Expoziční přístroj hlásí jediné číslo, ale důsledky jeho použití se u filmu a digitálního snímače liší. Obě média selhávají opačnými směry: film ztrácí informace nejdříve ve stínech, digitál nejdříve ve světlech. Pochopení příčin promění neurčité pravidlo v záměrnou strategii, protože bezpečný směr korekce expozice není pro každé médium stejný.

Filmová křivka s čísly na osách

Chování negativu popisuje jeho charakteristická křivka – závislost denzity na logaritmu expozice. Křivka má tři oblasti: patu, kde je sklon nízký a tónové hodnoty stínů jsou komprimovány; dlouhý přibližně přímý střední úsek, jehož sklon je gamma, přibližně 0,6 u normálně vyvolané univerzální emulze; a rameno, kde denzita ustupuje, jak se emulze blíží maximu.

Spodní okraj paty není mlhavou hranicí, nýbrž definovaným bodem. Norma ISO 6 stanovuje bod citlivosti tam, kde denzita poprvé vzroste o 0,10 nad base+fog, a fixuje vyvolání tak, aby bod o 1,30 jednotky log-expozice dále na křivce – přibližně o 4,33 clonová čísla (stop) světlejší – ležel o 0,80 denzity nad bodem citlivosti. Tento poměr určuje standardní průměrný gradient 0,62, jímž se certifikuje jmenovitá citlivost. Pod hranicí 0,10 se sousední tónové hodnoty stínů zaznamenávají jako stejná denzita a splývají. To je práh: vyhladovíte-li stíny ze světla potřebného k jeho překročení, žádný zvětšovací papír ani sken neobnoví separaci, která nebyla na film nikdy zapsána.

Světla leží na přímém úseku, který je dostatečně dlouhý, aby přeexponování bylo odpouštějící. Kodak uvádí, že Tri-X 400 lze podexponovat až o tři clonová čísla (stop) a zachránit push processingem, za cenu vyššího kontrastu, hrubšího zrna a ještě větší ztráty detailu ve stínech, zatímco přeexponování snáší zdaleka velkorysejší. Asymetrie je konkrétní: jedno clonové číslo (stop) přeexponování plynule posune tón po přímém úseku při gamma 0,6, zatímco jedno clonové číslo (stop) podexponování ho shodí na komprimující patu, kde se sklon blíží nule.

Zónový systém čísluje umístění

Ansel Adams a Fred Archer propracovali zónový systém přibližně v letech 1939 až 1940 a Adams ho kodifikoval v díle The Negative (1948, revidováno 1981). Každá zóna je jedno clonové číslo (stop). Zóna V je střední šedá, tón, na nějž je kalibrován odrazivostní expozimetr; Zóna III je nejtmavší stín, který ještě zachovává texturu; Zóna VIII je nejsvětlejší texturovaný detail ve světlech. Pravidlo „exponovat pro stíny, vyvolávat pro světla” vyplývá přímo z křivky: umístění stínů je pevně dáno expozicí, zatímco vyvolávání posouvá vysoké denzity mnohem více než nízké.

Pracujme s příkladem za použití Ilford HP5 Plus, hodnoceného ISO 400/27°. Bodovým expozimetrem změřte hluboký stín, který musí zachovat texturu; expozimetr ho chce zobrazit jako Zónu V, takže zavřete o dvě clonová čísla (stop), abyste ho přesunuli na Zónu III. Exponujte při EI 400 a vyvolávejte v Ilfotec DD-X ředění 1+4 při 20 °C po dobu 9 minut – čas pro jmenovitou citlivost; v zásobním ID-11 je ekvivalentní čas 7 min 30 s. Texturovaný detail ve světlech o tři až pět clonových čísel (stop) nad tímto stínem pak dopadne poblíž Zóny VIII na přímém úseku. Pokud je scéna příliš kontrastní a hrozí, že tento detail padne na Zónu IX, kontrakce N-1 – kratší doba vyvolávání – ho stáhne zpět na Zónu VIII, přičemž stín na Zóně III zůstane prakticky nedotčen, protože nízké denzity na vyvolávání téměř nereagují. Expanze N+1, přibližně o 30 procent delší čas, dělá opak u ploché scény: pozvedne umístění na Zóně VII, aby se otisklo jako Zóna VIII.

Proč digitální snímače selhávají opačně

Digitální snímač situaci obrací, protože jeho odezva je v podstatě lineární. Každý fotosite akumuluje náboj v přímé úměře k přijatým fotonům, a to až do tvrdého bodu nasycení – kapacity celé jamky. Žádné rameno neexistuje. Jakmile se fotosite zaplní, vrátí maximální hodnotu a každý světlejší tón se ořeže na stejnou bílou bez možnosti zpětného obnovení gradace.

Stíny přežívají lépe než u filmu, ale soupeří se šumem. Jak Emil Martinec vysvětluje v Noise, Dynamic Range and Bit Depth in Digital SLRs (2008), celkový šum kombinuje čtecí šum R a fotonový šot P v kvadratuře, N² = R² + P². Šot je Poissonův: jeho velikost je druhá odmocnina z počtu zachycených fotonů. Zachytíte-li 10 000 fotonů, šum je 100, tedy SNR 100; zachytíte-li jen 100 fotonů, šum je 10, tedy SNR pouhých 10. Světlé tóny nesou tedy daleko čistší signál než tmavé. Použitelný rozsah je přibližně kapacita celé jamky vydělená čtecím šumem: jamka 18 000 e⁻ s čtecím šumem 4 e⁻ dává asi 4500:1, přibližně 12 clonových čísel (stop). Zesvětlení podexponovaných stínů zesiluje šum, který v nich již existuje; ořezané světlo nenabízí nic, co by bylo možné zesvětlit.

Expozice doprava (ETTR) a mýtus v ní ukrytý

Standardní digitální poučka zní: expozice doprava (ETTR) – posuňte histogram co nejdále doprava, aniž dojde k ořezu. Původní zdůvodnění vycházelo z počtu úrovní. Ve 12bitovém RAW souboru s 4096 úrovněmi, při lineární odezvě, obsahuje nejsvětlejší clonové číslo (stop) asi 2048 úrovní, následující 1024, pak 512, 256, 128 – s každým clonovým číslem (stop) směrem k černé se počet halvuje, takže nejhlubší stíny jsou popsány jen velmi malým počtem úrovní. Investujte expozici do světlých clonových čísel (stop) a zdánlivě zachytíte mnohem více tónálních informací.

Martinecova korekce je skutečný přínos: argument s počtem úrovní je z velké části červený sleď. Ve světlech fotonový šot již překračuje rozestup sousedních úrovní, takže extra úrovně nezaznamenají nic, co by šum nezamlžil. Skutečný důvod pro expozici doprava (ETTR) je SNR, stejný zákon druhé odmocniny jako předtím. Více světla znamená více fotonů a více fotonů znamená čistší signál všude, zejména ve stínech, které by jinak ležely blízko hranice čtecího šumu.

Jediné číslo expozimetru, dva protichůdné tendence

Odrazivostní expozimetr zobrazuje cokoliv, co snímá, jako pevný střední tón – Zónu V, konvenčně branou jako 18 % šedou, danou kalibrací konstantou K. Právě proto je jediné číslo nejednoznačné: expozimetr neví, zda míří na sníh nebo na uhlí, a fotograf musí rozhodnout, který tón scény kam umístit. Směr korekce je volba, kterou za vás určuje médium.

U filmu je nenapravitelnou chybou ztracený stín – ukotvete proto odečet na nejtmavším tónu, který musí zachovat texturu, změříte ho bodově a umístíte na Zónu III, a necháte světla stoupat po přímém úseku do ochranného ramene. U digitálu je nenapravitelnou chybou ořezané světlo – nastavíte proto expozici co nejsvětlejší, aniž nasytíte nejsvětlejší důležitý tón, sledujete pravý okraj histogramu a blikající indikátory přepalu, nikoliv stíny. Cíl je v obou případech totožný: přizpůsobit scénu místům, kde ji médium zaznamenává nejpříznivěji. Média se prostě liší v tom, který konec je křehký.

Zvětšovací papír je třetí křivka

U filmu existuje ještě jeden hráč. Fotografický papír má vlastní charakteristickou křivku a invertuje filmovou: kde filmová pata komprimuje stíny, má papír rameno, které komprimuje jeho vlastní tmavé tóny, a papírová pata zpracovává světla. Tisk negativu Ilford Multigrade na papír Multigrade RC nebo FB přemapuje celý rozsah negativu na reflexní stupnici tisku. Z tohoto pohledu je „vyvolávat pro světla” ve skutečnosti o přizpůsobení rozsahu denzit negativu papíru a filmové rameno není jen bezpečnostní polštář, ale funkce: jemně zaobluje nejsvětlejší tóny do oblasti, kterou papír ještě udrží, namísto toho, aby je praštil o zeď způsobem, jakým to snímač dělá při plné kapacitě jamky.