Viteza filmului

În fotografie , viteza filmului , numită și sensibilitate sau viteză , indică sensibilitatea la lumină a unui film fotografic sau a senzorului dintr-o cameră digitală.

Fotografierea cu film cu sensibilitate redusă necesită, toate celelalte lucruri fiind egale, un timp de expunere mai lung; vorbim deci de „film lent”. În schimb, un film cu sensibilitate ridicată, care necesită timpi de expunere mai mici, se numește „film rapid”. La un film lent, cu expunere mai lungă, corespund, de asemenea, riscuri mai mari de estompare sau scuturare a camerei .

Viteza unui film este parțial legată de bobul filmului în sine, adică de mărimea boabelor de halogenură de argint ale emulsiei : filmele lente tind să aibă un bob mai fin.

Unitate de măsură

Viteza se măsoară în numere ISO și / sau ASA (sau în Germania în DIN); cu cât numărul este mai mare, cu atât filmul sau senzorul este mai sensibil la lumină și, prin urmare, în aceleași condiții, cu atât expunerea este mai scurtă.

Filmele cu viteze ISO / ASA de 25 la 64 (15-20 DIN) sunt lente; 125 până la 400 (22-27 DIN) cu viteză moderată până la medie; cele peste 500 (28 DIN) sunt rapide.

Standardul ISO 5800: 1987 definește două scale (una liniară și una logaritmică ) pentru măsurarea vitezei filmului. Scara liniară corespunde scăriiASA , în timp ce a doua corespunde scării DIN , care, de asemenea, nu mai este utilizată.

Numerele sunt calculate astfel încât un film cu dublul numărului ISO / ASA al altui să aibă dublul sensibilității și, toate lucrurile fiind egale, va dura jumătate din timpul de expunere.

În scala DIN, viteza filmului se dublează la fiecare trei valori, deci o peliculă de 18 DIN este de două ori mai rapidă decât una de 15 DIN.

Uz practic

În ceea ce privește timpul de expunere și diafragmele , de asemenea, în ceea ce privește ISO / ASA, trecerea de la un număr la altul este indicată în jargon ca oprire : creșterea / scăderea cu o oprire a vitezei filmului dublează / înjumătățește cantitatea de lumină.

Valoarea vitezei trebuie să fie setată pe scara de sensibilitate a camerei, pentru ca exponometrul intern să indice datele de expunere corecte.

Cele mai comune valori ISO sunt 25 / 15º, 50 / 18º, 100 / 21º, 200 / 24º, 400 / 27º, 800 / 30º, 1600 / 33º și 3200 / 36º.

Amatorii și fotografii semi-profesioniști folosesc în principal filme între 100 / 21º și 800 / 30º.

Următorul tabel prezintă corespondențele dintre diferitele scale:

Scara liniara ISO ASA	Scala logaritmică ISO DIN	Filme cu această viteză nominală
3	6º	Numai hârtii foto
4	7º
5	8º
6	9º
8	10º
10	11º	Kodachrome
12	12º	Ferraniacolor, Gevacolor R5 (8 mm), Washi A
16	13º	vechi Agfacolor (8 mm)
20	14º
25	15º	vechi Agfacolor, Kodachrome 25
32	16º	Panatomic-X
40	17º	Kodachrome 40 (video)
50	18º	Fuji RVP (Velvia), Ilford PAN F
64	19º	Ektachrome 64
80	20º	Ilford Commercial Ortho, P30
100	21º	Kodacolor Gold, Kodak T-Max (TMX), Foma Classic
125	22º	Ilford FP4
160	23º	Fuji NPS, Kodak Portra 160
200	24º	Fujicolor Superia 200, Kodachrome 200, Superpan, Kodak Gold, Fujicolor C200
250	25º
320	26º	Kodak Tri-X Pan (TXP), Rollei retro 320
400	27º	Kodak T-Max (TMY), Tri-x, HP5 +, Delta 400, Kentmare 400, Kodak Ultramax, Fujifilm XTra
500	28º	Ultrachromatic Ferrania
640	29º	Kodak Ektapress MultiSPEED PJM
800	30º	Fuji NPZ, Kodak PORTRA 800
1000	31º	Ilford Delta 3200, Agfachrome 1000 RS
1250	32º
1600	33º	Fujicolor 1600
2000	34º
2500	35º
3200	36º	Kodak T-Max (TMY), Delta 3200
4000	37º
5000	38º
6400	39º

Conversia de la o valoare în scara logaritmică ( S °) la valoarea corespunzătoare în scara liniară S este dată de ^[1]

S=10^{\left({S^{\circ }-1}\right)/10}

{\ displaystyle S = 10 ^ {\ left ({S ^ {\ circ} -1} \ right) / 10}}

S = 10 ^ {{\ left ({S ^ {\ circ} -1} \ right) / 10}}

rotunjit la cea mai apropiată valoare dintre cele indicate în prima coloană a tabelului de mai sus.

Conversia inversă (de exemplu, de la o valoare de scară liniară la valoarea de scară logaritmică corespunzătoare) este dată de

S^{\circ }=10\log S+1

{\ displaystyle S ^ {\ circ} = 10 \ log S + 1}

S ^ {\ circ} = 10 \ log S + 1

rotunjit la cel mai apropiat număr întreg.

Sensibilitate ISO în camerele digitale

Un senzor fotografic

În sistemele fotografice digitale este posibil să variați câștigul electronic al senzorului pentru a avea un raport diferit între expunerea la lumină și luminozitatea finală a imaginii rezultate. Acest câștig nu este direct proporțional cu sensibilitatea senzorului, dar calculul este mai complicat. Cu toate acestea, pe o cameră, setarea unei sensibilități ISO și, prin urmare, expunerea, ^[2] fie automat, fie manual, cu ajutorul unui contor de lumină, va avea ca rezultat o fotografie echilibrată corect, în același mod ca și în camerele cu film.

În lumea fotografiei digitale, a fost definit standardul ISO 12232: 2006 care guvernează sensibilitățile senzorului în raport cu cantitatea de lumină, zgomotul adăugat de senzor și specificațiile de aspect ale imaginii rezultate. ^[3] Sensibilitățile ISO digitale sunt legate de sensibilitățile convenționale ale filmului.

Sensibilitatea ISO a unei camere digitale se bazează pe proprietățile senzorului și procesarea efectuată de dispozitiv și este exprimată în termeni de expunere la lumină H (în lux / secundă ) care ajunge la senzor. Într-o optică fotografică tipică cu o distanță focală f mult mai mică decât distanța dintre cameră și scena fotografiată, H este dat de:

H={\frac {qLt}{N^{2}}},

{\ displaystyle H = {\ frac {qLt} {N ^ {2}}},}

H = {\ frac {qLt} {N ^ {2}}},

unde L este luminanța scenei (în lumânări pe m ², t este timpul de expunere (în secunde), N este valoarea diafragmei și

q={\frac {\pi }{4}}T\,v(\theta )\,\cos ^{4}\theta

{\ displaystyle q = {\ frac {\ pi} {4}} T \, v (\ theta) \, \ cos ^ {4} \ theta}

q = {\ frac {\ pi} {4}} T \, v (\ theta) \, \ cos ^ {4} \ theta

este un factor dependent de transmitanța T a obiectivului, factorul de vignetare $v(\theta )$ ${\ displaystyle v (\ theta)}$ $v (\ theta)$ și unghiul θ relativ la axa lentilei în raport cu lumina. O valoare tipică de q = 0,65, bazată pe θ = 10 °, T = 0,9 și v = 0,98.

Sensibilitatea de saturație de bază (SAT) este definită ca

S_{\mathrm {sat} }={\frac {78}{H_{\mathrm {sat} }}},

{\ displaystyle S _ {\ mathrm {sat}} = {\ frac {78} {H _ {\ mathrm {sat}}}},

S _ {{{\ mathrm {sat}}}} = {\ frac {78} {H _ {{{\ mathrm {sat}}}}}},

unde este $H_{\mathrm {sat} }$ ${\ displaystyle H _ {\ mathrm {sat}}}$ $H _ {{{\ mathrm {sat}}}}$ este expunerea maximă pentru a nu arde fotografia. De obicei, limita inferioară a ratei de saturație este determinată de senzor în sine, dar cu câștigul electronic al amplificatorului dintre senzor și convertorul analog-digital , rata de saturație poate fi mărită. Constanta 78 a fost aleasă ca setare a expunerii, astfel încât un contor de lumină standard și o suprafață reflectorizantă de 18% au dus la o imagine cu un nivel de saturație gri de 18% / √2 = 12,7%.

Sensibilitatea la zgomot de bază este definită ca expunerea care va duce la un raport semnal-zgomot dat într-un singur pixel . Se utilizează două rapoarte, 40: 1 („calitate excelentă a imaginii”) și 10: 1 („calitate acceptabilă a imaginii”). Aceste rapoarte au fost determinate pe baza unei rezoluții de 70 pixeli pe centimetru (180 DPI ) observată la o distanță de 25 cm. Raportul semnal-zgomot este definit ca deviația standard a mediei ponderate a luminanței și a culorii unui singur pixel. Sensibilitatea la zgomot este determinată în principal de proprietatea senzorului și influențată de zgomotul adăugat de câștig și de convertorul analog-digital.

În plus față de sensibilitățile definite mai sus, standardul ISO definește și sensibilitatea standard a rezultatului (SOS), pentru care expunerea este legată de valorile pixelilor digitali din imaginea rezultată. Este definit ca

S_{\mathrm {sos} }={\frac {10}{H_{\mathrm {sos} }}},

{\ displaystyle S _ {\ mathrm {sos}} = {\ frac {10} {H _ {\ mathrm {sos}}}},}

S _ {{{\ mathrm {sos}}}} = {\ frac {10} {H _ {{{mathrm {sos}}}}}},

unde este $H_{\mathrm {sos} }$ ${\ displaystyle H _ {\ mathrm {sos}}}$ $H _ {{{\ mathrm {sos}}}}$ este expunerea care va duce la 118 în pixeli de 8 biți, care reprezintă 18% din valoarea saturației unei imagini înregistrate ca sRGB sau cu corecție gamma = 2,2.

Standardele specifică, de asemenea, modul în care sensibilitățile senzorilor trebuie raportate în specificațiile tehnice ale camerei. Dacă sensibilitatea la zgomot (40: 1) este mai mare decât sensibilitatea la saturație, sensibilitatea la zgomot trebuie raportată rotunjită la o valoare cunoscută (200, 250, 320 sau 400). Dacă, pe de altă parte, sensibilitatea la zgomot este mai mică decât sensibilitatea la saturație, va fi utilizată sensibilitatea la saturație, rotunjită la o valoare cunoscută.

De exemplu, un senzor foto poate avea următoarele proprietăți: $S_{40:1}=107$ ${\ displaystyle S_ {40: 1} = 107}$ $S _ {{40: 1}} = 107$ , $S_{10:1}=1688$ ${\ displaystyle S_ {10: 1} = 1688}$ $S _ {{10: 1}} = 1688$ , Și $S_{\mathrm {sat} }=49$ ${\ displaystyle S _ {\ mathrm {sat}} = 49}$ $S _ {{{\ mathrm {sat}}}} = 49$ . Conform standardelor, camera ar trebui să comunice sensibilitatea sa

ISO 100 (lumina zilei)

Viteza ISO latitudine 50–1600

ISO 100 (SOS, lumina zilei) .

Setarea SOS ar trebui să poată fi controlată de fotograf. O altă cameră cu un senzor mai puternic, ar putea avea $S_{40:1}=40$ ${\ displaystyle S_ {40: 1} = 40}$ $S _ {{40: 1}} = 40$ , $S_{10:1}=800$ ${\ displaystyle S_ {10: 1} = 800}$ $S _ {{10: 1}} = 800$ , Și $S_{\mathrm {sat} }=200$ ${\ displaystyle S _ {\ mathrm {sat}} = 200}$ $S _ {{{\ mathrm {sat}}}} = 200$ . În acest caz, camera ar trebui să apară

ISO 200 (lumina zilei) ,

și o setare SOS controlabilă de fotograf. În orice caz, camera ar trebui să indice pentru ce setări de balans de alb sunt valide valorile ISO (indiferent dacă este vorba de incandescență sau fluorescență ).

Deși există toate aceste definiții standard cu privire la ISO-ul camerelor digitale, este util să subliniem că marea majoritate a camerelor nu indică în mod clar la ce tip de ISO se referă cele declarate de cameră: dacă sunt cele de sensibilitate la saturație, zgomot sau sensibilitatea rezultatului. Este corect să credem că aceste valori sunt măsurate pornind de la aceste definiții, dar și acordând atenție nevoilor de marketing.

Așa cum ar fi clar din definițiile date mai sus, o setare ISO mai mare pentru un anumit senzor va duce la pierderea calității imaginii rezultate, așa cum a fost cazul filmului analogic. Diferența va fi că în digital vom avea o imagine zgomotoasă în locul bobinei filmului. Cele mai bune camere digitale din 2018 arată o absență apreciabilă a zgomotului pentru sensibilități de ISO 1.600, producând în același timp rezultate utile până la ISO 51.200. Nikon, pe flagship-ul D5, a montat un senzor capabil să atingă o sensibilitate maximă de echivalent ISO 3.280.000.