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En fotografía , la exposición es la cantidad de luz por unidad de área que llega a un fotograma de película fotográfica o a la superficie de un sensor de imagen electrónico . Está determinada por el tiempo de exposición , el número f del objetivo y la luminancia de la escena . La exposición se mide en unidades de lux - segundo (símbolo lx ⋅ s) y se puede calcular a partir del valor de exposición (EV) y la luminancia de la escena en una región específica.
Una "exposición" es un único ciclo de obturación . Por ejemplo, una exposición prolongada se refiere a un único ciclo de obturación largo para captar suficiente luz tenue, mientras que una exposición múltiple implica una serie de ciclos de obturación, superponiendo así varias fotografías en una sola imagen. La exposición fotométrica acumulada ( Hv ) es la misma siempre que el tiempo total de exposición sea el mismo.
Definiciones
Exposición radiante
La exposición radiante de una superficie , [ 1 ] denotada H e (" e " de "energético", para evitar confusiones con cantidades fotométricas ) y medida en J / m 2 , viene dada por [ 2 ] dónde
- E e es la irradiancia de la superficie, medida en vatios por metro cuadrado, W / m 2 ;
- t es la duración de la exposición , medida en segundos.
Exposición luminosa
La exposición luminosa de una superficie , [ 3 ] denotada H v (' v ' de 'visual, para evitar confusiones con cantidades radiométricas ) y medida en lux-segundos, viene dada por [ 4 ] | dónde
- E v es la iluminancia de la superficie, medida en lux; y
- t es la duración de la exposición, medida en segundos.
Si la medición se ajusta para tener en cuenta únicamente la luz que reacciona con la superficie fotosensible, es decir, ponderada por la sensibilidad espectral adecuada , la exposición se sigue midiendo en unidades radiométricas ( julios por metro cuadrado), en lugar de unidades fotométricas (ponderadas por la sensibilidad nominal del ojo humano). [ 5 ] Solo en este caso ponderado adecuadamente, H mide la cantidad efectiva de luz que incide sobre la película, de modo que la curva característica será correcta independientemente del espectro de la luz.
Muchos materiales fotográficos también son sensibles a la luz invisible, lo que puede resultar un inconveniente o una ventaja . El uso de unidades radiométricas es apropiado para caracterizar dicha sensibilidad a la luz invisible.
En los datos sensitométricos , como las curvas características, la exposición logarítmica [ 4 ] se expresa convencionalmente como log 10 ( H ) . Los fotógrafos más familiarizados con las escalas logarítmicas de base 2 (como los valores de exposición ) pueden convertir usando log 2 ( H ) ≈ 3,32 log 10 ( H ) .
Exposición óptima
La denominada exposición "correcta" puede definirse como aquella que logra el efecto que el fotógrafo pretendía. [ 6 ]
Un enfoque más técnico reconoce que una película fotográfica (o sensor) tiene un rango de exposición útil físicamente limitado , [ 7 ] a veces llamado su rango dinámico . [ 8 ] Si, para cualquier parte de la fotografía, la exposición real está fuera de este rango, la película no puede registrarla con precisión. En un modelo muy simple, por ejemplo, los valores fuera de rango se registrarían como "negro" (subexpuesto) o "blanco" (sobreexpuesto) en lugar de los tonos y matices de color graduados con precisión necesarios para describir el "detalle". Por lo tanto, el propósito del ajuste de exposición (y/o ajuste de iluminación) es controlar la cantidad física de luz del sujeto que se permite que incida sobre la película, de modo que las áreas "significativas" de detalle de sombra y luz no excedan el rango de exposición útil de la película. Esto garantiza que no se pierda información "significativa" durante la captura.
El fotógrafo puede sobreexponer o subexponer cuidadosamente la fotografía para eliminar detalles que considere insignificantes o no deseados; por ejemplo, para que un mantel blanco de altar parezca impecablemente limpio, o para emular las sombras densas e implacables del cine negro . Sin embargo, técnicamente es mucho más fácil descartar información registrada durante el procesamiento posterior que intentar recrear información no registrada.
En una escena con iluminación intensa o dura, la relación entre los valores de luminancia de las luces y las sombras puede ser mayor que la relación entre los valores de exposición útil máximo y mínimo de la película. En este caso, ajustar la configuración de exposición de la cámara (que solo aplica cambios a toda la imagen, no selectivamente a partes de la misma) solo permite al fotógrafo elegir entre sombras subexpuestas o luces sobreexpuestas; no puede lograr que ambas estén dentro del rango de exposición útil al mismo tiempo. Los métodos para abordar esta situación incluyen: usar lo que se denomina iluminación de relleno para aumentar la iluminación en las áreas de sombra; usar un filtro de densidad neutra graduado , una bandera, una pantalla o un gobo para reducir la iluminación que incide en las áreas consideradas demasiado brillantes; o variar la exposición entre varias fotografías, por lo demás idénticas ( horquillado de exposición ) y luego combinarlas en un proceso HDRI .
Sobreexposición y subexposición
Una fotografía puede describirse como sobreexpuesta cuando tiene una pérdida de detalle en las altas luces, es decir, cuando partes brillantes importantes de una imagen están "descoloridas" o prácticamente blancas, conocidas como "altas luces quemadas" o " blancos recortados ". [ 9 ] Una fotografía puede describirse como subexpuesta cuando tiene una pérdida de detalle en las sombras, es decir, cuando áreas oscuras importantes están "turbias" o indistinguibles del negro, [ 10 ] conocidas como "sombras bloqueadas" (o a veces "sombras aplastadas", "negros aplastados" o "negros recortados", especialmente en vídeo). [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Como muestra la imagen adyacente, estos términos son técnicos más que juicios artísticos; una imagen sobreexpuesta o subexpuesta puede ser "correcta" en el sentido de que proporciona el efecto que el fotógrafo pretendía. La sobreexposición o subexposición intencionada (en relación con un estándar o la exposición automática de la cámara) se denomina informalmente " exposición a la derecha " o "exposición a la izquierda", respectivamente, ya que esto desplaza el histograma de la imagen hacia la derecha o hacia la izquierda.
Ajustes de exposición
Exposición manual
En el modo manual, el fotógrafo ajusta la apertura del objetivo y/o la velocidad de obturación para lograr la exposición deseada. Muchos fotógrafos optan por controlar la apertura y la velocidad de obturación de forma independiente, ya que abrir el diafragma aumenta la exposición, pero también disminuye la profundidad de campo , y una velocidad de obturación más lenta aumenta la exposición, pero también incrementa la posibilidad de que aparezca desenfoque por movimiento .
Los cálculos de exposición "manuales" pueden basarse en algún método de medición de luz con un conocimiento práctico de los valores de exposición , el sistema APEX y/o el sistema de zonas .
Exposición automática
Una cámara en modo de exposición automática (generalmente inicializado como AE ) calcula y ajusta automáticamente la configuración de exposición para que el tono medio del sujeto coincida (en la medida de lo posible) con el tono medio de la fotografía. En la mayoría de las cámaras, esto implica el uso de un fotómetro TTL integrado .
El modo de prioridad de apertura (comúnmente abreviado como A o Av , por "valor de apertura") permite al fotógrafo controlar manualmente la apertura, mientras que la cámara ajusta automáticamente la velocidad de obturación para lograr la exposición especificada por el fotómetro TTL. El modo de prioridad de obturación (a menudo abreviado como S o Tv , por "valor de tiempo") permite el control manual de la velocidad de obturación, con compensación automática de la apertura. En ambos casos, el nivel de exposición real sigue estando determinado por el fotómetro de la cámara.
Compensación por exposición
La función de un fotómetro es estimar la luminancia de los tonos medios del sujeto e indicar los ajustes de exposición de la cámara necesarios para registrarla como tal. Para ello, debe realizar una serie de suposiciones que, en determinadas circunstancias, resultarán erróneas. Si se toma como referencia el ajuste de exposición indicado por el fotómetro, el fotógrafo podría sobreexponer o subexponer deliberadamente para compensar las imprecisiones de medición conocidas o previstas.
Las cámaras con cualquier tipo de fotómetro interno suelen incluir un ajuste de compensación de exposición que permite al fotógrafo compensar el nivel de exposición con respecto a la estimación de exposición adecuada del fotómetro interno. Frecuentemente calibrado en pasos, [ 14 ] también conocidos como unidades EV , [ 15 ] un ajuste de compensación de exposición "+1" indica un paso más (el doble) de exposición y "−1" significa un paso menos (la mitad) de exposición. [ 16 ] [ 17 ]
La compensación de exposición es especialmente útil en combinación con el modo de exposición automática, ya que permite al fotógrafo ajustar el nivel de exposición sin recurrir a la exposición manual completa y perder la flexibilidad de la exposición automática. En las videocámaras de gama baja, la compensación de exposición puede ser el único control manual de exposición disponible.
Control de exposición
La exposición adecuada para una fotografía viene determinada por la sensibilidad del soporte utilizado. En el caso de la película fotográfica, la sensibilidad se denomina velocidad de la película y se mide en una escala publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO). Una película más rápida, es decir, con una clasificación ISO más alta, requiere menos exposición para obtener una imagen legible. Las cámaras digitales suelen tener ajustes ISO variables que proporcionan mayor flexibilidad. La exposición es una combinación del tiempo de exposición y la iluminancia en el material fotosensible. El tiempo de exposición se controla en una cámara mediante la velocidad de obturación , y la iluminancia depende de la apertura del objetivo y la luminosidad de la escena . Velocidades de obturación más lentas (que exponen el soporte durante más tiempo), aperturas de objetivo mayores (que dejan pasar más luz) y escenas con mayor luminosidad producen exposiciones más largas.
Se obtendrá una exposición aproximadamente correcta en un día soleado utilizando película ISO 100, una apertura de f /16 y una velocidad de obturación de 1/100 de segundo. Esto se conoce como la regla del f/16 : con una apertura de f /16 en un día soleado, una velocidad de obturación adecuada será una unidad superior a la sensibilidad de la película (o su equivalente más cercano).
Una escena puede ser expuesta de muchas maneras, dependiendo del efecto que el fotógrafo desee transmitir.
Reciprocidad
Un principio importante de la exposición es la reciprocidad . Si se expone la película o el sensor durante un período más prolongado, se requiere una apertura recíprocamente menor para reducir la cantidad de luz que incide sobre la película y obtener la misma exposición. Por ejemplo, el fotógrafo puede preferir tomar su foto de "soleado 16" con una apertura de f /5.6 (para obtener una profundidad de campo reducida). Como f /5.6 es 3 pasos "más rápido" que f /16 , y cada paso significa el doble de luz, se necesita una nueva velocidad de obturación de ( 1/125 )/(2·2·2) = 1/1000 s . Una vez que el fotógrafo ha determinado la exposición, los pasos de apertura se pueden intercambiar por reducciones a la mitad o duplicaciones de la velocidad, dentro de ciertos límites.
La característica real de la mayoría de las emulsiones fotográficas no es lineal (véase sensitometría ), pero se aproxima bastante en el rango de exposición de aproximadamente 1 segundo a 1/1000 de segundo. Fuera de este rango, es necesario aumentar el tiempo de exposición con respecto al valor calculado para compensar esta característica de la emulsión. Esta característica se conoce como fallo de reciprocidad . Se deben consultar las fichas técnicas del fabricante de la película para obtener la corrección necesaria, ya que las diferentes emulsiones tienen características distintas.
Los sensores de imagen de las cámaras digitales también pueden estar sujetos a una forma de fallo de reciprocidad. [ 18 ]
Determinación de la exposición
El sistema de zonas es otro método para determinar las combinaciones de exposición y revelado, logrando un rango tonal más amplio que con los métodos convencionales al variar el contraste de la película para adaptarlo a la capacidad de contraste de la impresión. Las cámaras digitales pueden obtener resultados similares ( alto rango dinámico ) combinando varias exposiciones diferentes (variando la velocidad de obturación o el diafragma) tomadas en rápida sucesión.
Actualmente, la mayoría de las cámaras determinan automáticamente la exposición correcta en el momento de tomar una fotografía mediante un fotómetro incorporado o fotómetros de múltiples puntos interpretados por un ordenador incorporado (véase el modo de medición ).
Las películas negativas e impresas tienden a exponer mejor las zonas de sombra (la película no tolera la falta de luz), mientras que la digital favorece la exposición de las zonas iluminadas. Véase la latitud a continuación.
Latitud
La latitud es el grado en el que se puede sobreexponer o subexponer una imagen y aun así obtener una calidad aceptable. Generalmente, la película negativa tiene mayor capacidad para registrar un rango de brillo que la película de diapositivas o la digital. La fotografía digital se considera lo opuesto a la película impresa, con una buena latitud en las sombras y una latitud reducida en las luces; en contraste con la gran latitud de luces y la estrecha latitud de sombras de la película. La película de diapositivas tiene una latitud reducida tanto en las luces como en las sombras, lo que exige una mayor precisión en la exposición.
La latitud de la película negativa aumenta ligeramente con material de ISO alto; en cambio, la digital tiende a reducir la latitud con ajustes de ISO altos.
Reflejos
Las áreas de una fotografía donde se pierde información debido a un brillo extremo se describen como zonas con "luces sobreexpuestas" o "luces con destellos".
En las imágenes digitales, esta pérdida de información suele ser irreversible, aunque los pequeños problemas pueden disimularse con software de edición fotográfica . Grabar en formato RAW puede corregir este problema hasta cierto punto, al igual que usar una cámara digital con un sensor de mejor calidad.
Las películas fotográficas suelen presentar zonas de sobreexposición extrema, pero aun así registran detalles en dichas zonas. Esta información generalmente se puede recuperar, en cierta medida, al imprimir o digitalizar la imagen.
La pérdida de brillos en una fotografía suele ser indeseable, pero en algunos casos puede considerarse que realza su atractivo. Ejemplos de ello son la fotografía en blanco y negro y los retratos con fondo desenfocado.
negros
Las zonas de una fotografía donde se pierde información debido a la oscuridad extrema se describen como "negros aplastados". La captura digital tiende a ser más tolerante a la subexposición, lo que permite una mejor recuperación de los detalles en las sombras, en comparación con la película negativa de la misma sensibilidad ISO.
Los negros saturados provocan una pérdida de detalle, pero pueden utilizarse con fines artísticos.
Véase también
- Bombilla (fotografía)
- Horquillado de exposición
- Valor de exposición
- Velocidad de la película
- Tarjeta gris
- Captura HDR de exposición múltiple
- Pintura con luz
- Valor de luz
- Fotografía nocturna
- Exposición múltiple
- Sensitometría (y curvas de Hurter-Driffield)
- Velocidad de obturación (también llamada tiempo de exposición )
- Patrón de cebra
Notas
- ↑ Las organizaciones de normalización recomiendan que las magnitudes radiométricas se indiquen con el sufijo "e" (de "energético") para evitar confusiones con las magnitudes fotométricas o de fotones .
- 1 2 3 4 5 Símbolos alternativos que a veces se ven: W o E para energía radiante, P o F para flujo radiante, I para irradiancia, W para emitancia radiante.
- 1 2 3 4 5 6 7 Las cantidades espectrales dadas por unidad de frecuencia se denotan con el sufijo " ν " (letra griega nu , que no debe confundirse con la letra "v", que indica una cantidad fotométrica).
- 1 2 3 4 5 6 7 Las cantidades espectrales dadas por unidad de longitud de onda se denotan con el sufijo " λ ".
- 1 2 Las cantidades direccionales se denotan con el sufijo " Ω ".
- ↑ Los símbolos de esta columna denotan dimensiones ; " L ", " T " y " J " corresponden a longitud, tiempo e intensidad luminosa respectivamente, no a los símbolos de las unidades litro, tesla y julio.
- ↑ Las organizaciones de normalización recomiendan que las magnitudes fotométricas se indiquen con el subíndice "v" (de "visual") para evitar confusiones con las magnitudes radiométricas o de fotones . Por ejemplo: Símbolos de letras estándar de EE. UU. para ingeniería de iluminación USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
- 1 2 3 Símbolos alternativos que a veces se ven: W para energía luminosa, P o F para flujo luminoso y ρ para eficacia luminosa de una fuente.
Referencias
- ↑ Lee (2005) , pág. 57.
- ↑ Bjelkhagen (1995) , pág. 15 .
- ↑ NIST (mayo de 2007). "Estándares fotométricos de luz intermitente" . Laboratorio de Física, División de Tecnología Óptica . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Archivado del original el 18 de enero de 2009.
- 1 2 Attridge (2000) , págs. 218–223.
- ↑ Rees (2001) , pág. 114 .
- ↑ Peterson (2004) , pág. 14.
- ↑ Attridge (2000) , pág. 230 .
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Obras citadas
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Enlaces externos
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- Ciencia de la fotografía