Экспозиционное число, экспозиционный канал () — условное целое число, однозначно характеризующее экспозицию при фото- и киносъёмке. Одному и тому же экспозиционному числу могут соответствовать различные комбинации выдержки и диафрагмы (экспопары), но всегда одно и то же количество света. При этом, экспозиционное число не является фотометрической величиной и без конкретного значения светочувствительности не может быть однозначно сопоставлено с освещённостью и яркостью. Шаг логарифмической шкалы экспозиционных чисел, соответствующий двукратному изменению экспозиции, принято называть экспозиционная ступень. Понятие легло в основу механической автоматизации управления экспозицией с помощью шкалы световых чисел (; ), получившей распространение во второй половине 1950-х годов.
Физический смысл Понятие экспозиционного числа разработано немецким конструктором фотозатворов Фридрихом Декелем (). В качестве органа управления шкала экспозиционных чисел использовалась в фотоаппаратах с центральным затвором, конструктивно наиболее подходящих для такого способа регулировки экспозиции. При этом градуировка шкал диафрагмы и выдержек выполняется равномерной и с одинаковым шагом, соответствующим изменению каждого из параметров вдвое. Шкалы расположены «навстречу» друг другу, поэтому совместный поворот обоих колец на одинаковый угол приводит к уменьшению одного из параметров при одновременном увеличении другого на ту же величину. В результате сочетание выдержки и диафрагмы может меняться при неизменной экспозиции. Впервые такое устройство реализовано в затворе Synchro-Compur Декеля, представленном им на выставке Photokina в 1954 году.
Шкала, нанесённая на одно из двух соосных колец, регулирующих экспозицию, служит для выбора их взаимного положения. Выбор конкретного числа этой шкалы с помощью фиксатора относительного вращения колец выдержки и диафрагмы соответствует выбору нужной экспозиции вне зависимости от текущих значений обоих экспозиционных параметров. Такая технология существенно упростила управление экспозицией, избавив начинающих фотолюбителей от необходимости подробного изучения понятий «выдержка» и «диафрагма». При этом взаимная фиксация колец позволяет совместным поворотом обеих шкал менять сочетание параметров при механической автоматизации соблюдения закона взаимозаместимости.
Первоначальное обозначение , принятое как один из стандартов ISO, со временем трансформировалось в современный английский акроним EV или eV, получивший статус международного символа. Шкала экспозиционных чисел основана на логарифмической зависимости с основанием 2:
где N соответствует диафрагменному числу, а t — времени экспозиции в секундах. Светочувствительность при этом подразумевается равной 100 единицам ISO. Если же она отличается, то значение EV изменяется на значение, равное количеству ступеней, на которое чувствительность отличается от 100. Таким образом, значение EV 0 соответствует экспозиции с выдержкой в 1 секунду при относительном отверстии f/1,0 при чувствительности светоприёмника равной 100. Если в данном случае изменить светочувствительность, например, на 800 ISO, то EV примет положительное значение +3. Однако, при этом же значении экспозиционного числа возможны и другие комбинации выдержки и диафрагмы: 2 секунды при f/1,4; 4 секунды при f/2,0; 8 секунд при f/2,8 и так далее. При любом из этих сочетаний экспозиция, получаемая фотоматериалом или фотоматрицей, будет одинаковой, а отличаться будут глубина резко изображаемого пространства и величина смазывания движущихся объектовИсключение составляют отклонения от закона взаимозаместимости из-за эффекта Шварцшильда, проявляющиеся при очень длинных или сверхкоротких выдержках. Каждое изменение экспозиционного числа на единицу, называемое ступенью (жаргонное название «стоп»), соответствует изменению экспозиции вдвое. Так, уменьшение на единицу соответствует более короткой выдержке или закрытию диафрагмы на одну ступень.
Тем не менее, экспозиционное число не является фотометрической величиной, а характеризует соотношение между конкретными значениями экспозиционных параметров, непосредственно не связанное с яркостью и освещённостью. Как известно, фотометрическое понятие экспозиции выражается зависимостью:
где Hv — экспозиция, E — освещённость в плоскости действительного изображения, а t — выдержка. Освещённость E зависит не только от относительного отверстия объектива, но и от яркости объекта съёмки, последняя из которых не учитывается экспозиционным числом. Во избежание путаницы вместо экспозиционного числа чаще используется понятие экспозиционные параметры, а производители фотоаппаратов предпочитают термин «Экспозиционные установки камеры» (). Система экспозиционных чисел, стала основой для аддитивной шкалы APEX, принятой в США в виде стандарта ASA PH2.15-1964.
В СССР система была малоизвестна и понятие экспозиционного числа также не получило широкого распространения. Вместо него использовались табличные методы вычисления экспозиции, содержащие другие условные числа, не имеющие ничего общего с общепринятым экспозиционным. Лишь в фотоэкспонометрах и в некоторых фотоаппаратах с центральными затворами наносились экспозиционные шкалы международного стандарта. В западных странах система APEX так и не дошла до стадии утверждения в виде разметки шкал аппаратуры из-за массового внедрения фотоэлектрических экспонометров.
В современной справочной литературе понятие экспозиционного числа применяется для обозначения конкретных сочетаний выдержки и диафрагмы, чаще всего при описании диапазона работоспособности экспонометров, автофокуса и других устройств, зависящих от световых условий. В экспозиционных числах («стопах») измеряется также фотографическая широта цифровых устройств регистрации изображения.
Таблица 1. Значения экспозиционного числа для различных экспозиционных параметров
{|class="wikitable" style="text-align: right;"
!colspan="13" style="background:#F3F3F3" | Относительное отверстие |- ! Выдержкав секундах | f/1,0 | f/1,4 | f/2,0 | f/2,8 | f/4,0 | f/5,6 | f/8,0 | f/11 | f/16 | f/22 | f/32 | f/45 | f/64 |- | 60 | −6 | −5 | −4 | −3 | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |- | 30 | −5 | −4 | −3 | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |- | 15 | −4 | −3 | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |- | 8 | −3 | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |- | 4 | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |- | 2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |- | 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |- | 1/2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |- | 1/4 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |- | 1/8 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |- | 1/15 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |- | 1/30 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |- | 1/60 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |- | 1/125 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |- | 1/250 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |- | 1/500 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |- | 1/1000 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |- | 1/2000 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |- | 1/4000 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |- | 1/8000 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25
На практике используются только целые значения экспозиционных чисел, соответствующие сочетаниям стандартных величин выдержки и диафрагмы, общепринятых в фотоаппаратуре. Дробные значения получили распространение при описании изменения уровня экспозиции, чаще всего, экспокоррекции. Для киносъёмки аналогичная таблица выглядит значительно проще, поскольку в большинстве случаев при стандартной кадровой частоте и постоянном угле раскрытия обтюратора используется единственное значение выдержки, однако в кинематографе система экспозиционных чисел не получила распространения.
Таблицы экспозиционных чисел В большинстве ситуаций точное определение экспозиции без фотоэлектрического экспонометра невозможно, однако знание экспозиционного числа, соответствующего тому или иному типу сюжета, помогает ориентироваться при вычислении нужных экспопараметров. Для сопоставления конкретного числа с освещённостью требуется знание светочувствительности. При значении этого параметра, равного ISO 100, все экспозиционные числа принимаются равными соответствующим световым.
Таблица 2. Экспозиционные числа для различных условий освещения при светочувствительности ISO 100
{| class="wikitable" style="padding: 0.1em 0.5em; text-align: left" |- ! style="background:#F3F3F3" | Световые условия || style="background:#F3F3F3" | EV100 |- ! colspan="2" | Естественное освещение на улице |- | | Освещённые песок или снег при ярком солнце или лёгкой дымке (резкие тени)Значение справедливо для фронтального освещения в дневное время, начинающееся через два часа после восхода, и заканчивающееся за два часа до заката. Для бокового света число уменьшается на единицу, а для контрового — на 2 EV | style="text-align: center;" | 16 |- | | Усреднённый сюжет при ярком солнце или лёгкой дымке (резкие тени) | style="text-align: center;" | 15 |- | | Освещённая ярким солнцем стандартная серая карта | style="text-align: center;" | 15 |- | | Усреднённый сюжет при солнце в дымке (мягкие тени) | style="text-align: center;" | 14 |- | | Усреднённый сюжет при лёгкой облачности (тени отсутствуют) | style="text-align: center;" | 13 |- | | Усреднённый сюжет при плотной облачности | style="text-align: center;" | 11–12 |- | | Сюжет в глубокой тени при ярком солнце | style="text-align: center;" | 12 |- | colspan="2" | Ландшафт, освещённый лунным светом |- | style="padding: 0.1em 1.5em;" | Полнолуние | style="text-align: center;" | от −3 до −2 |- | style="padding: 0.1em 1.5em;" | Месяц (четверть) | style="text-align: center;" | −4 |- | style="padding: 0.1em 1.5em;" | Полумесяц | style="text-align: center;" | −6 |- | | Ландшафт, освещённый светом звёздного неба | style="text-align: center;" | −15 |- ! colspan="2" | Искусственное освещение на улице |- | | Неоновые и светодиодные вывески | style="text-align: center;" | 9–10 |- | | Ночной спорт | style="text-align: center;" | 9 |- | | Огонь и горящие здания | style="text-align: center;" | 9 |- | | Яркие ночные сцены | style="text-align: center;" | 8 |- | | Ночные сцены на улице и освещённые окна | style="text-align: center;" | 7–8 |- | | Ночной уличный траффик | style="text-align: center;" | 5 |- | | Ярмарки и парки с аттракционами | style="text-align: center;" | 7 |- | | Новогодняя ёлка, подсветка зданий | style="text-align: center;" | 4–5 |- | | Освещённые здания, памятники и фонтаны | style="text-align: center;" | 3–5 |- | | Освещённые здания издалека | style="text-align: center;" | 2 |- ! colspan="2" | Искусственное освещение в интерьере |- | | Выставочные залы, галереи | style="text-align: center;" | 8–11 |- | | Стадионы и театральные сцены при полном освещении | style="text-align: center;" | 8–9 |- | | Ледовые шоу с заливающим светом | style="text-align: center;" | 9 |- | | Арена цирка с заливающим светом | style="text-align: center;" | 8 |- | | Офисы и цеха | style="text-align: center;" | 7–8 |- | | Домашние интерьеры | style="text-align: center;" | 5–7 |- | | Новогодняя ёлка | style="text-align: center;" | 4–5 |- ! colspan="2" |Источники света |- | | Искрящийся снег на ярком солнце | style="text-align: center;" | 21 |- | | Яркий источник искусственного света | style="text-align: center;" | 20 |- | | Солнечные блики на блестящих металлических предметах | style="text-align: center;" | 19 |- | | Солнечные блики на поверхности воды | style="text-align: center;" | 18 |- | colspan="2" | Диск ЛуныПри высоте Луны над горизонтом более 40° |- | style="padding: 0.1em 1.5em;" | Полная | style="text-align: center;" | 15 |- | style="padding: 0.1em 1.5em;" | Ущербная | style="text-align: center;" | 14