A zársebesség az az időintervallum, amely alatt a fény egy fényérzékeny anyag egy részét vagy egy fényérzékeny mátrixot megvilágít [1] . Az expozíció két összetevője közül az egyik , amelyek közül a másodikat – a megvilágítást – a rekesz vezérli .
Az első kameráknál a záridőt a lencsesapka szabályozta : levételkor elkezdődött a záridő, majd felhelyezése után véget ért. Fényképnyomtatáskor az expozíciós időt a nagyító vagy másológép lámpájának be- és kikapcsolásával állíthatja be . A modern fényképészeti és filmtechnológiában a zársebességet fényképészeti redőny vagy annak filmes változata - redőny [2] [3] segítségével szabályozzák . A félvezető mátrixok nem igényelnek fizikai fényátfedést az expozíció befejezéséhez, ezért a kamerák és a legegyszerűbb digitális fényképezőgépek az elemek töltésének leolvasására vonatkozó időkorlátot ( elektronikus zár ) használják a zársebesség beállítására, és nincs szükségük mechanikus zárra. A CMOS műtermékek elkerülése érdekében azonban a digitális fényképezőgépeket és néhány digitális mozi kamerát mechanikus redőnnyel látják el, amely fizikailag blokkolja a fényt.
A modern fényképezőgépek redőnyei szabványos zársebesség-skálát használnak a másodperc törtrészében , rövid záridő esetén (1 másodpercnél rövidebb) a számláló kimarad, és a záridőt a nevező írja le:
…
A skála ezen felépítése felváltotta a korábbit, amelyben a 100-as többszörös törteket használták, például 1/25, 1/50, 1/100 - a Szovjetunióban minden kamerában volt ilyen skála a rendszer bevezetése előtt. új GOST 3268-57. A kivonatsorozat felépítése megfelel az 1957-ben a stockholmi konferencián elfogadott ISO TK42 nemzetközi szabványnak [5] . A szabvány átvétele előtti és utáni, különböző gyártási évjáratú, azonos modellhez tartozó kamerákat találhatunk, amelyek skáláit különböző rendszerekben kalibrálják. A használt számoktól függetlenül a zársebesség skála a logaritmikus elv szerint épül fel, amikor minden érték kétszeresen eltér a szomszédjától. A modern, elektronikus záridővel rendelkező kamerák töredékértékekkel rendelkeznek az elektronikus „skálán”, jelezve a köztes záridőket a standardok között. Például 1/30 és 1/60 között 1/40 és 1/50 lehet, ami az expozíció 1/3 lépésnyi változásának felel meg. Ezenkívül a zársebesség skálán [2] vannak ilyen értékek :
Minél gyorsabb a zársebesség, annál kisebb az expozíció rögzített rekesznyílás mellett , és annál sötétebb lesz a fénykép. Az expozíció változatlan tartása érdekében növelje az érzékenységet, vagy nyissa ki a rekeszt .
Az expozíció mellett a zársebesség befolyásolja a mozgó tárgyak rögzítését: a lassú zársebesség (általában több mint 1/30 mp) lehetővé teszi a „ látható mozgás ” hatásának elérését, amelyben a tárgy elmosódott csíkokká változik. A gyors zársebesség (általában 1/500 mp-nél rövidebb) „kimerevített keretet” ad, egyértelműen rögzítve a témát. Ha az expozíció során a sugárzási teljesítmény változó, akkor teljes expozíciót és effektív expozíciót különböztetünk meg. Az effektív zársebesség gyakran kisebb, mint a teljes zársebesség, és a redőny által átbocsátott fény tényleges mennyiségét fejezi ki , figyelembe véve az intenzitásában ez idő alatt bekövetkezett összes változást. Ha a réteg megvilágításának változása összefügg az alkalmazott redőny működésének sajátosságaival, akkor az effektív expozíció és a teljes expozíció aránya a redőny hatékonyságát tükrözi .
A zársebesség és a fény szorzatát expozíciónak vagy megvilágítási mennyiségnek nevezzük. Ugyanaz az expozíció a zársebességtől függően kissé eltérő fényképezési hatásokat eredményezhet. Hasonló fotokémiai jelenséget nevezünk a reciprocitás törvényétől való eltérésnek vagy Schwarzschild-effektusnak . Ez a hatás a legnagyobb mértékben hosszú expozíciónál nyilvánul meg, és a többrétegű fényképészeti filmek színegyensúlyának megsértéséhez vezethet a hatás különböző rétegekben való egyenetlen megjelenése miatt. A félvezető mátrixok kisebb mértékben vannak kitéve a Schwarzschild-effektusnak, mint a fényképes emulzió.
Ha a fény elérése egyszerre kezdődik és áll le a teljes képmezőben (például rekeszzár esetén ), akkor a teljes kép egyidejűleg exponálódik. Fókusztávolságú függönyréses redőny vagy obturátor használatakor a fény különböző időintervallumokban jut be a kép különböző pontjaira, mivel az expozíció egy mozgó rés segítségével történik, amely esetenként sokkal kisebb, mint a teljes méret. keret. Például a "FED" , "Zorkiy" , "Zenith" kamerákban redőnyt használnak, amely rövid záridőnél (1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000) elmozdul. 1/30 másodpercben egy rés a keret mentén, amely a keret szélességének 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 és 1/32 része. Ebben az esetben a keret jobb oldala 1/30 másodperccel később jelenik meg, mint a bal oldal. Ez temporális parallaxis hatásához vezethet , ami a gyorsan mozgó objektumok alakjának torzulásában nyilvánul meg [6] . Az időbeli parallaxis jelensége annál észrevehetőbbé válik, minél nagyobb a különbség a zársebesség és a teljes záridő között. Ha olyan mozgó témát fényképez, amely a zárrésszel azonos irányba mozog, a képe hosszabb lesz, mintha álló helyzetben lenne. Ellenkező esetben ugyanarról a tárgyról rövidített képet kapunk, amely a zármozgás ellen mozog. Filmezéskor a mozgó tárgyak alaktorzulása leginkább kis redőnynyitási szögeknél érzékelhető, amikor a résszélesség kisebb lesz, mint a keretablak mérete.
Ha vakuval és rekesznyílású (középső) zártípussal fényképez, a fényképezés bármilyen záridővel elvégezhető. Gyújtótávolságú függönyréses redőny használatakor a minimális zársebesség, amelynél a vaku szinkronizálás lehetséges , 1/30 másodperc lehet, mivel bizonyos típusú ilyen redőnyök rövidebb zársebességnél a keretnél kisebb szélességű réssel exponálják a keretet. keretes ablak [7] .
Ebben az esetben a vaku csak a keret egy részét exponálja, amikor a vaku villan. A vaku használatának minimális zársebessége a redőnyök egyik legfontosabb jellemzője, és a filmes fotózás korában ezen a paraméteren zajlott a fényképészeti berendezések gyártóinak versenye is. Sok vízszintes redőnnyel felszerelt kamera 1/30-1/60 másodperc szinkronizálással rendelkezett. A modern függönyrés redőnyök túlnyomó többsége függőleges redőnyúttal rendelkezik a keret rövid oldala mentén, és a minimális szinkronsebessége 1/200-1/250 másodperc. A professzionális fényképezőgép-reteszekkel akár a másodperc 1/300-ad részét is elérheti a szinkronizálás. Programos üzemmódban a modern fényképezőgépek automatikusan 1/250 s-nál nem rövidebb záridőt állítanak be bekapcsolt vaku mellett. A modern vakuk fel vannak szerelve úgynevezett „nyújtott impulzusos” üzemmóddal (FP mód, angol fókuszsík ), melyben bármilyen záridővel fényképezhetünk, mivel a vaku a teljes záridő alatt fényt bocsát ki. Ebben az esetben azonban a vaku fényenergiája kisebb, mint egyetlen impulzus esetén.
A fotózás hajnalán, amikor a fényképészeti emulziók fényérzékenysége alacsony volt, hosszú, percekben számolt expozíciót használtak . Ez arra kényszerítette az állványok és speciális eszközök használatát az ábrázolt személyek fejének rögzítésére - kopfhalterek , mivel az ember nem tud hosszú ideig teljesen mozdulatlanul ülni [8] . Lassú zársebességnél a kép elmosódott, a részletek elvesznek. Ha egy zsúfolt utcát több perces záridővel álló állvánnyal fényképez, az teljesen üresnek tűnik a képen. A fényképészeti anyagok fényérzékenységének és az objektívek rekeszértékének növekedésével lehetővé vált az 1/8-1/15 másodpercet meg nem haladó pillanatnyi záridő [8] . A „kézi”, azaz állvány nélküli fényképezés azonban csak 1/30-1/60 másodperces záridő elérésekor vált lehetségessé. Az 1/30 s-nál hosszabb expozíciók gyakran „ kavarás ” hatáshoz vezetnek, ami a fotós kezek remegése miatt jelentkezik [9] . A fényképek homályosak. Statikus tárgyak fényképezésekor a "remegés" kiküszöbölhető állvány vagy bizonyos mértékig speciális képstabilizáló objektívek használatával . Ha „kézi” fényképezőgéppel és nem stabilizátorral felszerelt objektívvel fényképez, a „remegés” elkerülése érdekében egy ökölszabályt kell követni: a zársebesség nevezőnek legalább az objektív egyenértékű gyújtótávolságának számértékének kell lennie. milliméter, 35 mm-es filmre csökkentve. Tehát, ha Jupiter-37A objektívvel fényképez 35 mm-es filmre, gyújtótávolság 135 mm, akkor a záridőt 1/250 s-nál nem hosszabbra kell állítani, hogy biztos legyen az eredmény. A ZM-5A objektív (gyújtótávolság 500 mm) APS-C mátrixú digitális fényképezőgépen történő használatakor 750 mm-es ekvivalens gyújtótávolságot kapunk , a szükséges záridő pedig nem haladja meg az 1/1000 s-ot. Ezek az értékek átlagosak és egyediek minden fotósra és fényképezési helyzetre, de a legtöbb esetben megfelelnek a valóságnak.
A lassú záridővel történő fényképezés érdekes hatásokat eredményezhet a képen. Például, amikor az éjszakai égboltot 2-3 órás expozícióval fényképezzük, láthatóvá válik a csillagok napi mozgása , amelyet ívszegmensek formájában kapunk. Hosszú expozíciót használnak tűzijátékok , szökőkutak , vízesések és egyéb olyan tárgyak fényképezésekor, amelyeknél a mozgást hangsúlyozni kell [10] . A legtöbb esetben legalább 1/4 másodperces záridő elegendő. Érdekes hatások érhetők el a vaku és a lassú zársebesség kombinációjával. Ebben az esetben a zár által adott homályos kép és a vaku éles képe kombinálódik a keretben. Az asztrofotózásban a hosszú expozíciót a Föld napi forgását kompenzáló automatikus rendszerrel kombinálva ( guiding ) használják az alacsony fényerejű égi objektumok regisztrálására. 2004-ben a Hubble Űrteleszkóp körülbelül 10 6 másodperces (11,3 napos) effektív expozícióval fényképezte le az égbolt egy szakaszát ( Hubble Ultra Deep Field ) , ami lehetővé tette a távoli galaxisok tanulmányozásának folytatását egészen a kialakulás korszakáig. az első csillagok közül.
1/250 másodpercnél rövidebb záridőt használnak riportfelvételek készítésekor, ha mozgó tárgyakról éles képre van szükség [11] . Különösen gyors zársebességre van szükség sportfotózáskor, amikor "le kell fagyasztani" a mozgást. Speciális gyors záridőket használnak a fizikai kísérletek filmezéséhez – ezek 1/1 000 000 másodpercnél is rövidebbek lehetnek. A mechanikus redőnyök azonban nem tudnak ilyen gyors záridőt biztosítani, és speciális fényképezési módokhoz speciális, rövid impulzusú vakukat használnak. Ezenkívül az ultragyors záridőt a másodpercenként több ezer képkockát meghaladó frekvenciájú ultragyors filmezéshez használják . Természetesen a gyorsabb zársebességhez szélesre nyitott rekesznyílás, jó megvilágítás és nagy sebességű film szükséges.
A fényképezőgép által fogadott kép típusa a zársebességtől is függ, amelyet az obturátor nyitási szöge szabályoz.
Lassú zársebességnél a tárgyak mozgása a filmvásznon töredékesnek tűnik. Ez különösen észrevehető a megnövekedett stroboszkópos hatás miatt, amikor a kocsi kerekei az ellenkező irányba forognak. Ennek a hatásnak a csökkentése, valamint a mozgás természetességének növelése a zársebesség növelésével érhető el, amely normál, 24 képkocka/másodperces filmezési sebesség mellett nem lehet rövidebb 1/50 másodpercnél, ami megközelítőleg 170°-os redőnynyitási szögnek felel meg.
A központi redőnyök expozícióját egy skálával ellátott gyűrű szabályozza. A fókuszos redőnyök egy speciális fejjel csatlakoznak a mechanizmushoz [* 2] ugyanerre a célra . A 20. század első felében a legelterjedtebb Leica típusú fókuszredőnyöknél ez a fej együtt forgott a redőnydobokkal, amikor felhúzták és kilőtték őket. Ez a kialakítás volt a legegyszerűbb és legmegbízhatóbb, de a zársebesség skála egyenetlen maradt, mivel megfelelt a különböző zársebességeknél az expozíciós rés méretének arányának. Az 1950-es évek közepén a globális kameraiparban a fényképezési műveletek automatizálása irányult elő, ennek egyik módja a Friedrich Dekel német tervező által 1954-ben feltalált expozíciós számskálák bevezetése volt [12] . Ezt az elvet, amely megköveteli a záridő-skálák egységességét, először az 1954 -es Photokina kiállításon bemutatott Synchro Compur központi redőnyben valósították meg [13] . Lehetővé tette a zársebesség-gyűrűk és a rekesznyílások kölcsönös rögzítését, valamint leegyszerűsítette a mechanikai interfészüket a csatolt fénymérőkkel , amelyek gyorsan használatba vettek [14] .
Az expozíció során nem forgó zársebesség-fejjel és egységes léptékű redőnyzárat először a Leica M3 (1954) és a Nikon SP (1957) távolságmérő kamerákban tervezték és alkalmazták [15] [16] . Ez a kialakítás kiküszöbölte a redőnyök véletlenszerű lefékezését, amikor a fejet ujjal érintik, így elérhetővé vált a mechanikus interfész a csatlakoztatott fénymérőkkel [17] . A fej csak a zársebesség váltásakor forgott, a hátralévő időben mozdulatlan maradt. Ez megkönnyítette a beállított zársebesség értékének átvitelét az expozíciómérőre egy forgó reosztát segítségével . Ilyen párosítás nélkül lehetetlen megvalósítani a félautomata és még inkább az automatikus expozícióvezérlést . A Szovjetunióban a zársebesség-beállító mechanizmus ilyen kialakítását először 1965-ben használták a Kiev-10 kamerában . 2 év után hasonló kapcsolóhajtást alkalmaztak a Zenit-7 kamerában [18] .