Automaattinen valotuksen hallinta , Valotusautomaatio ( englanniksi Automatic Exposure, AE [1] ) - joukko laitteita kameralle tai valokuvatulostimelle, jonka avulla voit asettaa oikean valotuksen automaattisesti kuvattaessa tai tulostettaessa [* 1] . Valotusautomaation pääkomponentti on siihen liittyvä valosähköinen valotusmittari , jonka lukemien perusteella asetetaan automaattisesti yksi tai molemmat valotusparametrit [2] [3] . Jälkimmäinen ei koske televisio- ja videokameroita , joissa automaattinen valotuksen ohjaus tapahtuu videosignaalin suoran komponentin mittauksen perusteella . Digikameroissa ja videokameroissa jotkin tilat mahdollistavat myös valoherkkyyden automaattisen ohjauksen ( automaattinen videon vahvistuksen säätö , englantilainen Video AGC ).
Toisin kuin automaattinen ohjaus, puoliautomaattinen ohjaus vaatii henkilön toimia, joka valitsee molemmat valotusparametrit valotusmittarin "nolla"-osoituksen perusteella [2] .
Valotus voidaan säätää automaattisesti sekä jatkuvaa valaistusta että salamavaloa varten . Jälkimmäisessä tapauksessa tämä on mahdollista käytettäessä tyristorivalosalamavaloja , joiden avulla voit säätää pulssin kestoa, koska sen voimakkuutta tuskin voi säätää [4] .
Automaattinen valotuksen hallinta tuli mahdolliseksi vasta valosähköisten valotusmittarien tultua käyttöön 1930-luvun alussa [ 5] . Ensimmäinen automaattisella valotuksella varustettu kamera on keskikokoinen taitettava Kodak Super Six-20 (Kodak Super 620), joka lanseerattiin vuonna 1938 [6] [7] [8] [9] . Automaattinen aukon säätö tehtiin mekaanisella kytkennällä seleenialtistusmittarilla [10] . Kun vapautuspainiketta painettiin, galvanometrin neula kiinnitettiin lukolla ja sitten kalvorenkaassa oleva porrashihna lepäsi sitä vasten rajoittaen automaattisen sulkeutumisen astetta. Asetetun suljinnopeuden huomioon ottamiseksi suljin yhdistettiin sulkimen kanssa, joka säätelee valokennon avautumisastetta. Automaatio toimi yhdellä valoherkkyyden arvolla, mikä edellytti siirtymistä manuaaliseen ohjaukseen epästandardien valokuvausmateriaalien kanssa .
Ensimmäinen patentti tällaiselle laitteelle ilmestyi kuitenkin kolme vuotta aiemmin. 11. joulukuuta 1935 fyysikot Albert Einstein ja Gustav Bacca rekisteröivät tekijänoikeuden #2058562 "itsesäätyvään kameraan", joka säätää automaattisesti linssin läpi kulkevan valon määrää [11] [12] . Myöhemmin tätä mallia ei koskaan toteutettu. "Kodak Super Six-20" valmistettiin vain 719 kappaletta, koska sen hinta oli puoli uutta Ford -autoa , ja automaation luotettavuus jätti paljon toivomisen varaa [13] . Automaattisen valotuksen hallinnan massakäyttöönotto valokuvaus- ja filmilaitteisiin tapahtui mikroelektroniikan leviämisen jälkeen , mikä tarjoaa paremman tarkkuuden ja luotettavuuden kuin galvanometrillä varustetut vipunokkamekanismit [14] . Automaattisissa valokuvatulostimissa vastaavat laitteet tulivat vakioiksi jo ennen toista maailmansotaa , ja ne säätelivät tulostuslampun käyttöaikaa valokennon avulla.
Ensimmäiset automaattikamerat ja elokuvakamerat olivat amatöörejä ja sääsivät aukkoa vain manuaalisesti asetetulla suljinnopeudella. Peililaitteissa tällainen valotusautomaatio otettiin ensimmäisen kerran käyttöön vuonna 1959 ranskalaisessa Royer Savoyflex -kamerassa, jossa oli keskussulkija [15] [16] . Ensimmäinen klassinen "heijastuskamera" polttosulkimella ja vaihdettavilla linsseillä vuonna 1965 oli Neuvostoliiton kamera " Kiev-10 ", ja muutamaa kuukautta myöhemmin julkaistiin japanilainen kamera Konica Autoreflex [17] [18] [19] [20] . . Samaan aikaan kameroiden, elokuvakameroiden ja muiden laitteiden nimissä käytetty kansainvälinen nimitys "EE" ( eng. Electric Eye , "Electric Eye") tuli laajalle levinneeksi . "Sähkösilmän" periaatetta käytti ensimmäisenä Bell-Howell- yhtiö kuvauslaitteissa, joissa on automaattinen iiriksen ohjaus [21] . Lyhenne "TEE" kuvasi samaa tekniikkaa yhdessä TTL-valotusmittarin kanssa . Nykyaikaisessa laitteistossa tätä tilaa kutsutaan " suljinprioriteetiksi ".
Joihinkin ammattikameroihin on 1970-luvun puolivälistä lähtien valmistettu sähkömekaanisia laitteita, jotka tukevat automaattista aukon säätöä servolla . Tällaisia laitteita ovat Nikon DS-1 EE -laite Nikon F2 -kameralle [* 2] , vaihdettava Servo EE Finder -pentaprisma Canon F-1 -kameralle [24] [25] ja Zeiss Planar AA -sarjan objektiivit Hasselblad - kameroihin . [26] . Laitteilla oli samanlainen toimintaperiaate ja ne pyörittivät objektiivin aukkorengasta servokäytöllä, joka suorittaa mittausjärjestelmän komentoja. Tällaisten laitteiden kookkuus ja epämukavuus johtivat niiden nopeaan korvaamiseen suoraan kameraan rakennetulla automaatiolla.
Toinen rinnakkaisen kehityksen suunta oli suljinajan asettamisen automatisointi kiinteällä aukon arvolla. Yksilinssisissa refleksikameroissa tällainen tila ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1967 Neuvostoliiton kokeellisessa Zenit-D :ssä, joka julkaistiin pienessä erässä, ja ulkomailla ensimmäinen automaattisella suljinnopeudella varustettu kamera vuonna 1971 oli sarja Pentax Electro Spotmatic [27] . . Kamerat " Silhouette-electro ", " Zenith-18 ", " Zenith-Avtomat " rakennettiin samanlaisen järjestelmän mukaan. Tämän tilan nykyaikainen nimi on " aperture priority ". Jo jonkin aikaa eri valmistajat suosivat yhtä automaattisista tiloista, joissa on manuaalinen aukko tai suljinnopeus, pitäen jompaakumpaa täydellisimpana. Molemmat tilat otettiin ensimmäisen kerran käyttöön samanaikaisesti Minolta XD-11 -kamerassa vuonna 1977, jolloin valokuvaaja sai valita sopivimman [17] .
Molemmat automaatiotyypit vaativat yhden parametrin manuaalista asetusta, mikä rajoitti suorituskykyä [* 3] . Esimerkiksi kun valo vähenee sen jälkeen, kun automaattinen aukko on täysin auki, tarvitaan manuaalinen hitaampi suljinaika. Samoin liiallinen valo johtaa tarpeeseen sulkea aukko manuaalisesti, koska automaattisen valitsema nopein suljinaika antaa silti ylivalotuksen. Automaatio, joka säätelee molempia valotusparametreja vipu-nokkamekanismilla galvanometrillä, otettiin käyttöön vuonna 1959 Agfa Optima -etäisyyskamerassa [29] [30] [31] . Neuvostoliitossa amatöörikamerat, kuten Sokol- Avtomat , Zorkiy-10 , Viliya-auto , FED-Mikron , varustettiin mekaanisilla automaattisilla ohjelmistoilla [32] . Moderni digitaalinen mikroprosessoripohjainen ohjelmoija ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1978 Canon A-1 SLR-kamerassa [ 33] .
Nykyaikainen nimi tällaiselle näyttelyautomaatioteknologialle on " ohjelmistokone ". Digitaaliset valokuvauslaitteet on varustettu kaikilla kolmella valotusautomaatiolla, joten voit valita valotusparametrien suhteen ja yhden niistä prioriteetin. Lisäksi on ilmestynyt tiloja, jotka säätyvät automaattisesti, mukaan lukien valoherkkyys.
Elokuvakameroissa vain aukko säädettiin automaattisesti, koska suljinaika riippuu sulkimen avautumiskulmasta ja on useimmiten muuttumaton kiinteällä kuvaustaajuudella . Kehittyneimpiä automaattisia valotuksen ohjausjärjestelmiä käytetään kameroissa, jotka edellyttävät molempien valotusparametrien hallintaa. Yksinkertaisimmat kameratilat asettavat automaattisesti vain valotusajan tai vain aukon, kun taas toinen asetus asetetaan manuaalisesti ja sitä pidetään ensisijaisena. Neuvostoliiton lähteissä tällaista ekspoautomaattia kutsuttiin "automaatiksi, jolla on vapaavalintainen parametri" [28] . Automaattisen valotuksen edistynein muoto, jota kutsutaan moniohjelmaautomaatiksi, asettaa molemmat parametrit itsenäisesti. Parametrien keskinäinen riippuvuus voi muuttua eri lakien mukaan, joita joskus kutsutaan "plot-ohjelmiksi".
Koska automaattinen salamavalotuksen säätö tapahtuu vain pulssin keston vuoksi, joka on monta kertaa lyhyempi kuin mikään suljinaika , se suoritetaan yhdessä tilassa, jota ei näytetä millään tavalla säätimissä. Tässä tapauksessa salamaautomaatti toimii orjatilassa jatkuvan valaistuksen valotusautomatiikkaan verrattuna. Salaman tehoa ohjataan jatkuvalle valaistukselle automaattisesti tai manuaalisesti asetetun aukon arvon perusteella. Lisäksi suljinajan vaihteluväli kaikissa automaattisissa tiloissa, kun salama on päällä, on rajoitettu, mikä varmistaa salaman synkronoinnin . Automaattisilla valotusasetuksilla varustetuissa tiloissa kamerat tarjoavat yleensä ylimääräisen hälytyksen, joka ilmoittaa liian pitkistä valotusajoista, joiden käyttö voi johtaa epäselvyyteen.
Tässä tilassa valokuvaaja asettaa suljinajan ja kamera asettaa aukon automaattisesti [34] . Useimmat valokuvauslaitteiden valmistajat nimeävät tämän tilan symbolilla "Tv" ( englanniksi Time Value ), joka vastaa muiden yritysten symbolia "S" ( englanniksi suljin ). Automaattinen iiriksen ohjaus on yleisin elokuva- ja videokameroissa, koska näissä laitteissa valotusaikaa voidaan säätää erittäin vaikeasti. Tämä koski erityisesti tyhjiösiirtoputkiin perustuvia videokameroita , jotka pystyivät tarjoamaan vain suljinajan, joka vastasi tarkasti puolikuvan kestoa . Elokuvakameroissa, joissa kuvaustaajuus on vakio , suljinaikaa voidaan säätää vain sulkimen avautumiskulmalla , jonka vaihtamiseen liittyy suuria vaikeuksia, eikä sitä voida automatisoida. Nykyaikaisissa kameroissa automaattista aukkoa käytetään yhdessä muiden automaattisten tilojen kanssa tapauksissa, joissa aukon arvo ei ole kriittinen, mutta suljinnopeus on tärkeä, mistä riippuu liikkuvien kohteiden epäterävyyden aste.
Tällaisella automaatiolla varustetuissa kameroissa aukon valitsee valokuvaaja ja suljinaika asetetaan automaattisesti sähkömekaanisen sulkimen avulla [34] . Jotkut valokuvauslaitteiden valmistajat nimeävät tämän tilan symbolilla "Av" ( eng. Aperture Value ) [1] . Kameran automaattinen suljinaika tarvitsee ylimääräisen signaalin liian pitkistä valotusajoista, mikä kertoo valokuvaajalle, että ilman jalustaa kuvattaessa on olemassa riski saada epäselvä kuva . Eri valmistajat tarjoavat erilaisia hälytyksiä, joissakin tapauksissa käyttämällä ääntä. Näytöissä näkyvät LED-valot tai suljinaika voivat myös vilkkua.
Aukon prioriteetti soveltuu parhaiten kameroille, koska filmi- ja videokameroiden suljinajan säätämiseen liittyy tiettyjä vaikeuksia. Tämä voidaan jossain määrin eliminoida videokameroissa, jotka perustuvat puolijohdematriiseihin , joiden avulla voit säätää ruudun lukemisen kestoa. Suljinnopeuden hidastaminen liikkuvaa kuvaa kuvattaessa heikentää kuitenkin ruudun liikkeen sujuvuutta, joten se ei ole toivottavaa. Kuvattaessa aukon prioriteettia käytetään tapauksissa, joissa tärkein aukon ohjaama syväterävyys ja tietty suljinaika voivat olla mikä tahansa.
Tässä tilassa molemmat valotusparametrit asetetaan automaattisesti. Tekniikka mahdollistaa jäykän tai hallitun suhteen suljinajan ja aukon välillä, joka muuttuu mitatun valotuksen mukaan [34] . Kun valotusta muutetaan, suhteet, joissa molemmat parametrit muuttuvat, määräytyvät ohjelmasta, joka voidaan asettaa eri vaihtoehdoilla, jotka valitaan kuvattavan kohtauksen mukaan [35] . Tällaisen automaatin erilaisia ohjelmia kutsutaan "plot-ohjelmiksi".
Kuvauslaitteissa ohjelmistokone ei ole löytänyt sovellusta, mutta videokameroissa se asettaa itsenäisesti aukon arvon ja kuvan lukuajan matriisista. Tämän tilan ominaisuus videota kuvattaessa on enimmäissuljinnopeuden rajoittaminen televisiokentän kestolla . Nykyaikaisissa digitaalikameroissa ja videokameroissa ohjelmointikone sisältyy vakiotilasarjaan ja sitä pidetään monipuolisimpana. Sen muunnelmaa voidaan pitää "vihreän vyöhykkeen" tilana, jota merkitään vihreällä suorakulmiolla. Tässä tilassa suljinajan ja aukon lisäksi ISO-arvo ja jotkut muut parametrit valitaan automaattisesti. "Vihreän vyöhykkeen" pääsovellus on amatöörivalokuvauksessa ja videokuvauksessa, koska joissain tilanteissa se ei tarjoa riittävää valvontaa prosessiin.
Valokuvauksessa ohjelmistoautomaatti on suositeltavin reportaasikuvauksessa, koska se ei häiritse huomiota muista tehtävistä. Useimmat ammattikäyttöön tarkoitettujen valokuvauslaitteiden valmistajat väittävät tämän tilan päätilana yhdessä arvioivan valotusmittauksen kanssa , jonka avulla voit automaattisesti ottaa huomioon minkä tahansa kohtauksen ominaisuudet. Amatöörilaitteissa "vihreä vyöhyke" -tilaa pidetään pääasiallisena.
Neuvostoliiton terminologian mukaan erotettiin "yksiohjelman" ja "moniohjelman" automaatit, jotka ohjaavat molempia altistusparametreja eri periaatteiden mukaisesti. Ensimmäisessä tapauksessa automaattisesti asetetut suljin-aukon valotusparit ovat ennallaan, eikä ole mahdollista valita esimerkiksi lyhyempää suljinaikaa samalla aukolla [28] . Toisessa tapauksessa automaatio kehittää useita ohjelmia, joista jokainen vastaa tietyn parametrin tiettyä arvoa, esimerkiksi suljinaikaa. Yksi Neuvostoliiton edistyneimmistä moniohjelmaautomaateista oli Sokol-Avtomat- kamera [32] . Jokaisella viidestä suljinajasta oli oma ohjelma, joka muutti aukkoa kuvattavan kohtauksen mitatun kirkkauden mukaan. Kun ylitettiin käytettävissä oleva aukkoalue, ohjelma muutti myös valotusaikaa [36] [37] .
Eräänlainen kameraohjelmistokone ( eng. A-DEP ), joka valitsee aukon useiden automaattitarkennussensorien tietojen perusteella. Otettiin ensimmäisen kerran käyttöön vuonna 1992 Canon EOS 5 -kamerassa , joka oli varustettu viidellä automaattitarkennuksella [38] . Anturit mittaavat etäisyyden ruudun eri kohdista, ja aukko valitaan siten, että se tarjoaa riittävän syväterävyyden, jotta koko kohtaus voidaan tallentaa terävästi. Valotusaika asetetaan automaattisesti mittauksen ja tuloksena olevan aukon arvon perusteella. Tätä tilaa pidetään amatöörinä, koska se valitsee täyden aukon ja pitkän suljinnopeuden monissa tilanteissa.
Toisin kuin puoliautomaattisessa valotuksen säätötilassa, jossa korjaukset tehdään poikkeamalla ilmaisu "nollasta", automaattisissa tiloissa, kun kuvataan epätyypillisiä kohtauksia, oikeaa valotusta varten tarvitaan valotuksen korjaustoiminto tai valotusmuisti [39] .
Esimerkiksi kuvattaessa näyttelijän kirkkaasti valaistuja kasvoja tummaa kohtausta vasten, keskipainotettu mittaus voi antaa 2-3 pisteen virheen. Tämän seurauksena kasvot ylivalottuvat, kun kuvaat missä tahansa automaattisessa tilassa. Samanlainen tilanne voi syntyä kuvattaessa taustavalolla ja muissa vastaavissa tapauksissa [40] . Siksi useimmat automaattisella valotuksen ohjauksella varustetuista kameroista on lisäksi varustettu korjaustulolla, jota kutsutaan valotuskompensaatioksi [41] . Eräänlaisena valotuksen korjauksena voidaan pitää taustavalotilaa ( eng. Backlight ), joka aktivoidaan erillisellä painikkeella joissakin videokameroissa ja kameroissa. Tässä tilassa otetaan yleensä käyttöön kiinteä +1-1,5 askeleen valotuskorjaus, joka kompensoi mittausvirheen tietyissä tilanteissa.
Piste- ja keskipainotetuissa mittauksissa sen vyöhyke voi pudota kuvan osaan, jonka kirkkaus on poikkeava, mikä johtaa virheeseen [42] . Siksi useimmat kamerat, joissa on automaattinen valotus, on varustettu valotusmuistitoiminnolla (esim . Automatic Exposure Lock, AE-Lock [1] ). Tämän tilan päälle kytkevän painikkeen painaminen pysäyttää mittauksen, jonka tulokset tallennetaan mikroprosessorin muistiin . Näin voidaan tehdä mittaus kuvan halutusta osasta ja valotusmuistin päälle kytkemisen jälkeen sommittelu muuttuu suunnitelman mukaan ja kuvaus suoritetaan automaattitilassa [39] . Jotkut kamerat on varustettu valotusmuistilla useita mittauksia varten, minkä jälkeen niistä lasketaan automaattisesti keskiarvo ja ne kuvataan automaattisella valotuksella [43] .
Automaattisen salamavalotuksen säädön yhteydessä vaaditaan joissain tapauksissa myös valotuksen korjausta, joka asetetaan erillään jatkuvasta valotuksen kompensaatiosta. Salamavalotusmuisti ( sam. Flash Exposure Lock, FE-Lock , amatöörikameroissa on osa AE-Lock- tilaa ) on toteutettu salaman lähettämällä alustavalla pulssilla valotuksen mittaamiseksi TTL -järjestelmällä ennen peilin nostamista. . Kun vastaavaa painiketta painetaan, lähetetään pulssi, joka normaalitilanteessa syntyy välittömästi ennen kuvaamista laukaisinta painamalla. Tulos tallennetaan muistiin ja sitä voidaan käyttää yhteen tai useampaan kuvaan.
| valotuksen mittaus | |
|---|---|
| Valotusmittausehdot | |
| Manuaalinen valotuksen hallinta |
|
| Automaattinen valotuksen säätö | |
| Salamamittausstandardit | |