ZÁKLADNÍ ÚKOL MĚŘENÍ EXPOZICE

Úkolem měření expozice je buď automaticky nastavit nebo správně poradit nastavení trojice hodnot:

Expoziční čas
Clona
ISO citlivost

které povedou nejen k dobře exponovanému snímku, ale též k snímku zvládnutému dobře technicky i výrazově. Zejména se jedná o ostrost snímku, využití dynamického rozsahu, minimální šum a práci s hloubkou ostrosti.

Díky automatickému měření expozice se tak můžeme plně soustředit na obsah a kompozici snímku, což je extrémně užitečné zejména v reportážní praxi. Bohužel však není možné ponechat expozici na automatice vždy. Automatická expozice pracuje dobře ve většině, zdaleka ne však všech světelných a snímacích podmínkách. Často také rozhodne špatně třeba o použití blesku.

U digitálních fotoaparátů je správná expozice několikanásobně důležitější než u barevného negativního filmu. Negativní film má příjemnou „S“ křivku kontrastu, zatímco digitální senzory mají tvrdě ohraničenou lineární křivku. Problém je tedy v tom, že vše co je černější nebo bělejší než koncové body přímky prostě „neexistuje“. Poměrně úzký a z obou stran (černá i bílá) tvrdě omezený dynamický rozsah digitálních fotoaparátů tak silně komplikuje automatické korekce expozice např. na minilabech či při hromadném zpracování v PC.  Spoléhat na ně je tak velmi ošidné a záchrana špatně exponovaných digitálních dat může být buď velmi pracná nebo v horším případě nemožná.

Typické situace kdy bude třeba automatice pomoci jsou např. fotografie Měsíce či Slunce a jeho západů či východů, fotografie na sněhu, studiové fotografie, fotografie interiérů, koncertů, makrofotografie, silně kontrastní fotografie, fotografie v protisvětle či jakékoliv fotografie s dominantní převahou výrazně barevných, světlých či naopak tmavých tónů. Hovoříme potom o tzv. „nestandardních nebo špatných světelných podmínkách“.

  JAK MĚŘENÍ EXPOZICE PRACUJE

Většina moderních DSLR má několik režimů měření expozice. Liší se v podstatě plochou, kterou z celkové scény berou v úvahu pro měření. Přitom různé režimy se hodí při různých situacích. Nejuniversálnější poměrové (zónové či maticové měření – různí výrobci používají různé názvy) pracuje na principu rozdělení celé fotografie na určitý počet zón. Canon používá 35 zón, Nikon 1005, Olympus 49 atd. V každé zóně je zjištěn průměrný jas v EV jednotkách (barva se zcela ignoruje a pracuje se pouze s černobílým jasem) a připojí se další údaje jako poloha zaostřovacího bodu, vzdálenost objektu, svislé/vodorovné fotografování atp. Následně jsou údaje porovnány s databází uvnitř fotoaparátu a fotoaparát se snaží odhadnout správnou expozici pro nalezenou scénu.

  18% STŘEDNÍ ŠEDÁ

Střední šedá je definována jako šedá, která odráží 18% dopadajícího světla. V 8-bitové RGB representaci je vyjádřena jako {127,127,127}. Střední se jmenuje proto, že subjektivně leží ve středu stupnice mezi černou a bílou.

Je to k nevíře, ale téměř každý dobře exponovaný snímek vede po zprůměrování všech zón na střední šedou. Měření expozice fotoaparátů tedy v principu probíhá tak, že hledají kombinaci expozičního času, clony a ISO citlivosti, která po zprůměrování jasů celé fotografie dá ve výsledku 18% střední šedou.

  LIMITY AUTOMATICKÉHO MĚŘENÍ EXPOZICE

Automatika nemá ani ponětí o síle světla osvětlující scénu. Nemá ani ponětí o odrazivosti předmětů které scénu tvoří. Jediné co vidí a z čeho musí vycházet je světlo odražené od předmětů scény a vstupující do objektivu. Nedokáže tak rozlišit slabé světlo dopadající na světlé předměty od silného světla dopadajícího na tmavé předměty. Jedinou šancí je předpokládat, že průměrná odrazivost světla všech předmětů tvořících scénu je průměrná – neboli předpokládat, že scéna je v průměru středně šedá.

Strategie měření na výslednou střední šedou tedy funguje velmi dobře pro scény, které mají vyvážený podíl světlých a tmavým míst. U nich se snadno exponuje tak, aby střední jas celé scény padl do středu jasových možností senzoru. Tato strategie však selže, pokud základní předpoklad vyváženého podílu světlých a tmavým míst ve scéně neplatí. Fotografujete-li uhlí, automatika snadno dojde k závěru, že fotografujete v průměru šedou scénu, ale ve slabém světle! Expozici zvýší a uhlí tak bude šedé! Stejně tak pokud fotografujete bílý sníh, automatika dojde k závěru, že fotografujete v průměru šedou scénu, ale v silném světle! Expozici ubere a sníh bude šedý – špinavý.

Naštěstí běžné scény jako letní dovolená, skupiny lidí, krajina atp. předpoklad střední odrazivosti předmětů tvořících scénu dobře splňují. Na to, že scéna je v průměru středně šedá, se v 80% případů dá spolehnout. A pro zbývajících 20% jsou zde metody, jak pomoci.

  METODY MĚŘENÍ EXPOZICE

Konstruktéři fotoaparátů jsou si problému se střední šedou vědomi a tak vybavují fotoaparáty dalšími pokročilými metodami jak expozici změřit, doladit či ověřit. Většina fotoaparátů tedy nabízí 3 někdy i 4 metody měření expozice:

	Maticové, poměrové, zónové (Evaluative, Multi-zone, Multi-segment, Matrix – různí výrobci používají různé názvy) Scéna je rozdělena do několika zón a porovnávána s rozsáhlou databází známých snímků. Na základě nalezené shody je rozhodnuto o nejlepší expozici pro danou scénu. Do úvahy se většinou bere i aktivní zaostřovací bod, který označuje místo s nejdůležitějším obsahem. Kdy ho použít: V běžné každodenní praxi Kdy selže: V situacích, kdy nelze předpokládat, že průměrný jas scény je střední šedá. Dále u snímků v protisvětle, silně kontrastních scén a v situacích, kdy požadujeme speciální expoziční záměr (západy slunce, noční snímky atp.).
	Celoplošné se zdůrazněných středem (Center-weighted Average) Podobně jako maticové měření bere do úvahy celou plochu snímku avšak za nejdůležitější část se považuje střed snímku bez ohledu na zaostřovací bod. Okraje snímku tak promluví do expozice mnohem méně významně. Kdy ho použít: V situacích, kdy chceme řídit expozici podle hlavního objektu, který je jasově blízko středně šedé. To je typické u portrétů zejména v protisvětle nebo v jiných náročných světelných podmínkách. Běžný obličej či pleťová barva obecně je totiž velmi blízko střední šedé a tak se dá k naměření expozice snadno použít. Kdy selže: Je dost riskantní při reportáži či běžné práci. Silně totiž závisí na jasu místa kde expozici měříte.
	Průměrná pleťová barva v černobílém podání je velmi blízko 18% střední šedé. Je tak možné měřit expozici na „pleťovku“, v nouzi i na vlastní ruku. Celoplošné měření se zdůrazněným středem je k tomu velmi vhodné.
	Středové (Partial) Vyhodnocuje pouze malou oblast (cca 8% plochy) ve středu snímku bez ohledu na zaostřovací bod. Kdy ho použít: Výhradně k naměření jasu (EV hodnoty) konkrétního bodu scény. Kdy selže: Nevhodný pro běžnou práci.
	Bodové (Spot) Vyhodnocuje velmi malou oblast (bod, cca 1-3% plochy) ve středu snímku bez ohledu na zaostřovací bod. Kdy ho použít: Výhradně k naměření jasu (EV hodnoty) konkrétního bodu scény. Kdy selže: Nevhodný pro běžnou práci.

  MĚŘENÍ DOPADAJÍCÍHO SVĚTLA NA STŘEDNÍ ŠEDOU

Jak již bylo řečeno, algoritmus expozimetrů současných DSLR předpokládá, že scéna je v průměru středně šedá. Algoritmus tedy selže v okamžiku, kdy tento předpoklad není splněn. Nabízí se ale malý trik! Co přímo do scény umístit normalizovanou střední šedou tabulku a naměřit expozici na ní? Potom vlastně předpoklad šedé scény bude 100% dodržen a expozice musí být absolutně přesná!

Na tomto principu je založeno měření dopadajícího světla na střední šedou. Praktická práce s šedou tabulkou potom vypadá následovně:

1. Do scény umístíme šedou tabulku tak, aby se neleskla! Tento požadavek je kritický a nejlépe ho splní naklápění tabulky vůči zdroji světla až lesky zmizí.
2. Přepneme na bodové měření expozice a naměříme expozici ve středu tabulky. Tabulka však musí vyplňovat dostatečnou plochu fotografie (pro jistotu minimálně středový kruh), aby bodové měření zaručeně nebylo rušeno okolím tabulky.
3. Pokud je tabulka příliš malá, tak dočasně prodloužíme ohnisko či se přiblížíme s fotoaparátem blíže k tabulce. Nesmíme jí ale stínit!
4. Naměřené hodnoty buď uzamkneme, lepší je ale přepnout na manuální režim (M) a nastavit je ručně (vlastně opsat). Nejsme tak v časovém stresu, za jak dlouho uzamčení expozičních hodnot fotoaparát zruší (cca 4 až 10 vteřin). Vrátíme případně zpět ohnisko.
5. Tabulku ze scény odstraníme a exponujeme zjištěnými hodnotami ostrý záběr.

Vypadá to sice komplikovaně, ale není to tak hrozné, jak to vypadá. Navíc pokud pořizujete více podobných záběrů a dokud se nezmění světelné podmínky, bude zjištěné hodnoty možno ponechat. Měření podle šedé tabulky zajistí nejen expozičně správné ale i vyrovnané výsledky a presentace série snímků bude tak působit nesmírně přirozeně a profesionálně.

I když naměříte hodnoty pomocí šedé tabulky, není vyloučeno provést mírnou kompenzaci expozice. Metoda měření na šedou je sice z fyzikálního pohledu velmi přesná, ale subjektivní hodnocení výsledků je důležitější. Takže i tady se kreativitě meze nekladou.

  KOMPENZACE EXPOZICE (EXPOSURE COMPENSATION) 

Expoziční kompenzace znamená ruční rozvážení expozice oproti hodnotě změřené a nastavené automatikou. Většinou pracuje v rozmezí ±2-5 EV okolo fotoaparátem změřené hodnoty. Většinou lze nastavit, zda krok má být hrubší 1/2 nebo jemnější 1/3 EV. Vzhledem k poměrně omezenému dynamickému rozsahu DSLR (kolem 6 EV) lze doporučit spíše krok 1/3 EV, protože chybná expozice již tak vzácný dynamický rozsah snižuje.

  UZAMČENÍ EXPOZICE (EXPOSURE LOCK, AE LOCK)  

Stisknutím tohoto tlačítka, často označeného hvězdičkou, se provede změření expozice právě sledované scény a na cca 4-10 vteřin uzamčení zjištěných hodnot. To umožní zablokovat zjištěné hodnoty bez ohledu na následnou změny scény. Kdy je to potřeba? Např. když jste změřili scénu a potom změnili kompozici snímku (pohnuli s fotoaparátem) a chcete zachovat hodnoty expozice z původní scény. Nebo při měření expozice pomocí střední šedé tabulky.

  HISTOGRAM

Jedním z nejúčinnějších nástrojů jak zjistit či ověřit správnou expozici je histogram. Porozumění histogramu vám dá vysokou jistotu, že z hlediska expozice jste pořídili dobrý snímek. Současně vám poskytne velmi kvalitní informaci, jak případně snímek expozičně upravit. Mnoho nepravých zrcadlovek (SLR-like, EVF) či kompaktních fotoaparátů poskytuje tzv. Živý (Live) histogram, neboli aktuální histogram právě pozorované scény. Pokud DSLR není v režimuŽivý náhled (Live View), tak živý histogram poskytnout nemůže (senzor je mimo krátkou dobu expozice kryt zrcátkem). Nicméně metodou cvičného pořízení snímku, prohlédnutím histogramu a případnou úpravou expozice lze docílit zcela stejného efektu.

 Co to je histogram
Histogram není nic jiného, než statistika kolik pixelů snímku má jaký jas. Běžný jasový histogram obsažený snad ve všech DSLR, je sestaven jen z jasového kanálu a zcela tak ignoruje barvu. Jas každého pixelu lze přitom vyjádřit jako R+G+B neboli každá barva přispěje do jasu stejným dílem. Další vysvětlení histogramu najdete zde.

 Přepálená bílá (Highlight)
Svislá černá čára u čistě bílé (na histogramu vpravo) naznačuje přepaly – místa bez jakékoliv kresby (v RGB representaci vyjádřené jako {255,255,255}). Existence přepalů sama od sebe není špatně, je však třeba si uvědomit, že přepaly neobsahují žádnou kresbu. Jsou tedy jednolitou bílou plochou, která často působí nepřirozeně a nepěkně. Přepaly lze ale někdy i využít ve svůj prospěch a sice pro separaci objektu při požadavku na průhledné pozadí. To bývá typické např. pro produktovou fotografii.

 „Podpálená“ černá (Shadow)
Stejně jako přepaly bílé je možné sledovat místa s čistě černou kresbou (RGB ={0,0,0}). Můžeme jim říkat třeba „podpaly“ a jsou to opět místa bez jakékoliv kresby s čistě černou barvou. Na histogramu se prozradí čárou zcela vlevo. Sice se o nich příliš nehovoří, ale představují podobný problém jako přepaly bílé. Subjektivně ale přepal bílé působí na fotografii „dráždivěji“ než podpal černé. Bohužel mnoho fotoaparátů podpaly nijak nesignalizuje a tak je třeba se spoléhat jen na histogram.

 RGB histogram
Jasový histogram přítomný na všech DSLR je bezesporu obrovským expozičním pomocníkem, o kterém si filmoví fotografové mohou nechat jen zdát. Ukrývá se v něm ale jedna zrada, kterou zkušený digitální fotograf musí sledovat. Tím, že jasový histogram ukazuje pouze graf a případně přepaly součtu jednotlivých barevných kanálů R+G+B, může se snadno stát, že zamaskuje přepal pouze v jednom barevném kanále.

Příklad:

• Představte si barevný pixel obrazu s RGB hodnotami {200,210,200}. Jeho jas je (200+210+200) / 3 = 203, což odpovídá světle šedé. Žádný přepal fotoaparát nehlásí, protože tento jas je uvnitř rozsahu 0 až 255.
• Nyní si představte barevný pixel obrazu s hodnotami {255,200,155}. Jeho jas je (255+200+155) / 3 = 203, čili stejná šedá jako v prvním případě. Ani tady fotoaparát logicky žádný přepal nehlásí, protože výsledný jas je též uvnitř rozsahu 0 až 255.
• Hodnota 255 však signalizuje přepal, ale pouze v červeném kanále!

Takový přepal v pouze jednom či dvou barevných kanálech není na jasovém histogramu a při kontrole přepalů vidět a snadno si tak můžete přinést domu špatně exponovanou fotografii. Přepal např. červeného barevného kanálu se projeví tak, že fotografie v červených barvách nekreslí, ztratí se jemné detaily kresby a předměty vypadají jako z umělé hmoty.

Fotoaparáty vyšší třídy proto nabízejí tzv. RGB histogram. Jedná se vlastně o 3 histogramy sestavené pro každý barevný kanál RGB samostatně. Zda chcete sledovat jasový histogram, RGB histogram či všechny 4 dohromady je většinou možné volit v menu. Pohledem na RGB histogram je tak možné odhalit a opravit jasové přepaly ale i přepaly  v jednotlivých RGB kanálech.

 Jaké je řešení pro DSLR bez RGB histogramu?
Jediným řešením je z fotografované scény odhadnout, že hrozí nebezpečí RGB přepalu. Na RGB přepaly jsou náchylné scény s jednou sytou dominantní barvou fotografované v jasném světle – typicky květiny na slunci. Oproti automaticky změřeným hodnotám je potom třeba naslepo snížit expozici o cca -0.5 až -1.5 EV a doufat, že přepal nenastane.

Na přepaly v červeném kanále jsou velmi náchylné i portréty pořizované v umělém světle. Světlo žárovek či halogenů je jak známo červené a lidská pleť rovněž obsahuje hodně červené. Takže oboje dohromady snadno přepálí červený kanál. Řešení je takové snímky dle jasového histogramu mírně podexponovat (cca -1 EV). Jinak se ztratí kresba v obličeji a lidé vypadají bledí a bez kresby jako „smrt“.

  ZÁVĚR K MĚŘENÍ EXPOZICE

Spoléhat se na automatickou expozici je velmi praktické v případě, že nemáte žádné větší fotografické ambice či reportážní charakter snímání ani nic jiného neumožňuje. V ostatních případech, kdy je na snímek čas a chcete mít jistotu dobře exponovaného snímku je více než moudré chápat automatiku jako velmi fundovaného poradce. Její výsledky je ale třeba kontrolovat, nejlépe podle histogramu, a případně dolaďovat. Nástrojů je k tomu naštěstí u moderních digitálních fotoaparátů více než dost..

Správná expozice je bezesporu jedním z klíčových faktorů na cestě ke kvalitní fotografii. Co naplat že se vám podařil životní záběr když je beznadějně podexponován nebo přeexponován! Přitom expozici na straně fotoaparátu ovlivňují pouhé 3 faktory – expoziční čas, clona a ISO citlivost.

Denní nebo umělé světlo osvětluje fotografovanou scénu a scéna část dopadajícího světla odráží. Část odraženého světla se trefí do objektivu, kde projde kruhovým otvorem (clonou ve středu objektivu) a dopadne na senzor. Celkové množství světla které dopadne na senzor ovlivňují pouhé dva faktory – expoziční čas a průměr clony v objektivu. Třetím faktorem který ovlivní expozici je elektronické řízení citlivosti senzoru na světlo, a tedy ISO.

3 faktory ovlivňující expozici snímku na straně fotoaparátu tedy jsou:

1. Expoziční čas = doba jak dlouho světlo působí na senzor
2. Clona = průměr kruhového otvoru ve středu objektivu
3. ISO citlivost = elektronicky řízená citlivost senzoru na světlo

  EXPOZIČNÍ ČAS (RYCHLOST ZÁVĚRKY)

Expoziční čas je doba, jak dlouho světlo působí na senzor DSLR. Senzor v zásadě počítá fotony dopadajícího světla a tak logicky expoziční doba jejich počet čili expozici ovlivňuje. Lidské oko se však nechová lineárně nýbrž logaritmicky. V praxi to znamená, že pokud sestavíte subjektivně stejně odstupňované stupně šedé, bude podíl jasu (ne rozdíl) sousedních hodnot vždy stejný. Ve fotografické praxi se používá nejjednodušší možný násobitel a sice 2. Základní hodnoty tedy odpovídají vždy zvýšení/snížení jasu 2x.

Základnímu násobiteli 2x odpovídá i základní stupnice expozičních časů:

…, 8, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, … vteřiny

Že krok není vždy přesně 2x je způsobeno snahou používat „rozumná čísla“ a proto se čísla zaokrouhlují. V praxi se také používá jemnější dělení, kdy mezi sousedními hodnotami na výše uvedené stupnici je ještě jedna mezihodnota (1/2) nebo dvě mezihodnoty (1/3 a 2/3). Důležitý závěr ale je, že změna expozičního času o 1 hodnotu na uvedené základní stupnici expozičních časů mění množství světla dvakrát neboli o tzv. 1 expoziční hodnotu EV.

 Rychlost závěrky
Místo termínu expoziční čas se občas používá termín rychlost závěrky. Označení vychází ze skutečnosti, že mechanické závěrky moderních zrcadlovek pracují na principu přejezdu štěrbiny vytvořené lamelami závěrky přes senzor čímž určí expoziční dobu. Rychlost závěrky je potom možné spočítat ze vztahu:

Rychlost závěrky = Dráha závěrky / Expoziční čas

V praxi se ale skutečná rychlost závěrky nijak nepoužívá ani neudává a termín rychlost závěrky tak často ve skutečnosti označuje expoziční čas.

Princip štěrbinové závěrky tvořené dvěma lamelami a používané v DSLR.

 Elektronická závěrka – krátké expoziční časy
U velmi krátkých časů (např. 1/2000 sec) je obtížné si představit, že jakákoliv mechanická závěrka dokáže takto krátký čas realizovat. Mechanická závěrka se tak kombinuje se závěrkou elektronickou. Elektronická závěrka pracuje na jednoduchém principu, kdy elektronika sbírá náboj ze senzoru pouze po určitou dobu, která je kratší než otevření mechanické závěrky. Po zbylou dobu, kdy je však stále mechanická závěrka otevřená, se náboj ze senzoru již nepoužije.

Zatímco filmové zrcadlovky mají pouze mechanické závěrky, kompaktní digitální fotoaparáty a nepravé digitální zrcadlovky (SLR-like, EVF) bývají vybaveny pouze elektronickou závěrkou. DSLR jsou většinou vybaveny mechanickou závěrkou v kombinaci s elektronickou.

 Expoziční čas versus pohyb a ohnisko (pohybový management)
V praxi však nemůžeme nastavit hodnoty expozičního času jak bychom si přáli. Ve většině případů jsme totiž omezeni nebezpečím rozhýbání snímku a/nebo pohybovou neostrostí:

Rozhýbání snímku vzniká v důsledku Vašich pohybů s fotoaparátem (třes rukou). Hrubě platí zásada, že z ruky se dá bez problémů udržet převrácená hodnota aktuálně použité přepočítané ohniskové vzdálenosti. Fotografujete-li např. ohniskem 200 mm na DSLR s koeficientem přepočtu (crop faktorem) 1.6x, bezpečný čas je cca 1 / (200 * 1.6) = 1/320 sec. Když se ale budete na záběr maximálně soustředit, zadržíte dech případně využijete nějakou podpěru, udržíte mnohem delší čas.

Řešením je samozřejmě stabilizátor obrazu, dále pak stativ nebo monopod. Ty ale  snižují pohotovost k záběru a ne vždy jsou k dispozici. V praxi se dá použít obyčejné koště, které postavíte před sebe a jednou rukou přitáhnete fotoaparát k jeho násadě. Je to operativní, slušně stabilizující, mobilní, najdete ho všude a v neposlední řadě – když koště odložíte tak ho nejspíš nikdo neukradne…

Naopak pohybová neostrost vzniká vlivem pohybu fotografovaného objektu. Exponujete-li 1 vteřinu běžícího koně, zbude po něm jen rozmazaná šmouha. U rychlých pohybů ve vzdálenosti cca 10 m od vás (auta, tenis, běh, fotbal, běžící zvířata atp.) počítejte s tím, že budete v praxi potřebovat minimálně 1/200 sec, spíše však 1/320 nebo i 1/500 sec k „zmrazení“ pohybu! Mírné rozmazání pohybujícího se objektu může být i záměr ke zdůraznění dynamiky scény, většinou je ale na závadu.

 Panning (sledování objektu, švenkování)
Je-li rychlost pohybu objektu opravdu vysoká (akční scény – sport, zvířata atp.), tak nebezpečí pohybové neostrosti je velké a vyžaduje extrémně krátké expoziční časy. Pomoci může sledování pohybujícího se objektu fotoaparátem (tzv. panning, česky švenkování). Je nutné pokud možno plynule sledovat pohybující se objekt v hledáčku. Pohybem fotoaparátu se sníží relativní rychlost pohybujícího se objektu a naopak se zvýší relativní rychlost pozadí. Díky panningu se dá fotografovat s rozumnými expozičními časy a výsledkem je zaostřený a jakoby klidný objekt na „pohybujícím se“ rozmazaném pozadí. Chce to praxi ale jde to.

 Dlouhý expoziční čas a šum
V praxi jsme bohužel omezeni i v oblasti dlouhých expozičních časů. Při časech delších než cca 1 vteřina se u současných senzorů začíná objevovat tzv. „Dark current noise“ – šum způsobený jemnými fluktuacemi elektronů uvnitř senzoru. Tento druh šumu se objeví i při expozici úplné tmy (odtud název Dark current noise). Čím delší je expozice a čím teplejší je senzor, tím významnější bude tento šum v obraze.

Některé DSLR proto u delších expozičních časů (nad cca 1 vteřina) zapínají buď automaticky nebo podle nastavení v menu redukci šumu (Long Exposure Noise Reduction). Jedná se o softwarové odstranění šumu z obrazu jehož výpočet může trvat i několik vteřin a výrazně tak zpomalí fotografování.

Jak je na tom s šumem při dlouhých časech vaše DSLR můžete snadno otestovat sami. Vypněte redukci šumu (jde-li to), nasaďte na objektiv krytku (tím budete exponovat bez světla) a nastavte ISO 100 nebo 200 a expoziční čas cca 30 vteřin. Exponujte snímek. Výsledná fotografie by měla být čistá černá, jakékoliv světlé body v obrazu představují Dark current noise.

 Rozhodující okamžik
Ve fotografii se používá termín „Rozhodující okamžik“. Je to ta pověstná setina vteřiny, v které když zmáčknete spoušť, tak zachytíte jedinečný, spontánní a správný záběr, kdy je vše poskládáno v záběru tak, jak má být. Proto udržujte svůj fotoaparát stále v pohotovosti se správně nastavenými hodnotami.

Bohužel mezi stiskem spouště a zahájením vlastní expozice uplyne vždy určité malé zpoždění. Zpoždění je způsobeno tím, že DSLR musí provést před vlastní expozicí řadu operací – od mechanických (zaostření, zavření clony na nastavenou úroveň, sklopení zrcátka) až po elektronické – např. vynulování senzoru. Naštěstí ale rychlost reakce na spoušť je u DSLR velmi dobrá (kolem 50 ms) a tak nepředstavuje velký problém.

  CLONA A CLONOVÉ ČÍSLO

Množství světla které projde objektivem lze řídit clonou – kruhovým otvorem ve středu objektivu. Čím větší je průměr clony, tím více světla projde objektivem a dopadne na senzor. V praxi je clona v objektivu zkonstruována z tenkých kovových lamel, které vytvoří přibližně kruhový tvar.

Množství světla které projde clonou je logicky úměrné ploše otvoru clony nikoliv jejímu průměru (D). V praxi to znamená (a často mate), že když zdvojnásobíte průměr clony D, tak zečtyřnásobíte množství světla čili zečtyřnásobíte expozici. Chcete-li tedy skutečně pouze zdvojnásobit expozici, musíte otevřít clonu nikoliv 2x ale pouze 1,4x (pro kruhové clony znamená zdvojnásobení plochy zvětšení průměru clony D o odmocninu ze 2 což je ~1,4; plocha kterou světlo prochází je 3,14 * r², kde r je poloměr clony).

Množství světla dopadajícího na senzor závisí nejen na otvoru clony, ale též na vzdálenosti clony od senzoru. Možná překvapující, ale logické. Situace je podobná jako když promítáte obraz na plátno. Oddalováním projektoru od plátna se sice obraz zvětšuje ale současně bledne, protože se světlo „ředí“ na větší plochu. Oddálíme-li projektor 2x, intenzita světla na plátně klesne 4x (světla ubývá s 2 mocninou, protože plocha roste také s druhou mocninou). Co je ale ve fotoaparátu vzdálenost otvoru clony od senzoru? To je ohnisková vzdálenost objektivu!

 Clonové číslo F
Uvažovat při expozici ohniskovou vzdálenost je dost nepraktické. Proto již staří fotografové přišli na jednoduchý trik jak věc dramaticky zjednodušit. Zavedli clonová čísla F, která z úvah ohniskovou vzdálenost vyřazují. Clonové číslo F (např. 2.8) tak zajistí stejné množství světla na senzoru u objektivu s ohniskovou vzdáleností 15 mm i 300 mm. Jak toho dosáhli? Dostane-li objektiv z těla fotoaparátu příkaz nastavit clonové číslo např. 2.8, objektiv si sám spočítá potřebný průměr clony. Aktuální ohniskovou vzdálenost zná (a to i při zoomu) a průměr clony spočítá jako:

průměr clony v mm = aktuální ohnisková vzdálenost v mm / clonové číslo

Příklady:
300 mm teleobjektiv při clonovém čísle F=4 musí nastavit průměr clony 300/4=75 mm
20 mm objektiv při clonovém čísle F=4 musí nastavit průměr clony 20/4=5 mm

Mimochodem tento fakt je příčinou toho, proč teleobjektivy (např. 300 mm) mají zřídka kdy světelnost (minimální clonové číslo) lepší než 4. Je to tím, že i při clonovém čísle 4 vychází průměr clony 75 mm – což znamená velký, těžký a drahý objektiv.

Často se též setkáváme se zápisem clony ve tvaru např. f/4.5. f neznamená nic jiného, než ohniskovou vzdálenost a zápis f/4.5 tedy značí „poděl ohniskovou vzdálenost clonovým číslem a získáš průměr clony“.

 Clona a ostření
Poslední komplikací u clony je fakt, že výše uvedené výpočty berou do úvahy ohniskovou vzdálenost objektivu. Ohnisková vzdálenost je ale definovaná pouze při zaostření objektivu na nekonečno! Bližší předměty se zobrazují „za senzor“ a pro jejich zaostření je tedy třeba objektiv trochu oddálit – čili jeho ohniskovou vzdálenost „trochu prodloužit“. Tím se ale ovlivňuje expozice! Moderní fotoaparáty s TTL měřením dokáží tuto skutečnost kompenzovat ale je potřeba počítat s tím, že u záběrů zblízka (makro) klesá reálná světelnost objektivů.

 Základní stupnice clonových čísel
Výsledkem je stupnice clonových čísel, která podobně jako expoziční čas a ISO a v souladu s fyziologickými vlastnosti lidského oka zajišťuje násobky expozice 2x. Úvahy s ohniskovou a zaostřovací vzdáleností můžeme nechat na automatickém TTL měření DSLR, co ale nelze potlačit je fakt, že plocha clony roste s druhou mocninou průměru clony. Základní stupnice clonových čísel proto nejsou násobky 2 ale násobky odmocniny ze 2 tj. ~1.4:

1.0, 1.4, 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, …

V praxi se opět používá jemnější dělení, kdy mezi sousedními hodnotami na výše uvedené stupnici je ještě jedna mezihodnota (1/2) nebo dvě mezihodnoty (1/3 a 2/3).

  ISO CITLIVOST

ISO citlivost udává citlivost senzoru na světlo. Vlastní senzor přitom nijak ovlivnit nelze, co ale ovlivnit lze je velikost zesílení signálu ze senzoru. Čím vyšší bude toto zesílení (čím vyšší bude ISO citlivost), tím se elektronika spokojí se slabším signálem ze senzoru. Připomíná to ovladač „Hlasitost“ (Volume) na hudebních zesilovačích – přehráváte-li slabě nahranou kazetu, můžete hlasitost dohnat silně vytočeným ovladačem Volume.

V praxi nemá smysl normovat vlastní zesílení, protože senzory různých výrobců reagují na světlo různě. Co má ale smysl normovat je celková citlivost soupravy senzor + zesilovač. Citlivost se proto standardně udává v ISO jednotkách a hrubě odpovídá citlivosti klasického filmu. Každá sousední hodnota na ISO stupnici mění citlivost vždy právě 2x. Typická základní stupnice ISO tedy je:

…, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, …

Pokud zvýšíme ISO citlivost 2x (např. z ISO 100 na ISO 200), ke stejné expozici stačí poloviční množství světla (poloviční množství fotonů). V praxi se u některých DSLR používá i jemnější dělení, kdy mezi sousedními hodnotami na výše uvedené stupnici je ještě jedna mezihodnota (1/2) nebo dvě mezihodnoty (1/3 a 2/3), přičemž velkou výhodou všech digitálních fotoaparátů je fakt, že je možné snadno nastavovat ISO pro každý snímek jinak. V klasické fotografii to znamená vyměnit film, což je v terénu téměř nemožné.

 ISO a šum
Bohužel se zvyšující se ISO hodnotou roste obrazový šum. Situace je opět podobná našemu příkladu se slabě nahranou kazetou. I tu lze díky zesílení přehrávat nahlas, ale každý jistě zná jak utrpí kvalita zvuku. Obrazový šum se na fotografii projeví jako náhodné barevné body viditelné zejména v tmavých částech snímku a úspěšně rozežírající hrany v obraze. Vysoký obrazový šum tak nejen subjektivně zkazí obraz ale sníží též i jeho ostrost.

Obrazový šum je částečně podobný zrnu klasického filmu. U filmu též zrno roste s jeho stoupající citlivostí – stoupajícím ISO. Avšak na rozdíl od zrna, které působí pro diváka příjemně a přirozeně, barevný obrazový šum digitálních senzorů je jen stěží možné prohlásit za příjemný. V drtivé většině případů tak bohužel spíše znehodnotí fotografii.

Proto je v praxi nutné nastavovat vždy co nejnižší ISO situace dovolí. Současné DSLR zvládají téměř neznatelný šum pro ISO 400 a méně. Pro ISO vyšší než 800 je šum v obraze již patrný, fotografie jsou ale stále ještě použitelné, pro ISO vyšší než 1600 je šum v obraze již velmi patrný a ještě vyšší ISO hodnoty jsou spíše již jen nouzová řešení.

Proč tedy potřebujeme zvyšovat ISO když kazí obraz? Důvodem jsou špatné světelné podmínky (málo světla). V situaci, kdy již nelze ani prodlužovat expoziční čas ani více otvírat clonu, musíme zvýšit ISO, aby byl snímek vůbec realizovatelný.

 Pozor na funkci „Auto-ISO“
Na některých DSLR věnujte pozornost funkci Auto-ISO. Je jí většinou možné zapnout či vypnout v menu, přičemž nezřídka kdy bývá standardně zapnuta. Funkce Auto-ISO sama ve špatných světelných podmínkách zvyšuje ISO a to dokonce i v situaci, kdy je ISO nastaveno ručně na konkrétní hodnotu. Může se vám tak snadno stát, že i když snímáte slabě osvětlené scény ze stativu a kvůli nízkému šumu jste záměrně nastavili nízké ISO, funkce Auto-ISO vám ho sama přestaví na vysoké hodnoty a znehodnotí snímek!

 Poměr signál/šum (Signal to Noise Ratio, SNR)
V praxi není ani tak důležitá absolutní hodnota šumu, ale poměr šumu k užitečnému signálu. Stejná hodnota šumu je totiž mnohem více vidět ve slabém signálu, než v silném. Proto se v praxi používá tzv. Poměr signál/šum (Signal to Noise Ratio, SNR). Čím vyšší je tento poměr ve prospěch signálu, tím méně je na snímku šum vidět.

 Odšumovací programy
Snad každý editor fotografií má funkci potlačení šumu. Každé potlačení šumu však vede k degradaci obrazu, zejména k poklesu jeho ostrosti. Opět to připomíná muziku – potlačení hudebního šumu většinou vede ke ztrátě výšek. Vzhledem ke konstrukci senzorů s Bayerovou maskou RGBG je šum nejpatrnější v modrém kanále (Blue), dále v červeném (Red) a díky dvojnásobné citlivosti senzorů na zelené světlo (Green) bývá zelený kanál nejméně zašuměn. Je proto možné experimentovat s potlačením šumu pouze v modrém a červeném kanále, kde bývá nejmarkantnější.

Snad nejlepším programem na automatické potlačení šumu ve fotografiích je program NeatImage. Můžete hostáhnout zde a jeho funkční demo je pro nekomerční použití zdarma. Pracuje na následujícím principu:

1. V obrázku mu ukážete oblast s typickým šumem nebo mu zadáte přednastavený šumový profil – sdělíte mu typ Vašeho fotoaparátu, nastavení ISO snímku a JPEG kompresi
2. On si tento šum zanalyzuje
3. Na základě provedené šumové analýzy reálného šumu aplikuje filtr na celý obraz
4. Umožní vám výsledek různě dolaďovat a samozřejmě uložit

  RECIPROCITA ČASU, CLONY A ISO

Z logiky věci vyplývá, že pokud např. zdvojnásobíte množství světla změnou clony nebo totéž docílíte změnou expozičního času nebo ISO, je to jedno a výsledek je tentýž. Proto se můžete téměř 100% spolehnout na reciprocitu (záměnnost) účinku změny clony, expozičního času a ISO. Z hlediska expozice (nikoliv samozřejmě z hlediska ostatních vlivů na výslednou fotografii) je tedy zcela lhostejné, jestli exponujete clonou f/2.0 a časem 1/500 sec při ISO 100 nebo clonou f/2.8 a časem 1/250 sec při ISO 100. Clona sice omezila množství světla na půlku ale dvojnásobný expoziční čas množství světla opět vrátil na původní hodnotu. Stejnou expozici by zařídila i sada: clona f/2.0, čas 1/1000 sec při ISO 200, kde zmenšení množství světla na půlku díky zkrácení času vykompenzovala dvojnásobná ISO citlivost.

V praxi je tak možné najít velké množství trojic – clona / čas / ISO – které povedou ke stejné expozici. Zatímco volbu času podřizujeme zvládnutí pohybové neostrosti a rozhýbání snímku, clona určuje hloubku ostrosti a ISO nám nepříjemně zvedá šum. Správné nastavení sady těchto 3 hodnot tedy musí vést nejen k dobré expozici (množství světla) ale i k výrazově a technicky správnému pojetí snímku.

  EV HODNOTA – ABSOLUTNÍ MNOŽSTVÍ SVĚTLA NA SCÉNĚ

V každém oboru lidské činnosti je užitečné určit si nějaké stabilní a nezávislá měřítka – tzv. absolutní veličiny. Nejinak je tomu i ve fotografii, kde si fotografové zvykli používat tzv. EV hodnoty. EV hodnoty měří absolutní množství světla na scéně vně fotoaparátu a každý pozorovatel nezávisle na vybavení a metodě musí dojít ke stejné hodnotě EV měří-li ve stejném místě (bodě) scény.

Každý bod scény má samozřejmě jiné EV – jiný jas. Pro stanovení správné expozice je ale nutné stanovit průměrné EV scény. Na tuto hodnotu bude potom nastavena expozice. Typické průměrné EV hodnoty různých scén ukazuje tabulka:

EV	Typická situace	Příklad scény
-6 až -2	Noc velmi daleko od světel měst, scéna osvětlena jen hvězdami či měsícem
-1 až 1	Noc s osvětleným městem opodál
2 až 5	Scéna osvětlená svíčkami, noční spoře osvětlená ulice
5 až 7	Noční či spoře osvětlené interiéry (kostel, chrám), pražská Lucerna, noční hodně osvětlená ulice
7 až 8	Sportovní haly, běžně osvětlené interiéry, obchodní centra, hluboký les
9 – 11	Východ a západ slunce, zamračená krajina, objekty ve stínu, přesvícené interiéry
12 – 13	Lehce zamračený ale světlý den, jarní slunný opar
14 – 16	Slunný den
17 a víc	Málokdy v běžné přírodě, lze dosáhnout silným bodovým nasvícením

Všimněte si jedné podstatné věci. Ukázky ukazují rozsah světla od 1 EV do 15 EV. To je poměr jasů více než 1:16 000! Přesto když se díváme na fotografie položené vedle sebe, tak výrazný rozdíl světla nevnímáme. Jinými slovy – fotografie působí jasově stejně. To je důsledek regulace světla časem, clonou a ISO citlivostí na stále stejnou pro senzor vyhovující hodnotu.

Expoziční automatika DSLR je schopná pracovat jen v určitém rozsahu jasů. Konkrétní hodnoty najdete v technických parametrech vaší DSLR, v praxi se pohybují v rozsahu cca 1 až 20 EV. U slabého světla pod 1 EV expoziční senzoru již „nevidí“ zatímco u silného světla nad 20 EV jsou senzory oslněny. V praxi je ale rozsah dostatečný (viz tabulka) a nepředstavuje velký problém.

K měření EV lze s výhodou použít fotoaparát a jeho vestavěný expozimetr. Expozimetr fotoaparátu se snaží regulovat množství světla, které z vnějšku propustí dovnitř na senzor nebo film. Snaží se regulovat množství světla na stále stejné množství (takové, které vyhovuje senzoru), přičemž správné množství světla je takové, které v průměru za celou fotografii vytvoří přibližně střední šedou.

  EXPOZIČNÍ HODNOTA (EXPOSURE VALUE, EV)

Známe-li expoziční čas, clonu a ISO citlivost dobře exponovaného snímku (snímku, který v průměru vede na střední šedou), můžeme stanovit průměrnou EV hodnotu scény. Čím kratším expozičním časem bylo snímáno, tím bylo na scéně více světla a zkracování času tak zvyšuje EV. Stejně tak s čím větším clonovým číslem bylo snímáno, tím bylo na scéně více světla a zvyšování clonového čísla tak zvyšuje EV. Naopak čím vyšší ISO citlivost jsme pro správný snímek potřebovali, tím méně bylo na scéně světla a zvyšování ISO tak EV snižuje.

Sousední hodnoty EV mění faktor světla 2x (na polovinu nebo dvojnásobek). Zvýšení o 1 EV tak signalizuje zdvojnásobení světla na scéně zatímco snížení o 1 EV ukazuje pokles světla na polovinu. Z uvedeného vyplývá, že expozice má opět logaritmický charakter, což perfektně odpovídá lidskému vnímání světla. EV=0 znamená expozici časem 1 vteřina při cloně f/1 a ISO=100.

 EV hodnota matematicky
Expoziční hodnoty v tabulce výše je možné exaktně vyjádřit jako dvojkový logaritmus expozičního času, druhé mocniny clonového čísla a ISO:
EV  = log2 (F2 / t) – log2 (ISO / 100) =
= log2 F2 + log2 (1 / t) – log2 (ISO / 100) =
= 2 * log2 F – log2 t – log2 (ISO / 100)
kde F je clonové číslo a t je expoziční čas v sekundách.

 EV kalkulátory
Přesto že výpočet EV je relativně snadný, lze pro výpočet s výhodou využít nejrůznějších kalkulátorů. Příklad takové webové EV kalkulačky je zde http://www.dpreview.com/learn/?/Glossary/Exposure/Exposure_01.htm či česky zdehttp://kukla.webpark.cz/tools/ev.htm..