Som Plus-medlem får du: Tillgång till våra Plus-artiklar | Egen blogg och Portfolio | Fri uppladdning av dina bilder | Rabatt på kameraförsäkring och fotoresor | 20% rabatt på Leofoto-stativ och tillbehör | Köp till Sveriges mest lästa fototidning Fotosidan Magasin till extra bra pris.

Plusmedlemskap kostar 349 kr per år

Annons

Matematiken bakom blixtarna

Produkter
(logga in för att koppla)
Är väl det som kallas autobländarblixt på kamerablixten Nikon SB-900, eller är det något annat?

Jag vet inte hur inställningarna hos just den blixten fungerar.

Äldre automatiska blixtar har en egen inbyggd fotocell som mäter ljuset som kommer tillbaka medan blixten brinner. När blixten har doserat ut så mycket ljus som den är inställd för, stängs den av, och då släcks den med en mycket brant negativ flank, som kan användas för att tända nästa blixt om man utformar tändaren för att arbeta på den negativa ljusflanken. Bländaren på kameran är alltså fast inställd, och blixten doserar ut ljus som mäts under själva brinntiden. Om flera sådana blixtar används, och man vill ställa någon till mindre verkan, påverkas den av de andra blixtarna till att stänga av i förtid, om man inte separerar dem i tid så att ingen av dem brinner samtidigt som någon annan. Om man använder tidsfördröjning för separationen uppstår en viss stroboskopverkan, eftersom det blir mörka faser emellan blixtarna. Utan fördröjning blir det bara en måttlig förlängning av exponeringstiden. Min tändare var gjord så att den kunde ställas in som andra, tredje och fjärde blixt, genom att räkna de negativa pulserna, och den hade inga (eller snarare obetydligt korta) mörka faser mellan blixtarna. Den första varianten av tändare gjorde jag för att kunna använda två blixtar, och den hade ingen räknare. Den såg bara till att kamerablixten och slaven var ensamma medan de brann.
 
Men det beror väl på hur kamerans automatik fungerar?

Som jag fattat det så fungerar i princip dagens teknik så här:
- Kameran mäter det naturliga ljuset (uppdelat i många zoner över bildytan) och inser att det är väldigt mörkt rent allmänt, samt att det finns nånting i mitten (huvudmotivet) som är något ljusare kanske
- Kameran skickar ut en svag förblixt och mäter det reflekterade ljuset. Huvudmotivet reflekterar en del ljus och kameran kan då räkna ut hur stark blixt som krävs för att exponera huvudmotivet rätt. Bakgrunden reflekterar inget (eller väldigt lite) ljus och kameran förstår att den är långt bort
- Kameran gör sitt bästa baserat på tillgänglig information

Sen skiljer det som sagt på vilket sorts automatikläge man jobbar i. Åtminstone för Nikon så finns två olika lägen: TTL och TTL-BL. TTL tar bara hänsyn till huvudmotivet (struntar i bakgrunden) medan TTl-BL försöker balansera bakgrund och huvudmotiv.
 
Men det beror väl på hur kamerans automatik fungerar?
Alldeles självklart beror det på hur kamerans automatik fungerar.
Som jag fattat det så fungerar i princip dagens teknik så här:
- Kameran mäter det naturliga ljuset (uppdelat i många zoner över bildytan) och inser att det är väldigt mörkt rent allmänt, samt att det finns nånting i mitten (huvudmotivet) som är något ljusare kanske
Reklamfolket vill gärna att vi ska tro det, men så funkar det inte i verkligheten.

Kamerans ljusmätare har ingen möjlighet att dela upp mätområdet i zoner. Det är rent båg från kamerafabrikanternas sida. Det finns inte, ljug rätt igenom. Det finns ett enda element som kan mäta zoner, och det är fokussensorn. På vissa avancerade kameror används den för utvärderande mätning, men på de andra används bara den i mitten eller den man väljer för spotmätning. De flesta som spotmäter kan bara göra det med AF-sensorn i mitten.

Kameran inser ingenting alls. Den gör exakt vad den är konstruerad att göra; man kan likna det vid ett program. Kamerans ljusmätning är inte ett binärt program, utan en luddig analog funktion, där mätceller i sökaren läser av sökarbilden från en position som är skild från okularet och inte optimal i förhållande till mattskivekondensorn. Programmet som styr kamerans utvärdering av ljusmätarens värden är avpassat för att ta hänsyn till olika brännvidders inverkan på kondensorn och optikens öppning, så att det kan beräkna vilken bländare som bör ställas in efter en tabell eller funktion för olika objektiv, vanligen inprogrammerad i objektivet och hämtad via optikens CPU.

När man på vissa kameror byter sökarskiva ändrar man ljusmätningens förutsättningar, så att man kan behöva kompensera det manuellt om man är noga.

Men i grunden finns alltså inte "utvärderande" (evaluating) ljusmätning i en kamera. Det kan bara åstadkommas med ett stort antal mätpunkter, där man är garanterad att någon kommer att mäta högsta högdagern och djupaste skuggpartiet. I praktiken är det möjligt bara med mätning från bildsensorn, och det kan göras på kompaktkameror och spegelfria, och det är också möjligt vid direktvisning på en DSLR, men i sökaren på en SLR (vare sig digital eller "analog") är det faktiskt fysiskt omöjligt. Det går inte. Försök inse att reklamfolket inte är där för att förse oss med bästa möjliga information, de är till för att sälja så mycket som möjligt. Allt de säger är inte sant.
- Kameran skickar ut en svag förblixt och mäter det reflekterade ljuset. Huvudmotivet reflekterar en del ljus och kameran kan då räkna ut hur stark blixt som krävs för att exponera huvudmotivet rätt. Bakgrunden reflekterar inget (eller väldigt lite) ljus och kameran förstår att den är långt bort
- Kameran gör sitt bästa baserat på tillgänglig information
Som sagt förstår kameran ingenting. Den kan vara inställd till att exponera mer eller mindre än vad ljusmätningen visar. Allt finns inprogrammerat i kamerans firmware. Ljusmätningen i sig är i regel centrumvägd, åtminstone med normalobjektiv/kitzoom. När man sätter på längre brännvidder ändras ljusmätarens förutsättningar, eftersom mattskivekondensorn lägger mindre ljus från centrum av sökaren till mätcellerna och större andel från fält längre ut från centrum, men programmet tar hänsyn till det när man har optik med CPU vars firmware ger indata till kamerans processor.
Sen skiljer det som sagt på vilket sorts automatikläge man jobbar i. Åtminstone för Nikon så finns två olika lägen: TTL och TTL-BL. TTL tar bara hänsyn till huvudmotivet (struntar i bakgrunden) medan TTl-BL försöker balansera bakgrund och huvudmotiv.
Och som sagt har kamerans ljusmätare inte någon möjlighet att avgöra vilket som är bakgrund och vilket som är huvudmotiv. Alltihop hänger på en gissning som en ingenjör gjorde vid programmeringen av firmware.
 
Ska försöka skriva det sakta...
Det behövs inte. Jag kan läsa snabbt.

När man tar med blixt av något som är relativt nära kameran, och bakgrunden, det omgivande fältet, är relativt långt bort, så får den mindre belysta bakgrunden för stor tyngd i mätningen, och det närmare belägna och mer belysta föremålet blir ljusare än det skulle ha blivit om ingen hänsyn hade tagits till bakgrunden. Det mildras något av att mätningen är centrumvägd när motivet befinner sig i centrum av bilden, men blir å andra sidan värre när centrum av bilden domineras av bakgrunden.

Olika kameratillverkare är olika bra på det här. En del har riktigt kompetent blixtmätning som fungerar bra för sådana motiv du beskrev. Vissa system tar t.o.m. hänsyn till det uppmätta avståndet till motivet. :)
 
Kamerans ljusmätare har ingen möjlighet att dela upp mätområdet i zoner. Det är rent båg från kamerafabrikanternas sida. Det finns inte, ljug rätt igenom.

Hmm, låter som du vet, men det står ju i motsats till den tekniska beskrivningen som ges bl.a. här.

Ett litet utdrag från Nikons tekniksidor:

"The camera does not simply measure the overall brightness of the frame, but divides the frame into multiple areas."
 
Hmm, låter som du vet, men det står ju i motsats till den tekniska beskrivningen som ges bl.a. här.

Ett litet utdrag från Nikons tekniksidor:

"The camera does not simply measure the overall brightness of the frame, but divides the frame into multiple areas."

Jo, man stöter på den här typen av uttalanden från flera fabrikanter. Ett annat exempel är Panasonic, som har lagt in en liten automatisk modifiering av tonkurvan, liknande den som Nikons D-lighting gör (inte Active), och som ganska logiskt då anger att bilden tas med något högre ISO. När tonkurvan krummas uppåt blir ISO högre. Kanske att funktionen kan anses likna "Active" D-lighting, genom att ISO inte höjs genom ökning av förstärkningen utan digitalt, så att högdagrarna inte blir mer urblåsta när man använder "iISO" eller iAuto. Canon tillhör också syndarna, då de redan i 40D påstod att det fanns en funktion som skulle jämna ut hög kontrast i motivet och ge bättre teckning i hög- och lågdagrar, HTP. Jag vet inte hur HTP eventuellt kan verka på senare modeller, men på 40D är det rent båg. Och att Panasonics "intelligenta" funktion skulle dela upp bilden i fält med olika ljushet och tillämpa olika kontrast för att nå optimal funktion och vad de nu påstår om färger och ljus är lika mycket båg. Det handlar om ett ganska enkelt program som ändrar kurvorna, vilket man lätt kan se om man använder funktionen och provar att spara RAW samtidigt. Ingen höjning av ISO i råfilen sker, ingen ändring av exponeringen heller, men en annan kurva tillämpas på jpeg.

Tänk efter lite. Det finns två eller fler fotoceller i sökarsystemet, de kan sitta på varierande plats i prismat, men den vanligaste positionen är två celler på var sida om okularet. Ingen fotocell placerad i sökarsystemet kan dela upp bilden i olika fält. Det kan däremot AF-sensorn, och i de fall den används är det möjligt att göra en evaluerande mätning med utgångspunkt från var AF-cellerna sitter. Det kräver ett stort antal AF-punkter, och det är möjligt att det finns någon kamera där det är implementerat. Det stora flertalet kameror kan däremot inte göra någon utvärderande mätning, utan deras mätsystem är mer eller mindre centrumvägt på ett ganska planlöst sätt, och det varierar beroende på vilken brännvidd man sätter på.

Jag har själv arbetat i ett företag som drog till med ren skäring i reklamen angående funktionen hos en viss produkt, och jag har lagt upp en websida för att informera om motsvarande rent lögnaktiga påståenden från ett annat företag i belysningsbranschen. Det är mycket vanligt bland företag att ljuga i påståenden riktade till kunderna via deras marknadsföring. Kameror är inte något undantag. Ljusmätningen i kamerorna är heller knappast den enda punkt där de kommer med mer eller mindre obskyra påståenden som när man skrapar på ytan kanske inte helt överensstämmer med sanningen.

Om det ska ses som en skandal eller inte får du avgöra själv, men för den som ska arbeta med grejerna kan det vara av värde att veta hur de faktiskt fungerar.
 
Om det är som du säger Urban så är det ju mycket märkligt att jag aldrig någonsin hört talas om detta tidigare. Om hela grejen med evaluerande/intelligent/matrismätning faktisk är båg så borde ju det ha kommit fram ett antal gånger. Detta är första gången jag hör talas om det. Har du någon källa som styrker dina påståenden?

Och varför skulle mätningen påverkas av vilken brännvidd man använder? Om nu ljusmätningen sitter i prismat (jag vet faktiskt inte?) så är det väl den "synliga" bilden som man mäter på. Och den synliga bilden är ju den synliga bilden.... Varför skulle centrumvägningen, sett till hela den synliga bilden, variera beroende på brännvidd?
 
Går det att räkna ut hur mycket ljuset ökar när man lägger till en extra ljuskälla? Alltså om jag har en blixt som jag ställer på bl 11 och lägger till en blixt som jag ställer på tex bl 8. Vad blir då summan? Jo, jag kan självklart mäta båda tillsammans, men finns det någon tabell eller formel för att räkna fram "summan"?

Man adderar bländartalen i kvadrat. Kvadraten på:
F8.0 = 1/8 >>> 1/64
F11 = 1/11 >>> 1/128 (F11 är egentligen avrundat från 11.31, därför blir det inte 11x11="121")

sqrt (1/64 + 1/128)
>>>>>
sqrt (3/128) = 0.153
>>>>>
Och så tillbaka till 1/x, bländardefinitionen
>>>>>
1 / 0.153 = F6.5

Man gör likadant när man adderar tre, dvs nytt F-tal=
1 / sqrt( 1/bländare1^2 + 1/bländare2^2 + 1/bländare3^2)

Är det så enkelt att en extra ljuskälla med samma styrka motsvarar ett helt bländarsteg?
/ Kalle

Ja. Förutsatt samma avstånd från båda ljuskällorna till fotomålet och så vidare naturligtvis, men...
Och fyra st = 2steg, åtta st. = 3steg, sexton st=4steg osv
 
Urban, återkom när du plockat isär en Nikon-kamera och sett hur AE-systemet är uppbyggt. Det du nyss skrev är rent skitsnack för att tala klarspråk.

Om du vill kan jag be att få lov att visa den BILD av mattskivan som tas med Nikons gamla 1005-segments AE - chip. Denna bild visar en mycket lågupplöst, suddig version av det som går genom mattskivan. Bilden är bara 26x39 pixlar stor - men det är en BILD.
 
Ledtalet dividerat med avståndet till motivet ger bländaren. Om man nu belyser en större enhetlig yta med separat blixt, så verkar det inte finnas någon inverkan av avståndet mellan motivet och kameran. Dubbelt avstånd till motivet kräver fyra gånger mer ljus och det fås ju då motivet, som ger ljuset blir dubbelt vidare och dubbelt högre.
 
Om det är som du säger Urban så är det ju mycket märkligt att jag aldrig någonsin hört talas om detta tidigare. Om hela grejen med evaluerande/intelligent/matrismätning faktisk är båg så borde ju det ha kommit fram ett antal gånger. Detta är första gången jag hör talas om det. Har du någon källa som styrker dina påståenden?
Källan är jag, och jag har kollat det. Cirkusen började med Minolta på sextiotalet. Minolta var den andra fabrikanten som kom med ljusmätning i strålgången i serieproduktion, strax före Asahi Pentax. Den första var Topcon. Minolta hade ett system som fick varumärket CLC, som stod för Contrast Light Compensation, CLC var en reell funktion i deras spegelreflex SRT 101 och en fiktiv funktion i ett antal kompaktkameror. Minolta gjorde på liknande sätt när de hade kommit först ut med AF; en reell funktion i systemkamerorna och en fiktiv i kompakterna.

Minoltas CLC, som är föregångare till "evaluerande" mätning, bestod av två seriekopplade fotoceller, som var riktade mot olika delar av sökarskivan ifrån en position vid sidan av okularet. Den ena cellen mätte den övre halvan och den andra mätte den undre. Genom att de var seriekopplade blev tyngden större för den av cellerna som mätte det mörkaste området, vilket fungerar väldigt bra för negativfilm, men mindre bra för diafilm. För att inte totalt överexponera dia, var mätaren ställd för att exponera snålt, men många användare tyckte ändå att man behövde öka känslighetsinställningen när man hade diafilm för att inte få överexponerade bilder. CLC kunde av naturliga skäl inte föras vidare till digitaltekniken, eftersom den verkar rakt motsatt mot vad som är önskvärt vid digitalfotografering.

Det finns duktiga grafiker på marknadsföringsavdelningarna hos kameratillverkarna. De ritar upp snygga bilder över fälten i sökaren som utvärderas av mätsystemet. Arton fält kan det stå i ett reklamblad, fler eller färre i andra. På grafiken kan man se hur de är förlagda, men de arton fotocellerna som siktar på respektive fält lyser med sin frånvaro. De är betydligt färre, och de kan inte med precision riktas mot någon enstaka del av sökarens bild.
Och varför skulle mätningen påverkas av vilken brännvidd man använder? Om nu ljusmätningen sitter i prismat (jag vet faktiskt inte?) så är det väl den "synliga" bilden som man mäter på. Och den synliga bilden är ju den synliga bilden.... Varför skulle centrumvägningen, sett till hela den synliga bilden, variera beroende på brännvidd?
Den synliga bilden varierar beroende på optikens snittvidd, snarare än dess brännvidd, men det är länkat till brännvidden så att långa objektiv faktiskt är längre bort från sensorn. Ljuset som skapar bilden på sökarskivan divergerar med riktning från objektivets utgångspupill, och om man inte hade en sökarskiva som samlar ihop det ljuset, skulle man bara se mitten av bilden.

För att man också ska se kanterna har sökaren en kondensor. Tidigt gjordes kondensorn som en tjock glaslins, vilket man kan se på äldre Exakta och Edixa, men för att få plats med ett prisma utan att sätta det långt ifrån, så att man kan få större sökarbild, satte man in fresnellinser i stället för den tjocka linsen. Kameror från sent femtiotal, och dyrare kameror i större format har alla fresnellins som kondensor på mattskivan. Senare övergick man till att göra själva mattskivan till en fresnellins med tusentals små prismor, kallat Acute Matte och andra varumärken.

Sökarskivans kondensorlins är avpassad efter en viss snittvidd, ett visst avstånd från optikens utgångspupill, och för avståndet till ögat på den som tittar genom okularet. Det mesta av ljuset från objektivet riktas alltså mot en punkt som inte ligger där ljusmätarens celler är.

När objektivet dras ut längre ändras förutsättningarna, och proportionellt mer av ljuset når mätcellerna, samtidigt som mindre ljus når ögat på den som tittar i sökaren. Det beror på att en längre snittvidd bryter ihop ljuset från objektivet innan det når okularet, så att det divergerar mot ljusmätarcellerna i stället. När snittvidden var kort hamnade mycket av ljuset i ögat på användaren, och en mindre andel i mätcellerna. Vid ökad snittvidd hamnar relativt mer ljus på mätcellerna och mindre i användarens öga.

Så skillnaden beror på kondensorlinsen i sökarskivan och snittvidden hos objektivet.
 
Ledtalet dividerat med avståndet till motivet ger bländaren. Om man nu belyser en större enhetlig yta med separat blixt, så verkar det inte finnas någon inverkan av avståndet mellan motivet och kameran. Dubbelt avstånd till motivet kräver fyra gånger mer ljus och det fås ju då motivet, som ger ljuset blir dubbelt vidare och dubbelt högre.

Skulle så klart stämma om man belyste med fyra ljuskällor på samma avstånd som tidigare. Men om ljuskällan har flyttat bakåt till dubbla avståndet är intensiteten av ljuset som träffar ytan bara fjärdedelen, och då måste bländaren öppnas två steg för att man ska få lika mycket ljus på film eller sensor. Men det har mycket riktigt inte med avståndet till kameran att göra, utan bara på avståndet mellan ljuskälla och motiv. Om ljuskällan sitter på kameran så minskar ju ljusstyrkan på ljuset som träffar motivet kvadratiskt med avståndet enligt den vanligaste optiska lagen.
 
Mitt exempel förutsatte att avståndet mellan motiv och ljuskälla inte ändras. Man bara ändrar på avståndet mellan motiv och kamera. Man fotar kanske en respektive tre personer med något fast objektiv på olika avstånd och ljussättningen stämmer. Ville ha sagt att man inte behöver addera avstånden ljuskälla-motiv och motiv-kamera och dela med två.
 
Urban, återkom när du plockat isär en Nikon-kamera och sett hur AE-systemet är uppbyggt. Det du nyss skrev är rent skitsnack för att tala klarspråk.

Om du vill kan jag be att få lov att visa den BILD av mattskivan som tas med Nikons gamla 1005-segments AE - chip. Denna bild visar en mycket lågupplöst, suddig version av det som går genom mattskivan. Bilden är bara 26x39 pixlar stor - men det är en BILD.

Jo, det kan finnas sådana system, också Sony har det, men i regel förekommer inte någon utvärdering av kontrasten i motivet av rent praktiska skäl. Kameror som mäter via bildsensorn kan göra det mycket lätt, men inte heller där är det implementerat. Hos Panasonic är den "intelligenta" funktionen möjlig, men den finns inte. Hos Nikon kanske det finns en sådan liten kamera i sökaren, men den sitter inte optimalt i förhållande till kondensorn, och praktiska prov har inte visat att den kan göra optimal högdagermätning. Visst vore det möjligt, med den lilla bild du hänvisar till, och ett program som tar hänsyn till läget hos objektivets utgångspupill och sökarkondensorns förvrängning av ljusheten i olika delar av bilden som den lilla kameran tar upp, och det kan finnas implementerat i deras dyrare kameror.

Men rent skitsnack är nog snarare när Canon påstår att det finns HTP i 40D, eller när Panasonic hävdar att de har en "intelligent" ISO-funktion som höjer det dynamiska omfånget och sparar högdagrar i Lumix G1. På samma sätt som när Minolta påstod att deras kompakter och exempelvis den vattentäta Weathermatic hade autofokus. Båg, rent båg.

Sedan får du själv försöka reda ut i vilka kameror den utvärderande funktionen faktiskt finns, om den finns. Den som vill ha koll på vad kameran gör tar nog i allmänhet reda på hur den fungerar, och om det är något som inte fungerar som det påstås är det av värde att veta hur det funkar i praktiken, inte i en teori som saknar motstycke i sinnevärlden.
 
Mitt exempel förutsatte att avståndet mellan motiv och ljuskälla inte ändras. Man bara ändrar på avståndet mellan motiv och kamera. Man fotar kanske en respektive tre personer med något fast objektiv på olika avstånd och ljussättningen stämmer. Ville ha sagt att man inte behöver addera avstånden ljuskälla-motiv och motiv-kamera och dela med två.

Som sagt, avståndet till kameran är helt irrelevant i ekvationen. Det handlar bara om avstånden mellan ljuskällor och motiv.
 
Tänk efter lite. Det finns två eller fler fotoceller i sökarsystemet, de kan sitta på varierande plats i prismat, men den vanligaste positionen är två celler på var sida om okularet. Ingen fotocell placerad i sökarsystemet kan dela upp bilden i olika fält.

Inte alla kameror har exponeringsmätningen i sökarhuset.

Nikons första flerfältsmätning (AMP, Automatic Multi-Pattern) hade fem fotoceller för att mäta olika delar av bilden. Dessa satt dock i sökarhuset, har jag för mig.
 
Går det att räkna ut hur mycket ljuset ökar när man lägger till en extra ljuskälla? Alltså om jag har en blixt som jag ställer på bl 11 och lägger till en blixt som jag ställer på tex bl 8. Vad blir då summan? Jo, jag kan självklart mäta båda tillsammans, men finns det någon tabell eller formel för att räkna fram "summan"?

Är det så enkelt att en extra ljuskälla med samma styrka motsvarar ett helt bländarsteg?


/ Kalle

Jag har för mej att vissa blixtljusmätare gör denna uträkning automatiskt !
 
Studioblixtar har ofta möjligheten att stänga av slavtändaren, men jag har inte sett att man i produktbeskrivningen har angivit att en studioblixts inbyggda slav skulle sålla bort förblixt. De slavtändare som gör det är också lika "dumma", för de räknar i regel inte blixtar utan har en liten fördröjning, så att blixten inte går förrän ungefär 15 ms efter initiering, så att man måste ställa slutartiden lite längre för att slutaren inte ska vara delvis stängd medan blixten lyser.

Det finns blixtar som både har funktionen och skriver om den i manualen. Elinchrom Quadra har lite olika inställningar för att hantera förblixtar. Både antal förblixtar och tiden mellan. Även en "inlärningsfunktion" för den aktuella förblixten.

/ Kalle
 
ANNONS