Controlul automat al expunerii , Automatizarea expunerii ( în engleză Expunerea automată, AE [1] ) - un set de dispozitive pentru o cameră sau o imprimantă foto care vă permite să setați automat expunerea corectă la fotografiere sau imprimare [* 1] . Componenta principală a automatizării expunerii este un exponmetru fotoelectric asociat , pe baza citirilor căruia unul sau ambii parametrii de expunere sunt setați automat [2] [3] . Acesta din urmă nu se aplică televiziunii și camerelor video , în care controlul automat al expunerii se efectuează pe baza măsurării componentei directe a semnalului video . În camerele digitale și camerele video, unele moduri oferă, de asemenea, controlul automat al sensibilității la lumină ( control automat al câștigului video , AGC video în engleză ).
Spre deosebire de controlul automat, controlul semi-automat necesită acțiunile unei persoane care selectează ambii parametrii de expunere pe baza indicației „zero” a expometrului [2] .
Expunerea poate fi ajustată automat atât pentru iluminare constantă, cât și pentru iluminarea blitzului . În acest din urmă caz, acest lucru este posibil atunci când utilizați blițuri foto tiristoare , care vă permit să reglați durata pulsului, deoarece intensitatea acestuia poate fi cu greu ajustată [4] .
Controlul automat al expunerii a devenit posibil abia după apariția expunemetrelor fotoelectrice la începutul anilor 1930 [ 5] . Prima cameră echipată cu expunere automată este pliabila de format mediu Kodak Super Six-20 (Kodak Super 620), care a fost lansată în 1938 [6] [7] [8] [9] . Controlul automat al diafragmei a fost realizat prin conexiune mecanică cu un expometru cu seleniu [10] . Când butonul de eliberare a fost apăsat, acul galvanometrului a fost fixat cu un blocaj , iar apoi o lesă treptă pe inelul diafragmei s-a sprijinit de acesta, limitând gradul de închidere automată. Pentru a ține cont de viteza setată a obturatorului , obturatorul a fost cuplat cu un obturator care reglează gradul de deschidere al fotocelulei. Automatizarea a funcționat la o singură valoare a sensibilității la lumină, necesitând o tranziție la control manual cu materiale fotografice non-standard .
Cu toate acestea, primul brevet pentru un astfel de dispozitiv a apărut cu trei ani mai devreme. Pe 11 decembrie 1935, fizicienii Albert Einstein și Gustav Bacca au înregistrat drepturi de autor #2058562 pentru o „camera cu auto-reglare” care reglează automat cantitatea de lumină care trece prin lentilă [11] [12] . Mai târziu, acest design nu a fost niciodată implementat. „Kodak Super Six-20” a fost produs în doar 719 de exemplare, deoarece prețul său era jumătate de mașină Ford nouă , iar fiabilitatea automatizării a lăsat mult de dorit [13] . Implementarea în masă a controlului automat al expunerii în echipamentele fotografice și de film a avut loc după răspândirea microelectronicii , care oferă o precizie și fiabilitate mai mari decât mecanismele cu came cu pârghie cu galvanometru [14] . În imprimantele foto automate, dispozitivele similare au devenit standard încă dinainte de al Doilea Război Mondial , ajustând timpul de funcționare al lămpii de imprimare folosind o fotocelulă.
Primele camere automate și camere de filmat au fost amatoare și ajustau diafragma doar la o viteză de expunere setată manual. În echipamentele oglinzilor, acest tip de automatizare a expunerii a fost implementat pentru prima dată în 1959 în camera franceză Royer Savoyflex cu obturator central [15] [16] . Prima „cameră reflex” clasică cu obturator focal și lentile interschimbabile în 1965 a fost camera sovietică „ Kiev-10 ”, iar câteva luni mai târziu a fost lansată aparatul foto japonez Konica Autoreflex [17] [18] [19] [20] . În același timp, denumirea internațională „EE” ( ing. Electric Eye , „Electric Eye”), folosită în numele camerelor, camerelor de filmat și altor dispozitive , a devenit larg răspândită . Principiul „ochiului electric” a fost folosit pentru prima dată de compania Bell-Howell în echipamentele de filmare cu control automat al irisului [21] . Abrevierea „TEE” a descris aceeași tehnologie în combinație cu un expometru TTL . În hardware-ul modern, acest mod se numește „ prioritate obturator ”.
Pentru unele camere profesionale, de la mijlocul anilor 1970 , au fost produse dispozitive electromecanice atașate care acceptă setarea automată a diafragmei folosind un servo . Astfel de dispozitive includ dispozitivul Nikon DS-1 EE pentru camera Nikon F2 [* 2] , pentaprisma interschimbabilă Servo EE Finder pentru camera Canon F-1 [24] [25] și seria de obiective Zeiss Planar AA pentru camerele Hasselblad . [26] . Dispozitivele aveau un principiu similar de funcționare și roteau inelul de deschidere al obiectivului folosind un servomotor care execută comenzile sistemului de măsurare. Volumul și inconvenientele unor astfel de dispozitive au dus la înlocuirea lor rapidă cu automatizarea încorporată direct în cameră.
O altă direcție de dezvoltare paralelă a fost automatizarea setării vitezei de expunere la o valoare fixă a diafragmei. În camerele reflex cu un singur obiectiv, un astfel de mod a apărut pentru prima dată în 1967 în experimentul sovietic Zenit-D , lansat într-un lot mic, iar în străinătate, prima cameră cu o viteză automată a obturatorului în 1971 a fost seria Pentax Electro Spotmatic [27] . Camerele " Silhouette-electro ", " Zenith-18 ", " Zenith-Avtomat " au fost construite conform unei scheme similare. Numele modern pentru acest mod este „ prioritate diafragmă ”. De ceva timp, diferiți producători au preferat unul dintre modurile automate cu deschidere manuală sau timp de expunere, considerând că unul sau altul este cel mai perfect. Ambele moduri au fost implementate pentru prima dată simultan în camera Minolta XD-11 în 1977, oferindu-i fotografului alegerea celui mai potrivit [17] .
Ambele tipuri de automatizare au necesitat setarea manuală a unuia dintre parametri, limitând domeniul de performanță [* 3] . De exemplu, când lumina scade după ce deschiderea automată a diafragmei este complet deschisă, este necesară o setare manuală a unei viteze mai mici a obturatorului. În același mod, prea multă lumină duce la necesitatea închiderii diafragmei manual, deoarece cea mai mare viteză a obturatorului selectată prin automat dă în continuare supraexpunere. Automatizarea, care reglează ambii parametri de expunere printr-un mecanism pârghie-cam cu un galvanometru, a fost implementată în 1959 în camera cu telemetru Agfa Optima [29] [30] [31] . În URSS , camerele de amatori, precum Sokol-Avtomat , Zorkiy-10 , Viliya-auto , FED-Mikron , erau echipate cu software automat de tip mecanic [32] . Programatorul modern bazat pe microprocesor digital a apărut pentru prima dată în 1978 în camera SLR Canon A-1 [ 33] .
Numele modern pentru o astfel de tehnologie de automatizare expozițională este „ mașină software ”. Echipamentul fotografic digital este echipat cu automate de expunere de toate cele trei tipuri, permițându-vă să alegeți raportul parametrilor de expunere și prioritatea unuia dintre ei. În plus, au apărut moduri care se ajustează automat, inclusiv sensibilitatea la lumină.
În camerele de cinema, doar diafragma a fost ajustată automat, deoarece viteza obturatorului depinde de unghiul de deschidere al obturatorului și este cel mai adesea neschimbată la o frecvență fixă de filmare . Cele mai sofisticate sisteme automate de control al expunerii sunt utilizate în camerele care necesită controlul ambilor parametri de expunere. Cele mai simple moduri ale camerei setează automat doar viteza obturatorului sau doar diafragma, în timp ce a doua setare este setată manual și este considerată prioritară. În sursele sovietice, acest tip de expoautomatică era numit „un automat cu alegerea liberă a unuia dintre parametri” [28] . Cea mai avansată formă de expunere automată, numită automatul cu mai multe programe, setează ambii parametri în mod independent. Dependența reciprocă a parametrilor se poate modifica în funcție de diferite legi, care sunt uneori numite „programe de plot”.
Deoarece reglarea automată a expunerii blițului are loc numai datorită duratei pulsului, care este de multe ori mai scurtă decât orice viteză de expunere , aceasta se realizează într-un singur mod care nu este afișat în niciun fel pe comenzi. În acest caz, blițul automat funcționează într-un mod slave în raport cu automatele de expunere de iluminare continuă. Puterea blițului este controlată pe baza valorii diafragmei setată pentru iluminare continuă automat sau manual. În plus, intervalul de timpi de expunere în orice mod automat când blițul este pornit este limitat, asigurând sincronizarea blițului . În modurile cu setare automată a expunerii, camerele oferă de obicei o alarmă suplimentară care vă anunță despre viteze prea mici ale obturatorului, a căror utilizare poate duce la o imagine neclară.
În acest mod, viteza obturatorului este setată de fotograf, iar diafragma este setată automat de cameră [34] . Majoritatea producătorilor de echipamente fotografice desemnează acest mod cu simbolul „Tv” ( English Time Value ), care corespunde simbolului „S” ( English Shutter ) de la alte companii. Controlul automat al irisului este cel mai frecvent la camerele de film și video, deoarece viteza obturatorului din aceste dispozitive poate fi reglată cu mare dificultate. Acest lucru a fost valabil mai ales pentru camerele video bazate pe tuburi de transmisie în vid , care puteau oferi doar viteze de expunere care se potriveau exact cu durata de jumătate de cadru . În camerele de filmat cu o frecvență constantă de filmare , viteza obturatorului poate fi ajustată numai prin unghiul de deschidere al obturatorului , a cărui modificare este asociată cu mari dificultăți și nu poate fi automatizată. În camerele moderne, diafragma automată este utilizată împreună cu alte moduri automate în cazurile în care valoarea diafragmei nu este critică, dar viteza obturatorului este importantă, de care depinde gradul de estompare al obiectelor în mișcare.
La camerele echipate cu acest tip de automatizare, diafragma este aleasă de fotograf, iar viteza obturatorului este setată automat cu ajutorul unui obturator electromecanic [34] . Unii producători de echipamente fotografice desemnează acest mod cu simbolul „Av” ( eng. Aperture Value ) [1] . Viteza de declanșare automată a camerei are nevoie de o semnalizare suplimentară a vitezei de expunere prea mici, spunându-i fotografului că există riscul de a obține o fotografie neclară atunci când fotografiați fără trepied . Diferiți producători oferă diferite tipuri de alarme, în unele cazuri folosind sunet. LED-urile sau viteza obturatorului afișate pe afișaje pot, de asemenea, să clipească.
Prioritatea diafragmei este cea mai potrivită pentru camere, deoarece reglarea vitezei obturatorului în camerele de film și video este asociată cu anumite dificultăți. Într-o oarecare măsură, acest lucru poate fi eliminat în camerele video bazate pe matrice semiconductoare , care vă permit să ajustați durata de citire a cadrelor. Cu toate acestea, încetinirea vitezei de expunere la fotografierea unei imagini în mișcare degradează netezimea mișcării pe ecran și, prin urmare, este nedorită. La fotografiere, prioritatea diafragmei este utilizată în cazurile în care cea mai importantă adâncime de câmp , controlată de diafragmă și o anumită viteză a obturatorului poate fi oricare.
În acest mod, ambii parametri de expunere sunt setați automat. Tehnologia asigură o relație rigidă sau controlată între viteza obturatorului și diafragma, schimbându-se în funcție de expunerea măsurată [34] . Odată cu modificarea expunerii, proporțiile în care se modifică ambii parametri sunt determinate de program, care poate fi setat în diferite opțiuni, selectate în funcție de scena filmată [35] . Diverse programe ale unui astfel de automat sunt numite „programe de plot”.
În echipamentele de filmare, aparatul de software nu și-a găsit aplicație, dar în camerele video stabilește independent valoarea diafragmei și timpul de citire a cadrului din matrice. O caracteristică a acestui mod la filmarea video este limitarea vitezei maxime a obturatorului de durata câmpului de televiziune . În camerele și camerele video digitale moderne, aparatul de programe este inclus în setul standard de moduri și este considerat cel mai versatil. Variația sa poate fi considerată modul „zonă verde”, notat cu un dreptunghi verde. În acest mod, pe lângă viteza obturatorului și diafragma, valoarea ISO și alți parametri sunt selectați automat. Aplicația principală a „zonei verzi” este în fotografia de amatori și filmările video, deoarece în unele situații nu oferă un control suficient asupra procesului.
În fotografie, automatul software este cel mai de preferat în filmările de reportaj, deoarece nu distrage atenția de la alte sarcini. Majoritatea producătorilor de echipamente fotografice profesionale susțin acest mod ca fiind modul principal în combinație cu măsurarea evaluativă a expunerii , ceea ce vă permite să luați în considerare automat caracteristicile oricăror scene. În echipamentele de amatori, modul „zonă verde” este considerat principal.
Conform terminologiei sovietice, s-a făcut o distincție între automatele „cu un singur program” și „multi-programe”, care controlează ambii parametri de expunere în funcție de principii diferite. În primul caz, perechile de expunere obturator-apertura setate automat sunt neschimbate și nu există posibilitatea de a alege, de exemplu, o viteză mai scurtă a obturatorului cu aceeași diafragmă [28] . În al doilea caz, automatizarea elaborează mai multe programe, fiecare dintre ele corespunde unei valori specifice a unui anumit parametru, de exemplu, viteza obturatorului. Unul dintre cele mai avansate automate cu mai multe programe din URSS a fost camera Sokol -Avtomat [32] . Fiecare dintre cele cinci viteze de expunere avea propriul program, care modifica diafragma în funcție de luminozitatea măsurată a scenei filmate. La depășirea intervalului de diafragmă disponibil, programul a schimbat și viteza obturatorului [36] [37] .
Un fel de aparat software pentru camere ( ing. A-DEP ), care selectează diafragma pe baza datelor de la mai mulți senzori de focalizare automată. Implementat pentru prima dată în 1992 în camera Canon EOS 5 , echipată cu cinci senzori de focalizare automată [38] . Senzorii măsoară distanța în diferite puncte din cadru, iar diafragma este aleasă pentru a oferi suficientă adâncime de câmp pentru a surprinde întreaga scenă cu o focalizare clară. Viteza obturatorului este setată automat pe baza măsurării și a valorii diafragmei rezultate. Acest mod este considerat amator deoarece selectează diafragma completă și viteza de expunere mică în multe situații.
Spre deosebire de modul semi-automat de control al expunerii, în care corecțiile se fac prin abaterea indicației de la „zero”, în modurile automate, la filmarea scenelor non-standard, pentru expunerea corectă, este necesar să existe o funcție de compensare a expunerii sau memorie de expunere [39] .
De exemplu, când filmați o față puternic luminată a unui actor pe o scenă întunecată, măsurarea ponderată în centru poate da o eroare de 2-3 trepte. Ca urmare, atunci când fotografiați în oricare dintre modurile automate, fața va fi supraexpusă. O situație similară poate apărea la fotografierea cu iluminare de fundal și în alte cazuri similare [40] . Prin urmare, majoritatea camerelor echipate cu control automat al expunerii sunt echipate suplimentar cu o intrare de corecție numită compensarea expunerii [41] . Un fel de compensare a expunerii poate fi considerat modul de iluminare de fundal ( ing. Backlight ), care este activat de un buton separat pe unele camere video și camere. În acest mod, de regulă, se introduce o compensare fixă a expunerii de +1-1,5 trepte, care compensează eroarea de măsurare în anumite situații.
Cu măsurători ponderate punctual și central, zona sa poate cădea pe o porțiune a imaginii cu luminozitate non-standard, ceea ce duce la o eroare [42] . Prin urmare, majoritatea camerelor cu expunere automată sunt echipate cu o funcție de memorie a expunerii ( de exemplu Blocarea automată a expunerii, Blocarea AE [1] ). Apăsarea butonului care pornește acest mod oprește măsurarea, ale cărei rezultate sunt stocate în memoria microprocesorului . Astfel, măsurarea se poate face pe partea dorită a imaginii, iar după pornirea memoriei de expunere, compoziția se modifică conform planului și fotografierea se realizează în modul automat [39] . Unele camere sunt echipate cu memorie de expunere pentru mai multe măsurători, după care sunt mediate automat și fotografiate cu expunere automată [43] .
Cu controlul automat al expunerii blițului, în unele cazuri, este necesară și compensarea expunerii, care este setată separat de compensarea expunerii continue la lumină. Memoria de expunere bliț ( de exemplu, Blocarea expunerii blițului, FE-Lock , în camerele de amatori face parte din modul AE-Lock ) este implementată folosind un impuls preliminar emis de bliț pentru a măsura expunerea folosind sistemul TTL înainte ca oglinda să fie ridicată. . La apăsarea butonului corespunzător, se emite un impuls, care, într-o situație normală, este generat imediat înainte de fotografiere după apăsarea butonului declanșator. Rezultatul este stocat în memorie și poate fi folosit pentru una sau mai multe imagini.
| măsurarea expunerii | |
|---|---|
| Termenii de măsurare a expunerii | |
| Control manual al expunerii |
|
| Control automat al expunerii | |
| Standarde de măsurare a blițului | |