Pomiar światła wypełniającego przy oświetleniu zastanym

czyli

Wypasiony światłomierz dla ubogich? 

Zaintrygowały mnie cokolwiek współczesne skomputeryzowane światłomierze, potrafiące oprócz (co oczywiste) wskazania prawidłowych parametrów ekspozycji, wykazać także wzajemne relacje światła ciągłego i błyskowego w oświetleniu sceny (co widzimy na poniższym przykładzie w postaci dwóch kolorowych paseczków na skali liniowej).

[www.sekonic.com]

Czyli błyskamy sobie fleszem, a światłomierz pokazuje nam także, jak ma się jasność światła błyskowego do jasności oświetlenia zastanego. 

No właśnie, wiedza to całkiem potrzebna - aby odpowiednio dobrać stosunek jasności światła modelującego do wypełniającego. Normalnie, w kontrolowanych warunkach studyjnych, sprawa jest prosta. Zapalamy jedno światło i mierzymy ekspozycję. Potem je gasimy, zapalmy drugie, mierzymy ekspozycję dla niego – i już znamy wzajemny stosunek ich jasności.
No ale co zrobić, jeśli nie możemy swobodnie tych świateł gasić i zapalać, bo jedno jest światłem zastanym, czy to sztucznym czy dziennym, nad którym nie mamy już żadnej władzy? Wtedy pozostaje nam tylko dokonać pomiarów dla samego światła zastanego i dla światła zastanego z dodanym naszym oświetleniem wypełniającym, czy to błyskowym, czy ciągłym…
Czyli na przykład mierzymy ekspozycję dla światła zastanego i otrzymujemy wynik 7 EV. Następnie mierzymy ekspozycję z dodanym światłem wypełniającym (wszystko jedno, ciągłym czy błyskowym) i otrzymujemy wynik przykładowo 8,5 EV.
No i właśnie, mamy dwa wyniki – ale jak one mają się do siebie? Wyszła nam dla obu pomiarów różnica 1,5 EV – no i co z tego – przecież nie jest to różnica pomiędzy obydwoma światłami, tylko pomiędzy jednym i sumą obydwu, hę? Jak wzajemnie mają się do siebie jasności obu samych tylko świateł? Ja chcę do mamusi…?
Otóż, jak to się zwykle w naszych rozważaniach okazuje, sprawa jest z matematycznego punktu widzenia prosta. Stosunek jasności dwóch źródeł światła obliczyć można w tej sytuacji wychodząc ze wzoru:

 n₁ = 1 : 2^ΔEV

 gdzie

 n₁ – udział światła zastanego w wyniku sumarycznym
ΔEV – różnica pomiędzy pomiarem dla jednego i dwóch świateł.

 Czyli tak naprawdę to nawet zapisać to można jeszcze krócej jako n₁ = 2^-ΔEV, acz dla czytelności działania zostawmy już to dzielenie...
Ale, ad rem. Różnica pomiędzy pomiarami wynosi w naszym powyższym przykładzie, jak wiemy, ΔEV = 8,5 – 7 = 1,5 EV.

 Podstawiamy to zatem do wzoru i otrzymujemy…

 n₁ = 1 : 2^1,5 = 1 : 2,83 = 0,35

 Zatem światło zastane, stanowi w tym przykładzie 0,35, ergo 35%, oświetlenia naszej sceny.
A jaka jest wzajemna relacja świateł? Tę łatwo wyliczyć, porównując procentowe udziały obu źródeł w oświetleniu, czyli…

 n₂ : n₁ = (1 - n₁) : n₁

gdzie

n₂ – udział światła wypełniającego w wyniku sumarycznym

 ... co po prostym przekształceniu wzoru doprowadza nas do jeszcze składniejszej postaci...

n₂ : n₁ = 2^ΔEV - 1

 Podstawiamy zatem daną ΔEV do wzoru i otrzymujemy...

n_{2 :} n₁ = 2^1,5 - 1 = 2,83 - 1 = 1,83. 

 Stąd, przy różnicy obu pomiarów wynoszącej 1,5 EV, wzajemny stosunek jasności obu świateł (wypełniającego n₂ i zastanego n₁) wynosi 1,8:1.
Trywialnie proste, nieprawdaż?

 Kłopot jeno w naszym podstawowym wzorze, wymagającym zdolności podniesienia 2 do dowolnej potęgi, co wymagałoby np. posłużenia się kalkulatorem naukowym. Z drugiej strony najczęściej spotykany zakres pomiarów, który byłby dla nas interesujący, nie jest znowu w praktyce taki wielki.

 Aby zatem sprawę uprościć, do posłużmy się tabelą poniższą, sporządzoną dla zakresu różnic pomiarów od 0,3 do 3 EV:

ΔEV	0,3	0,5	0,7	1	1,3	1,5
n1	0,81	0,71	0,62	0,50	0,41	0,35
n2	0,19	0,29	0,38	0,50	0,59	0,65
n2:n1	1:4,3	1:2,4	1:1,6	1:1	1,4:1	1,8:1

ΔEV	1,7	2	2,3	2,5	2,7	3
n1	0,31	0,25	0,20	0,18	0,15	0,13
n2	0,69	0,75	0,80	0,82	0,85	0,88
n2:n1	2,2:1	3:1	3,9:1	4,7:1	5,5:1	7:1

Widzimy zatem – co w sumie oczywiste – że przy różnicy pomiarów wynoszącej 1 EV oba światła mają równą jasność. Dla powiedzmy klasycznej różnicy pomiędzy jasnością światła modelującego i wypełniającego wynoszącej mniej więcej 2x, interesuje nas zatem różnica pomiarów w zakresie 0,5-0,7 EV lub 1,5-1,7 EV, zależnie które ze świateł chcemy uznać za modelujące.
I co, można żyć bez wypasionego światłomierza?

Gadżeciki (#3) - Vijim GP-1

 W nieustającej pogoni za optymalną metodą ożenienia kamerki sportowej z lampą i ewentualnie rejestratorem, po przerobieniu szyn Ulanzi PT-7 i PT-9, trafiłem w końcu na produkt stricte dedykowany do tego zadania, czyli coś, bracket czy też uchwyt, pod nazwą Vijim GP-1. Iżby było śmieszniej, Vijim to też jest jakaś taka podmarka czy marka siostrzana Ulanzi...

GP-1 jest utensylium przeznaczonym z założenia dla kamer sportowych, a już zupełnie konkretnie dedykowanym do GoPro. Od spodu wyposażony jest w gwint statywowy 1/4" (do którego jeszcze wrócimy), od góry - zaczep standardowej szybkozłączki standardu GoPro (i na szczęście także większości innych kamer sportowych), a po bokach - w dwa mocowania na akcesoria ze stopkami ISO. Natomiast prostokątna przestrzeń pośrodku uchwytu służy do pomieszczenia goprowskiego adaptera mikrofonu AAMIC-001, bez którego szans nie ma na podłączenie mikrofonu do nowszych modeli tych kamer. Czyli dla mnie jest to akurat funkcjonalność bezużyteczna - za to zwiększająca wysokość zestawu.

Dwa wspomniane punkty mocowania po bokach przeznaczone są dla lampy i mikrofonu, co oznaczone nawet zostało odpowiednimi piktogramami. Są one jednak proste, plastikowe, bez żadnych elementów dociskających, więc można na nich montować wyłącznie akcesoria posiadające własne zaciski - w przeciwnym bowiem razie po prostu wypadną z uchwytu luzem. Trzeba tez mieć na uwadze, że lampa w tym układzie znajdzie się poniżej kamery, co niekoniecznie dać musi najlepszy efekt oświetleniowy. Całość jest tym niemniej zwarta i w miarę kompaktowa, bez zbędnych połączeń i gwintów, które mogłyby się poluzować.

Pionowe umieszczenie mocowań ma jeszcze tę konsekwencję, że wprost instalować można na nich tylko mikrofony czy rejestratory monofoniczne, stereofoniczne zaś wymagają jeszcze przekręcenia do poziomu, aby rejestrowały sygnał lewo-prawo, a nie góra-dół. Można tego dokonać albo za pomocą małej głowiczki kulowej ze stopką ISO (co da jednak konstrukcję przekombinowaną, mało pewną i niewygodną), albo - jak na niniejszym przykładzie - dzięki dodatkowym punktom mocowania na lampie LED, o ile ta takowe posiada.

Całość postawić można choćby na małym statywie stołowym, pełniącym zarazem funkcję chwytu pistoletowego - no ale właśnie. Immanentną wadą GP-1 jest zbyt płytki gwint statywowy. Żaden statyw, bracket, czy głowica, na którym próbowałem toto zamontować, nawet własne produkty Ulanzi, nie wkręca się do końca, przeciętnie brakuje jakieś 0,5-1 mm - czyli, zależnie od ich konstrukcji, GP-1 albo zamocowany jest bez podparcia, na samym gwincie, o ile ten jest nieruchomy, albo też kręci się luzem wraz ze śrubą, gdy ta się obraca. Rozwiązanie problemu proste i doraźne - podłożyć pod uchwyt metalową podkładkę czy gumową uszczelkę, rozwiązanie permanentne - przewiercić dolną płytkę GP-1 na wylot, pozwalając głębiej wkręcić się śrubie.

Cena GP-1 utrzymuje się, na szczęście, poniżej 30 złotych, czyli całkiem jest chyba atrakcyjną.

Liczba przysłony, a czas naświetlania

 czyli

Jak żyć?

Zagadnienie związku czasu naświetlania i wartości przysłony wydaje się z pozoru trywialne i niejeden fotoamator popuka się w głowę na samą myśl o potrzebie szukania tu jakiegoś problemu. No przecież wiadomo, mamy szereg czasów, choćby 1/30-1/60-1/125-1/250-1/500 s i tak dalej oraz szereg liczb przysłony, ot  2-2,8-4-5,6-8-11-16..., zmieniamy czas o jeden czy ileś tam stopni, i o tyle samo stopni korygujemy w drugą stronę przysłoną. No proste i trywialne.

W pewnym zakresie oczywiście tak. Problem narastać zaczyna wraz ze wzrostem wielkości zmiany, czy też z wynikłą jej jakąś przypadkową wartością.  Bowiem weźmy choćby popularne aparaty otworkowe, oferujące otwór względny na przykład w okolicy 1:200.  O ile nie jest to aparat z pomiarem TTL, takiej wartości przysłony nie obsłuży nam raczej w bezpośrednim pomiarze przeciętny światłomierz, nie jest to też żadna konkretna wartość z tradycyjnego ciągu liczb przysłony, umożliwiająca trywialne odliczenie sobie "stopów".

Jak sobie wtedy poradzić? Tym bardziej, że z ciągów czasów i przysłon widać też przecież, że wartości czasu i przysłony nie można przeliczać bezpośrednio. Jak więc przekłada się wartość przysłony na czas naświetlania?

Oczywiście prosto, czas zmienia się bowiem z kwadratem liczby przysłony. Jeśli zatem zmienimy sobie w dowolny sposób wartość przysłony, to niezbędna korekcja czasu ekspozycji wyniesie...

n = (k₂/k₁)²

gdzie

 n - krotność zmiany czasu

k₁ - liczba przysłony wyjściowa

k₂ - liczba przysłony po zmianie

Zatem, jeśli zmieniamy przysłonę - przykładowo - z 2,8 na 22, to czas naświetlania skorygować należy n = (22/2,8)² = 7,86² = 62 razy. Tak na marginesie, widać tu niejaką niedokładność wynikłą z zaokrąglania liczb przysłon do zwyczajowych w danym szeregu wielkości, bo przy takim posługiwaniu się pełnymi wartościami ich stopni winna nam tu wyjść krotność 64 (czyli 2⁶) - no ale i tak jest to różnica rzędu 3%, czyli pomijalnie mała. 

Tak samo oprzeć się możemy na tej zależności w przypadku wspomnianego powyżej przykładowego aparatu otworkowego o otworze względnym 1:200. Tutaj posługując się na przykład światłomierzem zewnętrznym czy drugim aparatem mierzymy sobie ekspozycję dla jakiejś założonej, referencyjnej przysłony, dajmy na to 1:16, a następnie korygujemy ją - zgodnie z powyższym wzorem - dla naszego otworka 1:200. Czyli...

n = (200/16)² = 12,5² = 156

Czas naświetlania w otworkowcu o otworze względnym 1:200 wydłużyć trzeba zatem 156 razy w stosunku dla tego zmierzonego dla przysłony 1:16. Tam, powiedzmy, wszedł nam 1/60 s - to ile trzeba naświetlać teraz, eee...?

Ano oczywiście zgodnie ze wzorem:

t₂ = t₁ * n

gdzie

n - krotność zmiany czasu

t₁ - czas wyjściowy

t₂ - czas po zmianie

Czyli w naszym przykładzie: t₂ =  1 / 60 * 156 = 0,017 * 156 = 2,6 [s]. 

Uwaga - powstrzymać się tu trzeba przed odruchowym podstawieniem do wzoru wartości 60 (zamiast rzeczywistej 1/60) jako czasu wyjściowego, bo skończylibyśmy wtedy z naświetlaniem z górą dwie i pół godziny. ALE - jako, że występuje tu mnożenie przez ułamek z jedynką w liczniku (1/60) możemy sobie sprawę uprościć i po prostu od razu podzielić krotność zmiany czasu przez mianownik jego wartości, sprowadzając działanie do uproszczonej postaci t₂ = 156 / 60 = 2,6 [s]. Acz uwaga, uproszczenia tego dokonywać można wyłącznie gdy czas wyjściowy jest krótszy od 1 s, ergo jego bezwzględna wartość jest ułamkiem mniejszym od 1!

Za to, biorąc pod uwagę, że aparat otworkowy i tak ma stały otwór względny, to pomiaru wyjściowego dokonywać winniśmy najlepiej zawsze przy tej samej wartości przysłony - jak 1:16 w naszym przykładzie - a wtedy niezbędna korekcja ekspozycji zawsze będzie ta sama - czyli nasze 156x - zatem można ją po prostu zapamiętać, bez potrzeby każdorazowego przeliczania na nowo.

No i przy takich już kilkusekundowych czasach naświetlania - o ile fotografujemy na materiałach tradycyjnych - nie można już też zapomnieć o efekcie Schwarzschilda. 

Na koniec spójrzmy jeszcze jednak na inną kwestię - gdyby z jakiegoś powodu wygodniej było nam zamiast tej wyliczonej krotności korekcji ekspozycji posłużyć się jednak stopniami vel stopami, jak to sobie przełożyć?

Oczywiście, też prosto, ze wzoru...

ΔEV = log₂ n

 gdzie

ΔEV - zmiana ekspozycji w stopniach

n - krotność zmiany ekspozycji

Wzór ten zapisać możemy w bardziej strawnej dla liczenia na kalkulatorze postaci jako ΔEV = ln n / ln 2, a skoro 1/ln 2 jest tu wielkością stałą, to po prostu jako:

ΔEV = 1,44 * ln n

Zatem, idąc tym tropem, nasza korekcja ekspozycji 156 razy przekłada się na zwyczajowe stopnie jako...

ΔEV = 1,44 * ln 156 = 7,27

Czyli wydłużyć musielibyśmy w tym przypadku czas naświetlania o 7 1/3 stopnia. Też proste, a może nawet w plenerze łatwiejsze do praktycznego zastosowania, zwłaszcza, że byłaby to wielkość stała.

No i dla jeszcze większego uproszczenia spójrzmy na tabelaryczne zestawienie krotności i stopni EV, co może rzecz ułatwić i oszczędzić niepotrzebnych obliczeń pochłaniających mimo wszystko czas, zwłaszcza w terenie - przy zachowaniu zupełnie akceptowalnej dla naświetlenia dokładności wyniku:

Krotność	2	2,8	4	5,6	8	11	16	22	32
EV	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5

Krotność	45	64	90	128	181	256	362	512	588
EV	5,5	6	6,5	7	7,5	8	8,5	9	9,5

I w przypadku naszej przykładowej krotności 156 widzimy, że wypada ona mniej więcej w połowie pomiędzy 7 a 7,5 EV - co całkowicie zgadza się z wynikiem wcześniejszego wyliczenia. Szybko, prosto i przyjemnie, a efekt w praktyce ten sam.