2013 prof. Otruba 1
Světlo
a fotografie
2013 prof. Otruba 2
Definice světla
 Podle definice je světlo pásmem elektromagnetického vlnění,
které je lidské oko schopné vnímat. Tomuto pásmu vlnových délek
se říká viditelná část spektra. Jestliže světlo o určité vlnové délce z
této části spektra zasáhne lidské oko, dostaví se zrakový vjem, jehož
barva závisí na vlnové délce světla. Nejdelší vlnovou délku má
červená barva (kolem 740 nm), nejkratší barva fialová (asi 390 nm).
Barvy viditelné části spektra přecházejí plynule jedna v druhou, ale v
zásadě se dělí na sedm takzvaných spektrálních barev nebo také
barev duhy - červenou, oranžovou, žlutou, zelenou, modrou,
indigově modrou a fialovou. Smícháním nejméně třech barev spektra
(například červené, zelené a modré) ve vhodném poměru vzniká bílé
světlo, v jiném poměru jiná barva. Na světelné spektrum navazují
infračervené a ultrafialové pásmo. Lidské oko je schopno vnímat jen
velmi malou část elektromagnetického spektra, ale zato dokáže
rozlišit nečekaně obrovské množství barevných odstínů. Podle
některých expertů až několik milionů.
 Norma ČSN 01 1701 – definice světla, názvů, značek a definice
fotometrických a energetických veličin
Základy lidského vidění
 Lidské oko je jen první částí řetězce vidění. Má jednoduchý objektiv
o 2 členech - rohovka (cornea) je vnější člen a čočka (lens) vnitřní.
Množství světla, které vstupuje do oka, je řízeno duhovkou (clonou,
iris), která je mezi nimi. Světlo se potom šíří průhledným sklivcem
(vitreous humor) a na světlocitlivé sítnici (retina) vytváří otočený
obraz.
 Sítnice je světlocitlivá část oka a odpovídá CCD/CMOS senzoru,
případně filmu ve fotoaparátu. Sítnice je tvořena světlocitlivými
buňkami - asi 130 miliony tyčinek (rods) a 7 miliony čípků (cones). V
tomto smyslu je oko vlastně 137 megapixelový fotoaparát! Čípky
jsou méně citlivé, ale dokáží rozlišovat barvu. Naproti tomu tyčinky
jsou velmi citlivé, ale "černobílé". Proto lidé v šeru vidí jen černobíle.
 Žlutá skvrna (fovea) je místo na sítnici o průměru cca 0,2-0,5 mm.
Nachází se na ose oka a je to místo nejostřejšího vidění. Na 1 mm2
tam připadá asi 150 000 čípků a nejsou tam skoro žádné tyčinky.
Žlutá skvrna slouží k ostrému a barevnému dennímu vidění a vysoké
rozlišení podporuje i fakt, že každý čípek ve žluté skvrně má svůj
vlastní optický nerv (vlákno).
2013 prof. Otruba 3
Lidské oko
 Objektiv o dvou členech v
přední části promítá
obraz na sítnici oka.
Množství procházejícího
světla reguluje duhovka obdoba
clony ve
fotoaparátu. Sítnice
potom obsahuje buňky
citlivé na různé barvy,
přičemž nejvyšší
koncentrace je v okolí
žluté skvrny, kde oko
dosahuje mimořádného
rozlišení.
2013 prof. Otruba 4
2013 prof. Otruba 5
Citlivost lidského oka
a – fotopické, b – skotopické vidění
 Vlastním receptorem světla v
lidském oku je sítnice, která
se skládá z čípků a tyčinek.
Čípky rozeznávají barvy,
reagují jen na vyšší intenzity
světla (fotopické vidění).
Tyčinky nemají schopnost
rozeznávat barvy, vnímají ale
světlo i při velmi malých
intenzitách (skotopické
vidění, až jednotky fotonů).
2013 prof. Otruba 6
Co je to EV (exposure value)
Zkratka EV pochází z anglického Exposure Value, čili hodnota expozice. Má se
zde na mysli expozici ve smyslu kombinace času a clony. Vzhledem k tomu,
že při dané citlivosti filmu odpovídá určité hladině osvětlení jistá správná
expozice, tak se EV používá také pro vyjádření úrovně osvětlení. Standardně
se uvažuje citlivost filmu 100 ASA. V tomto smyslu EV 0 je taková úroveň
osvětlení scény, při které by s filmem o citlivosti 100 ASA vyšel pro správnou
expozici při cloně 1,0 čas 1s. Hladina osvětlení EV n je tam, kde je světla 2n krát
více. Vzhledem k tomu, že EV 0 představuje úroveň osvětlení o hodnotě 2,69
luxu, pro převod na hodnotu v luxech platí vzorec
E [lux] = 2,69 . 2EV
Zde EV je EV při 100 ASA. Naměříme-li pro film o citlivosti ISO (ASA) pro clonu
N čas t (v sekundách), znamená to, že osvětlení je
E [lux] = 2,69 (100/ISO) N2/t (N = clonové číslo, t = doba expozice)
A konečně, pokud je známá hladina osvětlení v EV, pak víme, že pro správnou
expozici s filmem o citlivosti ISO (ASA) je zapotřebí čas (v sekundách)
t = (100/ISO) N2/2EV
je-li ve specifikacích u expozimetru uvedeno, že jeho rozsah je EV 0 až 20,
znamená to, že s ním lze úspěšně měřit, pokud se osvětlení scény pohybuje v
rozsahu 2,69 až 2,69 . 220 = 2 820 669 luxů
Co je to EV (exposure value)
V praxi není důležitá absolutní hodnota EV, ale její změna – je daná změnou
některého z parametrů – čas závěrky, clona a citlivost.
Základní změna těchto parametrů znamenají změnu o 1 EV, tj. na senzor se
dostane dvojnásobek nebo polovina množství světla:
1) Clonové číslo - základní stupnice clonových čísel:
1.0, 1.4, 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45…
(plocha clony roste s druhou mocninou průměru clony, proto hodnoty nejsou
násobky 2 ale násobky odmocniny ze 2 tj. ~1.4)
2) Čas závěrky – dvojnásobný nebo poloviční čas: 1/250, 1/125, 1/60, 1/30…..
3) Citlivost ISO – dvojnásobná/poloviční citlivost znamená takové zesílení
signálu, které odpovídá dopadu dvojnásobku/poloviny světla na senzor:
50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400…..
- v praxi se používá jemnější dělení hodnot, zpravidla po ½ nebo 1/3
2013 prof. Otruba 8
Měření expozice
je metodika, jíž se na základě
měřených světelných podmínek určí
hodnota kombinace clonového čísla
a doby osvitu, příp. hodnota EV.
Většina expozimetrů měří střední
jas záběru, některé expozimetry
mohou měřit bodově jas záběru
(úhel od 1°). Osvětlení záběru se
měří luxmetry s rovinnou nebo
půlkulovou rozptylnou destičkou.
Expozice elektronickým bleskem se
měří tzv. flashmetrem.
Profesionální expozimetry jsou
uzpůsobeny pro měření všemi
uvedenými metodami. Profesionální
kamery mohou měřit bodovou
sondou jas v obraze.
Měření
expozice
bodové
V záběru V obraze
součtové
Osvětlení
obrazu
Jas
záběru
Osvětlení
záběru
2013 prof. Otruba 9
Základní postupy při měření expozice
1 - měření
součtového jasu
2 - měření
dílčího jasu
3 - měření
osvětlení
4,5 - měření
osvětlení
z různých směrů
(měření kontrastu
osvětlení)
2013 prof. Otruba 10
Multifunkční expozimeter Sekonic
Dualmaster L-558
Technická specifikace
systémy měření dopadající a odražené
bleskové i přirozené, bodové přirozené s
úhlem záběru 1°
fotobuňky křemíkové fotodiody
rozsah měření (ISO 100):
přirozené dopadající: -2 až 22,9 EV
přirozené odražené: 1 až 24,4 EV
zábleskové dopadající 0,5 až 161,2 EV
rozsah časů pro dopadající světlo:
30 min až 1/8 000 s (po 1, 1/2 nebo 1/3)
kompenzace expozice -9,9 až +9,9 EV
kalibrace -1,0 až +1,0 EV
kompenzace filtru -5,0 až +5,0 EV
uživatelská nastavení L-558: 6 položek
příslušenství bezdrátový radio trigger systém,
modul radiového přenašeče RT-32, rádio
reciever RR-32/RR-4, synchronizační kabel,
2× konvertor úhlu, 18% šedá tabulka
Měření expozice zrcadlovkou
 U zrcadlovek je
obvykle možné
používat tři režimy
měření expozice:
 Měření integrálního
jasu scény, obvykle se
zdůrazněným středem
 Měření jasu střední
části scény, obvykle
10% plochy snímku
 Bodové měření ve
středu scény, obvykle
2% plochy snímku.
2013 prof. Otruba 11
Plocha měření integrálního jasu scény
Plocha měření
jasu středu scény
Oblast bodového
měření jasu
Oblast automatického ostření
Digitální zrcadlovka
 Většina moderních DSLR má několik režimů
měření expozice. Liší se v podstatě plochou,
kterou z celkové scény berou v úvahu pro měření,
podobně jako u klasických zrcadlovek. Přitom
různé režimy se hodí při různých situacích.
Nejuniverzálnější poměrové (zónové či maticové
měření - různí výrobci používají různé názvy)
pracuje na principu rozdělení celé fotografie na
určitý počet zón. Canon používá 35 zón, Nikon
1005, Olympus 49 atd. V každé zóně je zjištěn
průměrný jas v EV jednotkách (barva se zcela
ignoruje a pracuje se pouze s černobílým jasem).
2013 prof. Otruba 12
Měření dopadajícího světla na
střední šedou
 Do scény umístíme standardní šedou tabulku.
Střední šedá je definována jako šedá, která odráží
18% dopadajícího světla.
 Přepneme na bodové měření expozice a
naměříme expozici ve středu tabulky. Tabulka
však musí vyplňovat dostatečnou plochu fotografie
(pro jistotu minimálně středový kruh), aby bodové
měření zaručeně nebylo rušeno okolím tabulky.
 Naměřené hodnoty buď uzamkneme, lepší je ale
přepnout na manuální režim (M) a nastavit je ručně
(vlastně opsat). Tabulku ze scény odstraníme a
exponujeme zjištěnými hodnotami ostrý záběr.
2013 prof. Otruba 13