Синхронизация на сверхкоротких выдержках
Новейшие технологии позволили преодолеть ограничение на диапазон выдержек, накладываемое конструкцией шторно-щелевого затвора. Идея синхронизации на сверхкоротких выдержках, реализованная уже большинством производителей 35мм фотоаппаратуры под названиями HSS (High Speed Sync.) и FP (Focal Plane sync.) весьма изящна – просто "заставить" лампу-вспышку излучать не один мощный импульс света, а генерировать в течение всего времени работы затвора множество маломощных импульсов с очень высокой частотой следования, практически сливающихся в один продолжительный импульс света. Такой принцип синхронизации позволил "отодвинуть" границу использования вспышки до невиданных ранее выдержек порядка 1/8000 секунды, давая возможность использовать, например, портретную светосильную оптику на открытых диафрагмах даже при ярком солнце.
Недостатков, конечно, и в такой системе хватает. В первую очередь, это значительное уменьшение ведущего числа вспышки как при переходе в режим сверхскоростной синхронизации (за счет потерь энергии при старт-стопном режиме работы вспышки). Мало того, ведущее число вспышки при укорочении выдержки также пропорционально уменьшается (ведь с уменьшением ширины щели затвора на коротких выдержках количество света от вспышки, попадающее на пленку, становится тем меньше, чем уже щель). Поскольку работа в режиме высокоскоростной синхронизации требует изменения управления как вспышкой, так и аппаратом, воспользоваться этим режимом можно лишь в том случае, когда и аппарат, и вспышка поддерживают его.
Но даже с учетом всех этих недостатков, режим высокоскоростной синхронизации со вспышкой не только удобен, а в ряде случаев – даже незаменим. Поэтому возможность воспользоваться этим режимом появляется в новых моделях фотоаппаратов все чаще и чаще.
Автоматика
Ручное управление вспышкой – это хорошо и точно, но не совсем удобно, особенно в съемке репортажной. Постоянно проводить вычисления и крутить кольцо диафрагмы в зависимости от расстояния до объекта съемки не всегда есть время, да и срабатывающая на полную мощь вспышка на близких расстояниях уже может приводить к различным проблемам. Поэтому с развитием электроники электронные импульсные фотовспышки "обзавелись" встроенной автоматикой, позволившей значительно упростить процесс съемки со вспышкой, сделав его столь же удобным, как и съемка при постоянном свете. Конструктивно автоматика представляет собой специальную управляющую схему, управляющуюся от датчика, расположенного на корпусе вспышки. Этот датчик, будучи активирован при запуске вспышки, аккумулирует отраженный от объекта съемки свет. Когда автоматика сочтет количество упавшего на объект съемки света достаточным для нормальной экспозиции, она прерывает разряд в лампе-вспышке. При этом на аппарате не нужно было постоянно изменять диафрагму. Требовалось лишь установить ее на какое-то определенное значение, а автоматика уже сама дозировала необходимое для нормальной зкспозиции количество света.
Прерывание разряда у первых автоматических вспышек производилось "добиванием" неиспользованной энергии конденсатора в специальном разряднике. Сейчас такой принцип используется лишь в самых дешевых и простых автоматических вспышках, например Unomat B24auto.
При дальнейшем развитии электроники такая автоматика, отличавшаяся как весьма высоким энергопотреблением, так и ограничениями на минимальный уровень энергии импульса, была заменена на управление принципиально другого типа, отключающее лампу-вспышку от накопительного конденсатора при помощи специализированных полупроводниковых приборов (например - управляемого тиристора). При таком управлении неиспользованная энергия сохранялась для дальнейшей работы, что позволило увеличить как мощность, так и "скорострельность" вспышек, значительно уменьшив их энергопотребление при работе. Большинство современных автоматических фотовспышек обладают управлением именно такого, энергосберегающего типа.
TTL-управление
Вспышки со встроенной автоматикой, безусловно, уже были намного удобнее неавтоматических в первую очередь в съемках репортажного типа, давая фотографу возможность сосредоточиться на сюжете съемки, а не на пересчетах для определения правильной экспозиции. Однако и эта система, при всей ее успешности, не была лишена недостатков. Автоматика с внешним датчиком достаточно хорошо справлялась с дозированием света тогда, когда применялась стандартная оптика. При использовании же длиннофокусной оптики, различного рода оптических насадок и фильтров, при макросъемке и в некоторых других случаях автоматика с внешним датчиком не могла обеспечить приемлемой точности, не учитывая достаточно большого количество дополнительных факторов. Да и ограниченное количество программ (рабочих диафрагм) автоматики вспышки (обычно – от 2 до 4) сковывало руки фотографу.
Решением многих из этих проблем стало перенесение датчика с корпуса вспышки в пространство под зеркалом фотоаппарата. TTL (throw-the-lens, "через объектив") замер света, падающего непосредственно на плоскость пленки, автоматически учитывал влияние на экспозицию и энергии вспышки, и расстояния до объекта съемки, и светосилы объектива, и светопропускания всех надетых на объектив светофильтров и насадок. При изменении фокусного расстояния объектива зона ttl-замера автоматически изменялась, учитывая в замере только свет, попадающий в границы кадра. Поэтому такой тип замера и используется в большинстве современных зеркальных фотоаппаратов, постепенно внедряясь в конструкцию и дальномерных профессиональных фотоаппаратов.
Без недостатков, безусловно, и тут не обошлось. При обычном ttl-замере света, отраженного от плоскости пленки (TTL-OTF – throw the lens, off the film), на точность замера оказывала влияние отражающая способность поверхности пленки. Точнее говоря, проблемы вызывал разнобой значений этого коэффициента. К примеру, поверхность некоторых классических черно-белых пленок по сравнению с современными цветными намного светлее, а следовательно и отражает намного больше света. На другом "полюсе" можно привести в пример пленку Polaroid для мгновенного получения слайдов, имеющую практически черную поверхность. Хотя, если не вдаваться в такие крайности (или, по крайней мере, учитывать возможность наступления на эти "грабли"), на разнобой коэффициента отражения пленок можно не обращать внимания – для большинства современных пленок он заключен в достаточно узких пределах. Впрочем, недостатков у классического TTL-замера все равно хватает и сейчас. Благодаря особенностям распостранения света от точечного источника при использовании вспышки в качестве основного источника света сюжетно-важный передний план освещается гораздо более интенсивно, чем план задний. Наверняка вам знакомы эти типичные особенности "вспышечных" кадров – яркие, буквально выбеленные лица и фигуры на черном фоне. Датчик TTL-замера большинства фотоаппаратов обладает центрально-взвешенной характеристикой восприятия, поэтому при усреднении общего количества света по площади такого кадра трудно сделать акцент на точном экспонировании именно сюжетно-важных деталей кадра. В итоге получается что-то вроде средней температуры больных по больнице. Опять же, бороться с ошибками экспонометрии такого типа возможно, вводя при съемке "проблемных" кадров соответствующую экспокоррекцию. Такой же метод "борьбы" можно предложить и в случае, когда в кадр включены значительные по площади светлые (или даже – блестящие) поверхности. Но для того, чтобы вовсе не напрягаться при съемке в подобных условиях, можно к результатам TTL-OTF замера присовокупить информацию о расположении объекта в плоскости кадра, о расстоянии от аппарата до объекта съемки и так далее. Но такое развитие уже стало возможным только с появлением насыщенных электроникой компьютеризированных систем фотоаппаратуры.
Совместимость
Внедрение в конструкцию фотоаппаратов TTL-замера при управлении вспышкой уже поставило ряд вопросов электронной совместимости аппаратов и соответствующих им вспышек. Ведь в случае как вспышек, управляемых вручную, так и вспышек со встроенной автоматикой практически все цепи управления вспышкой размещались внутри корпуса вспышки. Связь с аппаратом была достаточно простая – синхроконтакт аппарата лишь запускал вспышку в момент полного открытия затвора. По существу говоря, фотовспышки без TTL-управления работали независимо от аппарата, поэтому вспышки типа современной Unomat B24TAC совершенно одинаково работают практически на любом фотоаппарате, имеющем стандартные салазки для вспышки со встроенным синхроконтактом ("горячий башмак") или стандартный коаксиальный синхроконтакт. Даже вспышки, адаптированные для применения фирмами-производителями для работы со своими аппаратами, можно было практически без проблем применять на любых других фотоаппаратах. Пользователь такого "перекрестного" варианта, конечно, вынужден был изолировать информационные контакты вспышки и аппарата, и соответственно не мог воспользоваться индикацией готовности вспышки в видоискателе аппарата. Однако вспышка при этом продолжала выполнять свои основные функции.
TTL-управление вспышкой уже потребовало расширенного информационного обмена между аппаратом (где находился датчик вспышечного TTL-замера и обслуживающие его электронные схемы) и вспышкой, которая управлялась по сигналам из аппарата. Фирмы-производители фотоаппаратов не старались стандартизировать друг с другом ни расположение на "горячем башмаке" дополнительных информационных контактов, необходимых для управления вспышкой, ни алгоритмов и сигналов этого управления. Поэтому для реализации возможности аппарата TTL-управления вспышкой каждому аппарату требовалась так называемая "согласованная" вспышка, то есть имеющая соответствующий набор функций и интерфейс управления. Как правило, согласованные вспышки изготовлялись либо производителями фотоаппаратуры, либо – "независимыми" производителями. Последние практиковали выпуск в пределах одной модели целой гаммы вспышек, практически одинаковых как внешне, так и функционально, но приспособленных для работы с разными системами фотоаппаратуры. Изящное и оригинальное решение для согласования вспышек своего производства с самыми различными моделями фотоаппаратов разных производителей разработали инженеры немецкой компании Metz. Это очень известная и популярная даже сейчас система сменных адаптеров SCA-300. На вспышку Metz, приспособленную для работы с адаптерами SCA-300, достаточно было надеть соответствующий модели аппарата системный адаптер, чтобы получить полностью совместимую системную вспышку, отрабатывающую важнейшие функции – TTL-контроль, индикацию в видоискателе готовности вспышки и срабатывания вспышечной автоматики. Система адаптеров SCA-300 оказалась настолько удачной, что она стала стандартной для вспышек других немецких производителей – Osram и Сullmann, а также получила дальнейшее развитие в аналогично построенных системах Metz SCA-3000 и SCA-3002.
Впрочем, алгоритмы классического TTL-управления вспышкой и аналоговая система обмена информацией между аппаратом и вспышкой не были столь сложны, как цифровые системы управления, применяемые в современных системах автофокусной фотоаппаратуры. Поэтому задача воссоздания во всех подробностях как интерфейса аппарат-вспышка, так и протокола обмена между ними была блестяще решена многими независимыми производителями фотовспышек, начиная от самых именитых (Metz) и заканчивая малоизвестными южноазиатскими производителями. Современные цифровые системы обмена информацией и управления вспышкой, о которых мы подробно расскажем ниже, оказались "твердым орешком" для независимых производителей вспышек. Над воссозданием алгоритмов обмена, которые разработчики фотоаппаратуры не стали делать (подобно фирме IBM) достоянием общественности, каждый из независимых производителей трудился по-своему, поэтому и результаты в каждом случае получились различные – от практически полного повторения функций "родных" вспышек (иногда даже – и с "бонусом" в виде дополнительных функций) при значительно меньшей цене, до проблем с реализацией каких-нибудь режимов или функций (в редких случаях даже доходящих до проявлений частичной несовместимости с некоторыми моделями аппаратов). Возможно, что эта причина и приводит не в последнюю очередь к устойчивому спросу как на более дорогие, но гарантированно совместимые по всем режимам "родные" системные вспышки, так и на согласованные вспышки "независимых" производителей, отличающиеся как меньшей ценой, так и, зачастую, большей функциональной насыщенностью.
Расширенные TTL-режимы
Попытки избавиться от недостатков стандартного TTL-OTF режима управления вспышкой, снижающих точность экспонирования пленки в различных сложных условиях съемки, ведущие производители фототехники предпринимали неоднократно, разрабатывая все более сложные методы автоматического вычисления оптимальной экспозиции как при использовании только вспышки, так и при работе вспышки в качестве источника заполняющего света. И результаты этого прогресса видны невооруженным глазом. Даже в самых сложных условиях съемки (вплоть до автопортрета в зеркале) современные системы дозируют свет чрезвычайно точно.
Идеи более продвинутых режимов управления вспышкой, по большому счету, не так сложны. Для того, чтобы избежать переэкспонирования занимающего небольшую часть кадра и находящегося не в центре кадра объекта съемки нужно по крайней мере избавиться от центрально-взвешенной характеристики датчика TTL-замера, разбив весь кадр на отдельные зоны и позволив компьютеру фотоаппарата пересчитывать данные замеров по каждой зоне с учетом информации от систем автофокусировки и замера уровня постоянного освещения. При работе вспышки в режиме заполняющего света для проработки теней нужно учитывать, что вспышка в этом случае не является основным источником света. Поэтому импульс вспышки в этом режиме должен быть уменьшен соответственно данным замера постоянного естественного света, дабы не пересветить передний план и не превратить день в вечер.
Кроме этого ошибки, которые дает TTL-замер в случаях присутствия в поле зрения объектива поверхностей с гораздо большим или меньшим стандартного коэффициентом отражения, можно вычислить и устранить, если сравнить данные, полученные от датчика TTL-замера с данными, рассчитанными исходя из текущего ведущего числа вспышки, диафрагмы и расстояния до объекта.
Однако, при всей простоте этих идей, практическая их реализация потребовала не только больших усилий разработчиков фототехники, но и достаточно высокого уровня развития встроенной в фотоаппаратуру компьютерной техники, ведь объем и скорость проведения вычислений в этом случае увеличивались многократно.
A-TTL
Первая система управления вспышкой, отличающаяся от классического TTL-OTF, была предложена под названием A-TTL (Advanced Trough-The-Lens) фирмой Canon. Эта система использовала предвспышку (в видимом или ИК-диапазоне), а датчик, оценивающий отраженный от объекта свет, находился на передней стенке вспышки. Систему A-TTL для подбора наиболее подходящих экспопараметров аппараты Canon EOS использовали лишь в программных режимах работы, для одновременного автоматического определения всех экспопараметров, позволяя наиболее точно подобрать соотношение света вспышки и постоянного света. При вычислении наиболее корректной экспозиции по системе A-TTL, аппараты и вспышки Canon использовали данные замера отраженного от объекта съемки света предвспышки, данные замера постоянного света и данные датчика TTL-OTF.
E-TTL
В аппаратах Canon EOS последних выпусков используется более продвинутая система работы со вспышкой E-TTL (Evaluative Trough-The-Lens). Для определения уровня энергии импульса основной вспышки используется предвспышка, которая излучается сразу после нажатия кнопки срабатывания затвора, но до подъема зеркала. E-TTL использует многозонную матрицу оценочного замера в камере для сравнения и анализа постоянной освещения и света, отраженного от объекта в результате предвспышки. На основании этих данных рассчитывается оптимальный импульс для главного объекта съемки, который идентифицируется системой автофокусировки. Соответственно, даже при попадании в кадр обширных поверхностей с высокой или низкой отражающей способностью, они не окажут влияния на точность экспонирования главного объекта съемки. Кроме повышения точности экспонирования, такая система позволяет сохранить более естественный баланс уровня освещенности между передним планом и фоном при работе в режиме заполняющей вспышки.
3D Multi-Sensor Balanced Fill-Flash
Фирма Nikon первой реализовала наиболее точный режим управления согласованными вспышками, построенный на замере через объектив специальным датчиком серии предвспышек. 3D Multi-Sensor Balanced Fill-Flash (пространственная мультисенсорная сбалансированная заполняющая вспышка) – наиболее развитый автоматический режим работы со вспышкой фирмы Nikon. Позволяет получить сбалансированное освещение объекта и фона. Его принцип действия основан на серии предвспышек после подъема зеркала, но до срабатывания затвора. На основании этих предвспышек (Monitor Pre-flashes в терминологии Nikon) специальный многозонный сенсор в камере рассчитывает величину основного импульса вспышки. В случае использования объективов D-типа и G-типа, передающих в камеру информацию о расстоянии наводки на резкость, для более точного расчета импульса используется расстояние до объекта съемки. В случае объективов без встроенного декодера расстояния наводки на резкость, реализуется режим Multi-Sensor Balanced Fill-Flash, не учитывающий расстояния до объекта, также возможна реализация этого режима без серии предвспышек.
В более простых режимах Automatic Balanced Fill-Flash (автоматическая сбалансированная заполняющая вспышка) и Matrix Balanced Fill-Flash (матричная сбалансированная заполняющая вспышка) при расчете мощности импульса наряду с освещением объекта учитывается и освещение фона. В режиме Matrix Balanced Fill-Flash экспозиция для фона рассчитывается с помощью матричного замера F4, F601, F50 и Pronea 600i.