Adams Zone Theory , vyöhykevalotusjärjestelmä, on valokuvaajien Ansel Adamsin ja Fred Archerin vuosina 1939-1940 laatima menetelmä valokuvauksen optimaalisen valotuksen ja tuloksena olevan kuvan laboratoriokäsittelyn parametrien määrittämiseksi . Teoria saavutti laajan suosion vuoden 1948 jälkeen, kun se julkaistiin kirjassa "The Negative" [1] . Vyöhykejärjestelmän avulla voit ohjata tarkasti kuvattavan kohtauksen yksityiskohtien kirkkauden näyttöä ja ennustaa niiden optista tiheyttä valmiissa kuvassa luovan tarkoituksen mukaisesti. Adams itse piti teoriaansa sensitometrian kodifioinnina , jonka tarkoituksena oli yksinkertaistaa sen käytännön soveltamista.
Vyöhykejärjestelmä kehitettiin arkkimustavalko - negatiivifilmille , jonka avulla voit valita erikseen valotuksen ja kehitystilan yhdistelmän jokaiselle kuvalle [2] . Teoria soveltuu kuitenkin osittain rullavalokuvamateriaaleihin edellyttäen, että kontrastin säädöstä luovutaan . Lisäksi järjestelmä voidaan optimoida muun tyyppisille valokuvamateriaaleille , mukaan lukien värikäännettävälle ja digitaaliselle valokuvaukselle ja elokuvalle . Adams pystyi menestyksekkäästi soveltamaan kehittämiään periaatteita jopa yksivaiheisen valokuvaprosessin valokuvamateriaaleihin , joiden ominaisuudet eroavat merkittävästi muista kuvantamistekniikoista. Kaikissa näissä tapauksissa tarvitaan kuitenkin korjauksia valokuvausleveysasteiden erojen vuoksi , minkä seurauksena vyöhykkeiden lukumäärä ja sijainti asteikolla voivat muuttua.
Kaistateoria perustuu periaatteeseen, että negatiivi-positiivisessa prosessissa toistoon käytettävissä oleva koko kirkkausalue voidaan jakaa karkeasti 10 osaan, joita kutsutaan vyöhykkeiksi [3] . Samanaikaisesti kaikkien vyöhykkeiden leveys ja niiden välinen askelkoko ovat samat ja vastaavat yhtä valotusastetta eli sen muutosta 2 kertaa. Sekä kuvattavan kohteen visuaalisesti erottuva kirkkaus että negatiivisen valokuvamateriaalin ominaiskäyrän suoraviivainen leikkaus , joka vastaa puolisävyjen suhteellisesta toistosta, on jaettu vyöhykkeisiin. Neljää vyöhykettä pidetään perus, helposti erotettavissa paljaalla silmällä: "täydellinen musta" vyöhyke 0, keskiharmaa V, ihon sävy oikea vyöhyke VI ja täysin valkoinen X [4] . Joskus käytännössä kirkkaus- ja tiheysasteikot jaetaan pienempään määrään vyöhykkeitä, useimmiten seitsemään, jotka ovat yleisimmillä valokuvamateriaaleilla käytettävissä [5] .
| 0 | Absoluuttinen musta sävy: erittäin syvät varjot, täydellinen yksityiskohtien puute. |
| minä | Tummimmat sävyt, lähellä mustaa: syvä varjo - ilman yksityiskohtia, mutta tekstuurin merkkejä. Värikuvissa värivääristymät ovat hyväksyttäviä. |
| II | Ensimmäisten yksityiskohtien esiintyminen varjoissa: taitokset, murtumat, ääriviivat jne. Värivalokuvissa värivääristymät ovat hyväksyttäviä. |
| III | Luonnonmusta: kohtalaisen tummat sävyt. |
| IV | Keskimääräinen varjon tiheys auringonvalossa kirkkaana päivänä. Ruskettuneita ihmisiä, rikkaan väristä ruohoa, puita. |
| V | Normaali harmaasävy (18 % heijastavuus). Normaali rusketus. |
| VI | Kirkas taivas, rakennukset valkoisesta materiaalista. Avainalue, joka vastaa kasvojen ja ihmisen ihon oikeaa näyttöä. |
| VII | vaaleanharmaa, pastellivärit; typografinen teksti valkoiselle paperille. |
| VIII | Valkoinen sävy yksityiskohdilla ja tekstuurilla. Lumirakenne. |
| IX | Valkoinen sävy, jossa on mahdollisimman vähän yksityiskohtia tai tekstuuria. Paistaa lumi. |
| X | Täysin valkoinen sävy ilman yksityiskohtia, auringon häikäisyä. |
Käytettäessä tavallisia valokuvamateriaaleja ja tarkkailtaessa kehitysolosuhteita, jotka tarjoavat normaalin kuvan kontrastin , kohteen sävyt toistetaan suhteellisesti, eli jos yksi sävyistä toistetaan oikein, kaikki muut sijoitetaan suhteessa siihen sopivassa järjestyksessä. . Kuvaamisen aikana tämän säännön perusteella määritetään avainkohde ja valotus, joka tarvitaan sen näyttämiseksi oikeassa paikassa tulevan kuvan optisen tiheyden asteikolla. Tällä tavalla saavutetaan tehokas valokuvauksen leveysasteen käyttö tai kuvan puolisävyjen tahallinen siirtäminen haluttuun suuntaan.
Toinen järjestelmän keskeinen etu, joka on erityisen tehokas arkkifilmeille, on kyky säätää kuvan kontrastia, jonka avulla voit pakata tai venyttää harmaasävyä kuvattavan kohtauksen ominaisuuksien mukaan. Tämä saavutetaan valitsemalla valotus- ja kehitystilojen yhdistelmä, joka muodostaa perustan visualisoinnin konseptille [6] . Lyhyesti sanottuna tätä käsitettä voidaan kuvata kahdella perusperiaatteella: valotus määräytyy varjojen oikean näytön perusteella, ja kehitystapa valitaan siten, että valokohteiden yksityiskohdat säilyvät [2] .
Halutun tuloksen saavuttamiseksi valokuvaajan tai kameramiehen on ymmärrettävä selvästi tulevan kuvan tyyppi ja sen sävy ennen kuvaamista. Mikä tahansa kuvattu kohtaus koostuu alueista, joilla on erilainen kirkkaus, mikä johtuu eri valokuvauskohteiden heijastavuuden eroista ja kuvausvalon leikkauskuviosta . Kuvattavaa kohtausta analysoitaessa on tarpeen määrittää, mitkä keskisävyt ovat tärkeimmät, jotta voidaan päättää valotuksen mittauksen vertailupiste. Mittaustulokset puolestaan liittyvät optiseen tiheyteen, joka vaaditaan lopullisessa positiivisessa , jonka pitäisi näyttää käyrän mitattu yksityiskohta. Kuvattavan kohteen kirkkauden jakauman arviointia ennen valokuvamateriaalin valotusta vyöhyketeoriassa kutsutaan esivisualisoinniksi .
Valotusparametrit voidaan määrittää valotusmittarilla kahdella tavalla: näkymän kirkkauden tai valaistuksen perusteella. Jälkimmäisessä tapauksessa kuvattavien kohteiden heijastavuus ei vaikuta mittaustulokseen millään tavalla, koska mitataan niihin tuleva valo. Valaistuksen mittaus ei kuitenkaan mahdollista rastereiden tarkkaa hallintaa, mikä antaa keskimääräisen tuloksen, eikä sitä käytetä kaistateoriassa. Kirkkautta mitattaessa valotusmittarin lukemat riippuvat absorboituneen ja heijastuneen säteilyn suhteesta, mikä on otettava huomioon.
Kaikki kirkkausmittaritilassa toimivat valomittarit on kalibroitu antamaan oikea valotus kohteille, joiden heijastavuus on 18 % [7] . Tämä heijastavuus vastaa Adamsin asteikon V-vyöhykettä, ja mitattavan kohteen sävystä riippumatta se näkyy normaalissa tulostuksessa kuvassa keskiharmaana. Siksi valotusta määritettäessä on otettava huomioon, millaista sävyä mitataan ja minkä optisen tiheyden sen tulisi saada. Esimerkiksi ihmisen ihon sävy, joka heijastaa noin 36 % valosta, on 1 askeleen vaaleampi ja vaatii vastaavan korjauksen, kun mitataan suoraan kasvoja [4] . Siksi oikealla mittauksella kasvot näkyvät VI-alueella, mikä vastaa niiden normaalia havaitsemista valokuvassa ja elokuvanäytössä. Normaalisti kehittyneellä negatiivilla tämä sävy vastaa optista tiheyttä 1,10 verhon yläpuolella .
* Roomalaiset numerot osoittavat harmaasävyä, 0 vastaa verhon tasoa:| 0 | minä | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X |
Adamsin teoriaan kuuluu kohteen yksittäisten osien kirkkauden valikoiva mittaaminen kohdevalomittarilla [3] . Jos näkymän kokonaiskirkkaus mitataan keskimääräisesti integroidussa tai keskipainotetussa tilassa, hyväksyttävä tulos voidaan saada vain keskimääräisistä kohtauksista, joiden integroitu heijastuskyky on sama kuin standardi, jota varten valotusmittari on kalibroitu. Kuitenkin tällä menetelmällä, jolla mitataan vaaleita tai tummia sävyjä hallitsevia kohtauksia, kuva on vastaavasti ali- ja ylivalottunut, kun kaikki sävyt siirtyvät viidennelle ja viereiselle vyöhykkeelle. Esimerkiksi, kun ammutaan hiihtäjiä kaukolaukauksessa , integraalimittauksen tulokset vääristyvät runsaiden valkoisten lumipintojen vuoksi, mikä antaa alivalotuksen. Tämän seurauksena lumen peittämä tausta näkyy kuvassa lähempänä V-aluetta, ja hahmojen kasvot, jotka eivät käytännössä vaikuttaneet valotusmittarin lukemiin, menevät tiheään varjoon. Vyöhyketeoriaa käytettäessä oikea valotus voidaan tässä tapauksessa saavuttaa useilla tavoilla: mittaamalla lumen kirkkaus sopivalla korjauksella sen näyttämiseksi IX vyöhykkeellä; henkilöiden mittaus korjattuna 1 askeleella VI-vyöhykkeelle sijoittamisen suhteen tai käyttämällä harmaata korttia ilman korjauksia.
Kahdessa ensimmäisessä tapauksessa vaaditaan esivisualisointikokemus, joka hankitaan teorian käytännön kehittämisprosessissa [4] . Esimerkiksi lumipinta ei koostu vain valkoisista sävyistä, vaan siinä on myös varjoja ja kirkkaita kohokohtia, ja kirkkautta mitattaessa on ymmärrettävä tarkasti, mikä vyöhyke vastaa yhtä tai toista aluetta. Kasvot voivat olla myös varjossa, ja niiden sijoittaminen VI-vyöhykkeelle johtaa ylivalottumiseen kirkkaissa kohdissa, joita on vaikea poistaa tulostettaessa. Lisäksi eri rotujen ihmisten ihonväri voi vaihdella, ja tämän parametrin keskiarvon laskeminen johtaa myös virheisiin [7] . Yksinkertaistetussa muodossa teoria ehdottaa seuraavaa sääntöä: jos jonkin yksityiskohdan kuvan on oltava täysin musta, ne sijoitetaan mittauksen aikana nollavyöhykkeelle, kun taas vyöhykkeiden VIII ja IX on vastattava täysin valkoista [8] . Noudatettaessa oletusta, että ihmisen ihon sävy vastaa "avain" VI -vyöhykettä, chiaroscuron jakautuminen kasvoille tulee ottaa huomioon mittaamalla sen halutut alueet.
Vyöhykejärjestelmä soveltuu digivalokuvaukseen asianmukaisen optimoinnin jälkeen. Adams itse näki digitaalisten tekniikoiden tulon ja uskoi, että tässä tapauksessa voidaan soveltaa käänteisille värivalokuvamateriaaleille ominaisia periaatteita, eli valotusta "valostuksilla" ja käsittelyä "varjoilla" [9] . Yksi tärkeimmistä eroista on, että jokainen kuvan vyöhyke ei vastaa optisten tiheysten aluetta, vaan väriavaruuden koordinaatteja [1] . Oikein valotettu harmaa kartta 8-bittisessä RGB - tilassa , kuten klassisessa valokuvassa, näkyy vyöhykkeellä V. IV- ja V-vyöhykkeiden välinen raja on tarkalleen asteikon keskellä, harmaa-arvo on 128; 128; 128 [10] . Toinen, tärkeämpi ero on, että fotomatriiseilla, toisin kuin perinteisillä emulsioilla, on erittäin lyhyt ominaiskäyrä korkean kirkkauden alueella ilman ylivalotusta. Normaalin valotuksen ylittäminen yli 3 pisteellä johtaa täydelliseen yksityiskohtien menettämiseen ja näkyy RGB-tilassa koordinaateissa 255; 255; 255 ("lävistetyt" valot). Samaan aikaan digitaalisten valokuvien varjot ovat paljon informatiivisempia kuin perinteisessä negatiivissa, mikä on kriittinen alivalotuksen kannalta [* 1] . Siksi digitaalikameran valotusta laskettaessa kohokohtien kirkkaus on usein ratkaisevaa.
Fotomatriisit ovat suunnittelunsa fysikaalisista periaatteista johtuen huomattavasti huonompia toistettavan kirkkauden suhteen negatiivisiin valokuvamateriaaleihin verrattuna ja ovat verrattavissa reversiibeliin [11] . Useimmissa kameroissa toiminta-alue ylittää harvoin seitsemän vyöhykkeen asteikon pituuden, yleensä II - VIII. Näin ollen Digital Photography Review -lehden mukaan Nikon D3 -kameramatriisin leveysaste on 8,6 askelta kuvattaessa JPEG -standardilla ja jopa 12 RAW-muodossa [1] . Haittapuolena voidaan kompensoida HDRi-tekniikalla , joka mahdollistaa pysäytyskohtauksen kuvaamisen useilla valotuksilla. Toinen niistä on laskettu saamaan yksityiskohtia kohokohtiin, ja toinen - varjoissa [12] . Kuvattaessa ja prosessoitaessa useimpien digitaalikameroiden ja grafiikkasovellusten näyttämillä histogrammeilla voi olla suuri rooli . Tässä tapauksessa kuvan puolisävyjen jakauman hallinta perustuu histogrammin tyyppiin, joka näyttää tietojen luonteen vaaleissa ja varjoissa. Kuvaajan vaaka-akseli voidaan jakaa helposti vyöhykkeisiin ottaen huomioon matriisin valokuvausleveys valotusluvuissa ja sen vasteen epälineaarisuus.
Käytännössä vyöhyketeoria toteutetaan mittaamalla manuaalisesti kuvattavien kohteiden eri osia puoliautomaattisen valotuksen säädön tilassa kameran sisäänrakennetun TTL-valotusmittarin pistemittausmenetelmän läsnä ollessa . Kun tiedät väriavaruuden vyöhykkeiden rajojen numeeriset arvot, on mahdollista hallita molempien avainobjektien ja koko kuvan tonaalisuutta suurella tarkkuudella. Samalla on mahdollista mitata paitsi keskisävyjä tai ihmiskasvoja, myös valoja tai varjoja vastaavia yksityiskohtia. Tässä tapauksessa mittaustuloksiin tehdään asianmukainen korjaus ottaen huomioon etumerkki ja askelmäärä, jolla valittu vyöhyke poikkeaa keskimaasta [13] . Digitaalisessa valokuvauksessa ylivalotuksen sietämättömyys pakottaa useimmissa tapauksissa mittaamaan kohokohtien kirkkautta ja sijoittamaan ne sopivalle asteikon alueelle. Amatöörivalokuvaajien keskuudessa, jotka eivät tunne teoriaa kokonaisuudessaan, tämä tekniikka on tullut tunnetuksi " histogrammin siirtämisenä oikealle " [14] . Oikein valotettu digitaalinen kuva vaatii vain vähän jälkikäsittelyä, mikä johtaa suhteelliseen rasteritoistoon ilman julisteita tai varjokohinaa.
| valotuksen mittaus | |
|---|---|
| Valotusmittausehdot | |
| Manuaalinen valotuksen hallinta |
|
| Automaattinen valotuksen säätö | |
| Salamamittausstandardit | |