OTOvy stránky nejen o fOTOgrafování

Měření exposice II.

Jak to vidí exposimetr  :

V předcházejícím dílu jsme si zrekapitulovali zjednodušeně vývoj expozimetrů. A jak vlastně elektrický expozimetr pracuje ?

Základním prvkem, na kterém záleží ty nejdůležitější vlastnosti exposimetru, je snímač. Vývoj snímače urazil velmi dlouhou cestu. Od klasických vakuových fotonek, přes selénové články, fotoodpory různé konstrukce, fotodiody a fototranzistory...Zatím to skončilo na tom, že u digitálních přístrojů se pro stanovení expozice používají informace z jednotlivých prvků CCD snímače...

Pro opravdu přesné měření exposice by bylo ideální, kdyby charakteristika snímače (míněno tím pro zjednodušení funkce výchylky indikátoru v závislosti na osvětlení) odpovídala charakteristice filmového materiálu (respektive jeho zčernání) v celém rozsahu osvitových časů. Pak bychom byli schopni měřit exposici opravdu exaktně a měli bychom proces exposice plně pod kontrolou. To je ovšem holá teorie, zatímco zelený strom života ukazuje, že je všechno trochu jinak.

První nepřesnost do měření nám zanáší spektrální citlivost snímače :

Z tohoto obrázku vidíme, že například proti lidskému oku je vrchol citlivosti posunutý směrem k infračervené části spektra. V praxi to znamená, že pokud se spolehneme na údaj osvitoměru v případech, kde fotografujeme ve světle se silným podílem infračervených paprsků (teď nemám na mysli IR fotografii), získáme - podle typu snímače našeho exposimetru - více či méně podexponované obrázky.

Abychom si vytvořili obraz o tom, jak velkou nepřesnost při stanovení exposice tato vlastnost snímačů do měření zanáší, podívejme se na několik charakteristických diagramů spektrální citlivosti filmových materiálů :

Další důležitou vlastností je linearita snímače,  jeho lux ampérová charakteristika. V podstatě jde o to, že pokud tato charakteristika není v celém rozsahu lineární (a tak tomu je), musí konstruktér přístroje tuto nelinearitu nějakým způsobem (nelineární stupnicí indikátoru, korekcí zesílení zesilovače a pod.) odstranit. Ze vzorových charakteristik vidíme, že tato nelinearita může ovlivnit měření zejména slabého světla (např. pozitivní exposimetry pro zvětšování atd.) Svůj vliv však může mít i v případě, že z nějakého důvodu zmenšujeme osvětlenou plochu snímače - třeba tehdy, pokud mechanickými clonkami měníme rozsah exposimetru.

Lux-ampérová charakteristika CdS fotoodporu FSK-1 (SSSR)	Počáteční úsek lux-ampérové charakteristiky téhož fotoodporu FSK-1	Lux-ampérová charakteristika fotodiody FD-1 (SSSR)	Lux-ampérová charakteristika selenového fotočlánku, zapojeného do zkratu	Lux-voltová charakteristika nezatíženého selenového fotočlánku

Např. v jedné z amatérských konstrukcí positivního exposimetru (pro zvětšování), kdy se měří podstatně nižší intenzita osvětlení, dosáhl konstruktér úpravou elektrického zapojení těchto výsledků :

V uvedeném zapojení exposimetru pro zvětšování byl jako snímač použit fotoodpor CdS FPF9-2 (SSSR) a kompenzace nelinearity byla provedena s využitím nelinearity PN přechodů Si diod.

To jsme sice malinko odbočili, ale snad to tak moc nevadí...

Vliv dalších vlastností snímače už můžeme ovlivnit sami při zacházení s exposimetrem a vlastním měřením. Zejména bychom si měli uvědomit tyto vlastnosti jednotlivých druhů snímačů :

Selenové fotočlánky : Působením látek, obsažených ve vzduchu stárnou (a tím ukazují méně, vedou tedy k přeexposici), jejich stárnutí urychluje teplo a intenzivní osvětlení.Expozimetr se selénovým článkem je nutno občas překalibrovat, případně počítat s tím, že nemá neomezenou životnost.

Fotoodpory CdS : Mají při malém osvětlení dlouhou setrvačnost - musíme při měření počkat, až se indikátor opravdu ustálí. Mimo to potřebují při měření zdroj proudu, který se musí kontrolovat a vyměňovat.

Fotodiody a fototranzistory : Jsou citlivé na teplotu (mění se voltampérová charakteristika jejich polovodičového přechodu, nutno kompenzovat). Podle zapojení, ve kterém jsou používány, mohou, ale nemusí vyžadovat zdroj proudu.

Další chybu bychom mohli nazvat chybou měření. Jde o to, že exposimetr (ve své  základní podobě, jak si řekneme později) "vidí" celé své zorné pole jako jednu stejnoměrně osvícenou plochu. Ve tmě černou, na velmi prudkém světle bílou. Nevidí tedy Pepíčka na pláži nebo černý text na bílém pozadí. A čím kontrastnější máme snímanou scénu, tím větší chyby se exposimetr dopouští. Při běžném rozsahu kontrastů zachrání hodně exposiční pružnost filmu, ale s těmi černochy na sněhu nám většinou nepomůže ani ta. Je to dáno tím, že tovární cejchování exposimetru počítá, odborně řečeno, s normou stanovenou průměrnou reflektancí 1/6. (Česky řečeno, s tím, že měříme šedou plochu, která odráží 17 % dopadajících paprsků).

Další chybu (nebojte se, už budeme končit), někdy dost značnou zanáší do měření rozdíl zorného úhlu exposimetru a objektivu fotografického přístroje. Tím se může stát, že v záběru máme něco, co exposimetr neviděl a nebo horší případ, že exposimetr "vidí" třeba sluníčko, které v záběru nemáme...

Když si čtu po sobě to, co jsem teď napsal, jímá mne málem hrůza. Vyplývá z toho, že vlastně exposici nikdy nemůžeme změřit úplně přesně. Ano, je to tak. Stejně, jako povídala průvodkyně ve filmu Jára Cimrmann ležící, spící : "Nemusí se vám to líbit, nemusíte s tím souhlasit, ale to je tak všechno, co se s tím dá dělat...Takže ještě na konec něco optimistického :

Naštěstí situace není tak katastrofální, jak to na první pohled vypadá. Zachraňuje nás vlastnost filmových materiálů, nazývaná exposiční nebo osvitová pružnost. Podrobně se vlastnostmi filmových materiálů budeme zabývat jindy (doufám, snad), dneska jen zjednodušeně : Například barevný negativní film o citlivosti 400 ISO snese (podle druhu a výrobce) nepřesnosti v osvitu +- 1 - 2 exposiční stupně. A všechny chyby měření, způsobené expozimetrem (pokud neuděláme při měření elementární chybu) jsou podstatně menší...Samozřejmě, pokud chceme experimentovat například se Zonální metodou podle A. Adamse, pak je vhodné si expozimetr zkorigovat na námi používanou kombinaci Film - přístroj -vývojka - postup zpracování - papír - vývojka - postup zpracování. Dá to sice trochu práce a spotřebujeme nějaký čas a materiál, máme ale pak značnou pravděpodobnost, že měříme to, co opravdu chceme.

Tak to by bylo asi tak všechno k exposimetrům a jejich snímačům. A příště si povíme něco tom, jak pracují přístroje s automatickým nastavením exposice...