. Doba „osvitu“ záznamového média je dána dobou otevření závěrky fotoaparátu, v případě závěrky fotoaparátu, v případě závěrky štěrbinové je to doba, po kterou světlo dopadá na každý bod obrazové plochy, nikoliv celkový pracovní čas závěrky.
Zůstaneme-li u podobenství s vodovodním kohoutkem, pak je otevření kohoutku stejné, jako otevření závěrky fotoaparátu. Voda (světlo) poteče tak dlouho, jak dlouho bude kohoutek (závěrka) otevřen. Logicky tedy vyplývá jednoduchá závislost – delší expoziční čas (tedy déle otevřená závěrka) nechá na záznamové médium dopadnout více světla. Expoziční čas závěrky se v běžných světelných podmínkách pohybuje v řádu zlomků vteřiny, např. expoziční čas označený hodnotou 1/125sec. znamená, že světlo bude na záznamové médium dopadat právě po tuto dobu, tedy jednu stopětadvacetinu vteřiny. Technokratům se omlouvám, ale narodil jsem se v dobách vteřinových, a sekundy mi prostě nejdou ani na jazyk, ani na klávesnici, a na svých hodinkách mám vteřinovku, nikoliv sekundovou.
Citlivost ISO
Nyní se podíváme na citlivost záznamového média, která není jednotkou, ale je poměrně složitě (jak jinak) definována normami. Dnes se již téměř nepoužívá ani německá národní norma DIN, ani americká ASA, už vůbec ne československá ČSN, ale výhradně mezinárodní norma ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci, anglicky International Organization for Standardization). Na rozdíl od společnosti technice sjednocování rozhodně prospívá, a kdekoliv ve světě tak alespoň v této oblasti víte, jakou že to má ten čip citlivost (v případě digitálního čipu, pro přesnost, se jedná o citlivost ekvivalentní ke skutečné citlivosti filmu). Citlivost záznamového média (pokud se chcete hrabat v normách) je definována normou ISO 5800.
V řeči lidské citlivost ve své podstatě znamená jen to, kolik světla musí na záznamové médium dopadnout, aby byl snímek korektně exponován. Při nízké citlivosti ISO je potřeba více světla, při vysoké citlivosti stačí světla méně. V případě filmů musí fotografové počítat s tím, že jmenovitá citlivost materiálu částečně klesá, a to především u dlouhých expozičních časů nad 10 sec. U digitálních snímačů je potřeba počítat jen s mírným poklesem, a to u expozičních časů delších než 1 minuta, počítat je nutné u námětově důležitých fotografií se snížením kontrastu obrazu.
Vysoce citlivé filmové materiály mají sníženou kvalitu obrazu vlivem výrazného zrna, které je však díky své přirozenosti zvláště u reportážní a umělecké fotografie akceptovatelné a může být i součástí autorského rukopisu. Synteticky unifikovaný šum digitálních snímačů není nic hezkého, i když jemný šum je naopak pro přirozenost tonality snímků nutný. Je-li to jen trochu možné, vždy v případě nedostatku světla řešte expozici prodloužením expozičního času namísto zvýšení citlivosti ISO na hodnotu 1600 a více.
Abych ale nezapomněl na názorné srovnání s vodou. Citlivost ISO nepředstavuje vodovodní kohoutek, ale nádobu na vodu. Nízká citlivost ISO představuje velkou nádobu, je potřeba hodně vody k jejímu naplnění, naopak vysoká citlivost v našem příkladu bude představována nádobkou malou. Stačí málo vody, a je plná. Stačí málo světla, a expozice je dostatečná.
Hodnoty jsou provázané
U toho cachtání se ve vodě ještě chvíli zůstaneme. Nádobu určité velikosti při určitém otevření kohoutku budeme napouštět určitý čas. Přesně naplněnou nádobu s vodou budeme považovat za korektně exponovaný snímek. Co se ale stane, když otočíme kohoutkem méně, a voda tak bude mít jen poloviční průtok? Nádoba bude poloprázdná, pokud nebudeme vodu do nádoby točit dvakrát tak dlouho, než původně. Situaci můžeme také vyřešit tak, že vezmeme nádobu s polovičním objemem. V řeči fotografické to bude vypadat podobně. Když přivřeme clonu o jeden clonový krok, bude objektivem procházet poloviční množství světla a snímek bude tmavý, pokud neprodloužíme na dvojnásobek expoziční čas, nebo nezvýšíme o 1EV citlivost ISO.
Spěcháte, a potřebujete nádobu naplnit za poloviční dobu než obvykle? V takovém případě je nutné zdvojnásobit průtok vody větším otevřením kohoutku, nebo si vzít menší nádobu. Potřebujete snímek kvůli pohybu exponovat kratším (polovičním) expozičním časem? V takovém případě je nutné o jeden clonový krok otevřít clonu, nebo o 1 EV zvýšit citlivost ISO.
Z toho všeho povídání vyplývá to nejdůležitější poznání, které byste si měli vrýt do paměti. Všechny tři hodnoty, tedy clona, čas a citlivost, jsou propojeny a pouze jejich správná kombinace vede ke správné expozici. Jakmile změníte jednu hodnotu, musí se této změně přizpůsobit jedna nebo obě hodnoty zbývající.
Dva příklady
Jako příklad si vezměme standardní denní osvětlení v otevřené krajině, kde budou odpovídající hodnoty pro správnou expozici snímku následující: Citlivost ISO 100, expoziční čas 1/250 sec., a clonové číslo f/11. Budete fotografovat nějaký objekt, u kterého budete chtít využít jeho oddělení od prostředí malou hloubkou ostrosti, proto použijete clonové číslo f/4. Jak vyplývá ze zavedené řady clonových čísel, oproti původní cloně to bude rozdíl 3 clonových kroků, tedy 3 EV. Tento rozdíl je nutné vyvážit změnou zbývajících hodnot. Nižší citlivost ISO již většina fotoaparátů neumožní nastavit, proto je nutné zkrátit expoziční čas (kohoutek je více otevřený, voda musí téci kratší dobu, aby nádoba nepřetekla). Změníme tedy hodnotu expozičního času, a samozřejmě to bude o 3 expoziční kroky, namísto původní 1/250 sec. bude nutné pro zachování stejné expozice snímku použít expoziční čas 1/2000 sec.
Příklad druhý. Ve scéně je rychle se pohybující objekt, který nemá být rozmazán. Chcete pracovat se stejnou hodnotou clonového čísla pro zachování hloubky ostrosti, ale potřebujete použít expoziční čas 1/1000 sec. Ten je o dva expoziční kroky kratší, než původní 1/250 sec. Clonu měnit nechcete, zbývá tedy jediná hodnota pro změnu, a tou je citlivost ISO. Ta bude, jak je již zcela zřejmé, muset být zvýšena o 2 EV (expoziční kroky), namísto původního ISO 100 bude tedy jeho potřebná hodnota ISO 400. Pokud tuto změnu neuděláte, bude snímek silně podexponovaný, tedy tmavý.
Do určité míry se o změnu hodnot stará automatika fotoaparátu, ale ne vždy je možné se na ni spolehnout, a plně tyto znalosti využijete při práci v manuálním režimu, který je v kreativní fotografii velmi důležitý. Celá problematika je ještě o něco složitější, protože do hry vstupuje ještě jeden element, a tím je úroveň jasu osvětlené scény. V řeči vodohospodářů můžeme tuto proměnnou přirovnat k tlaku vody ve vodovodním řádu. Ale o tom až v příštím pokračování, myslím že jsem vám pro tentokrát zamotal hlavu až dost…
Použito z časopisu Československá fotografie 9/2012
Jan Karbusický