Valor de exposición

Velocidad de obturación rápida (tiempo de exposición corto) de una ola rompiendo.

Velocidad de obturación lenta (tiempo de exposición prolongado) de una ola rompiendo.

En fotografía , el valor de exposición ( EV ) es un número que representa una combinación de la velocidad de obturación y el número f de una cámara , de modo que todas las combinaciones que producen la misma exposición tienen el mismo EV (para cualquier luminancia de escena fija ). El valor de exposición también se utiliza para indicar un intervalo en la escala de exposición fotográfica, donde una diferencia de 1 EV corresponde a un paso de exposición estándar de potencia de 2, comúnmente denominado paso . ^{[ a ]}

El concepto EV fue desarrollado por el fabricante alemán de obturadores Friedrich Deckel en la década de 1950. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Su intención era simplificar la elección entre configuraciones de exposición de cámara equivalentes reemplazando combinaciones de velocidad de obturación y número f (por ejemplo,1/125  s a f /16 ) con un solo número (p. ej., 15). En algunos objetivos con obturadores de láminas , el proceso se simplificó aún más al permitir que los controles de obturador y apertura se vincularan de manera que, al cambiar uno, el otro se ajustaba automáticamente para mantener la misma exposición. Esto fue especialmente útil para principiantes con conocimientos limitados sobre los efectos de la velocidad de obturación y la apertura y la relación entre ellas. Pero también fue útil para fotógrafos experimentados que podrían elegir una velocidad de obturación para congelar el movimiento o un número f para la profundidad de campo, porque permitía un ajuste más rápido —sin necesidad de cálculos mentales— y reducía la posibilidad de error al realizar el ajuste.

El concepto se conoció como Sistema de Valor de Luz (LVS) en Europa; se le conoció generalmente como Sistema de Valor de Exposición (EVS) cuando las funciones estuvieron disponibles en las cámaras en los Estados Unidos. ^{[ 3 ]}

Debido a consideraciones mecánicas, el acoplamiento del obturador y el diafragma se limitaba a los objetivos con obturadores de láminas; sin embargo, actualmente varios modos de exposición automática funcionan con un efecto similar en cámaras con obturadores de plano focal .

El valor de exposición (EV) adecuado se determinaba en función de la luminancia de la escena y la sensibilidad de la película; el sistema también incluía ajustes para filtros, compensación de exposición y otras variables. Con todos estos elementos integrados, la cámara se configuraba transfiriendo el valor único así determinado.

El valor de exposición se ha indicado de diversas maneras. Las normas ASA y ANSI utilizaban el símbolo de cantidad E _v , donde el subíndice v indicaba el valor logarítmico; este símbolo se sigue utilizando en las normas ISO , pero el acrónimo "EV" es más común en otros contextos . La norma Exif utiliza "Ev". ^{[ 4 ]}

Aunque todos los ajustes de la cámara con el mismo valor de exposición (EV) dan nominalmente la misma exposición, no necesariamente dan la misma imagen. El número f ( apertura relativa ) determina la profundidad de campo , y la velocidad de obturación ( tiempo de exposición ) determina la cantidad de desenfoque por movimiento , como se ilustra en las dos imágenes correctamente expuestas de la ola rompiendo.

El valor de exposición es una escala logarítmica de base 2 , definida por: ^{[ 2 ]}

$${\displaystyle {\begin{aligned}\mathrm {EV} &=\log _{2}{\frac {N^{2}}{t}}\\&=2\log _{2}{N}-\log _{2}{t}\,,\end{aligned}}}$$

dónde

• N es el número f ; y
• t es el tiempo de exposición (" velocidad de obturación ") en segundos. ^{[ b ]}

La segunda línea simplemente aplica la identidad del cociente de logaritmos a la primera línea.

EV  0 corresponde a un tiempo de exposición de1 s  y una apertura de f /1.0 . Si se conoce el EV, se puede utilizar para seleccionar combinaciones de tiempo de exposición y número f, como se muestra en la Tabla 1 .

Cada incremento de 1 en el valor de exposición corresponde a un cambio de un "paso" (o, más comúnmente, un "destello") en la exposición, es decir, la mitad de la exposición, ya sea reduciendo a la mitad el tiempo de exposición o el área de apertura, o una combinación de ambos cambios. Los valores de exposición mayores son apropiados para fotografiar en situaciones con mucha luz o para velocidades ISO bajas .

El "valor de exposición" indica combinaciones de ajustes de la cámara en lugar de la exposición luminosa (también conocida como exposición fotométrica), que viene dada por ^{[ 5 ].}

$${\displaystyle H=Et\,,}$$

dónde

• H es la exposición luminosa / fotométrica , en lux-segundos (lx·s);
• E es la iluminancia del plano de la imagen , en lux (lx), o equivalentemente lúmenes por metro cuadrado (lm/m² ⁾ ; y
• t es el tiempo de exposición ("velocidad de obturación"), en segundos (s).

La iluminancia E está controlada por el número f, pero también depende de la luminancia de la escena . Para evitar confusiones, algunos autores, como Sidney Ray, han utilizado el término «exposición de la cámara» para referirse a combinaciones de ajustes de la cámara. ^{[ 5 ]} La norma ASA de 1964 para controles de exposición automáticos para cámaras, ASA PH2.15-1964, adoptó el mismo enfoque y también utilizó el término más descriptivo « ajustes de exposición de la cámara ». ^{[ 6 ]}

No obstante, es práctica común entre los fotógrafos utilizar el término "exposición" para referirse tanto a la configuración de la cámara como a la exposición fotométrica.

Representación de la configuración de la cámara: EV

La razón t / N ² podría usarse para representar combinaciones equivalentes de tiempo de exposición y número f en un solo valor. Pero para muchas de estas combinaciones utilizadas en la fotografía general, la razón da un valor fraccionario con un denominador grande; esto es inconveniente en la notación y difícil de recordar. Invirtiendo esta razón y tomando el logaritmo en base 2 se puede definir una cantidad E _v tal que

$${\displaystyle {\begin{aligned}E_{\mathrm {v} }&=\log _{2}{\frac {N^{2}}{t}}\\&=2\log _{2}{N}-\log _{2}{t}\,,\end{aligned}}}$$

lo que resulta en un valor que progresa en una secuencia lineal a medida que la exposición de la cámara cambia en pasos de potencia de 2. Por ejemplo, comenzando con1  s y f /1 , disminuyendo la exposición se obtiene la secuencia simple

$${\displaystyle 0,1,2,3,\ldots ,14,15,\ldots \,.}$$

Los dos últimos valores mostrados se aplican con frecuencia al utilizar  soportes de imagen con una sensibilidad ISO 100 en fotografía al aire libre.

Este sistema ofrece su mayor beneficio al usar un fotómetro (o tabla de exposición) calibrado en EV con una cámara que permite realizar ajustes en EV, especialmente con obturador y diafragma acoplados; la exposición adecuada se ajusta fácilmente en la cámara, y la elección entre ajustes equivalentes se realiza ajustando un solo control.

Las cámaras actuales no permiten ajustar directamente la compensación de exposición (EV), y las cámaras con control automático de exposición generalmente eliminan la necesidad de hacerlo. Sin embargo, la EV puede ser útil para transferir los ajustes de exposición recomendados de un fotómetro (o tabla de exposiciones recomendadas ) a una calculadora de exposición (o tabla de ajustes de la cámara ).

El valor de exposición (EV) se utiliza como indicador de la configuración de la cámara y corresponde a las combinaciones reales de velocidad de obturación y apertura. Cuando el EV real coincide con el recomendado según el nivel de luz y la sensibilidad ISO, esta configuración debería dar como resultado la exposición correcta.

La exposición "correcta" se obtiene cuando el número f y el tiempo de exposición coinciden con los "recomendados" para las condiciones de iluminación y la velocidad ISO dadas; la relación viene dada por la ecuación de exposición prescrita por la norma ISO 2720:1974 :

$${\displaystyle {\frac {N^{2}}{t}}={\frac {LS}{K}}\,,}$$

donde ^{[ c ]}

• N es la apertura relativa ( número f );
• t es el tiempo de exposición (" velocidad de obturación ") en segundos; ^{[ b ]}
• L es la luminancia promedio de la escena en candelas por metro cuadrado ( cd / m ² ) ;
• S es la velocidad aritmética ISO ;
• K es la constante de calibración del medidor de luz reflejada ;

Aplicado al lado derecho de la ecuación de exposición, el valor de exposición es

$${\displaystyle \mathrm {EV} =\log _{2}{\frac {LS}{K}}\,.}$$

Si se utiliza el valor común de K = 12,5 cd ·s / m ² ⁠ /ISO, un EV de cero (por ejemplo, una apertura de f /1 y un tiempo de obturación de1  s ) para ISO = 100 corresponde a una luminancia de 0,125 ⁠ cd / m ² ⁠ ( 0,01 ⁠ cd / ft ² ⁠ ). A EV = 15 (la cantidad de luz " soleada dieciséis ") la luminancia es 4096 ⁠ cd / m ² ⁠ ( 380 ⁠ cd / ft ² ⁠ ).

Los ajustes de la cámara también se pueden determinar a partir de mediciones de luz incidente, para lo cual la ecuación de exposición es

$${\displaystyle {\frac {N^{2}}{t}}={\frac {ES}{C}}\,,}$$ dónde

• E es la iluminancia en lux o lúmenes por metro cuadrado; y
• C es la constante de calibración del medidor de luz incidente.

En términos de valor de exposición, el lado derecho se convierte en

$${\displaystyle \mathrm {EV} =\log _{2}{\frac {ES}{C}}\,.}$$

Cuando se aplica al lado izquierdo de la ecuación de exposición, el EV indica combinaciones reales de ajustes de la cámara; cuando se aplica al lado derecho, indica las combinaciones de ajustes de la cámara necesarias para obtener la exposición nominalmente "correcta". La relación formal del EV con la luminancia o la iluminancia tiene limitaciones. Si bien suele funcionar bien para escenas típicas al aire libre a la luz del día, es menos aplicable a escenas con distribuciones de luminancia muy atípicas, como los horizontes urbanos nocturnos. En tales situaciones, el EV que dará como resultado la mejor fotografía a menudo se determina mejor mediante una evaluación subjetiva de las fotografías que mediante una consideración formal de la luminancia o la iluminancia.

Para una luminancia y una velocidad de película determinadas, un valor EV mayor resulta en una menor exposición, y para una exposición fija (es decir, ajustes fijos de la cámara), un valor EV mayor corresponde a una mayor luminancia o iluminancia.

La iluminancia se mide utilizando un sensor plano; si se utiliza el valor común de C = 250 lux·s·ISO ( ⁠ lm·s / m ² ⁠ ·ISO), un EV de cero (por ejemplo, una apertura de f /1 y un tiempo de obturación de1  s ) para ISO = 100 corresponde a una iluminancia de 2,5 lux ( 0,23 candelas-pie ). A EV = 15 (la cantidad de luz de "dieciséis soleados") la iluminancia es de 82 000 lux ( 7600 fc ). Para fotografía general, las mediciones de luz incidente se suelen tomar con un sensor hemisférico; las lecturas no se pueden relacionar de forma significativa con la iluminancia.

Es posible que no siempre se disponga de un fotómetro, y utilizarlo para determinar la exposición en algunas escenas con una distribución de luz inusual puede resultar difícil. ^{[ d ]} Sin embargo, la luz natural, así como muchas escenas con iluminación artificial, son predecibles, por lo que la exposición a menudo se puede determinar con una precisión razonable a partir de valores tabulados.

Los valores de exposición de la Tabla 2 son pautas generales razonables, pero deben usarse con precaución. Para simplificar, se redondean al entero más cercano y omiten numerosas consideraciones descritas en las guías de exposición ANSI de las que se derivan. Además, no tienen en cuenta los cambios de color ni la falta de reciprocidad . El uso correcto de los valores de exposición tabulados se explica detalladamente en la guía de exposición ANSI. ^{[ 10 ]}

Los valores de exposición en la Tabla 2 son para la velocidad ISO 100 ("EV _{100 "). Para una velocidad ISO} S diferente , aumente los valores de exposición (disminuya las exposiciones) en el número de pasos de exposición en que esa velocidad sea mayor que ISO 100; formalmente,

$${\displaystyle \mathrm {EV} _{S}=\mathrm {EV} _{100}+\log _{2}{\frac {S}{100}}\,.}$$

Por ejemplo, la velocidad ISO 400 es dos pasos mayor que la ISO 100:

$${\displaystyle {\begin{aligned}\mathrm {EV} _{400}&=\mathrm {EV} _{100}+\log _{2}{\frac {400}{100}}\\&=\mathrm {EV} _{100}+2\,.\end{aligned}}}$$

Para fotografiar deportes nocturnos al aire libre con un medio de imagen ISO 400 , busque en la Tabla 2 "Deportes nocturnos" (que tiene un EV de 9 para ISO 100) y sume 2 para obtener EV ₄₀₀  =  11 .

Para una sensibilidad ISO más baja, disminuya los valores de exposición (aumente las exposiciones) en la cantidad de pasos de exposición en que la sensibilidad sea menor que ISO 100. Por ejemplo, una sensibilidad ISO 50 es un paso menor que ISO 100:

$${\displaystyle {\begin{aligned}\mathrm {EV} _{50}&=\mathrm {EV} _{100}+\log _{2}{\frac {50}{100}}\\&=\mathrm {EV} _{100}-1\,.\end{aligned}}}$$

Para fotografiar un arcoíris contra un cielo nublado con un medio de imagen de velocidad ISO 50 , busque en la Tabla 2 "Arcoíris - Fondo de cielo nublado" (que tiene un EV de 14) y reste 1 para obtener EV ₅₀  =  13 .

La ecuación para corregir la velocidad ISO también se puede resolver para EV ₁₀₀ :

$${\displaystyle \mathrm {EV} _{100}=\mathrm {EV} _{S}-\log _{2}{\frac {S}{100}}\,.}$$

Por ejemplo, usar una película ISO 400 y configurar la cámara en EV 11 permite fotografiar deportes nocturnos con un nivel de luz de EV ₁₀₀ = 9, de acuerdo con el ejemplo anterior realizado a la inversa.

En la mayoría de las cámaras, no existe una forma directa de transferir el valor de exposición (EV) a la configuración de la cámara; sin embargo, algunas cámaras, como algunos modelos de Voigtländer y Braun o la Kodak Pony II que se muestra en la foto, permitían ajustar directamente el valor de exposición.

Algunas cámaras de formato medio de Rollei ( modelos Rolleiflex y Rolleicord ) y Hasselblad permitían ajustar la compensación de exposición (EV) en los objetivos. La EV ajustada podía bloquearse, acoplando los ajustes de obturador y apertura, de modo que al ajustar la velocidad de obturación o la apertura se producía un ajuste correspondiente en la otra para mantener una exposición constante. ^{[ 2 ]} En algunos objetivos, el bloqueo era opcional, de manera que el fotógrafo podía elegir el método de trabajo preferido según la situación. Respecto al uso de la EV en algunos fotómetros y cámaras, Ansel Adams señaló que, en algunos casos, la indicación de EV del fotómetro podría necesitar ajustarse a la sensibilidad de la película. ^{[ 11 ]}

Muchas cámaras actuales permiten la compensación de exposición y suelen indicarla en términos de EV. ^{[ 12 ]} En este contexto, EV se refiere a la diferencia entre la exposición indicada y la exposición configurada. Por ejemplo, una compensación de exposición de +1  EV (o +1  paso) significa aumentar la exposición, ya sea utilizando un tiempo de exposición más prolongado o un número f menor.

El concepto de compensación de exposición es opuesto al de la escala EV. Un aumento de la exposición corresponde a una disminución del EV, por lo que una compensación de exposición de +1  EV resulta en un EV menor; por el contrario, una compensación de exposición de −1  EV resulta en un EV mayor. Por ejemplo, si la lectura del fotómetro de un sujeto con una luminosidad superior a la normal indica EV  16, y se aplica una compensación de exposición de +1  EV para que el sujeto se vea correctamente, la configuración final de la cámara corresponderá a EV  15.

Algunos fotómetros (por ejemplo, los fotómetros puntuales de Pentax ) indican directamente el valor en EV a ISO 100. Otros fotómetros, especialmente los digitales, pueden indicar el valor en EV para la sensibilidad ISO seleccionada. En la mayoría de los casos, esta diferencia es irrelevante; con los fotómetros de Pentax, los ajustes de la cámara se suelen determinar mediante la calculadora de exposición, y la mayoría de los fotómetros digitales muestran directamente la velocidad de obturación y el número f.

Recientemente, en numerosos sitios web se ha utilizado el término valor de luz (LV) para referirse al valor eléctrico (EV) en la norma ISO 100. Sin embargo, este término no proviene de ningún organismo de normalización y ha tenido varias definiciones contradictorias.

El sistema aditivo de exposición fotográfica ( APEX ), propuesto en la norma ASA de 1960 para la velocidad de la película monocromática, extendió el concepto de valor de exposición a todas las cantidades en la ecuación de exposición al tomar logaritmos en base 2, reduciendo la aplicación de la ecuación a una simple suma y resta. ^{[ 13 ]}

En términos de valor de exposición, el lado izquierdo de la ecuación de exposición se convierte en:

$${\displaystyle E_{v}=A_{v}+T_{v}\,.}$$

El valor de apertura A _v y el valor de tiempo T _v se definen como:

$${\displaystyle {\begin{aligned}A_{v}&=\log _{2}{A^{2}}=2\log _{2}{A}\\T_{v}&=\log _{2}{1 \over T}=-\log _{2}{T}\,,\end{aligned}}}$$

dónde:

• A es la apertura relativa (número f); y
• T el tiempo de exposición ("velocidad de obturación") en segundos. ^{[ b ]}

A _v y T _v representan el número de paradas desde f /1 y 1 segundo, respectivamente.

El uso de APEX requería marcas logarítmicas en los controles de apertura y obturador, pero estas nunca se incorporaron en las cámaras de consumo. Poco después de que se propusiera APEX, la mayoría de las cámaras incluyeron fotómetros integrados, lo que eliminó la necesidad de usar la ecuación de exposición y, en la práctica, APEX tuvo escaso uso.

APEX ha experimentado un resurgimiento parcial en el estándar Exif , que exige almacenar datos de exposición utilizando valores APEX .

Para una velocidad ISO y una constante de calibración del fotómetro dadas, existe una relación directa entre el valor de exposición y la luminancia (o iluminancia). Estrictamente hablando, el EV no es una medida de luminancia o iluminancia; más bien, un EV corresponde a una luminancia (o iluminancia) para la cual una cámara con una velocidad ISO dada usaría el EV indicado para obtener la exposición nominalmente correcta. No obstante, es práctica común entre los fabricantes de equipos fotográficos expresar la luminancia en EV para una velocidad ISO 100, como cuando especifican el rango de medición ^{[ 2 ]} o la sensibilidad del autoenfoque. ^{[ e ]} Lo correcto sería indicar tanto la constante de calibración del fotómetro como la velocidad ISO, pero esto rara vez se hace.

Los valores de la constante de calibración de luz reflejada K varían ligeramente entre los fabricantes; una opción común es 12,5 ( Canon , Nikon y Sekonic ). Usando K = 12,5 , la relación entre EV a ISO 100 y luminancia L es entonces

$${\displaystyle L=2^{\mathrm {EV} -3}\,{\mathrm {cd} \over \mathrm {m} ^{2}}.}$$

En la Tabla 3 se muestran los valores de luminancia para distintos valores de EV, basados ​​en esta relación. Mediante esta relación, se puede utilizar un fotómetro de luz reflejada que indique en EV para determinar la luminancia.

Al igual que con la luminancia, la práctica común entre los fabricantes de equipos fotográficos es expresar la iluminancia en EV para una velocidad ISO 100 al especificar el rango de medición. ^{[ f ]}

La situación con los medidores de luz incidente es más complicada que con los medidores de luz reflejada, ya que la constante de calibración C depende del tipo de sensor. Son comunes dos tipos de sensores: planos ( con respuesta coseno ) y hemisféricos ( con respuesta cardioide ). La iluminancia se mide con un sensor plano; un valor típico para C es 250 con la iluminancia en lux . Usando C = 250 , la relación entre EV a ISO 100 y la iluminancia E es entonces

$${\displaystyle E=2.5\times 2^{\mathrm {EV} }\,\mathrm {lx} .}$$

En la tabla de la derecha se muestran los valores de iluminancia para distintos valores de EV, basados ​​en esta relación. Mediante esta relación, se puede utilizar un fotómetro de luz incidente que indique en EV para determinar la iluminancia.

Si bien las mediciones de iluminancia pueden indicar la exposición adecuada para un sujeto plano, resultan menos útiles para una escena típica en la que muchos elementos no son planos y se encuentran en diversas orientaciones con respecto a la cámara. Para determinar la exposición fotográfica práctica, un sensor hemisférico ha demostrado ser más eficaz. Con un sensor hemisférico, los valores típicos de C se sitúan entre 320 (Minolta) y 340 (Sekonic), con la iluminancia expresada en lux. Si se interpreta la iluminancia de forma flexible, las mediciones con un sensor hemisférico indican la "iluminación de la escena".

• Sistema APEX
• Compensación por exposición
• Calibración del fotómetro
• Imágenes de alto rango dinámico

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