Фотосуреттегі аймақ жүйесі: Экспозицияны бақылау және бейнелеу техникасы

Кіріспе

Фотографиялық әдіс
Аймақтық жүйе – фильмнің ең тиімді экспозициясын және дамуын анықтауға арналған фотографиялық әдіс. Бұл әдісті Ансел Адамс пен Фред Арчер жасаған. Адамс Аймақтық жүйені: «Менің өнертабысым емес, бұл Фред Арчер мен мен Лос-Анджелестегі Art Center мектебінде 1939-40 жылдары жасаған сенситометрия принциптерінің жинағы» деп сипаттады. Бұл әдіс Хуртер мен Дриффилдтің 19 ғасырдың соңындағы сенситометриялық зерттеулеріне негізделген. Аймақтық жүйе фотографтарға фотосуреттегі нысанды көру және соңғы нәтиже арасындағы байланысты дәл анықтаудың жүйелі әдісін ұсынады. Бұл әдіс бастапқыда қара-ақ пленкамен қолданылған, бірақ қара-ақ және түсті, теріс және кері, сондай-ақ цифрлық фотографиядағы пленкаларға да қолданылуы мүмкін.

Көрнекілендіру

Көркем сурет – фотографтың тілегіне сәйкес түрлі бейне элементтерін орналастыру және беру. Көзге ұнайтын сурет алу үшін суретті басқару (камераны орналастыру, объективті таңдау және қажет болған жағдайда камераның қозғалысын қолдану) және суреттің тондық деңгейін басқару қажет. Аймақтық жүйе суреттің тондық деңгейін басқарумен айналысады, жарық және қараңғы тонның қалауынша көрсетілуін қамтамасыз етеді. Түсірілім жасамас бұрын соңғы нәтижені көз алдында елестету – визуализация деп аталады.

Экспозицияны өлшеу

Фотографиялық тұрғыдан қызығушылық тудыратын кез келген көріністе әртүрлі жарықтық деңгейлері бар элементтер кездеседі; соған сәйкес, "экспозиция" дегеніміз – бірнеше түрлі экспозициялардың жиынтығы. Экспозиция уақыты барлық элемент үшін бірдей болады, бірақ бейнедегі жарықтық әрбір нысан элементінің жарықтығына қарай өзгереді. Экспозиция көбінесе шағылысқан жарықты өлшейтін экспонометр арқылы анықталады. Алғашқы экспонометрлер жалпы орташа жарықтықты өлшеді; экспонометрді калибрлеу әдеттегі сыртқы көріністер үшін қанағаттанарлық экспозиция беру мақсатымен жасалған. Дегенмен, егер экспонометрмен өлшенген көріністің бөлігінде әдеттен тыс жоғары немесе төмен шағылыстыратын үлкен аумақтар, немесе тым үлкен жарық немесе көлеңке аймақтары болса, "тиімді" орташа шағылыстыру "типикалық" көріністен айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, соның салдарынан нәтиже қанағаттандырмауы мүмкін. Орташалайтын экспонометр біркелкі жарықтыққа ие нысанды және жарық пен қара элементтерден тұратын нысанды ажырата алмайды. Егер экспозиция орташа жарықтық өлшемдерінен анықталса, кез келген көрініс элементінің экспозициясы оның шағылыстыру қатынасына және тиімді орташа шағылыстыруға байланысты болады. Мысалы, 4% шағылыстыратын қара нысан 20% тиімді орташа шағылыстыруы бар көріністе, 12% шағылыстыруы бар көріністегіден өзгеше экспозиция алады. Күн сәулесі түскен сыртқы көріністе қара нысанға берілетін экспозиция нысанның күн сәулесінде немесе көлеңкеде болуына да байланысты болады. Көрініс пен фотографтың мақсатына қарай, жоғарыда аталған экспозициялардың кез келгені қабылдануы мүмкін. Алайда, кейбір жағдайларда фотограф қара нысанның бейнеленуін нақты басқаруды қалайды; жалпы орташа өлшеумен мұны істеу қиын, тіпті мүмкін емес. Егер нақты көрініс элементтерінің бейнеленуін басқару маңызды болса, баламалы өлшеу әдістері қажет болуы мүмкін. Жекелеген көрініс элементін өлшеуге болады, бірақ экспонометр көрсеткен экспозиция сол элементті орташа сұр түске айналдырады; қара нысан жағдайында, мұндай нәтиже көбінесе қаланбайды. Тіпті жекелеген көрініс элементтерін өлшегенде де, егер өлшенген көрініс элементі көзделгендей бейнеленсе, көрсетілген экспозицияны түзету қажет болуы мүмкін.

Any scene of photographic interest contains elements of different luminance; consequently, the "exposure" actually is many different exposures. The exposure time is the same for all elements, but the image illuminance varies with the luminance of each subject element. Exposure is often determined using a reflected light exposure meter. The earliest meters measured overall average luminance; meter calibration was established to give satisfactory exposures for typical outdoor scenes. However, if the part of a scene that is metered includes large areas of unusually high or low reflectance, or unusually large areas of highlight or shadow, the "effective" average reflectance
may differ substantially from that of a "typical" scene, and the rendering may not be as desired. An averaging meter cannot distinguish between a subject of uniform luminance and one that consists of light and dark elements. When exposure is determined from average luminance measurements, the exposure of any given scene element depends on the relationship of its reflectance to the effective average reflectance. For example, a dark object of 4% reflectance would be given a different exposure in a scene of 20% effective average reflectance than it would be given in a scene of 12% reflectance. In a sunlit outdoor scene, the exposure for the dark object would also depend on whether the object was in sunlight or shade. Depending on the scene and the photographer's objective, any of the previous exposures might be acceptable. However, in some situations, the photographer might wish to specifically control the rendering of the dark object; with overall average metering, this is difficult if not impossible. When it is important to control the rendering of specific scene elements, alternative metering techniques may be required. It is possible to make a meter reading of an individual scene element, but the exposure indicated by the meter will render that element as a medium gray; in the case of a dark object, that result is usually not what is desired. Even when metering individual scene elements, some adjustment of the indicated exposure is often needed if the metered scene element is to be rendered as visualized.

Экспозиция аймақтары

Зоналық жүйеде жекелеген сахна элементтері өлшенеді және экспозиция фотографтың өлшенетін нысанды білу деңгейіне қарай реттеледі: фотограф жаңадан жауған қар мен қара жылқының айырмашылығын біледі, ал экспонометр білмейді. Зоналық жүйе туралы көп жазылған, бірақ түсінік өте қарапайым – фотографтың көзқарасына сәйкес, жарық нысандарды жарық, ал қараңғы нысандарды қараңғы етіп бейнелеу. Зоналық жүйе әртүрлі жарықтық деңгейлерге 0-ден 10-ға дейінгі сандарды тағайындайды, мұнда 0 – қара, 5 – орташа сұр, 10 – таза ақ; бұл деңгейлер зоналар деп аталады. Зоналарды басқа шамалардан оңай ажырату үшін Адамс пен Арчер араб сандарының орнына рим сандарын қолданды. Қатаң айтқанда, зоналар экспозицияға қатысты, ал V зона экспозициясы (экспонометр көрсеткіші) соңғы суретте орташа тонды береді. Әрбір зона алдыңғы немесе келесі зонадан екі есе өзгеше, сондықтан I зона экспозициясы 0 зонадан екі есе жоғары, және т.б. Бір зоналық өзгеріс бір соққыға тең, бұл камераның стандартты диафрагмасы мен жапқыштарының басқаруларына сәйкес келеді. Сахнаны бағалау экспозициялық мәнді (EV) көрсететін экспонометрмен ерекше оңай, себебі бір EV өзгерісі бір зоналық өзгеріске тең. Көптеген кішкентай және орта форматты камералар экспозицияны түзету мүмкіндігін ұсынады; бұл мүмкіндік зоналық жүйемен жақсы жұмыс істейді, әсіресе камерада тоқталмалы өлшеу болса, бірақ дұрыс нәтижелер алу үшін жеке сахна элементтерін мұқият өлшеу және тиісті түзетулер жасау қажет.

Фильмнің тиімді жылдамдығы

ISO стандарты қара және ақ негативті фильмге арналған, ISO 6:1993, практикалық фотосуретке қолданылатыннан өзгеше даму шарттарын белгілейді (алдыңғы стандарттар, мысалы ANSI PH2.5 1979, химиялық құрамын және даму техникасын да анықтаған). Осының салдарынан, аймақтық жүйе қолданушысы әдетте пленка, проявка және үлкейту құралының нақты комбинациясы үшін жарық сезімталдығын анықтауы керек; жарық сезімталдығын анықтау көбінесе I аймаққа сүйенеді. Аймақтық жүйеде жарық сезімталдығын анықтау әдісі тұжырымдамалық тұрғыдан ISO стандартымен жарық сезімталдығын анықтау әдісіне ұқсас болғанымен, аймақтық жүйенің жарық сезімталдығы – ISO жарық сезімталдығы емес, тиімді жарық сезімталдық болып табылады.

Экспозиция

Қараңғы бет жарқын жарық астында, жарқын бет әлсіз жарық астында бірдей жарық мөлшерін шағылыстыра алады. Адам көзі оларды өте әртүрлі деп қабылдаса, жарық өлшегіш тек шағылысқан жарық мөлшерін өлшейді және ұсынылған экспозициясы екеуін де V аймақ ретінде көрсетеді. Аймақ жүйесі осы нысандарды фотограф қалағандай бейнелеу үшін қарапайым әдіс ұсынады. Сахнадағы басты элемент анықталады және ол элемент қажетті аймаққа орналастырылады; сахнадағы басқа элементтер өздеріне тиісті жерге түседі. Негативті пленде экспозиция көбінесе көлеңкедегі бөлшектерге басымдық береді; процедура сол кезде нысанның ең қараңғы бөлігіндегі қажетті бөлшектерді көру және оны III аймаққа орналастыру болып табылады. III аймақ үшін экспозиция маңызды, себебі экспозиция жеткіліксіз болса, суретте көлеңкедегі қанағаттанарлық бөлшектер болмауы мүмкін. Егер көлеңкедегі бөлшектер экспозиция кезінде жазылмаса, кейіннен оларды қосуға болмайды. III аймақ ретінде көзделген аумақты мұқият өлшеп, өлшегіштің ұсынылған экспозициясын жазып алыңыз (өлшегіш V аймақтың экспозициясын береді). Ұсынылған экспозицияны V аймақтың орнына III аймаққа орналасу үшін реттеңіз. Мұны істеу үшін өлшегіштің ұсынысынан екі сатыға төмен экспозицияны қолданыңыз.

Даму

Фильм, проявитель және қағаздың әрбір комбинациясы үшін дұрыс экспозицияланған негативтен ақылға қонымды басылым алуға мүмкіндік беретін "қалыпты" проявление уақыты болады. Көп жағдайда, бұл басылымдағы тондық мәндер жазылғандай көрсетіледі (мысалы, V аймақ V аймақ ретінде, VI аймақ VI аймақ ретінде және т.б.). Жалпы алғанда, қағаздың әр түрі мен сорты үшін оңтайлы негативті проявление әртүрлі болады. Басылымның толық тондық диапазонды көрсетуі көбінесе қажет, бірақ негативке қалыпты проявление берілсе, бұл төмен контрастты көрініс үшін мүмкін болмауы мүмкін. Дегенмен, негативтің контрастын арттыру үшін проявление уақытын ұзартуға болады, осылайша толық тондық диапазон қол жетімді болады. Бұл әдіс "кеңейту" деп аталады, ал проявление әдетте "плюс" немесе "N+" деп белгіленеді. "Плюс" проявление критерийлері әртүрлі фотографтарда әртүрлі болады; Адамс оны VII аймақтың орнын басылымда VIII аймаққа көтеру үшін қолданды және оны "N+1" проявление деп атады. Керісінше, егер жоғары контрастты көріністің негативіне қалыпты проявление берілсе, қажетті егжей-тегжейлер көлеңкелі немесе жарық бөліктерде жоғалуы мүмкін, нәтижесінде сурет қатал көрінуі мүмкін. Алайда, проявление уақытын қысқартуға болады, сонда IX аймақта орналасқан көрініс элементі басылымда VIII аймақ ретінде көрсетіледі; бұл әдіс "қысқарту" деп аталады, ал проявление әдетте "минус" немесе "N−" деп белгіленеді. Егер нәтижедегі өзгеріс бір аймақты құраса, оны әдетте "N−1" проявление деп атайды. Кейде "N+2" немесе "N−2" проявлениесін қолдана отырып, одан да үлкен түзетулер жасауға болады, кейде тіпті одан да көп. Проявление негативтің тығыз бөліктеріне ең үлкен әсер етеді, сондықтан жоғары тондық мәндерді төмен тондық мәндерге минималды әсермен реттеуге болады. Кеңейту немесе қысқарту әсері VIII аймақтан қараңғы тондық мәндермен (немесе жоғары мәндерді бақылау үшін қолданылатын кез келген мәнмен) біртіндеп төмендейді. N+ немесе N− проявлениесі үшін нақты уақыт жүйелі сынақтар немесе белгілі бір Аймақтық жүйе кітаптарында келтірілген проявление кестелерінен анықталады.

For every combination of film, developer, and paper there is a "normal" development time that will allow a properly exposed negative to give a reasonable print. In many cases, this means that values in the print will display as recorded (e. g. Zone V as Zone V, Zone VI as Zone VI, and so on). In general, optimal negative development will be different for every type and grade of paper. It is often desirable for a print to exhibit a full range of tonal values; this may not be possible for a low contrast scene if the negative is given normal development. However, the development can be increased to increase the negative contrast so that the full range of tones is available. This technique is known as expansion, and the development usually referred to as "plus" or "N+". Criteria for plus development vary among different photographers; Adams used it to raise a Zone VII placement to Zone VIII in the print, and referred to it as "N + 1" development. Conversely, if the negative for a high contrast scene is given normal development, desired detail may be lost in either shadow or highlight areas, and the result may appear harsh. However, development can be reduced so that a scene element placed on Zone IX is rendered as Zone VIII in the print; this technique is known as contraction, and the development usually referred to as "minus" or "N−". When the resulting change is one zone, it is usually called "N − 1" development. It sometimes is possible to make greater adjustments, using "N + 2" or "N − 2" development, and occasionally even beyond. Development has the greatest effect on dense areas of the negative, so that the high values can be adjusted with minimal effect on the low values. The effect of expansion or contraction gradually decreases with tones darker than Zone VIII (or whatever value is used for control of high values). Specific times for N+ or N− developments are determined either from systematic tests, or from development tables provided by certain Zone System books.

Қосымша қараңғы бөлме процестері

Адамс әдетте баспаларды өңдеу кезінде селен тонын қолданған. Селен тонері сақтағыш ретінде әрекет етеді және баспаның түсін өзгерте алады, бірақ Адамс оны ұқыпты қолданды, негізінен ол соңғы баспаның тоналдық диапазонына дерлік толық аймақты қоса алады, нәтижесінде көлеңкелердегі мәліметтерді сақтайтын терең қара түстер пайда болады. Оның "Баспа" атты кітабында соңғы баспаның белгілі бір бөліктерін қараңғылату немесе ашықтау үшін, жарықтандыру және күйдіру техникаларын пайдалану туралы сипатталған. Аймақтық жүйе фотосуреттегі барлық факторларды, экспозициядан бастап баспаның дамытылуына дейін калибрлеуді және бақылауды қажет етеді. Баспа – оқиғалар тізбегінің соңғы буыны, ол аймақтық жүйе үшін фильмнің экспозициясы және дамытылуымен бірдей маңызды. Тәжірибемен фотограф түсірілім жасамас бұрын соңғы баспаны көз алдында елестете алады.

Ролл пленкасы

Табақ пленкадан өзгеше, онда әрбір негативті жеке-жеке өңдеуге болады, бүкіл ролл бірдей өңделуі тиіс, сондықтан N+ және N− өңдеуі әдетте қолжетімді емес. Көрістің басты элементі қажетті аймаққа орналастырылады, ал көрістің қалған бөлігі қалай түседі, солай түседі. Әртүрлі қағаз түрлерін қолдану арқылы контрастты біршама реттеуге болады. Адамс (1981, 93–95) ролл пленкасымен Зоналық жүйені қолдануды сипаттаған. Көп жағдайда, ол бір роллды әртүрлі контраст жағдайында түсіргенде N−1 өңдеуін ұсынды, осылайша экспозиция көлеңкедегі бөлшектерді жеткілікті көрсету үшін жетеді, бірақ жарқыраған жерлерде тығыздық артып, дән пайда болуынан сақтануға болады.

Түсті пленка

Түс өзгерістерінің салдарынан түсті фильмдер көбінесе әртүрлі даму уақыттарына ыңғайлы келмейді. Түсті фильмдердегі аймақ жүйесін қолдану қара-ақ фильмдердегідей, бірақ экспозиция диапазоны сәл тар, сондықтан қара мен ақ арасындағы аймақтардың саны азаяды. Түсті кері фильмнің экспозиция шкаласы түсті теріс фильмге қарағанда кіші, ал экспозиция процедурасы көбінесе өзгеше болады, жарықтарға көлеңкелерден артықшылық беріледі; көлеңкелердің мәндері содан кейін өз орнын табады. Экспозиция диапазоны қандай болса да, экспонометр көрсеткіші V аймаққа сәйкес келеді. Адамс (1981, 95–97) түсті фильмге, оның ішінде теріс және кері фильмдерге қолдануды сипаттады.

Цифрлық фотосурет

Зоналық жүйе цифрлық фотосуретте де, пленкалық фотосуретте де қолданылуы мүмкін; Адамс (1981, xiii) өзі цифрлық кескінді болжаған. Түсті кері фильмдегідей, әдеттегі процедура – жарықтарға экспозиция жасау және көлеңкелерді өңдеу. Бұрынғыда цифрлық сенсорлардың динамикалық диапазоны түсті негативтік фильмге қарағанда әлдеқайда тар болатын, ал ол монохромдық фильмге қарағанда азырақ болатын. Бірақ қазір көбінесе цифрлық камералар кеңейтілген динамикалық диапазонға қол жеткізді. Біріншілердің бірі – Fujifilm FinePix S3 Pro цифрлық SLR (2004 жылы шығарылды), оның өзіндік "Super CCD SR сенсоры" шектеулі динамикалық диапазон мәселесін шешу үшін әзірленді, ол жарықтардың егжей-тегжейін түсіру үшін төмен сезімталдығы бар аралық пиксельдерді (фотосайттарды) пайдаланады. Сөйтіп, CCD бір кадр ішінде әртүрлі жарық интенсивтілігіне пиксельдерді бөлу арқылы төмен және жоғары сезімталдықпен экспозиция жасай алады. Бірнеше экспозицияны әртүрлі параметрлермен жасап, кейін оларды біріктіру арқылы көріністің контрастын арттыруға болады. Көбінесе екі экспозиция жеткілікті: біреуі көлеңкелер үшін, екіншісі жарықтар үшін; содан кейін суреттер біріктіріліп, дұрыс араластырылады, нәтижесінде түстер мен тондардың кең ауқымын қамтитын композиция пайда болады. Суреттерді біріктіру, егер сурет өңдеу бағдарламалық жасақтамасында, мысалы, Adobe Photoshop-тағы автоматты қабаттарды туралау сияқты мүмкіндіктер болса, оңайырақ. Тіпті көріністің контрастын арттыру үшін екі экспозициядан артық пайдаланып, Photoshop CS2 және одан кейінгі нұсқаларындағы HDR-ге біріктіру функциясымен біріктіруге болады. Apple Inc. компаниясы iPhone-ның кейінгі нұсқаларында HDR опциясын таңдауды жеңілдетіп, қарапайым тәсілді қабылдады. Соңғы кескіннің тональды диапазоны дисплей құрылғысының сипаттамаларына байланысты. Монитордың контрасты түріне (CRT, LCD және т.б.), моделіне және калибровкасына (немесе оның болмауына) байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Компьютерлік принтердің тональды шығысы қолданылатын сияның санына және қағазға байланысты. Сол сияқты, дәстүрлі фотосуреттің тығыздық диапазоны қолданылатын процестерге және қағаздың қасиеттеріне байланысты.

The Zone System can be used in digital photography just as in film photography; Adams (1981, xiii) himself anticipated the digital image. As with color reversal film, the normal procedure is to expose for the highlights and process for the shadows. Until recently, digital sensors had a much narrower dynamic range than color negative film, which, in turn, has less range than monochrome film. But an increasing number of digital cameras have achieved wider dynamic ranges. One of the first was Fujifilm's FinePix S3 Pro digital SLR (released in 2004), which has their proprietary "Super CCD SR sensor" specifically developed to overcome the issue of limited dynamic range, using interstitial low sensitivity photosites (pixels) to capture highlight details. The CCD is thus able to expose at both low and high sensitivities within one shot by assigning a honeycomb of pixels to different intensities of light. Greater scene contrast can be accommodated by making one or more exposures of the same scene using different exposure settings and then combining those images. It often suffices to make two exposures, one for the shadows, and one for the highlights; the images are then overlapped and blended appropriately, so that the resulting composite represents a wider range of colors and tones. Combining images is often easier if the image editing software includes features, such as the automatic layer alignment in Adobe Photoshop, that assist precise registration of multiple images. Even greater scene contrast can be handled by using more than two exposures and combining with a feature such as Merge to HDR in Photoshop CS2 and later. A simplified approach has been adopted by Apple Inc. as a selectable HDR option in later versions of the iPhone. The tonal range of the final image depends on the characteristics of the display medium. Monitor contrast can vary significantly, depending on the type (CRT, LCD, etc. ), model, and calibration (or lack thereof). A computer printer's tonal output depends on the number of inks used and the paper on which it is printed. Similarly, the density range of a traditional photographic print depends on the processes used as well as the paper characteristics.

Гистограммалар

Көптеген жоғары сапалы цифрлық камералар түсірілген суреттің тоналды таралуының гистограммасын көруге мүмкіндік береді. Қараңғы тоннан сол жақта ақ тонға дейін өтетін тондық концентрацияны көрсететін бұл гистограмма түсірілген тоналды диапазон толық па, әлде экспозицияны түзету қажет пе (мысалы, экспозиция уақытын, линзаның диафрагмасын немесе ISO сезімталдығын өзгерту арқылы) – осыны бағалауға және тоналдылығы жақсы бастапқы суретті қамтамасыз етуге пайдалы.

Қате түсініктер мен сын-пікірлер

Зоналық жүйе бастапқыда күрделі, түсінуге қиын және нақты түсірілім жағдайлары мен жабдықтарға қолдануға тиімсіз деп танымал болды. Аймақтық жүйе қарапайым денситометриялық мәселелерді қажетсіз терминологияны енгізу арқылы жасырады деген сын айтылды. Белгілі фотограф Андреас Файнингер 1976 жылы былай деп жазды:

Қиындықтардың көп бөлігі Адамстың кәсіби редактордың көмегінсіз жазған алғашқы кітаптарынан туындаған болуы мүмкін; ол кейін бұл қателік екенін мойындады (Адамс 1985, 325). Фред Пикер (The Zone VI Workshop 1974) осы процесті түсіндіруге көмектесетін ықшам және қарапайым тәсіл ұсынды. Адамстың 1980 жылдардың басында жарық көрген «Фотография» сериясы (Роберт Бейкердің көмегімен жазылған) да орташа фотограф үшін әлдеқайда түсінікті болды. Зоналық жүйе тек қара-ақ пленка мен қара-ақ фотосуреттер сияқты белгілі бір материалдарға ғана қолданылатындықтан жиі ойланды. Тұтынушы нарығына электрондық фотокамералардың енгізілуі алдында (мысалы, Sony Mavica), Адамс (1981, xii) былай деді:

Бұл кейде Адамстың өзінің зоналық жүйесін электрондық немесе тіпті цифрлық бейнелерді түсіру/өңдеу үшін пайдалы деп есептегендігінің дәлелі ретінде түсіндіріледі. Алайда, бұл цитатада зоналық жүйенің жаңа бейнелеу құрылғыларын түсіну және басқару үшін қолайлы құрал болатыны туралы ешқандай мәлімдеме жоқ, және Адамс электрондық жүйелердің өзіндік ерекшеліктері болуы мүмкін екенін нақты айтады (соның салдарынан басқа тәсілдер қажет болуы мүмкін). Тағы бір жаңылыс түсінік – зоналық жүйе шығармашылық есебінен техникаға басымдық береді. Кейбір тәжірибешілер зоналық жүйені өздігінен мақсат ретінде қарастырды, бірақ Адамс зоналық жүйенің түпкілікті мақсат емес, мүмкіндік беретін әдіс екенін анық көрсетті.