Automatisk eksponeringskontrol , Eksponeringsautomatik ( engelsk Automatic Exposure, AE [1] ) - et sæt enheder til et kamera eller fotoprinter, der giver dig mulighed for automatisk at indstille den korrekte eksponering, når du optager eller udskriver [* 1] . Hovedkomponenten i eksponeringsautomatikken er en tilknyttet fotoelektrisk eksponeringsmåler , baseret på aflæsningerne, hvis ene eller begge eksponeringsparametre automatisk indstilles [2] [3] . Sidstnævnte gælder ikke for tv- og videokameraer, hvor automatisk eksponeringskontrol udføres på basis af måling af videosignalets konstante komponent . I digitale kameraer og videokameraer giver nogle tilstande også mulighed for automatisk kontrol af lysfølsomheden ( automatisk videoforstærkningskontrol , engelsk Video AGC ) .
I modsætning til automatisk kontrol kræver semi-automatisk kontrol handlinger fra en person, der vælger begge eksponeringsparametre baseret på "nul" indikationen af eksponeringsmåleren [2] .
Eksponeringen kan justeres automatisk til både konstant belysning og blitzbelysning . I sidstnævnte tilfælde er dette muligt ved brug af thyristor -fotoflash, som giver dig mulighed for at justere pulsvarigheden, da dens intensitet næppe kan justeres [4] .
Automatisk eksponeringskontrol blev først mulig efter fremkomsten af fotoelektriske eksponeringsmålere i begyndelsen af 1930'erne [ 5] . Det første kamera, der er udstyret med automatisk eksponering, er mellemformat folding Kodak Super Six-20 (Kodak Super 620), som blev lanceret i 1938 [6] [7] [8] [9] . Automatisk blændekontrol blev udført ved mekanisk forbindelse med en seleneksponeringsmåler [10] . Når udløserknappen blev trykket, blev galvanometernålen fastgjort med en lås , og derefter hvilede en trinsnor på membranringen mod den, hvilket begrænsede graden af automatisk lukning. For at tage højde for den indstillede lukkerhastighed blev lukkeren parret med en lukker, der regulerer graden af åbning af fotocellen. Automatisering arbejdede med en enkelt værdi af lysfølsomhed, hvilket krævede en overgang til manuel kontrol med ikke-standard fotografiske materialer .
Det første patent på en sådan enhed dukkede dog op tre år tidligere. Den 11. december 1935 registrerede fysikerne Albert Einstein og Gustav Bacca copyright #2058562 til et "selvjusterende kamera", der automatisk justerer mængden af lys, der passerer gennem linsen [11] [12] . Senere blev dette design aldrig implementeret. "Kodak Super Six-20" blev produceret i mængden af kun 719 eksemplarer, da prisen var en halv ny Ford -bil , og automatiseringens pålidelighed lod meget tilbage at ønske [13] . Masseimplementeringen af automatisk eksponeringskontrol i fotografisk udstyr og filmudstyr fandt sted efter spredningen af mikroelektronik , som giver højere nøjagtighed og pålidelighed end håndtag-cam mekanismer med et galvanometer [14] . I automatiske fotoprintere blev lignende enheder standard så tidligt som før Anden Verdenskrig , og justerede printlampens driftstid ved hjælp af en fotocelle.
De første automatiske kameraer og filmkameraer var amatører og justerede kun blænden ved en manuelt indstillet lukkerhastighed. I spejludstyr blev denne form for eksponeringsautomatik først implementeret i 1959 i det franske Royer Savoyflex-kamera med en central lukker [15] [16] . Det første klassiske "reflekskamera" med en fokal lukker og udskiftelige objektiver i 1965 var det sovjetiske kamera " Kiev-10 ", og et par måneder senere udkom det japanske kamera Konica Autoreflex [17] [18] [19] [20] . Samtidig blev den internationale betegnelse "EE" ( Eng. Electric Eye , "Electric Eye"), brugt i navnene på kameraer, filmkameraer og andre enheder , udbredt . Princippet om "elektrisk øje" blev først brugt af Bell-Howell- firmaet i filmudstyr med automatisk iriskontrol [21] . Forkortelsen "TEE" beskrev den samme teknologi i kombination med en TTL eksponeringsmåler . I moderne hardware kaldes denne tilstand " lukkerprioritet ".
Til nogle professionelle kameraer er der siden midten af 1970'erne blevet produceret vedhæftede elektromekaniske enheder, der understøtter automatisk blændeindstilling ved hjælp af en servo . Sådanne enheder omfatter Nikon DS-1 EE- enheden til Nikon F2 -kameraet [* 2] , Servo EE Finder - udskiftelige pentaprisme til Canon F-1- kameraet [24] [25] og Zeiss Planar AA -serien af objektiver til Hasselblad - kameraer [26] . Enhederne havde et lignende funktionsprincip og drejede objektivets blændering ved hjælp af et servodrev, der udfører kommandoerne fra målesystemet. Omfanget og besværet ved sådanne enheder førte til deres hurtige udskiftning af automatisering indbygget direkte i kameraet.
En anden retning for parallel udvikling var automatisering af lukkerhastighedsindstilling ved en fast blændeværdi. I reflekskameraer med enkelt objektiv dukkede en sådan tilstand først op i 1967 i den sovjetiske eksperimentelle Zenit-D , udgivet i et lille parti, og i udlandet var det første kamera med automatisk lukkerhastighed i 1971 den serielle Pentax Electro Spotmatic [27] . Kameraer " Silhouette-electro ", " Zenith-18 ", " Zenith-Avtomat " blev bygget efter et lignende skema. Det moderne navn for denne tilstand er " blændeprioritet ". I nogen tid foretrak forskellige producenter en af de automatiske tilstande med manuel blænde eller lukkertid, idet de anså den ene eller den anden for at være den mest perfekte. Begge tilstande blev første gang implementeret samtidigt i Minolta XD-11-kameraet i 1977, hvilket gav fotografen valget af den bedst egnede [17] .
Begge typer automatisering krævede manuel indstilling af en af parametrene, hvilket begrænsede ydeevneområdet [* 3] . For eksempel, når lyset falder, efter at den automatiske blænde er helt åbnet, kræves en manuel indstilling af en langsommere lukkerhastighed. På samme måde fører for meget lys til, at man skal lukke blænden manuelt, fordi den hurtigste lukkertid valgt af automatisk stadig giver overeksponering. Automatisering, som regulerer begge eksponeringsparametre ved hjælp af en håndtagsknastmekanisme med et galvanometer, blev implementeret i 1959 i Agfa Optima afstandsmålerkamera [29] [30] [31] . I USSR var amatørkameraer, såsom Sokol- Avtomat , Zorkiy-10 , Viliya-auto , FED-Mikron , udstyret med automatisk software af mekanisk type [32] . Den moderne digitale mikroprocessor -baserede programmør dukkede første gang op i 1978 i Canon A-1 SLR-kameraet [ 33] .
Det moderne navn for sådan ekspositionel automatiseringsteknologi er " softwaremaskine ". Digitalt fotografisk udstyr er udstyret med eksponeringsautomatik af alle tre typer, så du kan vælge forholdet mellem eksponeringsparametre og prioriteringen af en af dem. Derudover er der dukket tilstande op, der automatisk justerer, inklusive lysfølsomhed.
I biografkameraer blev kun blænden automatisk justeret, da lukkerhastigheden afhænger af obturatorens åbningsvinkel og oftest er uændret ved en fast filmfrekvens . De mest sofistikerede automatiske eksponeringskontrolsystemer bruges i kameraer, der kræver kontrol af begge eksponeringsparametre. De enkleste kameratilstande indstiller automatisk kun lukkertid eller kun blænde, mens den anden indstilling indstilles manuelt og betragtes som en prioritet. I sovjetiske kilder blev denne form for ekspoautomatik kaldt "en automat med frit valg af en af parametrene" [28] . Den mest avancerede form for automatisk eksponering, kaldet multi-program automaten, indstiller begge parametre uafhængigt. Den gensidige afhængighed af parametrene kan ændre sig i henhold til forskellige love, som nogle gange kaldes "plotprogrammer".
Da automatisk flasheksponeringsjustering kun sker på grund af pulsens varighed, som er mange gange kortere end nogen lukkerhastighed , udføres den i en enkelt tilstand, der ikke vises på nogen måde på kontrollerne. I dette tilfælde fungerer flashautomatikken i en slavetilstand i forhold til eksponeringsautomatikken for kontinuerlig belysning. Blitzen styres ud fra den blændeværdi, der er indstillet til kontinuerlig belysning automatisk eller manuelt. Derudover er rækkevidden af lukkerhastigheder i enhver automatisk tilstand, når blitzen er tændt, begrænset, hvilket sikrer blitzsynkronisering . I tilstande med automatisk eksponeringsindstilling giver kameraer normalt en ekstra alarm, der giver dig besked om for langsomme lukkertider, hvis brug kan føre til et sløret billede.
I denne tilstand indstilles lukkerhastigheden af fotografen, og blænden indstilles automatisk af kameraet [34] . De fleste producenter af fotografisk udstyr betegner denne tilstand med symbolet "Tv" ( engelsk tidsværdi ), som svarer til symbolet "S" ( engelsk lukker ) fra andre virksomheder. Automatisk iriskontrol er mest almindelig i film- og videokameraer, fordi lukkerhastigheden i disse enheder kan justeres med stor besvær. Dette gjaldt især for videokameraer baseret på vakuumtransmissionsrør , som kun kunne give lukkertider, der nøjagtigt matchede halv-frame- varigheden . I filmkameraer med en konstant optagelsesfrekvens kan lukkerhastigheden kun justeres af obturatorens åbningsvinkel , hvis ændring er forbundet med store vanskeligheder og ikke kan automatiseres. I moderne kameraer bruges automatisk blænde sammen med andre automatiske tilstande i de tilfælde, hvor blændeværdien ikke er kritisk, men lukkerhastigheden er vigtig, hvilket graden af sløring af objekter i bevægelse afhænger af.
I kameraer udstyret med denne form for automatisering, vælges blænden af fotografen, og lukkerhastigheden indstilles automatisk ved hjælp af en elektromekanisk lukker [34] . Nogle producenter af fotografisk udstyr angiver denne tilstand med symbolet "Av" ( eng. Aperture Value ) [1] . Kameraets automatiske lukkertid har brug for en ekstra signalering af for langsomme lukkertider, der fortæller fotografen, at der er risiko for at få et sløret billede, når der optages uden stativ . Forskellige producenter leverer forskellige typer alarmer, i nogle tilfælde ved hjælp af lyd. LED'erne eller lukkerhastigheden, der vises på skærmene, kan også blinke.
Blændeprioritet er mest velegnet til kameraer, da justering af lukkerhastigheden i film- og videokameraer er forbundet med visse vanskeligheder. Til en vis grad kan dette elimineres i videokameraer baseret på halvledermatricer , som giver dig mulighed for at justere rammens læsevarighed. Men at sænke lukkerhastigheden, når du optager et levende billede, forringer bevægelsens jævnhed på skærmen og er derfor uønsket. Ved optagelser bruges blændeprioritet i tilfælde, hvor den vigtigste dybdeskarphed , styret af blænden og en specifik lukkerhastighed kan være enhver.
I denne tilstand indstilles begge eksponeringsparametre automatisk. Teknologien sørger for et stift eller kontrolleret forhold mellem lukkerhastighed og blænde, der ændres i overensstemmelse med den målte eksponering [34] . Med en ændring i eksponeringen bestemmes proportionerne, som begge parametre ændres i, af programmet, som kan indstilles i forskellige muligheder, valgt afhængigt af scenen, der optages [35] . Forskellige programmer af en sådan automat kaldes "plotprogrammer".
I filmudstyr har softwaremaskinen ikke fundet anvendelse, men i videokameraer indstiller den uafhængigt blændeværdien og billedlæsningstiden fra matrixen. En funktion ved denne tilstand, når du optager video, er begrænsningen af den maksimale lukkerhastighed af tv-feltets varighed . I moderne digitale kameraer og videokameraer er programmaskinen inkluderet i standardsættet af tilstande og anses for at være den mest alsidige. Dens variation kan betragtes som den "grønne zone" tilstand, angivet med et grønt rektangel. I denne tilstand vælges ISO-værdien og nogle andre parametre automatisk ud over lukkertid og blænde. Den vigtigste anvendelse af den "grønne zone" er i amatørfotografering og videooptagelser, da det i nogle situationer ikke giver tilstrækkelig kontrol over processen.
Inden for fotografering er softwareautomaten mest at foretrække ved reportageoptagelser, fordi den ikke afleder opmærksomheden fra andre opgaver. De fleste producenter af professionelt fotografisk udstyr hævder denne tilstand som hovedtilstanden i kombination med evaluerende eksponeringsmåling , som giver dig mulighed for automatisk at tage højde for funktionerne i enhver scene. I amatørudstyr betragtes tilstanden "grøn zone" som den vigtigste.
Ifølge sovjetisk terminologi blev der skelnet mellem "single-program" og "multi-program" automater, som styrer begge eksponeringsparametre efter forskellige principper. I det første tilfælde er de automatisk indstillede lukkerblændeeksponeringspar uændrede, og der er ingen mulighed for at vælge for eksempel en kortere lukkertid med samme blænde [28] . I det andet tilfælde udarbejder automatisering flere programmer, som hver svarer til en bestemt værdi af en bestemt parameter, for eksempel lukkerhastighed. En af de mest avancerede multi-program automater i USSR var Sokol-Avtomat kameraet [32] . Hver af de fem lukkertider havde sit eget program, som ændrede blænden i overensstemmelse med den målte lysstyrke i den scene, der blev optaget. Når man gik ud over det tilgængelige blændeområde, ændrede programmet også lukkerhastigheden [36] [37] .
En slags kamerasoftwaremaskine ( eng. A-DEP ), som vælger blænden ud fra data fra flere autofokussensorer. Først implementeret i 1992 i kameraet Canon EOS 5 , udstyret med fem autofokussensorer [38] . Sensorer måler afstanden på forskellige punkter i billedet, og blænden er valgt til at give tilstrækkelig dybdeskarphed til at fange hele scenen i skarpt fokus. Lukkerhastigheden indstilles automatisk baseret på målingen og den resulterende blændeværdi. Denne tilstand betragtes som amatør, fordi den vælger fuld blænde og langsom lukkerhastighed i mange situationer.
I modsætning til den semi-automatiske eksponeringskontroltilstand, hvor korrektioner foretages ved afvigelse af indikationen fra "nul", i automatiske tilstande, ved optagelse af ikke-standard scener, for korrekt eksponering, er det nødvendigt at have en eksponeringskompensationsfunktion eller eksponeringshukommelse [39] .
Når du f.eks. optager et stærkt oplyst ansigt af en skuespiller mod en mørk scene, kan centervægtet måling give en fejl på 2-3 stop. Som følge heraf vil ansigtet blive overeksponeret, når du optager i en af de automatiske tilstande. En lignende situation kan opstå ved optagelse med baggrundslys og i andre lignende tilfælde [40] . Derfor er de fleste kameraer udstyret med automatisk eksponeringskontrol desuden udstyret med en korrektionsindgang kaldet eksponeringskompensation [41] . En slags eksponeringskompensation kan betragtes som baggrundslystilstanden ( eng. Backlight ), som aktiveres af en separat knap på nogle videokameraer og kameraer. I denne tilstand indføres som regel en fast eksponeringskompensation på +1-1,5 trin, som kompenserer for målefejlen i visse situationer.
Med punkt- og centervægtede målinger kan dens zone falde på en del af billedet med ikke-standard lysstyrke, hvilket fører til en fejl [42] . Derfor er de fleste kameraer med automatisk eksponering udstyret med en eksponeringshukommelsesfunktion ( eng. Automatic Exposure Lock, AE-Lock [1] ). Et tryk på knappen, der aktiverer denne tilstand, stopper målingen, hvis resultater gemmes i mikroprocessorens hukommelse . Der kan således måles på den ønskede del af billedet, og efter aktivering af eksponeringshukommelsen ændres kompositionen efter planen, og optagelsen udføres i automatisk tilstand [39] . Nogle kameraer er udstyret med eksponeringshukommelse til flere målinger, hvorefter de automatisk beregnes til gennemsnit og optages med autoeksponering [43] .
Med automatisk flasheksponeringskontrol kræves der i nogle tilfælde også eksponeringskompensation, som indstilles separat fra kontinuerlig lyseksponeringskompensation. Flasheksponeringshukommelsen ( eng. Flash Exposure Lock, FE-Lock , i amatørkameraer er en del af AE-Lock- tilstanden ) implementeres ved hjælp af en foreløbig puls udsendt af blitzen for at måle eksponeringen ved hjælp af TTL -systemet, før spejlet hæves . Når der trykkes på den tilsvarende knap, udsendes en puls, som i en normal situation genereres umiddelbart før optagelse efter tryk på udløserknappen. Resultatet gemmes i hukommelsen og kan bruges til et eller flere billeder.
| eksponeringsmåling | |
|---|---|
| Betingelser for eksponeringsmåling | |
| Manuel eksponeringskontrol |
|
| Automatisk eksponeringskontrol | |
| Flashmålingsstandarder | |