Жарық өлшегіш құралдар

Кіріспе

Жарық мөлшерін өлшейтін құрылғы

Жарық өлшегіш (немесе люминометр) – жарық мөлшерін өлшейтін құрылғы. Фотографияда экспозиция өлшегіш – белгілі бір жарық жағдайы мен пленканың сезімталдығын ескере отырып, ең жақсы экспозицияны қамтамасыз ететін дұрыс жапқыш жылдамдығы мен диафрагма санын көрсететін цифрлық немесе аналогты есептегішпен байланыстырылған жарық өлшегіш. Осыған ұқсас, экспозиция өлшегіштері кинематография және декорация жасау салаларында да сахна үшін оңтайлы жарық деңгейін анықтау үшін қолданылады. Жарық өлшегіштер архитектуралық жарық беруді жобалау саласында ғимараттың жарық жүйесінің дұрыс орнатылуын және жұмыс істеуін тексеру үшін, сондай-ақ өсімдіктерді өсіруге қажетті жарық деңгейін бағалау үшін де пайдаланылады. Егер жарық өлшегіш көрсеткіштерін люкстермен берсе, онда ол "люксметр" деп аталады.

Актинометрлер

Ең алғашқы экспозиция өлшегіштерін актинометрлер деп атады (осы атаумен белгілі ғылыми құралмен шатастырмау керек), олар 1800 жылдардың соңында коммерциялық фотопластинкалар тұрақты сезімталдықпен қолжетімді болғаннан кейін жасалды. Бұл фотоактинометрлер жарыққа сезімтал қағазды пайдаланды; фотограф қағаздың белгілі бір деңгейде қараюына қажетті уақытты өлшейтін, содан кейін берілген пластинка үшін қақпақ жылдамдығы мен диафрагманы механикалық түрде есептеуге кірісетін. Шамамен сол кезде дамытылған, бірақ 1920 және 1930 жылдарға дейін актинометрлерді кеңінен ығыстыра алмаған келесі экспозиция өлшегіштері – сөну өлшегіштері, олар өзгермелі әлсірету арқылы дұрыс экспозиция параметрлерін анықтайды. Сөну өлшегіштерінің бір түрі жоғарылатын тығыздыққа ие сандық немесе әріптік нейтралды сүзгілер қатарынан тұрды. Фотограф өлшегішті нысананың алдына орналастырып, әлі де жарық өткізетін ең жоғары тығыздықтағы сүзгіні анықтайтын. Мысалы, 1900 жылдардың басынан Heyde's Aktino Photometer ретінде сатылатын құралда фотограф көріністі окуляр арқылы қарап, көрініс жоғалып қалғанша тиімді тығыздықты өзгерту үшін өлшегішті бұратын. Көріністің "сөнуіне" себеп болған сүзгінің күшіне сәйкес келетін әріп немесе сан, берілген пленканың жылдамдығы үшін дұрыс диафрагма мен қақпақ жылдамдықтарының комбинацияларын көрсеткен кестеде анықтама ретінде қолданылды. Сөну өлшегіштерінің нәтижелері тұрақсыз болуы мүмкін, себебі олар жеке пікірге және адам көзінің жарыққа сезімталдығына, ол әр адамда әртүрлі болуы мүмкін, байланысты болды.

Фотоэлектрлік типтері

Кейінгі жарық өлшегіштер адам факторын алып тастады және селен, CdS және кремний фотодетекторларын қолданатын технологияларға көшті. Селен және кремний жарық өлшегіштері фотоэлектрлік сенсорларды пайдаланады: олар жарық интенсивтігіне пропорционалды кернеу тудырады. Селен сенсорлары кернеуді тікелей өлшегішке қосылу үшін жеткілікті деңгейде өндіреді; оларға жұмыс істеу үшін батарея қажет емес, бұл оларды толық механикалық камераларда өте ыңғайлы етті. Дегенмен, селен сенсорлары нашар жарықты дәл өлшемейді (қалыпты шамдар оларды лимиттеріне дейін жеткізе алады) және шырағдан, айдан, жұлдыздан келетін сияқты өте нашар жарықты өлшеуге мүлдем қабілетсіз. Кремний сенсорларына күшейткіш тізбегі және жұмыс істеу үшін батарея сияқты қуат көзі қажет. CdS жарық өлшегіштері фоторезистор сенсорын қолданады, оның электрлік кедергісі жарық интенсивтігіне пропорционалды түрде өзгереді. Бұларға да жұмыс істеу үшін батарея керек. Көптеген қазіргі заманғы жарық өлшегіштер кремний немесе CdS сенсорларын пайдаланады. Олар экспозицияны инелі гальванометрмен немесе сұйық кристалды экранда көрсетеді. Көптеген заманауи тұтынушылық фото және бейнекамераларға кең ауқымды жарық деңгейін өлшейтін және осыған сәйкес дұрыс экспозицияны шамамен анықтай алатын кіріктірілген өлшегіш орнатылған. Бақыланатын жарықпен жұмыс жасайтын фотографтар мен операторлар өз нысандарының әртүрлі бөліктеріне түсетін жарықты дәл өлшеу үшін қолда ұсталатын жарық өлшегіштерді пайдаланады және қажетті экспозиция деңгейін алу үшін тиісті жарықтандыруды қолданады.

Қайта шағылысқан және соққыға ұшыраған өлшемдер

Экспозиция өлшегіштері көбінесе, көріністі өлшеу әдісіне байланысты, шағылысқан жарық немесе түсетін жарық түрлеріне бөлінеді. Шағылысқан жарық өлшегіштері түсірілетін көріністен шағылысқан жарықты өлшейді. Барлық камера ішіндегі өлшегіштер шағылысқан жарық өлшегіштері болып табылады. Шағылысқан жарық өлшегіштері «орташа» көріністер үшін дұрыс экспозицияны көрсету үшін калибрленеді. Көп мөлшерде ақ түстер немесе жарқыраған жарықтар бар ерекше көріністің шағылысу қабілеті жоғары болады; шағылысқан жарық өлшегіші оқуды қабылдаса, шағылысу қабілетінің айырмашылығын дұрыс есептемей, экспозицияның жетіспеуіне әкелуі мүмкін. Күн батуының нашар экспозицияланған суреттері осы эффектінің тікелей салдарынан жиі кездеседі: батып бара жатқан күннің жарықтығы камераның жарық өлшегішін жаңылыстырады және камера логикасы немесе фотограф түзету шараларын қолданбаса, сурет нашар және сұрғылт болады. Бұл қателік (бірақ күн батуы жағдайында емес) түсетін жарық өлшегіштерімен болдырмауға болады, олар жарық сенсорының үстіне орналасқан жалпақ немесе (көбінесе) жарты шар пішіндес көру бұрышы бар диффузорды пайдаланып, нысанға түсетін жарық мөлшерін өлшейді. Түсетін жарық оқуы нысанның шағылысу қабілетіне тәуелді болмағандықтан, бұл ерекше орташа шағылысу қабілеті бар нысандар үшін дұрыс емес экспозицияға әкелуі аз. Түсетін жарық оқуын алу үшін өлшегішті нысан орнына қойып, оны камера бағытына қарату қажет, бұл практикада әрқашан мүмкін болмайды, мысалы, пейзаж фотосуретінде нысан қашықтығы шексіздікке жақындағанда. Шағылысу қабілеті ерекше нысандар үшін экспозицияның жетіспеуінен немесе артық болуынан сақтанудың тағы бір жолы – нүктелік өлшегішті пайдалану: өте тар конус ішінде жарықты өлшейтін, әдетте бір градус бұрышпен көретін арнайы шағылысқан жарық өлшегіші. Тәжірибелі фотограф көріністің көлеңкелерін, аралық тондарды және жарқыраған жерлерін өлшеп, оптималды экспозицияны анықтау үшін, мысалы, аймақтық жүйе сияқты жүйелерді пайдалана алады. Көптеген заманауи камералар көріністің әртүрлі бөліктерінің жарықтығын өлшейтін және оптималды экспозицияны анықтайтын күрделі көп сегментті өлшеу жүйелерін қамтиды. Жарық өлшегіштің спектрлік сезімталдығы пленканың спектрлік сезімталдығымен сәйкес келмесе, мысалы, ортохроматты қара-ақ немесе инфрақызыл пленка болса, өлшегішті пленканың сезімталдығына сәйкес ету үшін арнайы сүзгілерді және қайта калибрлеуді қажет етуі мүмкін. Арнайы фотосуреттік жарық өлшегіштерінің басқа да түрлері бар. Флэш-өлшегіштер флэшпен түсірілген фотосуреттерде дұрыс экспозицияны тексеру үшін қолданылады. Түс өлшегіштері түсті дәл беру маңызды болған жағдайларда қолданылады. Денситометрлер фотосуреттерді көбейтуде қолданылады.

Exposure meters generally are sorted into reflected light or incident light types, depending on the method used to measure the scene. Reflected light meters measure the light reflected by the scene to be photographed. All in camera meters are reflected light meters. Reflected light meters are calibrated to show the appropriate exposure for "average" scenes. An unusual scene with a preponderance of light colors or specular highlights would have a higher reflectance; a reflected light meter taking a reading would incorrectly compensate for the difference in reflectance and lead to underexposure. Badly underexposed sunset photos are common exactly because of this effect: the brightness of the setting sun fools the camera's light meter and, unless the in camera logic or the photographer take care to compensate, the picture will be grossly underexposed and dull. This pitfall (but not in the setting sun case) is avoided by incident light meters which measure the amount of light falling on the subject using a diffuser with a flat or (more commonly) hemispherical field of view placed on top of the light sensor. Because the incident light reading is independent of the subject's reflectance, it is less likely to lead to incorrect exposures for subjects with unusual average reflectance. Taking an incident light reading requires placing the meter at the subject's position and pointing it in the general direction of the camera, something not always achievable in practice, e. g., in landscape photography where the subject distance approaches infinity. Another way to avoid under or over exposure for subjects with unusual reflectance is to use a spot meter: a specialized reflected light meter that measures light in a very tight cone, typically with a one degree circular angle of view. An experienced photographer can take multiple readings over the shadows, midrange, and highlights of the scene to determine optimal exposure, using systems like the Zone System. Many modern cameras include sophisticated multi segment metering systems that measure the luminance of different parts of the scene to determine the optimal exposure. When using a film whose spectral sensitivity is not a good match to that of the light meter, for example orthochromatic black and white or infrared film, the meter may require special filters and re calibration to match the sensitivity of the film. There are other types of specialized photographic light meters. Flash meters are used in flash photography to verify correct exposure. Color meters are used where high fidelity in color reproduction is required. Densitometers are used in photographic reproduction.

Экспозиция өлшегіштің калибрлеуі

Көп жағдайда, түсетін жарық өлшегіш орташа тонды орташа тон ретінде жазады, ал шағылысқан жарық өлшегіш өлшенген кез келген нысанды орташа тон ретінде жазады. "Орташа тон" дегеніміз өлшегіштің калибровкасына және бірнеше басқа факторларға, соның ішінде пленканы проявтауға немесе цифрлық кескінді түрлендіруге байланысты. Өлшегіштің калибровкасы нысанның жарықтандырылуы мен ұсынылған камера параметрлері арасындағы қатынасты белгілейді. Фотографиялық жарық өлшегіштердің калибровкасы ISO 2720:1974 стандартымен реттеледі.

Ішкі өлшегіштері бар камералар

Ішкі өлшегіштері бар камераларды калибрлеу ISO 2721:1982 стандартымен реттеледі; дегенмен, көптеген өндірушілер экспозицияны калибрлеуді көрсетеді (бірақ көбінесе жазбада көрсете бермейді), және көптеген калибрлеу құралдары (мысалы, Kyoritsu Arrowin көп функциялы камера тестерлері) сынақ параметрлерін орнату үшін көрсетілген мәнді пайдаланады.

Бейтарап тест картасымен экспозицияны анықтау

Егер көрініс статистикалық орташа көріністен едәуір өзгеше болса, шағылған жарықтың орташасын есептеген кең бұрышты өлшеу дұрыс экспозицияны көрсетпеуі мүмкін. Орташа көріністі модельдеу үшін кейде бейтарап сынақ карточкасы немесе сұр карточкадан қосымша өлшеу жасалады. Ең жақсы жағдайда, жалпақ карточка үш өлшемді көріністің жуық шамасы болып табылады, ал сынақ карточкасын өлшеу, егер түзету жасалмаса, экспозицияның жетіспеуіне алып келуі мүмкін. Kodak бейтарап сынақ карточкасының нұсқаулары күн сәулесінде алдыңғы жарықпен жарықтандырылған көрініс үшін көрсетілген экспозицияны 1/2 сатыға арттыруды ұсынады. Сондай-ақ, нұсқауларда сынақ карточкасын тік ұстап, оны Күн мен камера арасындағы орташа бағытта орналастыру ұсынылады; ұқсас бағыттар Kodak Professional Photoguide-де де келтірілген. Экспозицияны арттыру және карточканың бағытын біріктіру нәтижесінде, жарық көзінен тысқары бұрышпен өлшегенде, жарты шарлы рецепторы бар жарық өлшегіштің нәтижелеріне жақын ұсынылатын экспозициялар алынады. Бірақ, іс жүзінде қосымша қиындықтар туындауы мүмкін. Көптеген бейтарап сынақ карточкалары толыққанды диффузиялық шағылыстырғыштар емес, ал айқын шағылыстар шағылыстырылған жарық өлшегіштің көрсеткіштерін жоғарылатуы мүмкін, бұл оларға сүйенсек, экспозицияның жетіспеуіне әкеледі. Мүмкін, бейтарап сынақ карточкасының нұсқауларында айқын шағылыстарды ескеретін түзетулер қарастырылған.