In che modo una macchina da presa esegue la compensazione dell'esposizione?

Ho una Nikon D3x, una Nikon F6 e una Nikon F3 / T.

Comprendo che, su una fotocamera digitale, la "compensazione dell'esposizione" in realtà altera l'amplificazione del segnale, simile ma non identica alla modifica della sensibilità.

Sia la F6 che la F3 / T offrono una compensazione dell'esposizione. Nessuna di queste fotocamere sembra alterare la velocità dell'otturatore o l'apertura del diaframma in base alla compensazione dell'esposizione. Tuttavia le immagini risultanti sono correttamente esposte secondo la compensazione.

Ad esempio, l'impostazione della compensazione dell'esposizione di F6 su -5 EV non cambia in modo udibile la sua velocità dell'otturatore, né cambia visibilmente l'apertura del diaframma. In effetti la durata dell'esposizione sembra essere inalterata.

In che modo una fotocamera a pellicola esegue la compensazione dell'esposizione?

Capisco che, su una fotocamera digitale, la "compensazione dell'esposizione" in realtà altera l'amplificazione del segnale, simile ma non identico al cambiamento della sensibilità.

In generale, non è così che viene usato il termine. Invece, "compensazione dell'esposizione" significa: dire al programma di esposizione della fotocamera in modalità di esposizione automatica di mirare a un'esposizione più luminosa o più scura della lettura del contatore. (Altro su Che cos'è la compensazione dell'esposizione? E su In che modo le reflex digitali determinano quale apertura selezionare in modalità P? )

Un modo in cui il programma può rispondere a questo è alterando l'amplificazione, aumentando l'ISO effettivo. (Maggiori informazioni su Come viene implementato l'ISO nelle fotocamere digitali? ) Può anche cambiare la velocità dell'otturatore o l'apertura, ma ciò dipenderà dalla modalità.

Su una macchina da presa, cambiare l'amplificazione non è un'opzione, quindi per cambiare l'esposizione, la velocità dell'otturatore o l'apertura devono cambiare. Tuttavia, potresti non percepirli cambiare, perché la fotocamera in realtà non si ferma fino allo scatto dell'otturatore, ed è difficile sentire la differenza tra, diciamo, ¹⁄60 o ¹⁄₁₂₅ di secondo.

Nikon in realtà include la "tabella dei programmi" per la F6 nel manuale :

... così puoi vedere esattamente cosa fa. Ad esempio, se il misuratore restituisce "EV 5", si otterrebbe un'apertura di f / 4 e una velocità dell'otturatore di ¹⁄₆₀th. E puoi vedere che è davvero un algoritmo abbastanza semplice. Come indicato in questa risposta , alcune telecamere consentono di selezionare tra diversi programmi. Su alcune fotocamere entry level, un'impostazione come "modalità sport" significa in realtà "selezionare un programma che privilegia le alte velocità dell'otturatore", anche se non esiste un controllo diretto e denominato sul programma. In generale, tuttavia, se ci tenete davvero a un particolare fattore di esposizione, usereste Aperture o Shutter Priority.

Non è vero che "la compensazione dell'esposizione altera effettivamente l'amplificazione del segnale".

Esistono solo 3 modi per controllare l'esposizione: apertura, velocità dell'otturatore e ISO. La compensazione dell'esposizione non è un magico controllo aggiuntivo dell'esposizione. Dice semplicemente alla fotocamera di cambiare l'esposizione x il numero di stop cambiando l'apertura, la velocità dell'otturatore o (nel caso di una fotocamera digitale) l'ISO.

In realtà, "compensazione dell'esposizione" è un termine improprio secondo me - dovrebbe essere chiamato "compensazione del misuratore". Funziona (quasi) allo stesso modo su una fotocamera a pellicola come su una fotocamera digitale. Quando si punta la fotocamera su una scena e la fotocamera misura la scena su, diciamo, EV 16, se si imposta la compensazione dell'esposizione su +1, ciò che si sta facendo è dire alla telecamera di supporre che la scena sia 1 EV in meno (ovvero EV 15) e di esporre di conseguenza. A seconda della modalità di esposizione (PASM), l'esposizione +1 viene quindi raggiunta dalla fotocamera che modifica l'apertura o la velocità dell'otturatore o (nel caso di una fotocamera digitale) l'ISO in modo da effettuare un'esposizione come se la scena fosse EV 15.

(Come osservato da Michael nei commenti, è possibile che la fotocamera possa regolare più di uno dei controlli di esposizione per ottenere la compensazione dell'esposizione desiderata, ad esempio può regolare contemporaneamente l'apertura e la velocità dell'otturatore.)

Immagino che la ragione per cui non riesci a sentire o vedere alcuna differenza nella velocità dell'otturatore o nel diaframma nel tuo test è perché comunque tutto sta accadendo troppo velocemente. Vale probabilmente la pena dichiarare esplicitamente che, indipendentemente dall'impostazione dell'apertura o della compensazione dell'esposizione, il diaframma dell'obiettivo rimane completamente aperto fino al momento in cui viene premuto il pulsante di scatto.

In che modo una fotocamera a pellicola esegue la compensazione dell'esposizione?

Allo stesso modo in cui una fotocamera digitale esegue la compensazione dell'esposizione (EC): distorce la calibrazione del misuratore nella direzione e nella quantità immesse in modo che le risultanti variabili di esposizione selezionate dalla fotocamera producano un'esposizione inferiore o superiore rispetto a quanto sarebbe altrimenti possibile.

Il motivo per cui talvolta dobbiamo fare EC è perché la maggior parte delle telecamere non riesce a distinguere tra un gatto nero in una miniera di carbone e un gatto bianco in una valanga. Soprattutto quando si utilizza una fotocamera con un esposimetro monocromatico (praticamente tutte le fotocamere SLR consumer / pro fino a circa il 2010 circa), la fotocamera proverà a esporre ogni scena come un grigio medio. Con i più recenti misuratori di luce a colori e algoritmi di esposizione basati su libreria, alcune fotocamere stanno migliorando nel "indovinare" la differenza di illuminazione difficile. Ma la fotocamera non riesce ancora a leggere la mente del fotografo su quale parte della scena vogliamo essere esposta come "luminosità media".

Videocamere

Nel caso delle fotocamere a pellicola, il tempo di posa (Tv), il diaframma (Av) o eventualmente entrambi se si utilizza la modalità di esposizione Programma , vengono modificati per ottenere un'esposizione più alta o più bassa. Possiamo persino fare EC con una macchina da presa che non ha pulsanti o quadranti [+/- EC]. Se stiamo girando con pellicola ISO / ASA 200 in modalità di esposizione manuale e cambiamo la velocità della pellicolaimpostato su 'ISO / ASA 100' il misuratore fornirà una lettura inferiore di uno stop per la stessa quantità di luce rispetto a quando è impostato su ISO / ASA 200. Qualsiasi modalità di esposizione automatica della fotocamera sovraesporterà il film a 200 velocità di uno interrompere cambiando Tv o Av per riportare l'esposizione calcolata al centro. Ha esattamente lo stesso effetto dell'utilizzo di [+1 EC]. L'impostazione del controllo della velocità della pellicola su ISO / ASA 800 con pellicola a 200 velocità avrà lo stesso effetto dell'uso di [-2 EC]. In entrambi i casi, non dimenticare di cambiare la velocità della pellicola dopo aver scattato la foto!

Sia la F6 che la F3 / T offrono una compensazione dell'esposizione. Nessuna di queste fotocamere sembra alterare la velocità dell'otturatore o l'apertura del diaframma in base alla compensazione dell'esposizione. Tuttavia le immagini risultanti sono correttamente esposte secondo la compensazione.

Ad esempio, l'impostazione della compensazione dell'esposizione di F6 su -5 EV non cambia in modo udibile la sua velocità dell'otturatore, né cambia visibilmente l'apertura del diaframma. In effetti la durata dell'esposizione sembra essere inalterata.

La maggior parte del suono "dell'otturatore" che si sente con una reflex è il movimento dello specchio riflesso prima e dopo l'esposizione. Il movimento dello specchio prima e dopo l'esposizione richiede la stessa quantità di tempo indipendentemente dal tempo di posa utilizzato. Inoltre, tieni presente che tutti i tempi di posa richiedono lo stesso tempo per il passaggio di ogni sipario sul piano del film. L'unica differenza è nella lunghezza del ritardo tra il movimento della prima tendina per iniziare l'apertura e il movimento della seconda tendina per iniziare la chiusura. A tempi di posa più brevi / più veloci della velocità di sincronizzazione X della fotocamera, la seconda tendina inizia a chiudersi prima che la prima tendina sia completamente aperta. Ciò si traduce in una fessura di larghezza variabile tra due tende mentre la seconda tenda "insegue" la prima tenda attraverso il piano del film

• Supponiamo che la tua fotocamera impieghi 50 millisecondi (1/20 di secondo) per sollevare lo specchio. Per semplicità, supponiamo che siano necessari altri 50 ms affinché il mirror scenda nuovamente. Sono 100 ms (1/10 di secondo) di corsa dello specchio per ogni foto scattata con la fotocamera. La tua F6 potrebbe essere così veloce, ma la F3 / T è probabilmente un po 'più lenta di quella.
• Supponiamo che la tua fotocamera abbia una velocità di sincronizzazione del flash di 1/60 s (abbastanza comune nei giorni delle persiane da viaggio orizzontali che attraversavano la lunga dimensione della cornice del film 36x24mm). Siamo generosi e diamo al flash 5 ms (1/200 s) di fare le cose prima che la seconda tendina inizi a chiudersi a 1/60 s (16,7 ms). Ciò significa che occorrono circa 11,7 ms (1/85 s) affinché ciascuna tendina dell'otturatore passi da un lato del piano del film all'altro.
• Il tempo di movimento dell'otturatore totale per un'esposizione di 1/2000 s (0,5 ms) con la nostra fotocamera con una velocità di sincronizzazione del flash di 1/60 s (16,7 ms) è di circa 1/85 s (11,7 ms) + 1/2000 (0,5 ms ). Aggiungi altri 100 ms per il movimento dello specchio. Il tempo totale di "suono dell'otturatore" è 112,2 millisecondi.
• Il tempo totale di movimento dell'otturatore per un'esposizione di 1/1000 s (1,0 ms) è di circa 1/85 (11,7 ms) + 1/1000 (1,0 ms). Aggiungi altri 100 ms per il movimento dello specchio. Il tempo totale di "suono dell'otturatore" è 112,7 millisecondi
• Puoi sinceramente aspettarti di dire la differenza tra 112,2 millisecondi , il tempo totale di "suono dell'otturatore" per un'esposizione di 1/2000 di secondo e 112,7 millisecondi , il tempo totale di "suono dell'otturatore" per un'esposizione di 1/1000 di secondo? O anche tra 112,2 ms per un'esposizione di 1/2000 s e 116,7 ms , qual è il tempo totale di "suono dell'otturatore" necessario per una TV più lenta di cinque stop di 1/60 secondi?

Se stai osservando l'apertura del diaframma prima che il pulsante di scatto venga premuto per riprendere l'esposizione, viene tenuto aperto all'impostazione di apertura massima dell'obiettivo indipendentemente dal valore di apertura selezionato. Ciò consente alla luce più elevata di entrare nella fotocamera per la messa a fuoco e la misurazione. L'apertura non viene fermata fino a quando il pulsante di scatto non viene premuto completamente. Ricordi quei 50 millisecondi necessari per alzare lo specchio? È un tempo più che sufficiente per consentire alla fotocamera di arrestare l'apertura. Quando lo specchio torna indietro dopo l'esposizione, anche l'apertura è tornata nella posizione completamente aperta.

Fotocamere digitali

Nel caso di fotocamere digitali, Tv, Av, ISO o una loro combinazione vengono modificati per ottenere un'esposizione più alta o più bassa quando si utilizza la modalità EC. A volte l'uso di EC modifica l'impostazione ISO della fotocamera che controlla l'amplificazione del sensore, ma spesso non lo fa. L'utilizzo di EC comporta la modifica di ISO e / o Tv e / o Av dipende dalla modalità e dalle impostazioni di esposizione selezionate dall'utente, nonché dalla linea di programma della fotocamera per uno scenario e una modalità di esposizione specifici.

Ci sono solo tre cose che determinano l'esposizione: Tv, Av e ISO / sensibilità. Questo è altrettanto vero in una macchina fotografica digitale come in una macchina da presa.

Possiamo modificare "esposizione / luminosità" durante la post-elaborazione di un'immagine digitale. Possiamo altrettanto facilmente modificare il tempo di sviluppo del film nella camera oscura per aumentare o diminuire la densità del negativo. Nessuna modifica dopo il fatto altera la quantità di luce catturata dal film o dal sensore durante l'evento di esposizione reale. L'unica differenza è che con il digitale quando alteriamo "esposizione / luminosità" nella post-elaborazione lo facciamo in modo non distruttivo: i dati grezzi reali raccolti dal sensore rimangono invariati. Nel caso del film, una volta che abbiamo sviluppato un'immagine latente per creare un negativo, non si può tornare indietro e farlo di nuovo con un tempo di sviluppo diverso.

Comprendo che, su una fotocamera digitale, la "compensazione dell'esposizione" in realtà altera l'amplificazione del segnale, simile ma non identica alla modifica della sensibilità.

Sembra che alcune persone pensino che l'immissione di un valore EC comporti che i dati grezzi dal sensore vengano elaborati in modo diverso rispetto a se la stessa ISO fosse selezionata con un valore CE diverso.

Non è assolutamente il caso!

L'unica cosa che controlla la quantità di amplificazione delle informazioni analogiche provenienti dal sensore prima che venga convertito in dati digitali grezzi è l'impostazione ISO. Un'immagine scattata usando [-3 EC] che ha prodotto la fotocamera usando ISO 400 produrrà esattamente lo stesso amplificazione del sensore di un'immagine presa usando [0 EC] o [+5 EC] che ha prodotto la fotocamera usando ISO 400.

Ciò che conta per quanto riguarda l'amplificazione del sensore è l'impostazione ISO a cui viene scattata l'immagine. Periodo. Non è importante il modo in cui viene selezionato un determinato ISO: indipendentemente dal fatto che sia scelto da un'impostazione ISO inserita manualmente o da un programma automatizzato derivante dall'uso di EC, un valore ISO specifico comporterà sempre la stessa quantità di amplificazione del sensore. ISO 100 ha la stessa amplificazione del segnale indipendentemente dal fatto che EC sia impostato su -5, 0 o +5 al momento dell'esposizione dell'immagine.