Medidor de fotoexposición , medidor de exposición ( lat. expono ): un dispositivo fotométrico para medir instrumentalmente el brillo o la iluminación de los objetos que se están fotografiando al calcular la exposición fotográfica correcta . La mayoría de los medidores de exposición le permiten determinar tanto el número de exposición como los parámetros de exposición , así como el contraste de la escena que se está filmando, lo cual es importante en la filmación profesional [1] . Hasta finales de la década de 1950, el nombre exposímetro era el más utilizado . Todos los exposímetros diseñados para medir la exposición en fotografía de cine y cinematografía son aptos para medir la exposición en fotografía digital , ya que los valores convencionales de la fotosensibilidad de las cámaras digitales se eligen de acuerdo con los parámetros sensitométricos de los materiales fotosensibles gelatina -plata [ 2] .
En las cámaras modernas, el exposímetro constituye la base de la automatización de la exposición , que establece los parámetros de exposición sin intervención humana. En las cámaras de televisión y video , los parámetros de exposición se ajustan en base a una estimación de la componente constante de la señal de video , y los circuitos que la miden actúan como un fotómetro [3] .
En las primeras décadas después de la invención de la fotografía, la exposición correcta se determinaba en función de la experiencia de los fotógrafos o disparos de prueba. La ausencia de cualquier concepto de sensitometría no permitió medir cuantitativamente la dependencia del ennegrecimiento de las placas de daguerrotipo en la intensidad de la iluminación. Además, la mejora continua del proceso y el aumento de la fotosensibilidad impidieron la creación de instrucciones generalmente aceptadas. Sin embargo, ya en aquellos años se intentaba medir el efecto fotoquímico de la luz. El primer dispositivo sensitométrico para daguerrotipo fue creado en 1843 por Lewandowski [4] .
El advenimiento del fotoproceso de colodión húmedo más predecible hizo posible elaborar reglas de exposición y diseñar los primeros exposímetros tabulares. Eran una tabla que describe las condiciones de disparo y los parámetros correspondientes [5] . El asunto se complicó por la ausencia de estándares de fotosensibilidad debido a la necesidad de producción independiente de la capa fotosensible de las placas fotográficas por parte de los fotógrafos. Las tablas estaban destinadas a placas de colodión sensibilizadas de cierta manera y no eran universales.
La difusión de las placas fotográficas de plata- gelatina seca fabricadas industrialmente coincidió con el desarrollo de la sensitometría, que comenzó a estudiar y describir cuantitativamente la fotosensibilidad de los materiales fotográficos . Esto hizo posible crear tablas universales adecuadas para cualquier placa fotográfica, cuya fotosensibilidad es conocida. Poco a poco, las calculadoras tabulares con escalas giratorias se hicieron populares, lo que facilitó el cálculo de los parámetros de tiro. Dichos dispositivos se denominaron "mesas automáticas" o "autofotómetros" [6] [7] . Otro nombre para este tipo de mesas giratorias es “posigraph” [8] .
Los primeros dispositivos para la medición instrumental de la exposición fueron los actinógrafos , basados en la evaluación del oscurecimiento del papel fotográfico con "revelado diurno" a medida que se expone [9] . Dichos papeles fotográficos ( albúmina , celoidina y aristotipo) fueron ampliamente utilizados para la impresión fotográfica hasta principios del siglo XX , y se revelaron bajo la acción de la exposición a la luz solar. Se cargó un disco de dicho papel en el dispositivo y se calculó la exposición correcta a partir del tiempo durante el cual adquirió un tono similar al campo de referencia vecino. La mayoría de los actinógrafos de esos años parecían relojes de bolsillo con un agujero redondo en el centro. El dispositivo más famoso de esta clase fue el actinógrafo o "medidor de exposición" de Watkins, que se generalizó en Occidente [8] . En el Imperio Ruso , el "posimetro" de Wynn era más popular [10] .
Sin embargo, el papel fotográfico requería una larga exposición de 20 a 30 minutos, lo que ralentizaba los preparativos para disparar. Una medición más rápida fue proporcionada por dispositivos basados en una evaluación visual del brillo de los objetos fotografiados a través de una cuña óptica con transparencia variable [11] . Dichos dispositivos, llamados fotómetros ópticos , requerían la determinación de la sección más densa del filtro azul o gris , detrás del cual el ojo todavía distingue al sujeto [5] . La principal desventaja de este tipo de dispositivos es la subjetividad de los resultados obtenidos, ya que la sensibilidad del ojo depende de la iluminación ambiental general [12] .
Una forma más perfecta era comparar el brillo del sujeto con una fuente de luz calibrada, como una lámpara incandescente . El brillo de la lámpara se igualó con el brillo del objeto seleccionando la densidad de un filtro de luz neutra en forma de cuña instalado en un marco móvil especial, que se combinó con la escala correspondiente. La precisión de tal medición es mayor, ya que el límite inferior de visibilidad es más subjetivo que una comparación de un brillo suficientemente grande. La necesidad de una fuente de alimentación para la lámpara descartó la posibilidad de utilizar este método para fotografiar en exteriores. Encontró uso en estudios fotográficos y más tarde se utilizó en algunos tipos de medidores de exposición compactos, como el "fotómetro SEI" [13] . El principio de igualar el brillo de la lámpara de referencia se utiliza en la mira de algunas modificaciones de la cámara de película Arriflex 35 - II [14] .
La precisión de la medición, independiente de los factores subjetivos, se obtuvo solo con la llegada de los exposímetros fotoeléctricos [11] . Su acción se basa en medir la magnitud de la fuerza electromotriz obtenida como resultado del efecto fotoeléctrico [15] . En la fotografía y el cine modernos, solo se utilizan exposímetros fotoeléctricos. Los primeros dispositivos de este tipo estaban destinados a filmar y se crearon a principios de la década de 1930 [ 16 ] . Se considera que el primer medidor de exposición es Electrophot ( ing. Electrophot DH ), creado en 1928 por la compañía estadounidense Rhamstine [17] . Uno de los primeros fotorresistores , el llamado "elemento Gripenberg" [9] , se utilizó como sensor fotosensible en el dispositivo .
La necesidad de una batería voluminosa lo hizo inadecuado para mediciones al aire libre [18] . La solución al problema fue la invención a fines de la década de 1920 de la aleación magnética de álnico , que hizo posible crear galvanómetros sensibles que podían medir la débil fotocorriente de las células fotovoltaicas de selenio . Uno de los primeros exposímetros de selenio sin batería fue el "Weston" modelo 617, lanzado por Weston Electrical Instruments en agosto de 1932 [19] . La ausencia de baterías hizo posible reducir el dispositivo a un tamaño de bolsillo. En la URSS, el GOI creó el primer exposímetro fotoeléctrico con una fotocélula de selenio "NKAP-149" a principios de la década de 1940 [20] . Durante las siguientes tres décadas, todos los exposímetros fotoeléctricos se construyeron sobre el principio de la medición directa de la fotocorriente. Debido a la baja sensibilidad específica, las fotocélulas de selenio eran voluminosas y no permitían medir pequeños brillos con suficiente precisión [21] .
El advenimiento de los fotorresistores de sulfuro de cadmio en la década de 1960 , que requerían fuentes de alimentación de baja potencia , hizo posible volver al principio de "Electrofoto" [18] . La alta sensibilidad específica de los fotorresistores hizo posible obtener un sensor compacto y mejorar drásticamente la precisión de la medición, tanto de día como en interiores, e incluso de noche [22] . Por lo tanto, los medidores de exposición fotorresistivos reemplazaron muy rápidamente a los de selenio, cuya fotocélula se degrada y se vuelve inutilizable con el tiempo [23] . El pequeño tamaño de los sensores semiconductores hizo posible instalarlos incluso en el camino óptico de un visor de espejo y diseñar los primeros exposímetros TTL [24] .
Los primeros exposímetros fotorresistivos se construyeron sobre la base de la fotorresistencia de sulfuro de cadmio (CdS), que tiene una buena sensibilidad a la luz, pero una gran inercia, especialmente con poca iluminación [23] . Los fotodiodos de silicio no tienen este inconveniente, pero su sensibilidad espectral, cuyo máximo se encuentra en la región infrarroja , hace necesario instalar un filtro de luz adicional para adecuarlo a las características de los materiales fotográficos y fotomatrices. La necesidad de amplificar cambios muy pequeños en la conductividad de tal fotodiodo aumenta el consumo de energía, reduciendo el nivel de autonomía [25] . Se considera que el tipo de sensor más perfecto son los fotodiodos de fosfuro de arseniuro de galio casi libres de inercia con una sensibilidad espectral cercana a la visión humana [26] .
El primer exposímetro incorporado fue utilizado por Zeiss Ikon en la cámara réflex de doble lente Contaflex en 1935 [27] . Sin embargo, disparar sobre materiales fotográficos negativos en blanco y negro con una gran latitud fotográfica en esos años permitió en muchos casos prescindir de un fotómetro, apoyándose en las reglas más simples o en la experiencia profesional. Por lo tanto, antes de la guerra, solo dos cámaras estaban equipadas con un exposímetro fotoeléctrico: Contax III y Super Ikonta II [28] . La difusión de la fotografía en color , y especialmente de los materiales fotográficos reversibles que requieren una exposición precisa, obligó a revisar estos principios y, desde principios de la década de 1960 , un exposímetro fotoeléctrico incorporado o adjunto se ha convertido en un atributo obligatorio tanto de las cámaras como de las cámaras de cine . 29] . El dispositivo comenzó a interactuar con los controles, proporcionando un control de exposición semiautomático [30] [31] . La primera cámara soviética con un medidor de exposición incorporado basado en un fotorresistor fue el telémetro Sokol [ 32 ] .
Desde mediados de la década de 1970, los exposímetros integrados de prácticamente todas las cámaras réflex de un solo objetivo y las cámaras de cine con mirilla han sido clasificados para la medición fuera del objetivo . Las características de los medidores de exposición TTL hicieron posible implementar la medición paralela de partes individuales de la imagen capturada, seguida de una compensación automática de errores al medir escenas de contraste . Los exposímetros TTL modernos permiten tanto la medición puntual como la medición evaluativa , basada en la comparación de la exposición de partes individuales de la imagen futura y el procesamiento de software de los resultados en función del análisis estadístico [34] .
Desde entonces, los exposímetros externos se han seguido utilizando solo en fotografía profesional para obtener mediciones más precisas de la luz incidente o reflejada. En la práctica amateur, los dispositivos individuales fueron reemplazados por otros más convenientes integrados en la cámara. El desarrollo de la tecnología digital ha permitido mejorar aún más la precisión de los exposímetros, negándose a procesar la señal analógica del sensor. Gradualmente, todos los medidores de exposición comenzaron a realizarse de acuerdo con este principio, y los resultados se mostraban en una pantalla de cristal líquido . Al mismo tiempo, se generalizaron los medidores de flash, diseñados principalmente para medir la luz de los flashes de estudio , que reemplazaron a las lámparas de luz continua en publicidad y fotografía escénica.
Los exposímetros digitales, además del brillo y la iluminancia, también pueden medir otras magnitudes fotométricas , como la temperatura de color de la iluminación. Estos dispositivos se denominan medidores de temperatura de color o, en términos cinematográficos, medidores de color [35] . Los instrumentos más avanzados permiten cuantificar la composición espectral de la iluminación de disparo. En 2014, Seconic lanzó el dispositivo Seconic C-700 que, además de la exposición y la temperatura de color, determina una imagen detallada de la distribución del espectro de cualquier fuente de luz [36] .
Todas las cámaras SLR modernas y las cámaras de cine con visor pasante están equipadas con exposímetros fotoeléctricos TTL integrados con un sensor semiconductor. El exposímetro de equipos digitales de otras clases recibe datos directamente de la matriz fotosensible. Los exposímetros acoplados incorporados forman la base del control de exposición automático , que establece uno o ambos parámetros de exposición de acuerdo con los resultados de la medición [37] . Los exposímetros externos se utilizan únicamente en fotografía profesional y cine, y actualmente se utilizan como dispositivos multifuncionales universales (multímetros), adecuados no solo para determinar la exposición, sino también para medir cantidades fotométricas básicas.
Un reemplazo económico para un dispositivo externo puede ser un teléfono inteligente con una aplicación móvil adecuada , como el "Medidor de luz de bolsillo" gratuito [38] . Las aplicaciones pagas más complejas pueden funcionar como un medidor de luz, así como un medidor de flash o un medidor de temperatura de color [39] . Es aún más conveniente usar un sensor adjunto con un difusor esférico lechoso, como Lumu. Después de acoplarse con el iPhone a través del conector para auriculares, el dispositivo le permite medir no solo el brillo, sino también la iluminación de la escena [40] .
Para determinar la exposición durante la impresión de fotografías , se produjeron medidores de exposición especializados con una fotocélula remota [41] . En la URSS, este tipo de dispositivo correspondía a "Photon-1" [42] . Hay dos variedades principales de tales dispositivos, a menudo llamados fotómetros: con una fotocélula móvil ubicada en el plano del papel fotográfico y con una fija montada en un soporte sobre el marco del marco. El primer tipo mide la luz incidente, mientras que el segundo mide la luz reflejada [43] . Una clase separada de dispositivos estaba formada por fotómetros para la impresión de fotografías en color, llamados analizadores de color [44] . Dichos dispositivos, además de la exposición, son capaces de medir el balance de color determinando el color y la densidad de los filtros correctores [45] . Actualmente no se fabrican exposímetros para la impresión fotográfica manual debido al desplazamiento completo del proceso por la impresión inkjet y láser. En la impresión a máquina, la exposición se determina mediante un fotómetro integrado en un minilaboratorio fotográfico .
La mayoría de los exposímetros incorporados están interconectados con los controles de los modernos equipos de fotografía y video, configurando automáticamente los parámetros de exposición correctos. Con el disparo automático, basta con seleccionar el modo de control de exposición deseado y ajustar la forma en que se estima el brillo de la escena . En el modo semiautomático , los parámetros se configuran manualmente en función de la indicación del indicador de desviación de exposición en la pantalla de cristal líquido de la cámara [30] .
Un exposímetro externo es una carcasa que alberga un elemento fotosensible con una fuente de alimentación, un galvanómetro o un indicador LED. Los exposímetros de selenio no contienen pilas. El ángulo de medición suele estar limitado de varias maneras a 30-40° y corresponde al campo de visión de una lente normal [46] . En algunos casos, se utiliza para ello un pequeño objetivo, complementado con un simple buscador de fotogramas . Este último permite seleccionar con precisión el área a medir. Antes de medir la exposición, se introduce en el exposímetro el valor ISO de la sensibilidad del material fotográfico o su equivalente seleccionado en la cámara digital [47] . Después de eso, el sensor se dirige hacia el sujeto y luego se leen las lecturas del galvanómetro. Su escala puede estar marcada en números de exposición o contener los valores de uno de los parámetros, la mayoría de las veces la apertura.
El valor indicado por la flecha se convierte en parámetros de exposición utilizando la llamada calculadora, que es un conjunto de discos giratorios coaxiales con escalas de sensibilidad, apertura, velocidad de obturación y frecuencia de filmación [15] . Al configurar los parámetros iniciales y el resultado de la medición, se produce su rotación relativa, combinando los pares de exposición correctos en los diales de velocidad de obturación y apertura. En algunos exposímetros (por ejemplo, Sverdlovsk-4), la calculadora se ajusta automáticamente a la posición correcta cuando se alcanza la indicación "cero". Todos los pares de exposición recibidos proporcionan la exposición correcta de acuerdo con la ley de reciprocidad . Un dispositivo similar tiene medidores de exposición no acoplados incorporados para cámaras de fotos y películas.
Los exposímetros más modernos tienen indicación digital en pantallas de cristal líquido . Al mismo tiempo, en la configuración puede especificar qué parámetros mostrar en la pantalla con la posibilidad de obtener tanto el par de exposición como los valores fotométricos. En comparación con los exposímetros integrados, que solo pueden medir el brillo de los sujetos, los exposímetros externos también le permiten medir la iluminación de la escena. Esta es una de las razones más importantes de la preferencia por los dispositivos externos integrados en la fotografía y el cine profesionales [48] .
Medir el brillo del sujeto que se está fotografiando (o "medir por luz reflejada") se considera la principal forma de determinar la exposición, ya que se realiza desde la cámara o a través de su lente [49] . Todos los medidores de exposición incorporados son medidores de brillo. La principal desventaja de este método es la dependencia de los resultados de medición de la reflectividad del objeto. Por ejemplo, al medir el brillo de los objetos claros y oscuros, el medidor de exposición dará diferentes valores de exposición, a pesar de la misma iluminación de la escena, y en las imágenes tomadas con la exposición calculada, dichos objetos aparecerán con la misma densidad óptica .
Para eliminar errores y discrepancias, todos los sistemas de medición de exposición existentes están vinculados al gris promedio, que corresponde aproximadamente al reflejo del 18% de la luz incidente [* 1] . En la curva característica del material fotográfico revelado, este tono se ubica aproximadamente en el medio, correspondiente a la zona V de la escala de Adams [50] . Para la precisión de la medición del brillo, existen tarjetas grises especiales que sirven como estándar para dicha reflectividad. La medición del brillo de la luz reflejada por la tarjeta da como resultado una exposición correcta, normalmente la misma que la medición de la luz [* 2] .
Es habitual distinguir entre una medición integral del brillo, cuando se mide el brillo promedio de toda la escena que se está filmando, y la medición de secciones y objetos individuales. La comparación de los resultados de medición de las partes más oscuras de la escena con las más claras también le permite obtener la exposición correcta y hacer coincidir el contraste general con la latitud fotográfica . La medición de secciones individuales de la escena requiere colocar el exposímetro muy cerca de los objetos que se van a fotografiar para que su superficie llene el campo de visión de la fotocélula [51] . En los exposímetros TTL modernos, la medición selectiva se lleva a cabo cuando se activa el modo puntual .
Cuando se mide "por iluminación" (o "por luz incidente"), se determina la intensidad de la iluminación de disparo, de la cual depende directamente la iluminación de la escena que se está filmando [52] . Este método es en la mayoría de los casos el más preciso, ya que la exposición medida no depende de la reflectividad de los objetos fotografiados [24] . El único inconveniente de este método es la necesidad de colocar el medidor de exposición directamente en el sujeto principal (la mayoría de las veces la cara de una persona) con un elemento fotosensible a la cámara, lo que no siempre es posible [53] .
La mayoría de los exposímetros externos para tal medición están equipados con una boquilla difusora lechosa (a veces de forma semiesférica), que aumenta el ángulo de percepción del sensor hasta 180 ° y compensa el flujo de luz de acuerdo con el modo de medición. Al medir el brillo y la iluminación, se utilizan diferentes coeficientes de cálculo, que se compensan con una boquilla de leche con transmisión de luz calibrada o un interruptor de modo. El principio de medir la luz incidente también se utiliza en luxómetros diseñados para mediciones técnicas.
La fotografía digital en algunos casos le permite descuidar el uso de un medidor de luz, determinando la exposición correcta mediante disparos de prueba, seguido de la visualización de la imagen final en la pantalla de un visor electrónico o computadora . Los histogramas se pueden utilizar para cuantificar la precisión de la exposición . En tomas de estudio con flashes, este método elimina la necesidad de un medidor de flash costoso. En este caso, la propia cámara digital realiza la función de un exposímetro fotoeléctrico.
Un método similar es aplicable en un estudio de televisión, cuando la exposición correcta se establece mediante el ajuste operativo de la apertura y la corrección gamma de las cámaras transmisoras utilizando un monitor de estudio o un osciloscopio . Sin embargo, este método de medición de la exposición es útil en situaciones en las que el disparo se puede repetir muchas veces y se puede sacrificar un mal disparo. Cuando se filman eventos que no se pueden replicar, en particular reportajes periodísticos , es necesaria una medición precisa de la exposición no solo cuando se filma en película, sino también para dispositivos electrónicos.
Un dispositivo similar a un medidor de luz: un medidor de flash ( inglés. Flash Meter ) se usa para medir la iluminación cuando se dispara con dispositivos de iluminación pulsada [54] . El flashómetro se diferencia de un exposímetro convencional por la necesidad de sincronizar el tiempo de medición directamente con el pulso del flash, lo que se lleva a cabo tanto por métodos alámbricos como inalámbricos [52] . Los flashímetros solo pueden usar fotodiodos de fosfuro de arseniuro de galio o silicio, que tienen una inercia baja, ya que todos los demás tipos de detectores de luz no responden a cambios rápidos en el brillo. Todas las cámaras modernas están equipadas con medidores de flash TTL incorporados, que, por regla general, forman parte del medidor de exposición incorporado que mide la luz constante, o trabajan en paralelo con él, midiendo la exposición de la luz incorporada, externa y unidades de flash remotas y ajustando automáticamente su potencia.
Dichos medidores de flash no son adecuados para medir la exposición de los iluminadores de flash de estudio, ya que no están equipados con ninguna indicación, sino que solo forman comandos para la apertura y los circuitos de los flashes asociados. En el estudio, se puede usar un medidor de flash externo, hecho como un dispositivo separado y capaz de medir tanto la luz incidente como la reflejada. Dado que la velocidad de obturación en la fotografía con flash no tiene ningún efecto sobre la cantidad de luz del flash que llega al material fotosensible o al sensor, el medidor de flash solo sirve para determinar el valor de apertura. La velocidad del obturador generalmente se establece en el valor de sincronización o más rápido [* 3] si la imagen combina flash y luz constante. En este último caso, la luz constante se mide con un fotómetro convencional, y la exposición resultante se determina como la suma de dos exposiciones: de flashes y de luz constante.
Un dispositivo más versátil, un multímetro ( English Multi Meter ) o fotómetro (que no debe confundirse con un fotómetro , un dispositivo especializado para áreas aplicadas de la ciencia y la tecnología), combina las capacidades de un medidor de exposición convencional y un medidor de flash, y también mide otras magnitudes fotométricas [55] [56] . Por ejemplo, los fotómetros "Gossen" permiten medir, entre otras cosas, la densidad óptica de los filtros de luz [57] .
Spotmeter (del inglés spot - spot, point): un medidor de exposición fotoeléctrico diseñado para medir selectivamente el brillo de la luz emitida por sus fuentes o reflejada por los objetos. Se diferencia de un exposímetro convencional en que mide dentro de un ángulo muy pequeño. Esto permite la medición puntual del brillo de objetos pequeños o sus secciones individuales, sin acercarse a ellos [24] . El ángulo de medición de la mayoría de estos instrumentos no supera los 1-3° [58] . La medición parcial es especialmente relevante para escenas contrastantes y con luz de fondo , cuando el sujeto importante de la toma tiene un brillo significativamente diferente al resto de la trama [59] .
Las calculadoras de la mayoría de los exposímetros externos están equipadas con una escala de compensación de exposición, que se utiliza para compensar la influencia en la exposición de factores individuales que la fotocélula no tiene en cuenta. Esto puede ser una discrepancia entre la sensibilidad espectral del sensor y el material fotográfico, la ampliación del filtro de luz instalado en la lente u otras circunstancias. En los exposímetros integrados de las cámaras fotográficas y de vídeo automáticas, se requiere compensación de la exposición cuando se ajusta automáticamente la exposición de escenas contrastantes para compensar la medición incorrecta del brillo de los objetos cuya reflectividad difiere del 18 % estándar [60] [61] . En algunos casos, la compensación de exposición de un exposímetro TTL es necesaria cuando se usa una pantalla de enfoque no estándar para compensar la diferencia en la transmisión de luz.
En cámaras automáticas simples, no existe tal regulador. En este caso, la compensación de exposición solo es posible ajustando un valor diferente para la sensibilidad de la película.
| medición de la exposición | |
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| Términos de medición de la exposición |
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| Control de exposición manual |
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| Control de exposición automático | |
| Estándares de medición de flash | |