Czyli warto wiedzieć aby lepiej fotografować.
Pomiar punktowy i korekcja ekspozycji - czyli o poprawnym naświetlaniu cz.1
Wyznaczanie realnej czułości diapozytywów
Wielkie podziękowania dla Jacka Zagaji za współpracę.
Dyskutując na temat naświetlania diapozytywów często słyszy się różne a co najgorsze często przeciwstawne zdania. Nawiązując do problematyki właściwego ustawienia czułości materiałów w celu naświetlenia ich najefektywniej można się spotkać z takimi pojęciami jak czułość nominalna i czułość realna. Najczęściej operuje się tymi dwoma pojęciami w celu podkreślenia występującej między nimi różnicy w wartościach. O ile w przypadku negatywów, bardzo tolerancyjnych na błędy naświetlania, takie niewielkie różnice są nieistotne, o tyle w przypadku diapozytywów problem ten staje się już ważny. Producenci materiałów nie stosują pojęcia czułości realnej czy czułości nominalnej- po prostu piszą na opakowaniach błon światłoczułych wartość światłoczułości w odpowiednich jednostkach. Nie ma więc żadnych obiektywnych źródeł traktujących o odchyłkach między tą wartością umieszczoną na opakowaniu (czyli czułością nominalną) a taka, którą najlepiej ustawić w celu ustalenia parametrów ekspozycji. Stąd też opinie na temat czułości realnej są różne, często subiektywne, co prowadzi do niepotrzebnych sporów.
Opis metody
O ustalaniu światłoczułości barwnych materiałów odwracalnych na potrzeby fotografii mówi norma ISO 2240:1994 (opracowana pierwotnie w 1972r, potem poprawiana). Według niej punkt światłoczułości oznaczony: M, znajduje się dokładnie w połowie liniowego odcinka krzywej charakterystycznej materiału. Norma ta również precyzuje w jaki sposób odcinek taki wyznaczyć oraz ukazuje wzór, dzięki któremu można wyrazić światłoczułość w jednostkach ASA. Całość opiera się na wykresach krzywych charakterystycznych odpowiednich materiałów. Na nich odczytuje się niezbędne zmienne, które należy podstawić do wzoru.
Stosowanie metody
Sprawdźmy więc jaką czułość realną, wyznaczoną według normy ISO, ma diapozytyw Fujichrome Sensia 100, którego czułość nominalna wynosi 100 ASA, jak deklaruje producent.
(wszystkie wykresy pochodzą z broszury firmowej wydanej przez FUJIFILM I&I, Data Guide Professional)
Procedurę należy rozpocząć od wyznaczenia skrajnego punktu liniowego zakresu przenoszenia materiału leżącego tuż nad dolnym zagięciem krzywej, niedaleko gęstości minimalnej- na powyższej ilustracji punkt ten oznaczyłem jako B (w źródłach można spotkać "t"). Według wspomnianej normy punkt ten leży zawsze o 0,2D (Density) powyżej Dmin (gęstości minimalnej). Dmin jest na ilustracji odkreślona pomarańczową, poziomą linią (tuż nad osią OX wykresu). Druga nad żółtą pozioma, zielona linia znajduje się właśnie o 0,2D powyżej opisanej pomarańczowej i przecinając się z krzywą charakterystyczna wyznacza punkt B.
Teraz należy wyznaczyć punkt, będący drugim końcem liniowego odcinka przenoszenia- oznaczony na ilustracji jako A (można spotkać "s"). Według normy ISO 2240 jest on punktem styczności krzywej charakterystycznej przy górnym zagięciu z prostą wyprowadzoną z punktu B. Krzywa charakterystyczna jednak rozdziela się przy górnym zagięciu (R-G-B) tworząc trzy różne "garby". Wyprowadzone trzy styczne- z punktu B do każdego punktu styczności dla każdej z krzywych (R-G-B), dadzą trzy odcinki o różnej długości: BAr, BAg i BAb. Aby wyznaczyć więc jeden punkt A, będący lewym krańcem liniowego odcinka przenoszenia AB, należy uśrednić trzy różne położenia punktów Ar, Ag, Ab. Podobnie należałoby postąpić w celu wyznaczenia położenia punktu B w przypadku niepokrywających się krzywych RGB przy dolnym zagięciu.
Dzięki powyższym działaniom na wykresie krzywej charakterystycznej materiału został wyznaczony odcinek AB. W jego obrębie obraz zostaje przeniesiony prawie liniowo. Według normy ISO 2240 w połowie tego odcinka znajduje się punkt wyznaczający światłoczułość materiału- na ilustracji jest to punkt M. Do wzoru podstawia się wartość Hm po przekształceniu odpowiedniej wartości E odczytanej z osi OX (Em) . Wartość Em to współrzędna X punktu M. We wzorze drugim pozbyto się Hm ( bo Hm=10^Em).
W naszym przykładzie, dla Sensji, Em ma wartość= -1,095. Podstawiając ją do wzoru otrzymujemy wynik 124,4. Stąd wynika, że światłoczułość tego materiału, wyznaczona wg normy ISO 2240:1994, na podstawie krzywej charakterystycznej, równa jest 125 ASA, a to z kolei nie pokrywa się z deklaracjami producenta.
Muszę jednak dodać, że obliczona przeze mnie wartość może być obarczona niewielkim błędem wynikającym z niedokładności wykresu, którym dysponuję (grubość nakreślonej krzywej). Niedokładność ta przekłada się np. na trudność wyznaczenia bardzo dokładnie punktów styczności a to z kolei może wpłynąć na odchyłki końcowego wyniku. Procedurę wyznaczania czułości dla tego materiału przeprowadzałem jednak kilkakrotnie i wynik zawsze zawierał się w przedziale [121;128] ASA więc wspomniany błąd nie powinien niepokoić- jest bardzo mało istotny.
Czy możliwe jest jednak aby czułość realna różniła się jeszcze bardziej od czułości zadeklarowanej na opakowaniu materiału? Sprawdźmy analizując kolejną krzywą- tym razem Provii 100F.
Wykreślanie zakresu liniowego i znalezienie punktu M przeprowadzono w taki sam jak poprzednio sposób. We wszystkich analizowanych przypadkach odczytania wartości dokonano w programie graficznym posługując się linijką (mierząc odległości w pikselach) i przeliczając je na odpowiednie jednostki z dużą dokładnością. Jedyne błędy wynikają z niedokładności nakreślenia samej krzywej (jej grubość) i są drobne.
Odczytana wartość m dla Provii 100F wynosi -1,213. Po podstawieniu do wzoru widać, że wartość światłoczułości dla tego materiału, wyznaczona wg normy ISO wynosi 160 ASA (!). Co to oznacza? Oznacza to, że w tym wypadku czułość materiału została inaczej obliczona/podana przez producenta. Dlaczego? Przyczyn dopatrzyłem się paru...
Dlaczego czułości się różnią?
W pierwszym analizowanym przykładzie różnica wyniosła 1/3 działki a w drugim aż 2/3. Nie można pozostawić tego bez komentarza. Powyżej opisana metoda oparta na zaleceniach wymienionej normy przyjmuje jako punkt światłoczułości dokładnie połowę liniowego zakresu przenoszenia. Dzisiejsze diapozytywy mają bardzo szeroką skalę naświetleń oraz dużą gęstość maksymalna, którą mogą osiągać. Poszerzanie zatem skali naświetleń powoduje przesuniecie połowy zakresu w lewo na wykresie- punkt światłoczułości przesuwa się w lewo co dale zwiększone wyniki przy obliczaniu czułości.
Powód może również tkwić w samym procesie doboru ekspozycji i pomiaru światła. Jeśli światłomierz wykalibrowany jest tak, jakby mierzona powierzchnia była odcieniem środkowym (18% światła odbitego) to rozpiętość tonalna sceny zawierającej skrajną biel oraz czerń ale oświetlona jednolitym światłem będzie mniejsza w górę (do bieli) niż do czerni- dobór więc parametrów "bez głowy" opierając się na punkcie będącym dokładnie w środku krzywej może doprowadzić do nieefektywnego jej wykorzystania.
Trzecią przyczyną dlaczego czułość realna różni się od nominalnej może być rozbieżność stosowanych metod wyznaczania czułości. Czytałem bowiem o metodzie, która różni się od podanej tym, że punktu B na wykresie nie szuka się za pomocą stycznej na górnym zagięciu a przyjmuje się punkt na krzywej odpowiedni dla gęstości D=2. Taka metoda rzeczywiście daje wyniki bardzo zbliżone do tych napisanych na opakowaniu!
Wnioski
Najważniejsze jest nie to co sobie wyliczymy tylko to co sobie ustawimy w celu "wstrzelenia" się w odpowiedni punkt na krzywej. Przykładowo: ustawiając czułość 100 ASA i naświetlając wg wskazań światłomierza skalibrowanego na 18%, ekspozycja na wykresie (oś OX) będzie miała wartość E=-1. Teraz łatwo odczytać ile od takiego punktu zmieścimy na liniowym fragmencie krzywej w prawo a ile w lewo oraz co będzie już na zagięciach lub się nie zmieści. Jeśli chcemy się "wstrzelić" w sam środek krzywej aby tam umieszczać średnią szarość sceny to rzeczywiście należałoby wyliczyć czułość realną oraz taka czułość ustawić na urządzeniu pomiarowym, ale czy jest to taka dobra metoda naświetlania?? Moim zdaniem lepiej naświetlać od świateł a nie od środka. Istotna jest więc jedynie wiedza gdzie jesteśmy mierząc daną płaszczyznę i badanie gdzie znajdą się inne- jaśniejsze i ciemniejsze.
Należy podkreślić więc, że ustawienie na przyrządzie pomiarowym nawet najdokładniej czułości realnej materiału nie koniecznie musi przenieść się na dokładne jego naświetlenie! Ustawienie czułości to tylko punkt podparcia, punkt orientacyjny w procesie ustalania właściwej ekspozycji. (Przecież ustawiając czułość nawet 400 ASA dla Provii 100F czy Astii 100, możemy je dobrze naświetlić, jeśli tylko będziemy wiedzieć, w którym miejscu na krzywej się aktualnie znajdujemy w takim wypadku i jak z tego skorzystać.)
Myślę, że przedstawione powyżej dwa przykłady wyznaczania czułości realnej diapozytywów dokładnie pokazują przebieg takiego działania i pomogą każdemu samodzielnie przeprowadzić wyliczenia dla swoich ulubionych lub najczęściej używanych materiałów. Trzeba jednak zawsze pamiętać, że aby wyliczona w taki sposób wartość była użyteczna, należy ją potraktować jako punkt odniesienia do krzywej, którą należy dalej analizować a nie jako magiczną liczbę prowadzącą do idealnego naświetlenia :)
Naświetlanie diapozytywów na krzywą charakterystyczną - czyli o poprawnym naświetlaniu cz.3
Zastosowanie szarej karty Kodaka