Jak działa światłomierz w aparacie?
Justyna Miodońska • 16 listopada 2023 • 10 min

Ile razy zdarzyło Ci się wykonać zbyt jasne lub ciemne ujęcie? I czy wiedziałeś wtedy, co spowodowało ten niepożądany efekt wizualny? Z dużym prawdopodobieństwem nie dogadałeś się wówczas ze swoim światłomierzem – kluczowym elementem każdego aparatu i kamery, który interpretuje natężenie światła wpadającego przez szklane oko obiektywu. Jak nie dać się zrobić na szaro własnemu światłomierzowi? Nauczymy Cię, jak świadomie z niego korzystać!
Walory obrazu fotograficznego
Już wielokrotnie nadmienialiśmy w naszych wpisach, że sprzęty służące do zapisywania cyfrowych obrazów postrzegają świat w skali szarości. W odróżnieniu od ludzkiej percepcji, której podstawę działania stanowi oś oko-mózg – interpretująca długości widma światła widzialnego oraz predysponująca ludzkie „wrażenia" barwy – urządzenia wyposażone w matryce światłoczułe widzą tylko i wyłącznie zróżnicowane odcienie szarości.
Im więcej szarych odcieni (półtonów) jest w stanie zapisać przetwornik danego aparatu lub kamery – a więc im większy jest jego zakres tonalny – tym lepiej. Oczywiście innym bardzo ważnym czynnikiem w tym kontekście jest tzw. rozpiętość tonalna matrycy, czyli jej zdolność do przechwycenia ekstremalnie ciemnego oraz ekstremalnie jasnego elementu zawierających się w fotografowanym kadrze.
Aspektom związanym z dynamiką matrycy oraz jej określonym spektrum jasności poświęciliśmy jednak osobny artykuł – koniecznie zapoznaj się z nim, jeśli terminy te są dla Ciebie czymś zupełnie nowym!
➡ Rozpiętość tonalna – ile światła widzi Twoja kamera?
Skoro już Ci wiadomo, że różne odcienie szarości stanowią odpowiednik barw występujących w naturze – w fotografowanej scenie – oraz że wszystko to, co występuje pomiędzy czernią oraz bielą nazywamy zakresem tonalnym – innymi słowy walorem obrazu – to w jaki sposób odpowiednio tymi walorami zarządzać? I czy są one uzależnione jeszcze od innych elementów? Oczywiście, że tak.
Światłomierz i jego szary świat
Jednym z takich kluczowych elementów jest wbudowany w każdą kamerę oraz aparat światłomierz, z pomocą którego określamy prawidłową ekspozycję – a więc w dużym uproszczeniu to, czy nasz kadr jest po prostu dobrze naświetlony – ani nie za jasny, ani nie za ciemny, a równocześnie bogaty w owe walory tonalne.

Podczas Twojej pracy z różnymi rodzajami światła, wbudowany światłomierz nieustannie dokonuje pomiarów jego odbitej ilości padającej na światłoczuły przetwornik obrazu. Cały ten proces ma oczywiście na celu umożliwienie Ci ustawienie jak najodpowiedniejszych parametrów ekspozycji – ISO, czasu otwarcia migawki oraz wartości przysłony – jednakże z zastrzeżeniem, że jasność prawidłowej ekspozycji według światłomierza jest zawsze sprowadzona do tzw. szarości 18-procentowej.
Co to oznacza w praktyce?
Zacznijmy od wyjaśnienia pojęcia uśrednionej szarości. Jest to dokładnie środkowy ton (odcień) skali szarości, znajdujący się pomiędzy totalną czernią oraz totalną bielą, a także – co najważniejsze – zawsze odbijający 18 % padającego nań światła. Skąd wzięła się ta cała osiemnastka? Już wyjaśniamy.
Moglibyśmy założyć, że skoro uśredniona szarość leży pomiędzy czystą bielą – 100 % odbicia światła – oraz czystą czernią – 0% odbicia światła – to jako obiekt w połowie biały oraz w połowie czarny powinien on hipotetycznie odbić średnio 50 % padającego na niego światła – wynika to z wyliczenia średniej arytmetycznej – (100 % + 0 %)/2 = 50 %. Ten zapis jest jednak kompletnie nieprawidłowy.
Postrzegane przez ludzi zmiany jasności (EV) oraz stopnień odbicia światła (%) są podporządkowane skali logarytmicznej. W ujęciu matematycznym nie tworzą więc one funkcji liniowej – proporcjonalnej – ponieważ zmiany o charakterze logarytmicznym są nierównomierne. To właśnie z tego powodu chcąc obliczyć wartość procentowego odbicia światła dla uśrednionej szarości powinno się odnieść do średniej geometrycznej, a nie arytmetycznej.

Pierwiastek z iloczynu liczb o wartości 95 x 3,5 wynosi około 18,234...
Gdy dokonamy odpowiednich obliczeń, otrzymamy wówczas w przybliżeniu 18 % – wszystkie światłomierze wbudowane w aparaty oraz kamery są właśnie skalibrowane pod tę wartość, przez co zawsze wyrównują ekspozycje (jasność) obrazów do szarości 18-procentowej. Czy takie uśrednienie tonalności światła może nastręczać problemów? Niestety tak.

Światłomierz nie wie o tym, że zależy Ci na odwzorowaniu krystalicznej bieli zimowego pleneru czy też głębokiej czerni tła w portrecie w klimacie noir. Jego zadaniem jest ujednolicenie ekspozycji, co też czyni – a przy okazji kompletnie nie bierze pod uwagę Twoich estetycznych preferencji.
Istnieją jednak sposoby zarządzania pracą światłomierza, dzięki którym współpraca z nim nie przypomina walki z wiatrakami – opisujemy je dla Ciebie poniżej.
Tryby pomiaru światła
Trzeba to wyraźnie podkreślić – aparat nie ma pojęcia, na co patrzy w danym momencie – dlatego to właśnie Ty musisz „naprowadzić go" na właściwą interpretację ilości światła, która będzie zawierać się w światłoczułej warstwie Twoich obrazów.
Warunki oświetleniowe, w których rejestrujemy filmy oraz fotografie są bardzo zróżnicowane i dynamiczne, a nie rzadko zależy nam także na uzyskaniu niekonwencjonalnego efektu w kadrze – każdy z tych aspektów sprawia, że domyślny tryb pracy światłomierza czasem jest po prostu niewystarczający i kompletnie nie współgra z naszą koncepcją „na światło" – możemy to jednak na szczęście zmienić.
Światłomierz wbudowany w aparat lub kamerę może pracować w zróżnicowanych trybach pomiaru światła – dostępnych w menu danego modelu – lub w sposób całkowicie niestandardowy, czyli dokładnie określony przez Ciebie. W tym drugim przypadku mówimy o tak zwanej nastawie własnej lub manualnej – również wykorzystywanej przy indywidualnym doborze balansu bieli, z pomocą niezbędnej szarej karty 18-procentowej – w dalszej części tego tekstu wyjaśnimy Ci, czym ona dokładnie jest.
Wyróżniamy trzy podstawowe tryby pracy światłomierza:
➡ tryb matrycowy – nazywany również wielosegmentowym lub ewaluacyjnym. Mierzy on stopień natężenia światła w różnych częściach kadru, tak aby finalnie uzyskać uśrednioną ekspozycję zarówno w jasnych jak i ciemnych partiach danego ujęcia. Tryb ten świetnie sprawdzi się w większości sytuacji fotograficznych, a zwłaszcza podczas fotografowania w warunkach równomiernego oświetlenia wszystkich elementów zawierających się w danym kadrze.

➡ tryb centralnie ważony lub po prostu centralny – tutaj światłomierz skupia się na dokładnych pomiarach natężenia światła, które znajduje się w centrum kadru, natomiast pozostała część obrazu nie jest już dla niego tak bardzo istotna. Warto także wiedzieć, że niektóre modele aparatów i kamer pozwalają na powiększenie lub pomniejszenie „zasięgu" centrum, które ma zostać poddane pomiarowi.
W tym trybie światłomierz nie dąży już do uśredniania ekspozycji w całości kadru – kwestią priorytetową jest środek, natomiast reszta partii obrazu pozostaje częściowo niedoeksponowana. Co w ten sposób zyskujesz? Zwiększoną różnorodność walorów tonalnych!
Zróżnicowany poziom oświetlenia w danym kadrze pozwala na budowanie swoistej narracji na zdjęciu, a także na nawiązanie nici porozumienia z jego potencjalnym odbiorcą. Jasne partie obrazu mogą sugerować, aby zwrócił on na nie swoją szczególną uwagę – z kolei to, co delikatnie ukryte w cieniu, pozostaje w sferze niedopowiedzeń.
Poniższa fotografia stanowi dobry przykład tego, jak świadomie korzystać z trybu centralnego. Pozwolił on na uzyskanie ciemniejszej, tonalnej ramy w postaci dwóch budynków, które dosłownie wprowadzają nas w główny temat – poprzez delikatną gradację cienia, ku centrum – jaśniejszemu oraz równomiernie oświetlonemu.
Pomiar centralny będzie także doskonałym wyborem przy klasycznych portretach, w których główny motyw zwykle umieszcza się właśnie w centralnej części kadru.

➡ tryb punktowy – ten rodzaj pomiaru jest zredukowany do pojedynczego punktu na obrazie, który znajduje się dokładnie w miejscu ustawienia punktu naszej ostrości.
Warto wykorzystać go w sytuacjach, gdy celowo będziemy chcieli uzyskać bardzo kontrastowe oraz częściowo niedoświetlone ujęcia w konwencji low-key. Obecność bardzo twardych przejść światłocieniowych na obrazie, które z jednej strony ograniczają jego tonalność, zasadniczo wzmacniają także jego komponent psychologiczny – tryb punktowy jest więc trybem najbardziej kreatywnym, ale wymaga pewnej wprawy oraz światło-świadomości. Niemniej jednak już teraz zachęcamy Cię do eksperymentów!
Warto również skorzystać z tego pomiaru w przypadku fotografowania motywów „pod światło" – gdy Twój model stanie przykładowo na tle wysoko kontrastowego okna lub gdzieś w plenerze z mocnym słońcem za plecami. Są to trudne fotograficzne sytuacje, w których pomiar centralny pomoże nam doświetlić ważny motyw na pierwszym planie, często jednak kosztem przeeksponowania tła na planie drugim...

Ostatnim oraz kompletnie odrębnym sposobem na pomiar światła danej sceny jest ten z wykorzystaniem karty wzorcowej 18-procentowej. Umieszcza się ją dokładnie w tym miejscu, w którym docelowo będzie stać nasz model lub przedmiot zainteresowania. Powierzchnia szarej karty powinna także wypełniać całość kadru oraz być skierowana w stronę głównego światła.
Fenomen szarej karty polega na tym, że bez względu na warunki oświetleniowe – rodzaj, siłę oraz temperaturę światła – jej szara powierzchnia zawsze odbija światło w taki sam sposób, czyli 18-procentowy. Jest to możliwe dzięki jej neutralności spektralnej, która gwarantuje osiągnięcie uśrednionej ekspozycji dla całej serii zdjęć, a także ich spójną kolorystykę – w kontekście ujednolicenia ich balansu bieli.
Decydując się na indywidualny pomiar ekspozycji należy wykonać go w trybie manualnej pracy aparatu (M) za pomocą punktowego pomiaru światła – proces rozpocznie się po dociśnięciu spustu migawki do połowy oraz naprowadzeniu punktu AF na środkowy celownik szarej karty.
W następnej kolejności należy ręcznie dopasować parametry aparatu/kamery w odniesieniu do szarej karty lub całkowicie zablokować ekspozycję, jeśli wykonywaliśmy całą operację w trybie półautomatycznym. Funkcja „blokady ekspozycji” jest dostępna w wielu aparatach po uruchomieniu jej w menu lub pod specjalnym przyciskiem funkcyjnym.

Na sam koniec trzeba podkreślić, że wbudowany światłomierz popełnia błędy i może nie poradzić sobie w momencie, gdy zmusza się go do pomiaru bardzo skomplikowanej sceny oświetleniowej – wówczas zwykłe przełączanie się pomiędzy różnymi trybami pomiaru światła jest niewystarczające, a otrzymanie pożądanych ilości walorów tonalnych sceny wymaga podjęcia radykalnych kroków.
Już wiesz, że światłomierz wszystko uśrednia, a „średni efekt” nie jest zwykle szczytem naszych ambicji – dlatego gdy potrzebujemy większej lub mniejszej ilości światła, musimy dokonać kompensacji ekspozycji. Na jej temat już wkrótce powstanie osobny i obszerny artykuł.
Zachęcamy Cię do nieustannego pogłębiania swojej wiedzy filmowo-fotograficznej z pomocą naszych tekstów:
➡ Krzywe LOG oraz ich wpływ na dynamikę tonalną obrazu filmowego
Najnowsze
Zostań naszym stałym czytelnikiem
Bądź na bieżąco z nowościami foto-wideo, inspiruj się wybitnymi twórcami, korzystaj z praktycznych porad specjalistów.
Poinformujemy Cię o super promocjach, interesujących kursach i warsztatach.