Система АПЕКС

APEX означает Аддитивную систему фотографической экспозиции (Additive System of Photographic Exposure) , которая была предложена в стандарте ASA 1960 года для светочувствительности монохромной пленки , ASA PH2.5-1960, как средство упрощения расчета экспозиции .

Уравнение экспозиции

До конца 1960-х годов камеры не имели встроенных экспонометров , а многие фотографы не имели внешних экспонометров. Следовательно, часто приходилось рассчитывать экспозицию по условиям освещения. Соотношение рекомендуемой фотографической экспозиции к средней яркости сцены определяется уравнением экспозиции камеры

${\displaystyle {\frac {A^{2}}{T}}={\frac {BS_{x}}{K}}\,}$

где

• ${\displaystyle A}$это число f (величина, обратная относительному отверстию )
• ${\displaystyle T}$время экспозиции (« выдержка ») в секундах
• ${\displaystyle B}$средняя яркость сцены (« яркость »)
• ${\displaystyle S_{x}}$это арифметическая скорость пленки ASA
• ${\displaystyle K}$константа калибровки измерителя отраженного света

Использование символа для яркости отражает практику фотографической отрасли во времена ASA PH2.5-1960; в современной практике SI предпочтение отдается символу . Немецкие источники обычно используют для относительной апертуры. Многие авторы теперь используют и для относительной апертуры и времени экспозиции. ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle L}$ ${\displaystyle k}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle t}$

Рекомендации по значению калибровочной константы в применимых стандартах ANSI и ISO несколько изменились за прошедшие годы; эта тема более подробно обсуждается в разделе «Калибровка экспонометра» статьи «Экспонометр» . ${\displaystyle K}$

Значение экспозиции

В попытке упростить выбор среди комбинаций эквивалентных настроек камеры, концепция значений экспозиции (нем. Lichtwert ) была первоначально разработана и предложена другим производителям немецким производителем затворов Фридрихом Декелем в начале 1950-х годов. Комбинации выдержки и относительной апертуры, которые приводили к одинаковой экспозиции, как говорили, имели одинаковое значение экспозиции , логарифмическую шкалу с основанием 2, определяемую как ${\displaystyle E_{v}}$

${\displaystyle E_{v}=\log _{2}{\frac {A^{2}}{T}}=\log _{2}{\frac {BS_{x}}{K}}\,.}$

При применении к левой части уравнения экспозиции обозначали комбинации настроек камеры; при применении к правой части обозначали комбинации яркости и светочувствительности пленки. Для заданной светочувствительности пленки рекомендуемое значение экспозиции определялось исключительно яркостью. После определения значения экспозиции его можно было напрямую установить на камерах с помощью шкалы . Регулировка экспозиции была простой, поскольку изменение на 1 соответствовало изменению на 1 шаг экспозиции, т. е. либо уменьшению экспозиции вдвое, либо ее удвоению. ${\displaystyle E_{v}}$ ${\displaystyle E_{v}}$ ${\displaystyle E_{v}}$ ${\displaystyle E_{v}}$

Начиная с 1954 года, так называемая шкала значений экспозиции (EVS), первоначально известная как шкала значений света (LVS), была принята Rollei , Hasselblad , Voigtländer , Braun , Kodak , Seikosha , Aires , Konica , Olympus , Ricoh и другими, представив объективы со связанными затворами и диафрагмами, так что после установки значения экспозиции регулировка либо выдержки, либо диафрагмы производила соответствующую регулировку в другом для поддержания постоянной экспозиции. В некоторых моделях связь выдержки и настройки диафрагмы была необязательной, так что фотографы могли выбирать свой предпочтительный метод работы в зависимости от ситуации. Использование шкалы на таких камерах кратко обсуждается Адамсом (1981, 39). ${\displaystyle E_{v}}$

Современные камеры больше не отображают значения экспозиции как таковые, но продолжают предлагать режимы экспозиции, которые помогают пользователям использовать концепцию контррегулировки выдержки и диафрагмы в фиксированной точке экспозиции. Это можно найти в таких функциях, как Manual Shift на некоторых Minolta , Konica Minolta и Sony Alpha или Hyper Manual на некоторых Pentax (D)SLR с 1991 года, где фотограф может изменить один из параметров, а камера будет соответствующим образом настраивать другой, пока активирована функция Auto-Exposure Lock (AEL). В более широком смысле, такие функции, как Program Shift  [de] , Pa / Ps Creative Program Control (от Minolta, Konica Minolta и Sony) или Hyper Program (от Pentax) также относятся к этой группе функций.

Аддитивная (логарифмическая) система

Хотя некоторые фотографы (Адамс 1981, 66) ^[1] обычно определяли настройки камеры с помощью уравнения экспозиции, обычно предполагалось, что это окажется слишком сложным для обычного фотографа. В руководстве по экспозиции ASA 1942 года, ASA Z38.2.2-1942, был представлен циферблатный калькулятор, а в редакциях 1949 и 1955 годов использовался аналогичный подход.

Альтернативное упрощение также было возможно: ASA PH2.5-1960 предложила расширить концепцию значения экспозиции на все параметры экспозиции. Взятие логарифмов по основанию 2 от обеих сторон уравнения экспозиции и разделение числителей и знаменателей сводит расчет экспозиции к вопросу сложения:

${\displaystyle E_{v}=A_{v}+T_{v}=B_{v}+S_{v}\,,}$

где

• ${\displaystyle A_{v}}$это значение диафрагмы : ${\displaystyle A_{v}=}$ ${\displaystyle \log _{2}}$ ${\displaystyle A^{2}}$
• ${\displaystyle T_{v}}$это значение времени : ${\displaystyle T_{v}=\log _{2}}$ ${\displaystyle (1/T)}$
• ${\displaystyle E_{v}}$значение экспозиции : . ${\displaystyle E_{v}=A_{v}+T_{v}}$
• ${\displaystyle S_{v}}$это значение скорости (также известное как значение чувствительности ): ${\displaystyle S_{v}=\log _{2}}$ ${\displaystyle (NS_{x})}$
• ${\displaystyle B_{v}}$это значение яркости (иначе говоря, значение яркости ): ${\displaystyle B_{v}=\log _{2}}$ ${\displaystyle (B/NK)}$
• ${\displaystyle N}$константа, устанавливающая связь между арифметической скоростью пленки ASA и значением скорости ASA . Значение приблизительно равно 0,30 (точнее, ). ^[2] ${\displaystyle S_{x}}$ ${\displaystyle S_{v}}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle 2^{-7/4}}$

• ${\displaystyle K}$константа калибровки измерителя отраженного света

Стандарты ASA охватывают измерители падающего и отраженного света; уравнение экспозиции падающего света имеет вид

${\displaystyle {\frac {A^{2}}{T}}={\frac {IS_{x}}{C}}\,,}$

где

• ${\displaystyle I}$освещенность сцены
• ${\displaystyle C}$константа калибровки измерителя падающего света

Использование для обозначения освещенности отражает практику фотографической отрасли во времена стандарта ASA 1961 года для экспонометров, ASA PH2.12-1961; в современной практике СИ предпочтение отдается символу . ${\displaystyle I}$ ${\displaystyle E}$

ASA PH2.12-1961 включил измерение падающего света в концепцию APEX:

${\displaystyle E_{v}=A_{v}+T_{v}=I_{v}+S_{v}\,,}$

где

• ${\displaystyle I_{v}}$значение падающего света: ${\displaystyle I_{v}=\log _{2}}$ ${\displaystyle (I/NC)}$

(В немецких источниках вместо символа значения экспозиции обычно используется (для Lichtwert или Belichtungswert — но не путать с английским термином light value ) . Соответственно, значение диафрагмы обозначается как Blendenleitwert , а значение времени — как Zeitleitwert . Значение светочувствительности пленки называется Empfindlichkeitsleitwert , а значение яркости — как Objekthelligkeit .) ${\displaystyle LW}$ ${\displaystyle E_{v}}$ ${\displaystyle A_{v}}$ ${\displaystyle LWk}$ ${\displaystyle T_{v}}$ ${\displaystyle LWt}$ ${\displaystyle S_{v}}$ ${\displaystyle B_{v}}$

APEX на практике

APEX сделал вычисление экспозиции относительно простым делом; в предисловии к ASA PH2.5-1960 рекомендовалось модифицировать экспонометры, калькуляторы экспозиции и таблицы экспозиции для включения логарифмических значений, требуемых APEX. Во многих случаях это было сделано: руководства ANSI по экспозиции 1973 и 1986 годов, ANSI PH2.7-1973 и ANSI PH2.7-1986, исключили шкалы калькулятора экспозиции в пользу табличных значений APEX. Однако логарифмические отметки для диафрагмы и выдержки, необходимые для установки вычисленной экспозиции, никогда не были включены в потребительские камеры. Соответственно, в ANSI PH3.49-1971 не было никаких ссылок на APEX (хотя они были включены в Приложение). Включение экспонометров во многие камеры в конце 1960-х годов устранило необходимость вычисления экспозиции, поэтому APEX практически не использовался.

С течением времени форматирование величин APEX значительно изменилось; хотя изначально это был нижний индекс, иногда он давался просто в нижнем регистре, а иногда в верхнем. Относиться к этим величинам как к аббревиатурам, а не как к символам величин, вероятно, разумно, поскольку несколько символов величин ( , , и для экспозиции, яркости и освещенности), использовавшихся во время предложения APEX, противоречат текущей предпочтительной практике SI. ${\displaystyle v}$ ${\displaystyle E}$ ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle I}$

Осталось несколько артефактов APEX. Камеры Canon , Pentax и Leica используют «Av» и «Tv» для обозначения относительной апертуры и выдержки, а также для обозначения режимов приоритета диафрагмы и приоритета выдержки . Некоторые зеркальные фотокамеры Pentax даже предоставляют режим экспозиции «TAv» для автоматической установки чувствительности ISO в зависимости от желаемых настроек диафрагмы и затвора, и «Sv» (для приоритета чувствительности) для предварительной установки чувствительности ISO и предоставления камере возможности выбора других параметров. Некоторые измерители, такие как точечные измерители Pentax , напрямую указывают значение экспозиции для чувствительности пленки ISO 100. Для заданной чувствительности пленки значение экспозиции напрямую связано с яркостью, хотя эта связь зависит от константы калибровки измерителя отраженного света . Большинство производителей фотооборудования указывают чувствительность замера в EV при чувствительности ISO 100 (заглавная буква «V» почти универсальна). ${\displaystyle K}$

Обычно приращение экспозиции выражается в EV, как при регулировке экспозиции относительно того, что показывает экспонометр (Ray 2000, 316). Например, компенсация экспозиции +1 EV (или +1 шаг) означает увеличение экспозиции путем использования либо большего времени экспозиции, либо меньшего -числа. Смысл компенсации экспозиции противоположен смыслу самой шкалы EV. Увеличение экспозиции соответствует уменьшению EV, поэтому компенсация экспозиции +1 EV приводит к меньшему EV; и наоборот, компенсация экспозиции −1 EV приводит к большему EV. ${\displaystyle f}$

Использование значений APEX в Exif

APEX частично возродился в стандарте Exif , который требует хранения данных экспозиции с использованием значений APEX. Есть некоторые незначительные отличия от оригинального APEX как в терминологии, так и в значениях. Подразумеваемое значение (1/3,125) для константы масштабирования скорости, указанное в спецификации Exif 2.2 («Exif 2.2»; JEITA 2002), немного отличается от значения APEX (0,2973); со значением Exif арифметическая светочувствительность пленки ISO 100 точно соответствует значению светочувствительности ^[3] 5. ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle 2^{-7/4}}$ ${\displaystyle S_{\mathrm {v} }}$

Соотношение между и яркостью зависит как от постоянной масштабирования скорости , так и от постоянной калибровки измерителя отраженного света : ${\displaystyle B_{\mathrm {v} }}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle K}$

${\displaystyle B_{\mathrm {v} }=\log _{2}{\frac {B}{NK}}\,.}$

Поскольку Exif 2.2 регистрирует арифметическую скорость ISO, а не чувствительность пленки, значение влияет на записанное значение, но не на записанную чувствительность пленки. ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle B_{\mathrm {v} }}$

Exif 2.2 не рекомендует диапазон значений для , предположительно оставляя выбор за производителем оборудования. Пример данных в Приложении C Exif 2.2 дает 1 футламберт для = 0. Это согласуется со значением APEX для , но подразумевает , или 3,125 при в футламбертах. При в кд/м ² это становится 10,7, что немного меньше значения 12,5, рекомендованного ISO 2720:1974 и в настоящее время используемого многими производителями. Разница, возможно, возникает из-за округления в таблице примера; также возможно, что данные примера были просто скопированы из старого стандарта ASA или ANSI. ${\displaystyle K}$ ${\displaystyle B_{\mathrm {v} }}$ ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle K=1/N}$ ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle B}$ ${\displaystyle B}$

Примечания

1. Ансель Адамс описал уравнение экспозиции в несколько иной форме:

   Чтобы использовать формулу экспозиции, возьмите число светочувствительности пленки (по шкале ASA) и определите его приблизительный квадратный корень. Это число запоминается как ключевая остановка для этой пленки. ... На ключевой остановке правильная выдержка является обратной величиной яркости, выраженной в с/фут ² .

   Используя эти значения для и получаем ${\displaystyle A}$ ${\displaystyle T}$

   ${\displaystyle {\frac {A^{2}}{T}}={\frac {\left({\sqrt {S}}\right)^{2}}{1/L}}=LS\,.}$

   По всей видимости, калибровочная константа отсутствует, но при яркости в кд/фут2 ^{значение} равнялось единице (ASA Z38.2.6-1948 указывал диапазон 1–1,35; ASA PH2.12-1961 указывал 1,06 ± 0,16. Текущая рекомендация в ISO 2720:1974 составляет 0,98–1,24 при яркости в кд/фут2 ⁾ . ${\displaystyle K}$

2. Происхождение значения for является загадочным, по-видимому, настолько, что ASA PH2.12-1961 включила объяснение того, что подразумевалось в ASA PH2.5-1960. ${\displaystyle 2^{-7/4}}$ ${\displaystyle N}$
3. Exif 2.2 обозначает «чувствительность пленки». ${\displaystyle S_{\mathrm {v} }}$

Ссылки

• Адамс, Ансель. 1981. Негатив. Бостон: Нью-Йоркское графическое общество. ISBN  0-8212-1131-5
• ANSI PH2.7-1973. Американский национальный стандарт фотографического экспонирования . Нью-Йорк: Американский национальный институт стандартов. Заменено ANSI PH2.7-1986.
• ANSI PH2.7-1986. Американский национальный стандарт фотографии — Руководство по экспозиции в фотографии . Нью-Йорк: Американский национальный институт стандартов.
• ANSI PH3.49-1971. Американский национальный стандарт для фотографических экспонометров общего назначения (фотоэлектрического типа) . Нью-Йорк: Американский национальный институт стандартов. После нескольких пересмотров этот стандарт был отозван в пользу ISO 2720:1974.
• ASA PH2.5-1960. Американский стандартный метод определения светочувствительности фотографических негативных материалов (монохромных, непрерывных тонов) . Нью-Йорк: Институт стандартов Соединенных Штатов Америки.
• ASA PH2.12-1961. Американский стандарт, фотографические экспонометры общего назначения (фотоэлектрического типа) . Нью-Йорк: Американская ассоциация стандартов. Заменено ANSI PH3.49-1971.
• ASA Z38.2.2-1942. Американский аварийный стандартный компьютер фотографической экспозиции . Нью-Йорк: Американская ассоциация стандартов.
• ASA Z38.2.6-1948. Американский стандарт для фотографических экспонометров общего назначения (фотоэлектрического типа) . Нью-Йорк: Американская ассоциация стандартов. Заменен ASA PH2.12-1957.
• ISO 2720:1974. Фотографические экспонометры общего назначения (фотоэлектрического типа) — Руководство по спецификации продукта . Международная организация по стандартизации.
• Японская ассоциация производителей электроники и информационных технологий. 2002. JEITA CP-3451, Формат файла изображения для обмена цифровыми фотокамерами: Exif версии 2.2. Архивировано 24 декабря 2017 г. на Wayback Machine ( PDF ). Японская ассоциация производителей электроники и информационных технологий.
• JEITA. См. Ассоциация производителей электроники и информационных технологий Японии.
• Рэй, Сидни Ф. 2000. Определение экспозиции камеры. В «Руководстве по фотографии: фотографические и цифровые изображения» , 9-е изд. Ред. Ральф Э. Якобсон, Сидни Ф. Рэй, Джеффри Г. Аттеридж и Норман Р. Аксфорд. Оксфорд: Focal Press. ISBN 0-240-51574-9 

Внешние ссылки

• Подробное описание APEX от Дуга Керра