Зональная система

Зонная система – это фотографический метод определения оптимальной пленки экспозиции и проявления , разработанный Анселем Адамсом и Фредом Арчером . Адамс описал систему зон как «[...] не мое изобретение; это кодификация принципов сенситометрии , разработанных Фредом Арчером и мной в Школе Центра искусств в Лос-Анджелесе примерно в 1939–40 годах».

Этот метод основан на сенситометрических исследованиях Хёртера и Дриффилда , проведенных в конце 19-го века . Система зон предоставляет фотографам систематический метод точного определения взаимосвязи между тем, как они визуализируют объект съемки, и конечными результатами. Хотя система зон изначально использовалась для черно-белой листовой пленки , она также применима к рулонной пленке, как черно-белой, так и цветной, негативной и перевернутой , а также к цифровой фотографии .

Принципы

Визуализация

Выразительное изображение предполагает расположение и прорисовку различных элементов сцены по желанию фотографа. Достижение желаемого изображения предполагает управление изображением (размещение камеры, выбор объектива и, возможно, использование движений камеры ) и контроль значений изображения . Система зон занимается контролем значений изображения, гарантируя, что светлые и темные значения отображаются по желанию. Ожидание конечного результата перед экспозицией называется визуализацией .

Замер экспозиции

Любая сцена, представляющая фотографический интерес, содержит элементы разной яркости ; следовательно, «воздействие» на самом деле представляет собой множество различных воздействий. Время экспозиции одинаково для всех элементов, но освещенность изображения варьируется в зависимости от яркости каждого элемента объекта.

Экспозиция часто определяется с использованием отраженного света. экспонометр . Самые ранние измерители измеряли общую среднюю яркость; калибровка экспонометра была установлена ​​для обеспечения удовлетворительной экспозиции для типичных сцен на открытом воздухе. Однако если измеряемая часть сцены включает в себя большие области с необычно высоким или низким коэффициентом отражения или необычно большие области светлых или темных участков, «эффективный» средний коэффициент отражения может существенно отличаться от «типичной» сцены, и рендеринг может быть не таким, как хотелось бы.

Усредняющий измеритель не может отличить предмет равномерной яркости от предмета, состоящего из светлых и темных элементов. Когда экспозиция определяется на основе измерений средней яркости, экспозиция любого данного элемента сцены зависит от отношения его отражательной способности к эффективной средней отражательной способности. Например, темный объект с коэффициентом отражения 4% будет иметь разную экспозицию в сцене с эффективным средним коэффициентом отражения 20%, чем в сцене с коэффициентом отражения 12%. В освещенной солнцем сцене на открытом воздухе экспозиция темного объекта также будет зависеть от того, находится ли объект на солнечном свете или в тени. В зависимости от сцены и цели фотографа любая из предыдущих экспозиций может быть приемлемой. Однако в некоторых ситуациях фотографу может потребоваться специально контролировать визуализацию темного объекта; при общем среднем измерении это сложно, если не невозможно. Когда важно контролировать рендеринг определенных элементов сцены, могут потребоваться альтернативные методы измерения.

Можно снять показания счетчика отдельного элемента сцены, но экспозиция, указанная счетчиком, отобразит этот элемент как средне-серый; в случае темного объекта результат обычно не соответствует желаемому. Даже при замере отдельных элементов сцены часто требуется некоторая корректировка указанной экспозиции, если замеренный элемент сцены должен быть визуализирован как визуализируемый.

Зоны воздействия

В системе зон измерения производятся для отдельных элементов сцены, а экспозиция регулируется на основе знаний фотографа о том, что измеряется: фотограф знает разницу между свежевыпавшим снегом и черной лошадью, а экспонометр - нет. О системе зон написано много, но концепция очень проста — визуализировать светлые объекты как светлые, а темные — как темные, в соответствии с визуализацией фотографа. Система зон присваивает номера от 0 до 10. разным значениям яркости: 0 соответствует черному, 5 среднему серому и 10 чистому белому; эти значения известны как зоны . Чтобы зоны можно было легко отличить от других величин, Адамс и Арчер использовали римские, а не арабские цифры. Строго говоря, зоны относятся к экспозиции, с экспозицией зоны V (показания экспонометра), что приводит к рендерингу средних тонов в конечном изображении. Каждая зона отличается от предыдущей или последующей зоны в два раза, так что воздействие в зоне I вдвое больше, чем в зоне 0, и так далее. Смена на одну зону равна одной остановке, соответствует стандартным элементам управления диафрагмой и затвором на камере. Оценивать сцену особенно легко с помощью измерителя, который показывает значение экспозиции (EV), поскольку изменение на один EV равно изменению одной зоны.

Многие камеры малого и среднего формата имеют возможность компенсации экспозиции ; эта функция хорошо работает с системой зон, особенно если камера оснащена точечным замером, но для получения правильных результатов требуется тщательный замер отдельных элементов сцены и внесение соответствующих корректировок.

Зоны, физический мир и печать

Связь между физической сценой и отпечатком устанавливается характеристиками негатива и отпечатка.Экспозиция и проявление негатива обычно определяются таким образом, чтобы правильно экспонированный негатив давал приемлемый отпечаток на определенной фотобумаге.

Хотя зоны напрямую связаны с экспозицией, визуализация связана с конечным результатом. Черно-белая фотография представляет визуальный мир как серию тонов от черного до белого. Представьте себе все тональные значения, которые могут появиться на отпечатке, представленные в виде непрерывной градации от черного к белому:

Полная тональная градация

Начиная с этой отправной точки, зоны формируются путем разделения тоновой градации на десять равных частей, каждая из которых находится на расстоянии одной ступени, плюс еще одна для выцветшей бумажной белизны.

Одиннадцатиступенчатая градация

Примечание. На некоторых мониторах более темные оттенки могут быть неразличимы.

Затем для каждого раздела один средний тон представляет все тональные значения в этом разделе.

Одиннадцать символических тонов

Наконец, зоны определяются путем нумерации каждой секции римскими цифрами от 0 для черной секции до X для белой.

Зональная шкала

0

я

II

III

IV

V

МЫ

VII

VIII

IX

Х

Зоны как тон и текстура

Адамс (1981, 52) различал три различные шкалы воздействия негатива:

• Полный диапазон от черного до белого, представленный зонами от 0 до зоны X.
• Динамический диапазон, включающий зоны от I до зоны IX, которые, по мнению Адамса, представляют самые темные и самые светлые «полезные» отрицательные плотности.
• Текстурный диапазон включает зоны со II по зону VIII. Этот диапазон зон передает ощущение текстуры и распознавание сути.

Он отметил, что на негативах можно фиксировать детали до зоны XII и даже выше, но приведение этой информации в пределы шкалы экспозиции отпечатка чрезвычайно сложно при обычной обработке.

Адамс (1981, 60) описал масштаб зоны и его связь с типичными элементами сцены:

Зона	Описание
0	Чистый черный – без деталей
я	Почти черный, с легким оттенком, но без текстуры
II	Текстурированный черный; самая темная часть изображения, в которой фиксируются незначительные детали
III	Средние темные материалы и низкие значения, показывающие адекватную текстуру.
IV	Средняя темная листва, темный камень или тени ландшафта
V	Средний серый: ясное северное небо; темная кожа, средне состаренная древесина
МЫ	Кожа среднего европеоида; светлый камень; тени на снегу в залитых солнцем пейзажах
VII	Очень светлая кожа; тени на снегу при остром боковом освещении
VIII	Самый светлый тон с текстурой: фактурный снег.
IX	Легкий тон без текстуры; яркий снег
Х	Чистый белый: источники света и зеркальные отражения — бумажно-белый, без деталей.

В кинематографии, как правило, части сцены, попадающие в Зону III, будут иметь черную текстуру, а объекты в Зоне VII — белую текстуру. Другими словами, если текст на листе белой бумаги должен быть читаемым, осветите и экспонируйте белый цвет так, чтобы он попадал в зону VII. Это практическое правило. Некоторые пленки имеют более крутые кривые, чем другие, и оператору необходимо знать, как каждая из них справляется со всеми оттенками черного и белого.

Техника

Эффективная скорость пленки

Стандарт ISO для черно-белой негативной пленки, ISO 6:1993, определяет критерии проявления, которые могут отличаться от тех, которые использовались в практической фотографии (предыдущие стандарты, такие как ANSI PH2.5-1979, также определяли химию и технику проявления). Следовательно, специалисту по зональной системе часто приходится определять скорость для конкретной комбинации типа пленки, проявителя и фотоувеличителя; определение скорости обычно основано на зоне I. Хотя метод определения скорости для системы зон концептуально аналогичен методу определения скорости ISO, скорость системы зон является эффективной скоростью. а не чувствительность ISO.

Контакт

Темная поверхность при ярком свете может отражать такое же количество света, как и светлая поверхность при тусклом свете. Человеческий глаз воспринимает эти две вещи как очень разные, но люксметр будет измерять только количество отраженного света, а рекомендуемая экспозиция будет отображаться либо как Зона V. Система зон обеспечивает простой метод визуализации этих объектов по желанию фотографа. . Определяется ключевой элемент сцены, и этот элемент помещается в нужную зону; остальные элементы сцены тогда падают куда угодно. При использовании негативной пленки экспозиция часто благоприятствует деталям в тенях; тогда процедура заключается в том, чтобы

1. Визуализируйте самую темную область объекта, в которой требуются детали, и поместите ее в зону III. Экспозиция для зоны III важна, поскольку, если экспозиция недостаточна, изображение может не иметь удовлетворительной детализации теней. Если детали тени не записаны во время экспонирования, их нельзя будет добавить позже.
2. Тщательно замерьте область, визуализируемую как Зона III, и отметьте рекомендуемую экспозицию экспонометра (экспонометр дает экспозицию Зоны V).
3. Отрегулируйте рекомендуемую экспозицию так, чтобы область находилась в зоне III, а не в зоне V. Для этого используйте экспозицию на две ступени меньше, чем рекомендует экспонометр.

Разработка

Для каждой комбинации пленки, проявителя и бумаги существует «нормальное» время проявления, которое позволит правильно экспонированному негативу дать приемлемый отпечаток. Во многих случаях это означает, что значения на распечатке будут отображаться так, как они записаны (например, Зона V как Зона V, Зона VI как Зона VI и т. д.). В общем, оптимальное негативное развитие будет разным для каждого типа и сорта бумаги.

Часто желательно, чтобы отпечаток демонстрировал полный диапазон тонов; это может оказаться невозможным для сцены с низкой контрастностью, если негативу дано нормальное проявление. Однако проявку можно увеличить, чтобы увеличить отрицательный контраст и получить доступ к полному диапазону тонов. Этот метод известен как расширение , а развитие обычно обозначается как «плюс» или «N+». Критерии плюсового развития у разных фотографов различаются; Адамс использовал его, чтобы поднять размещение Зоны VII до Зоны VIII в печати, и назвал это развитием «N + 1».

И наоборот, если негативу высококонтрастной сцены дать нормальное проявление, желаемые детали могут быть потеряны как в теневых, так и в светлых областях, и результат может оказаться резким. Однако проявку можно сократить, чтобы элемент сцены, помещенный в Зону IX, на печати отображался как Зона VIII; эта техника известна как сокращение , а развитие обычно называют «минус» или «N-». Когда результирующее изменение составляет одну зону, его обычно называют развитием «N − 1».

Иногда можно внести более существенные корректировки, используя разработку «N + 2» или «N − 2», а иногда даже больше.

Проявка оказывает наибольший эффект на плотные области негатива, поэтому высокие значения можно корректировать с минимальным влиянием на низкие значения. Эффект расширения или сжатия постепенно уменьшается с тонами темнее зоны VIII (или любого другого значения, используемого для контроля высоких значений).

Конкретное время для развития N+ или N- определяется либо на основе систематических испытаний, либо на основе таблиц развития, представленных в некоторых книгах по системе зон.

Дополнительные процессы в темной комнате

Адамс обычно использовал тонирование селеном при обработке отпечатков. Селеновый тонер действует как консервант и может изменить цвет отпечатка, но Адамс использовал его осторожно, прежде всего потому, что он может добавить почти полную зону к тональному диапазону окончательного отпечатка, создавая более насыщенные темные тона, которые сохраняют детализацию теней. В его книге «Печать» описывается использование техник уклонения и выжигания для выборочного затемнения или осветления участков окончательного отпечатка.

Зональная система требует, чтобы каждая переменная в фотографии, от экспозиции до изготовления отпечатка в фотолаборатории, была откалибрована и контролируема. Печать — последнее звено в цепи событий, не менее важных для Зональной системы, чем экспозиция и проявка фильма. По мере практики фотограф визуализирует окончательный отпечаток еще до спуска затвора.

Применение к другим носителям

Рулонная пленка

В отличие от листовой пленки, в которой каждый негатив можно проявлять индивидуально, весь рулон должен иметь одинаковую проявку, поэтому проявка N+ и N- обычно недоступна. Ключевой элемент сцены размещается в нужной зоне, а остальная часть сцены попадает туда, где она будет. Некоторый контроль контрастности по-прежнему доступен при использовании бумаги разных сортов. Адамс (1981, 93–95) описал использование зональной системы с рулонной пленкой. В большинстве случаев он рекомендовал проявку N - 1, когда один рулон должен был экспонироваться в условиях различной контрастности, чтобы экспозиция могла быть достаточной для обеспечения адекватной детализации в тенях, но при этом избегала чрезмерной плотности и нарастания зернистости в светлых участках.

Цветная пленка

Из-за изменения цвета цветная пленка обычно не подвержена изменениям времени проявления. Использование системы зон с цветной пленкой аналогично использованию черно-белой рулонной пленки, за исключением того, что диапазон экспозиции несколько меньше, поэтому между черным и белым меньше зон. Масштаб экспозиции цветной обратимой пленки меньше, чем у цветной негативной пленки, и процедура экспонирования обычно другая: предпочтение отдается светлым участкам, а не теням; тогда теневые значения упадут туда, куда они пожелают. Независимо от диапазона воздействия, показания измерителя указывают на зону V. Адамс (1981, 95–97) описал применение цветной пленки, как негативной, так и перевернутой.

Цифровая фотография

Систему зон можно использовать в цифровой фотографии так же, как и в пленочной фотографии; Адамс (1981, xiii) сам предвосхитил цифровое изображение. Как и в случае с цветной обратимой пленкой, обычная процедура заключается в экспонировании светлых участков и обработке теней.

До недавнего времени динамический диапазон цифровых сенсоров был гораздо более узким, чем у цветной негативной пленки, которая, в свою очередь, имеет меньший диапазон, чем монохромная пленка. Но все большее число цифровых камер достигают более широкого динамического диапазона. Одной из первых была Fujifilm от цифровая зеркальная фотокамера FinePix S3 Pro (выпущенная в 2004 году), в которой используется запатентованный « сенсор Super CCD SR», специально разработанный для решения проблемы ограниченного динамического диапазона с использованием промежуточных фотосайтов с низкой чувствительностью (пикселей) для запечатлеть основные детали. Таким образом, ПЗС -матрица способна экспонировать как с низкой, так и с высокой чувствительностью за один кадр, назначая соты пикселей разной интенсивности света.

Большую контрастность сцены можно обеспечить, сделав одну или несколько экспозиций одной и той же сцены с разными настройками экспозиции, а затем объединив эти изображения. Часто бывает достаточно сделать две экспозиции: одну для теней и одну для светов; Затем изображения накладываются и смешиваются соответствующим образом , так что полученная композиция представляет более широкий диапазон цветов и тонов. Объединение изображений часто становится проще, если программное обеспечение для редактирования изображений включает в себя такие функции, как автоматическое выравнивание слоев в Adobe Photoshop , которые помогают точно совместить несколько изображений. Еще большей контрастности сцены можно добиться, используя более двух экспозиций и комбинируя их с такой функцией, как «Объединить в HDR» в Photoshop CS2 и более поздних версиях. Упрощенный подход был принят Apple Inc. в качестве выбираемой опции HDR в более поздних версиях iPhone .

Тональный диапазон конечного изображения зависит от характеристик носителя. монитора Контрастность может существенно различаться в зависимости от типа ( ЭЛТ , ЖК и т. д.), модели и калибровки (или ее отсутствия). Тональный вывод компьютерного принтера зависит от количества используемых чернил и бумаги, на которой он печатается. Точно так же диапазон плотности традиционной фотографической печати зависит от используемых процессов , а также характеристик бумаги.

Гистограммы

Большинство современных цифровых камер позволяют просматривать гистограмму тонального распределения захваченного изображения. Эту гистограмму, показывающую концентрацию тонов от темных слева до светлых справа, можно использовать для определения того, был ли захвачен полный тональный диапазон или необходимо отрегулировать экспозицию, например, изменив экспозицию . время объектива , диафрагму или чувствительность ISO , чтобы обеспечить насыщенное по тонам начальное изображение.

Заблуждения и критика

Система зон рано завоевала репутацию сложной, трудной для понимания и непрактичной для применения в реальных съемочных ситуациях и оборудовании.

Критика была высказана на том основании, что зональная система скрывает простые соображения денситометрии, ненужно вводя собственную терминологию для тривиальных понятий. Известный фотограф Андреас Фейнингер писал в 1976 году:

Я намеренно не обсуждал в этой книге так называемую зональную систему определения экспозиции пленки, поскольку, по моему мнению, она делает из мухи слона, усложняет дело до невероятных размеров, не дает никаких результатов, которых нельзя было бы легче достичь с помощью методов, рассмотренных в этот текст является скорее ритуалом, если не формой культа, чем практической технической процедурой.

Большая часть трудностей, возможно, возникла из-за ранних книг Адамса, которые он написал без помощи профессионального редактора; позже он признал (Адамс 1985, 325), что это была ошибка. Фред Пикер (Семинар Зоны VI, 1974 г.) представил краткое и простое описание, которое помогло прояснить этот процесс. Более поздняя серия фотографий Адамса, опубликованная в начале 1980-х годов (и написанная при содействии Роберта Бейкера), также оказалась гораздо более понятной для среднего фотографа.

Часто считалось, что система зон применима только к определенным материалам, таким как листовая черно-белая пленка и черно-белые фотоотпечатки. В то время, когда появление электронных фотокамер на потребительском рынке было неизбежным (например, Sony Mavica ), Адамс (1981, xii) заявил:

Я считаю, что электронное изображение станет следующим крупным достижением. Такие системы будут иметь свои собственные неотъемлемые и неизбежные структурные характеристики, и художник и функциональный практик снова будут стремиться понять и контролировать их.

что иногда интерпретируется как свидетельство того, что Адамс считал свою систему зон полезной для электронного или даже цифрового захвата / обработки изображений. Однако в этой цитате нет заявления о том, что Зональная система будет подходящим инструментом для понимания и управления новыми устройствами формирования изображений, и Адамс прямо заявляет, что электронные системы могут иметь свои собственные характеристики (которые, таким образом, могут потребовать разных подходов).

Еще одно заблуждение заключается в том, что система зон делает упор на технику в ущерб творчеству. Некоторые специалисты-практики относились к системе зон так, как если бы она была самоцелью, но Адамс ясно дал понять, что система зон является стимулирующим методом, а не конечной целью.

См. также

• Денситометрия
• Цифровой негатив
• Оттенки серого

Ссылки

• Адамс, Ансель. 1948. Негатив: разоблачение и развитие . Серия / Книга 2 «Основная фотография» Анселя Адамса. Бостон: Нью-Йоркское графическое общество. ISBN   0-8212-0717-2
• Адамс, Ансель. 1981. Негатив . Новая серия / книга «Базовые фотографии Анселя Адамса» 2. изд. Роберт Бейкер. Бостон: Нью-Йоркское графическое общество. ISBN   0-8212-1131-5 . Перепечатано, Бостон: Little, Brown & Company, 1995. ISBN   0-8212-2186-8 . Ссылки на страницы относятся к изданию 1981 года.
• Адамс, Ансель. 1985. Ансель Адамс: Автобиография . ред. Мэри Стрит Алиндер. Бостон: Литтл, Браун и компания. ISBN   0-8212-1596-5
• АНСИ PH2-1979. Американский национальный стандартный метод определения скорости фотографических негативов (монохромных, непрерывных тонов) . Нью-Йорк: Американский национальный институт стандартов.
• Дэвис, Фил. 1999. За пределами зональной системы . 4-е изд. Бостон: Focal Press. ISBN   0-240-80343-4
• ИСО 6:1993. Фотография — черно-белая фотокамера с негативной пленкой/системы обработки . Международная организация по стандартизации .
• Латур, Ира Х. 1998. Ансель Адамс, Зональная система и Калифорнийская школа изящных искусств . История фотографии, т.22, №2, лето 1998 г., стр. 148. ISSN   0308-7298 /98.
• Пикер, Фред. 1974. Семинар Зоны VI: Мелкий шрифт в черно-белой фотографии . Гарден-Сити, Нью-Йорк: Amphoto. ISBN   0-8174-0574-7
• Уайт, Майнор, Ричард Закиа и Питер Лоренц. 1976. Руководство по системе новой зоны . Доббс Ферри, Нью-Йорк: Морган и Морган ISBN   0-87100-100-4

Дальнейшее чтение

• Фарзад, Бахман. Руководство для запутавшегося фотографа по фотографической экспозиции и упрощенной системе зон . 4-е изд. Бирмингем, Алабама: Путеводители для сбитых с толку фотографов, 2001. ISBN   0-9660817-1-4
• Джонсон, Крис. Система практических зон, четвертое издание: для кино и цифровой фотографии . 4-е изд. Бостон: Focal Press, 2007. ISBN   0-240-80756-1
• Лав, Брайан. Зонная система: пошаговое руководство для фотографов . Буффало, Нью-Йорк: Amherst Media, 2001. ISBN   1-58428-055-7

Внешние ссылки

• Основное объяснение
• Упрощенная система зон для получения хорошей экспозиции. Упрощенное руководство по системе зон.
• Clarkvision Подробнее о цифровом динамическом диапазоне
• зон Учебное пособие по системе
• Руководство по экспозиции из системы зон в HDRi