Blýskanie na lepšie časy

alebo všetko čo ste potrebovali vedieť o fotografovaní s bleskom a báli ste sa opýtať

© Autor: Milan Marônek, 7.1.2011


Úvod

Fotografické blesky za dobu svojej existencie prekonali dlhú cestu vývoja. Od zapaľovania horľavej zmesi na kovovej platničke s neodmyslyteľným a dnes už úsmev budiacim kúdolom dymu, cez batériové blesky zapaľujúce elektrickým prúdom horčíkovú pásku v sklenenej banke naplnenej kyslíkom, až po prístroje využívajúce k premene elektrickej energie na energiu svetelnú výboj vo vzácnom plyne. Ich rozmery sa postupne zmenšovali, pribúdali nové a nové funkcie ruka v ruke s postupným rozvojom elektroniky. Dnešné moderné zábleskové zariadenia sú v porovnaní so svojimi predchodcami zložité prístroje, ktorým však zostala rovnaká úloha: osvetliť snímanú scénu definovaným množstvom svetelnej energie, ktorá interakciou buď so svetlocitlivou emulziou filmu, alebo so svetlocitlivým snímačom digitálneho fotoaparátu vytvorí obraz.

Používanie zábleskového prístroja sa častoktát obmedzuje na iba prácu za zlých svetelných podmienok, čo je škoda. Jeho vhodným použitím napr. za jasného slnečného svetla je možné zbaviť sa nepríjemných ostrých tieňov na tvári portrétovaných osôb.

Tento článok sa zaoberá vysvetlením základných princípov a zákonitostí z oblasti fotografovania bleskom a zároveň popisuje funkcie, ktorými sú mnohé súčasné zábleskové prístroje vybavené.

Princíp činnosti

Na obr. 1 je principiálna schéma zábleskového prístroja. Vo vnútri sklenenej výbojky naplnenej  xenónom sa nachádzajú 3 elektródy. Dve elektródy, medzi ktorými má dôjsť k výboju sú pripojené na kondezátor, ktorý slúži ako zdroj elektrickej energie. Na to, aby k riadenému výboju mohlo dôjsť a ten mal i požadovanú intenzitu, musí mať napätie medzi elektródami relatívne vysokú hodnotu (300 V a viac). Ako však získať 300 V z niekoľkých „tužkových“ batérií? Vzhľadom na to, že jednosmerné napätie nemôžeme transformovať transformátorom, je nutné si pomôcť malým trikom: konštantné napätie napájacích batérií sa v meniči zmení na pulzujúce, ktoré je možné transformovať na napätie vyššie. Po usmernení dostaneme opäť jednosmerné, ale už vysoké napätie.

Obr. 1 Principiálna schéma zábleskového zariadenia 1–zdroj, 2–menič, 3–transformátor, 4–usmernenie, 5–hlavný kondenzátor, 6–kontrolka pripravenosti k záblesku, 7–spínací kontakt, 8–zapaľovací obvod, 9–výbojka

Obr. 1 Principiálna schéma zábleskového zariadenia
1–zdroj, 2–menič, 3–transformátor, 4–usmernenie, 5–hlavný kondenzátor, 6–kontrolka pripravenosti k záblesku, 7–spínací kontakt, 8–zapaľovací obvod, 9–výbojka

Nabíjanie blesku býva častokrát spojené i so zvukovým prejavom (blesk píska), za ktorý je zodpovedný práve menič. Na tomto mieste si dovolím malú poznámku týkajúcu sa používania NiCd alebo NiMH akumulátorov vo fotobleskoch, alebo fotoaparátoch. V návode na použitie majú niektoré prístroje výslovne zakázané akumulátory používať. V snahe o minimalizáciu výrobných nákladov dimenzujú niektorí výrobcovia obvody blesku iba na prúdové zaťaženie, ktoré sú schopné dodať alkalické články. Akumulátory sú však schopné poskytnúť niekoľkokrát vyšší prúd, čím môže dôjsť k poškodeniu prístroja. Ďalšie riziko poškodenia fotoprístroja hrozí pri pripojení staršieho typu blesku k novému fotoaparátu. Staršie blesky dosahovali na spínacích kontaktoch desiatky až stovky voltov. Nové prístroje sú konštruované tak, že spínacie napätie sa pohybuje rádovo vo voltoch. Vzájomným prepojením staršieho blesku s novým fotoprístrojom sa môže poškodiť elektronika fotoaparátu. Vráťme sa však naspäť k funkcii blesku.

Súčasne s hlavným kondenzátorom sa nabíja ešte jeden malý kondenzátor. V okamihu, kedy má dôjsť k výboju blesku, sa tento malý kondenzátor vybije cez transformátor, generujúc impulz niekoľko tisíc voltov. Tento napäťový impulz sa privedie na tretiu elektródu, čím sa plyn vo výbojke zionizuje, v dôsledku čoho sa stane vodivým. Veľký kondenzátor sa začne cez tento plyn vybíjať za vzniku jasného svetla. Dej prebieha veľmi rýchlo a za 1/50000 až 1/200 s (tento čas závisí od vnútorného odporu výbojky a kapacity kondenzátora) napätie na kondenzátore poklesne na hodnotu, kedy xenón prestane viesť elektrický prúd, čím svetelný výboj zanikne. Nabitím kondenzátora je možné celý proces opakovať. Prúd pretekajúci zionizovaným plynom nie je počas vybíjania konštantný, ale má exponenciálny charakter. Emitované svetlo je potom úmerné intenzite pretekajúceho prúdu. Typický priebeh intenzity záblesku v závislosti od času je na obr. 2. Tento režim činnosti blesku sa nazýva plný výkon, alebo manuálny záblesk.

Obr. 2 Typický priebeh intenzity záblesku v závislosti od času

Obr. 2 Typický priebeh intenzity záblesku v závislosti od času

Energia nabitého kondenzátora je daná vzťahom:

Energia kondenzatora

Ak dosadíme kapacitu kondenzátora C v mF a napätie U na kondenzátore v kV, dostaneme energiu nabitého kondenzátora v jouloch, t.j. vo wattsekundách. Elektrická energia sa teda transformuje na energiu svetelnú, ktorá sa vo vhodnom uhle vyžiari do priestoru.

Výkon blesku, smerné číslo

Energia blesku vyjadrená vo wattsekundách fotografovi veľa nepovie. V praxi sa preto používa termín smerné číslo blesku.

Čím je fotografovaný objekt ďalej od blesku, tým je potreba viac energie na dosiahnutie správnej expozície. Táto závislosť je kvadratická. Zväčšenie vzdialenosti na dvojnásobok vyžaduje potom na dosiahnutie správnej expozície štvornásobok energie. Ak je výkon blesku konštantný, je nutné pri zväčšení vzdialenosti medzi objektom a bleskom viac otvoriť clonu. Pri zdvojnásobení vzdialenosti sú to 2 clonové čísla (plocha, cez ktorú vstupuje svetlo do objektívu je tak štvornásobná).

Vzdialenosť a clonové číslo sú v nasledovnom vzťahu:

Vzdialenosť fotografovaného objektu x clonové číslo = konštanta = SČ

Konštanta SČ sa nazýva smerné číslo a v cudzojazyčnej literatúre sa stretnete najčastejšie s termínom GN (Guide Number).

Vzhľadom na to, že clonové číslo je bezrozmerná veličina, fyzikálny rozmer smerného čísla je jednotka dĺžky. Najčastejšie sa teda udáva v metroch, alebo v stopách. Veľmi často sa však dĺžková jednotka zo smerného čísla vypúšťa, čím samozrejme môže dôjsť k nedorozumeniam týkajúcich sa výkonu blesku.

Okrem toho smerné číslo platí iba pre určitú citlivosť filmu alebo citlivosti snímača, najčastejšie sa udáva pri ISO/ASA 100 (u bleskov s pohyblivým reflektorom závisí SČ i na nastavenom uhle vyžarovania, ako bude uvedené ďalej). Z toho vyplýva, že so zmenou citlivosti filmu sa mení i smerné číslo blesku. Zvýšením citlivosti na dvojnásobok sa smerné číslo zväčší 1,4x, zmenšením citlivosti na polovicu sa smerné číslo 1,4x zmenší.

Napr. ak je smerné číslo  pri 100 ASA 30 m, pri použití citlivosti 200 ASA bude smerné číslo 30 m x 1,4 = 42 m. Ak použijeme citlivosť 400 ASA, smerné číslo blesku sa zdvojnásobí (30 m x 1,4 x 1,4= 60 m).

Aby fotograf pri fotografovaní nemusel prácne vypočítavať zo smerného čísla clonu, alebo vzdialenosť na ktorú má fotografovať, býva na zadnej strane zábleskového prístroja tabuľka uvádzajúca pre rôznu citlivosť filmu a rôzne clonové čísla pracovnú vzdialenosť. Práca s bleskom je potom rýchlejšia.

Pre závislosť smerného čísla na energii kondenzátora W bol stanovený empirický vzťah, ktorý udáva teoretické dosažiteľné smerné číslo SČT pri optimálne vyriešenej optickej časti–reflektoru blesku:

Teoreticke SC

Upozorňujem, že sa jedná o empirický vzťah, ktorý fyzikálne „nesedí“. Ak do neho dosadíme energiu kondenzátora vo wattsekundách, výsledné SČT dostaneme v metroch.

Aby sme sa v otázke energie a smerného čísla orientovali správne, je treba si uvedomiť, že dvojnásobná energia kondenzátoru znamená zväčšenie smerného čísla 1,4x, t. j. zisk jedného clonového čísla. Uveďme si príklad:

Nech má prvý elektronický blesk energiu 16 Ws. Jeho teoretické smerné číslo bude:

Teoreticke SC vypocet

Pri fotografovaní zo vzdialenosti 4 m použijeme clonové číslo
16 m/4 m=4.

Druhý elektronický blesk s energiou 32 Ws (dvojnásobok prvej), bude mať analogicky SČT ≈23 m. Pri fotografovaní z rovnakej vzdialenosti 4m použijeme clonové číslo 23m/4m ≈ 5,6. Dvojnásobná energia náboja kondenzátora znamená jeho dvojnásobnú kapacitu, čo pri nezmenenej koncepcii napájacieho zdroja znamená dvojnásobný nabíjací čas. V praxi sa častokrát stretávame s tým, že napr.  blesk so smerným číslom 24 m je mnohými považovaný za oveľa výkonnejší ako blesk so smerným číslom „len“ 20 m, hoci prakticky to znamená zisk iba ½ clonového čísla!

Na to, aby sa smerné číslo zväčšilo na dvojnásobok, musel by kondenzátor blesku uchovať štvornásobné množstvo energie. Toto potom stavia praktickú hranicu pre veľkosť smerného čísla, pretože so vzrastajúcou kapacitou kondenzátora rastú i jeho rozmery, hmotnosť a v neposlednom rade i cena.

Hodnoty smerných čísel bleskov vstavaných vo fotoaparátoch sa v praxi pohybujú do 15 m/45 ft, alebo dokonca menej, externé blesky dosahujú smerné čísla 24 až 60 m/80 až 180 ft.

Málokto si uvedomuje, že energia desiatok wattsekúnd pri napätí na kondenzátore 300 V a vyššom môže byť životu nebezpečná. Kondenzátor môže zostať nabitý ešte dlho potom, ako sa prístroj vypol. Preto dôsledne varujem pred akýmikoľvek neodbornými zásahmi do útrob blesku. Poznám prípad, kedy domáci „kutil“ po elektrickom údere od úľaku rozobratý prístroj pustil na zem, kde sa už dielo skazy dokonalo. Mohlo to však dopadnúť horšie…

Keďže sa najčastejšie fotografuje zábleskovým prístrojom v uzatvorených priestoroch (bežné obývacie priestory), výrobca zábleskového prístroja počíta s čiastočným odrazom svetla od stien a stropu a táto hodnota je potom „zakalkulovaná“ i do smerného čísla. Ak fotografujeme na voľnom priestranstve, alebo vo väčších priestoroch (koncertné haly, kostoly a pod.), kde je i strop podstatne vyššie, musíme smerné číslo udávané výrobcom podeliť hodnotou 1,4. Inými slovami, ak podľa smerného čísla uvádzaného výrobcom vychádza pre danú vzdialenosť clona napríklad 8, treba použiť clonu 5,6. Na voľnom priestranstve dokonca 4,7 čo je až 1,5 clonového čísla.

Blesky s ovládateľným svetelným výkonom

Pri fotografovaní zo vzdialenosti menšej, ako je vzdialenosť prislúchajúca danému smernému číslu blesku a clonovému číslu, by zákonite došlo k preexpozícii snímku. Možným riešením by bolo použiť adekvátne vyššie clonové číslo, ale tým by sa zasa zmenila hĺbka ostrosti snímku. Vzniká tak potreba zníženia, resp. ovládania svetelného výkonu blesku.

Blesky s expozičnou automatikou

Na to, aby bolo možné ovládať množstvo svetla  vyžiarené bleskom, je treba prerušiť vybíjanie kondenzátora skôr, ako sa úplne vybije. Staršie blesky používali vnútornú výbojku, zopnutím ktorej sa skratoval hlavný kondenzátor, čím sa mu  odobrala zvyšná časť energie. Nevýhodou tohto riešenia bolo, že pri každom záblesku došlo k úplnemu vybitiu kondenzátora. Nabíjací čas bol potom pred každým zábleskom rovnaký, bez ohľadu na to, či bol záblesk v plnej intenzite, alebo len redukovaný. Časť energie získanej z napájacích článkov sa tak vlastne vyplýtvala.

Modernejšie riešenie používané u väčšiny súčasne vyrábaných bleskov používa na prerušenie výboja tyristor, ktorý je zapojený do série s vybíjacím obvodom. V prípade potreby tyristor prestane viesť elektrický prúd, výboj sa preruší a zvyšná energia v kondenzátore je k dispozícii pre ďalší záblesk. Nabíjací čas je kratší, zároveň sa šetria i napájacie články. Signál na prerušenie záblesku môže mať rôzny pôvod. Niektoré blesky sú vybavené prepínačom výkonu (1/2, 1/4, 1/8, atď. plného výkonu). V tomto prípade stačí na prerušenie výboja blesku jednoduchý časovací obvod. Ďalší spôsob spočíva v umiestnení fotoelektrického snímača na prednú stranu zábleskového prístroja. Toto čidlo meria odrazené svetlo od fotografovaného objektu a v prípade dosiahnutia požadovanej úrovne sa výboj preruší. Príklad priebehu vybíjania blesku s následným prerušením záblesku je na obr. 3. Všimnite si enormne krátky čas zapálenia blesku i veľmi strmý pokles intenzity záblesku v dôsledku jeho prerušenia.

Obr. 3 Znázornenie funkcie bleskovej automatiky Po dosiahnutí dostatočnej hladiny osvetlenia je záblesk prerušený a zvyšok energie je k dispozícii pre ďalší záblesk

Obr. 3 Znázornenie funkcie bleskovej automatiky
Po dosiahnutí dostatočnej hladiny osvetlenia je záblesk prerušený a zvyšok energie je k dispozícii pre ďalší záblesk

Použitie fotoelektrického snímača umožnilo skonštruovať zábleskové prístroje s tzv. expozičnou automatikou. Na zadnej strane prístroja sa prepínačom nastaví tzv. pracovná clona, ktorú je treba nastaviť tiež na objektíve a ktorá zároveň na blesku vymedzí maximálnu vzdialenosť, z ktorej je ešte možné fotografovať (v závislosti na smernom čísle blesku). V tomto režime potom fotočidlo automaticky ovláda prerušovanie záblesku bez ohľadu na to z akej vzdialenosti sa fotografuje (maximálna vzdialenosť sa samozrejme prekročiť nesmie). Potvrdenie správnej expozície býva indikované krátkym rozsvietením svetelnej diódy, prípadne zobrazením príslušného symbolu v hľadáčiku fotoaparátu. Zábleskové prístroje bývajú vybavené jednou, dvomi i viacerými pracovnými clonami, z ktorých si je možné vybrať podľa potreby.

Je nesporné, že záblesková automatika je v praxi veľmi účelná. Na druhej strane však, podobne ako automatika expozície fotoaparátu, nemôže bezpečne zvládnuť všetky prípady, ktoré sa môžu v praxi vyskytnúť. Mám na mysli napr. fotografovanie svetlého objektu na tmavom pozadí a naopak, fotografovanie zoom objektívami s premenlivou svetelnosťou, použitie medzikrúžkov a telekonvertorov a pod. Časť týchto nedostatkov odstraňuje až meranie bleskového svetla za objektívom.

Zábleskové prístroje s posuvným reflektorom blesku

Zábleskový prístroj vytvára kužeľ svetla, ktorý musí pokryť celý zorný uhol objektívu. Zorný uhol objektívu závisí na jeho ohniskovej vzdialenosti.  Čím je ohnisková vzdialenosť kratšia, tým je zorný uhol väčší a naopak. Napr. objektív s ohniskovou vzdialenosťou 28 mm má zorný uhol 75° (tento údaj platí pre kinofilm, pre iné formáty je pri danej ohniskovej vzdialenosti zorný uhol iný).

Ak svetelný kužeľ presahuje zorný uhol objektívu, táto časť svetla sa pri fotografovaní nevyužije. Upravením uhla vyžarovania práve na veľkosť zorného uhla objektívu (prirodzene s nejakou rezervou) sa svetlo blesku využije maximálne, čím sa zvýši i smerné číslo blesku, bez nutnosti zvyšovať kapacitu kondenzátora. Niektoré blesky tak umožňujú v prípade potreby meniť uhol vyžarovania posúvaním (zoomovaním) reflektora blesku. Pri nastavení reflektora na rozsah TELE (v niektorých prípadoch je priamo vyznačená zodpovedajúca ohnisková vzdialenosť objektívu, napr. 85, resp. 100 mm) sa vyžarovací uhol zúži a smerné číslo vzrastie. Pri nastavení reflektora do polohy WIDE sa vyžarovací uhol rozšíri a smerné číslo sa zníži. Na rozdiel od zoom objektívov, kde dochádza k plynulej zmene ohniskovej vzdialenosti, polohu reflektora zábleskového prístroja je možné meniť len v určitých krokoch. Moderné fotoprístroje so zabudovaným bleskom i najnovšie externé zábleskové prístroje umožňujú polohu reflektora nastavovať automaticky podľa zvolenej ohniskovej vzdialenosti objektívu. Objektív informuje telo fotoprístroja o nastavenej ohniskovej vzdialenosti a následne sa tento údaj prenáša do blesku, kde sa adekvátne posunie výbojka v reflektore, aby sa dosiahol zodpovedajúci vyžarovací uhol.

Na tomto mieste treba upozorniť na možné disproporcie pri porovnávaní rôznych zábleskových prístrojov. Niektorí výrobcovia totiž uvádzajú smerné číslo blesku pri nastavení reflektora do polohy TELE. Tento blesk potom pri porovnaní s iným vyzerá výkonnejší, pretože ten má uvádzané smerné číslo pre uhol vyžarovania zodpovedajúci zornému uhlu objektívu s ohniskovou vzdialenosťou 50 mm.

Smerné číslo zábleskových prístrojov s posuvným reflektorom vzrastie pri zmene ohniskovej vzdialenosti na dvojnásobok zhruba 1,3x. Ak teda výrobca uvádza smerné číslo 45 m pri ohniskovej vzdialenosti 100 mm, potom pri ohniskovej vzdialenosti 28 mm klesne zhruba na 27 m. Ako som k tomuto číslu prišiel? Vzdialenosť 28 mm je zo 100 mm približne štvrtina. Pri zmenšení ohniskovej vzdialenosti na polovicu by sme delili SČ 45 m hodnotou 1,3. Pri zmenšení ohniskovej vzdialenosti na štvrtinu musíme SČ 45 m deliť hodnotu 1,3 dvakrát. Teda (45m/1,3)/1,3=27 m. V prípade, že by vyžarovací uhol bol menší ako je zorný uhol objektívu, v rohoch snímku by sa prejavil úbytok svetla (rohy by boli na fotografii tmavšie), čo by pôsobilo rušivo. Preto výrobcovia fotografických a zábleskových prístrojov uvádzajú, akú najkratšiu ohniskovú vzdialenosť objektívu je blesk ešte schopný vykryť.

Okrem spomenutej zmeny polohy reflektoru blesku u bleskov vyšších tried býva možnosť otáčať reflektor vo vodorovnej rovine (zvyčajne v rozsahu 0 až 270°), v angličtine označovaná ako swivel, i vo zvislej rovine (-10 až 90°)–tilt. Možnosť týmto spôsobom otočiť reflektor sa hodí v prípade, že sa fotografuje odrazeným bleskovým svetlom (napr. od stropu miestnosti). V tomto prípade je dobré, ak blesk umožňuje i skúšobné odpálenie záblesku, pretože odrazom sa svetelný výkon značne redukuje. Kontrolné svetlo správneho osvitu umožní potom nastaviť vhodnú clonu, pri ktorej je ešte výkon blesku po odrazení dostatočný.

Záporné otočenie, skôr naklonenie reflektoru blesku je potrebné pri fotografiách zblízka, kde by z dôvodu paralaxy blesk svietil nad fotografovaný objekt.

Pracovná vzdialenosť blesku

Pracovnou vzdialenosťou rozumieme vzdialenosť medzi fotografovaným objektom a reflektorom blesku. Pre danú kombináciu zábleskový prístroj, objektív a citlivosť existuje určitá limitná pracovná vzdialenosť, pri ktorej ešte vznikne správna expozícia. Táto hranica zodpovedá plnému výkonu blesku a plne otvorenej clone objektívu. Napríklad typický kompaktný fotoaparát má objektív so svetelnosťou 4,0 a zabudovaný blesk so smerným číslom 12 m pre citlivosť ISO 100. Maximálna pracovná vzdialenosť je limitovaná hodnotou 12 m/4=3 metre.

Situácia sa trocha skomplikuje, ak sa svetelnosť objektívu mení s ohniskovou vzdialenosťou. Napríklad zoom objektív pre jednooké zrkadlovky s bežným rozsahom 28-80 mm má svetelnosť 3,5 pri krátkom ohnisku a 4,5 pri dlhom ohnisku. Blesk s posuvným reflektorom má pri ohnisku 28 mm SČ 15 m a pri ohnisku 80 mm SČ 24 m. Maximálna pracovná vzdialenosť pri krátkom ohnisku je potom 15m/3,5= 4,3 m a 24m/4,5=5,3 m pri dlhom ohnisku. Ak by svetelnosť objektívu pri dlhom ohnisku bola ešte nižšia, alebo smerné číslo pre tele rozsah menšie mohlo by sa stať, že by sa maximálna pracovná vzdialenosť pri prechode na dlhé ohnisko zmenšila. Inými slovami, pri fotografovaní z maximálnej vzdialenosti ohniskom 28 mm by bolo všetko v poriadku, ale pri ohnisku 80 mm by už došlo k podexpozícii snímku.

Možno to bude znieť prekvapujúco, ale výrobcovia bleskov častokrát uvádzajú i minimálnu pracovnú vzdialenosť. Tento údaj súvisí s rýchlosťou elektroniky zábleskového prístroja. Pri malej pracovnej vzdialenosti trvá záblesk veľmi krátko a prerušenie takéhoto krátkeho záblesku s dostatočnou presnosťou sa stáva problematické. Okrem toho pri malej pracovnej vzdialenosti pribúda problém s paralaxou–svetlo od objektu sa neodrazí presne na svetelné čidlo (tento problém odpadá pri TTL meraní bleskového svetla) a problém s hranicou citlivosti svetelného čidla (od určitej hladiny osvetlenia čidlo „hlási“ rovnakú úroveň). Predradením neutrálneho sivého filtra pred reflektor blesku môžeme minimálnu pracovnú vzdialenosť zmenšiť.

Veľmi zaujímavé je porovnanie časového priebehu intenzity záblesku v závislosti na tom, aká doba uplynula od rozsvietenia indikačného svetla oznamujúceho pripravenosť k záblesku. Na obr. 4 je znázornený priebeh 3 zábleskov.

Obr. 4 Časová závislosť intenzity záblesku pre rôzne časy uplynuté od okamihu rozsvietenia svetla informujúceho o pripravenosti k záblesku. Žltá farba–záblesk nasleduje bezprostredne po rozsvietení indikačného svetla, modrá farba–záblesk 5 s po rozsvietení, červená farba–záblesk 10 s po rozsvietení. Kondenzátor je už takmer plne nabitý. Krátke zotrvanie na vrchole krivky signalizuje dostatočné množstvo naakumulovanej energie.

Obr. 4 Časová závislosť intenzity záblesku pre rôzne časy uplynuté od okamihu rozsvietenia svetla informujúceho o pripravenosti k záblesku.
Žltá farba–záblesk nasleduje bezprostredne po rozsvietení indikačného svetla, modrá farba–záblesk 5 s po rozsvietení, červená farba–záblesk 10 s po rozsvietení. Kondenzátor je už takmer plne nabitý. Krátke zotrvanie na vrchole krivky signalizuje dostatočné množstvo naakumulovanej energie.

V prvom prípade (žltá krivka) došlo k expozícii ihneď po rozsvietení indikačného svetla. Druhá krivka (modrá farba) je priebeh po 5 sekundách od rozsvietenia indikačného svetla a konečne priebeh po 10 sekundách od rozsvietenia je znázornený červenou farbou. Je zrejmé, že najvyššiu intenzitu záblesku má priebeh vyznačený červenou farbou.

Tento jav je spôsobený tým, že indikačné svetlo (najčastejšie dutnavka, alebo LED) je nastavené tak, že sa rozsvieti pri určitom definovanom napätí na kondenzátore, pričom kondenzátor ešte nie je plne nabitý. Ak dôjde k odpáleniu blesku tesne po rozsvietení indikačného svetla, svetelný výkon nebude maximálny, a teda nebude zodpovedať uvádzanému smernému číslu. V závislosti od konštrukcie prístroja môže tak dôjsť k podexpozícii približne o 0,5 expozičného stupňa. Pri práci v manuálnom režime preto treba dať na tento fakt pozor. Pri práci v automatickom režime zo vzdialenosti, ktorá nevyžaduje plný záblesk tento problém odpadá, pretože hoci nie je blesk plne nabitý, fotoaparát, alebo záblesková automatika blesku záblesk adekvátne predĺžia (plocha pod krivkou bude rovnaká). Táto situácie je znázornená na obr. 5.

Obr. 5 Predĺženie času trvania záblesku bleskovou automatikou v prípade neúplného nabitia kondenzátora Žltá farba–záblesk nasleduje bezprostredne po rozsvietení indikačného svetla, modrá farba–záblesk 5 s po rozsvietení, červená farba–záblesk 10 s po rozsvietení

Obr. 5 Predĺženie času trvania záblesku bleskovou automatikou v prípade neúplného nabitia kondenzátora
Žltá farba–záblesk nasleduje bezprostredne po rozsvietení indikačného svetla, modrá farba–záblesk 5 s po rozsvietení, červená farba–záblesk 10 s po rozsvietení

TTL blesky

Pri TTL (Through The Lens) meraní zábleskového svetla (meranie za objektívom) je svetelné čidlo umiestnené vo vnútri fotoaparátu. Rozdiel medzi meraním svetla za objektívom pri fotografovaní pri prirodzenom svetle a pri fotografovaní bleskom je v tom, že čidlo meria prirodzené svetlo pred otvorením závierky, bleskové svetlo meria čidlo po odraze od emulzie filmu alebo snímača pri otvorenej závierke (obr. 6).

Obr. 6 Princíp TTL merania bleskového svetla

Obr. 6 Princíp TTL merania bleskového svetla

V tomto prípade ovláda prerušenie záblesku fotoaparát. Moderné zrkadlovky umožňujú nastaviť i korekciu bleskového svetla v pomere k hlavnému osvetleniu scény. Snímky s prisvetlením bývajú potom oveľa prirodzenejšie.

S pribúdajúcimi funkciami blesku pribúda i počet prepájacích kontaktov medzi bleskom a fotoaparátom. Najskôr sa blesk s fotoaparátom prepájal káblikom, pričom blesková zásuvka bola umiestnená na tele fotoaparátu. Sánky umiestnené zvyčajne nad pentagonálnym hranolom slúžili pôvodne iba na uchytenie blesku. Neskôr sa synchronizačný kontakt presťahoval do nich a postupne pribúdali ďalšie kontakty (obr. 7).

Obr. 7 Umiestnenie kontaktov v sánkach fotoprístroja 1–kontakty pre spínanie záblesku, 2–prídavný kontakt pre indikáciu pripravenosti k záblesku v hľadáčiku fotoprístroja, 3–ďalší prídavný kontakt pre TTL ovládanie zábleskového prístroja fotoaparátom, 4–doplňujúce kontakty pre ďalšie funkcie

Obr. 7 Umiestnenie kontaktov v sánkach fotoprístroja
1–kontakty pre spínanie záblesku, 2–prídavný kontakt pre indikáciu pripravenosti k záblesku v hľadáčiku fotoprístroja, 3–ďalší prídavný kontakt pre TTL ovládanie zábleskového prístroja fotoaparátom, 4–doplňujúce kontakty pre ďalšie funkcie

V niektorých prípadoch (napr. makrofotografia) však príde vhod oddelenie zábleskového prístroja od fotoaparátu s tým, že vzájomné prepojenie (a teda i všetky funkcie blesku) zostane zachované.  V takom prípade je nutné použiť špeciálny predlžovací viacžilový kábel.

Každý výrobca fotoprístrojov používa iné riadiace signály a komunikačné protokoly pre ovládanie blesku, ktoré častokrát podliehajú utajeniu. Vzájomná zámena jednotlivých značiek tak nie je možná. Zábleskový prístroj musí byť preto presne prispôsobený na mieru značke fotoaparátu, niekedy i konkrétnemu modelu, čím sa vlastne jedná už o systémový blesk (v zahraničnej literatúre označovaný ako dedicated). Výrobcovia špecializujúci sa na výrobu zábleskových prístrojov musia zvládnuť neľahkú úlohu vzájomnej kompatibility blesku a fotoprístroja. Najčastejšie sa zábleskový prístroj vyrába v rôznych modifikáciách pre príslušnú značku fotoaparátu, podobne ako objektívy.

Pri prechode na inú značku treba zakúpiť i nový blesk. Iným riešením v minulosti bola výmena iba spodnej časti blesku s kontaktami (Metz, Culmann), takže pri zmene značky fotoaparátu stačilo zakúpiť iba vhodný modul nazývaný SCA adaptér. V súčasnosti neoriginálni výrobcovia vyrábajú konkrétny model blesku pre viaceré značky fotoaparátov.

Hoci by sa TTL meranie bleskového svetla mohlo zdať dokonalé, i ono má svoje „muchy“. Vychádza totiž z predpokladu, že svetlocitlivé médium v rovnakej miere odráža dopadajúce svetlo. V súčasnosti pri dominancii digitálnych zrkadloviek je situácia jednoduchšia, pretože výrobca presne vie akú má čip použitý v jeho fotoprístroji odrazivosť. V (ne)dávnych analógových časoch však výrobca fotoprístroja nemohol tušiť, aký film si fotograf do fotoprístroja vloží. Emulzie filmov jednotlivých výrobcov i emulzie rôznych citlivostí v rámci jedného výrobcu sú totiž rôzne. Niektorá je svetlejšia, iná tmavšia, niektorá lesklejšia, ďalšia matnejšia. Tieto rozdiely sa potom prejavia na celkovom množstve odrazeného svetla. Filmy so svetlejšou a lesklejšou emulziu budú podexponované, naopak filmy s tmavšou a matnejšou emulziou budú preexponované. Rozdiely pri farebných negatívoch nie sú vďaka ich expozičnej pružnosti kritické, ale v rámci tejto skupiny môže byť rozdiel medzi najsvetlejšou a najtmavšou emulziou až 1 expozičný stupeň, t. j. jedna clona. Ak sa v prípade zložitej svetelnej situácie scény automatika dopustí chyby napr. podexpozície o 1 clonové číslo a pridá sa k nemu ešte podexpozícia vyplývajúca z bledšej emulzie, na výslednej expozícii to už bude poznať.

U diapozitívnych materiálov, vzhľadom na ich menšiu expozičnú pružnosť je tento rozdiel ešte kritickejší.

Okrem toho sa emulzie filmov líšia i svojim farebným odtieňom, takže každá časť farebného spektra sa odráža inak. Väčšina emulzií býva ladená do oranžova, z čoho vyplýva, že svetlo približne rovnakej vlnovej dĺžky (červená, žltá) sa od emulzie odráža viac,  svetlo kratšej vlnovej dĺžky (modrá, fialová) sa odráža menej. Žlté predmety budú preto mierne preexponované, modré podexponované. Rozdiel je v tomto prípade menší, ako pri rôznej svetlosti emulzie a dosahuje asi 1/3 expozičného stupňa.

TTL blesková automatika podliehala tiež vývoju so snahou o spresnenie výslednej expozície. Označenie A-TTL merania bleskového svetla, používané firmou Canon, využíva predzáblesk a svetelný senzor na zábleskovom prístroji na vyhodnotenie potrebného množstva svetla. Cieľom je dosiahnutie lepšieho vyváženia bleskového svetla s hlavným osvetlením scény.

Zdokonalením A-TTL bleskovej automatiky je E-TTL, resp. E-TTL II blesková automatika, ktorá používa opäť predzáblesk, ale expozíciu vyhodnocujú svetelné senzory vo vnútri fotoaparátu, merajúce expozíciu i pri fotografovaní bez blesku. Vzhľadom na väčší počet týchto senzorov (u niektorých fotoprístrojov až niekoľko tisíc), je výsledná expozícia presnejšia. Okrem toho je možné v expozícii preferovať práve senzor, ktorý je zároveň spojený i so zaostrovacím bodom autofokusu fotoaparátu.

Blesková automatika i-TTL u fotoaparátov Nikon okrem toho vyhodnocuje farbu objektu i jeho vzdialenosť od fotoaparátu, ktorú poskytuje objektív prístroja. Táto informácia sa doplní o informácie získané z predzábleskov odpálených bezprostredne po sklopení zrkadla, ale ešte pre otvorením závierky a porovnaním s modelovými scénami uloženými v pamäti fotoaparátu (môže ich byť až niekoľko desiatok tisíc) a následne sa vyberie tá, ktorá danej scéne najviac zodpovedá. Cieľom je opäť presnejšia expozícia i v zložitých svetelných situáciách.

Ďalšou novinkou v oblasti TTL merania bleskového svetla je spolupráca viacerých zábleskových jednotiek, ktoré je možné zoraďovať do skupín a priraďovať im spoločné nastavenia. Jednotlivé jednotky či skupiny sú ovládané bezdrôtovo a je možné u nich nastaviť vzájomný pomer vyžarovaného svetelného výkonu. Systémové blesky využívajú systém kódovania v predzábleskoch alebo infračerveným signálom, takže blesky musia pri fotografovaní na seba navzájom vidieť. V prípade, že to nie je možné je nutné použiť špeciálne riadiace jednotky (pre Nikon napr. SU-800), ktoré prenášajú infračervený signál aj „za roh“. Existujú aj riešenia založené na prenose dát rádiovými vlnami (napr. PocketWizard, http://www.pocketwizard.com alebo PixelKing, http://www.pixelhk.com) schopné ovládať blesk v režime TTL na niekoľko desiatok ba dokonca aj stoviek metrov.

Synchronizačný čas  

Vo väčšine súčasných fotografických prístrojov sa používajú dva typy závierok. Centrálna závierka používaná prevažne v kompaktných fotoaparátoch, fotoaparátoch na stredný a veľký formát a štrbinová závierka používaná prevažne v jednookých zrkadlovkách. Centrálna závierka je umiestnená priamo v objektíve a funguje podobne ako clona, s tým rozdielom, že lamely, z ktorých pozostáva sa musia úplne uzavrieť, aby nedochádzalo k osvetleniu snímača, resp. filmu pred vlastnou expozíciou. V okamihu expozície sa lamely závierky rozovrú na maximum, čím umožnia vlastnú expozíciu. Množstvo svetla dopadajúce na svetlocitlivú emulziu je tak dané časom otvorenia závierky a zaclonením clony,  umiestnenej pred závierkou. Lamely clony na rozdiel od závierky nie je možné úplne uzavrieť, to znamená že i po maximálnom zaclonení zostáva v strede clony malý otvor. Analógiou clony je očná zrenica. Rozovretie lamiel závierky na maximum je dôležité, pretože inak by boli okraje snímku nedostatočne osvetlené. Pri fotografovaní bleskom musí byť otvorenie závierky zosynchronizované s odpálením záblesku. K odpáleniu záblesku musí dôjsť v okamihu, kedy je závierka plne otvorená. Opačný spôsob, t. j. pri ktorom by sa závierka otvorila súčasne so zábleskom je z hľadiska krátkosti záblesku technicky nerealizovateľný. Z uvedeného vyplýva, že centrálna závierka sa musí naplno otvoriť i pri najkratších expozičných časoch. Synchronizácia blesku je teda možná pri všetkých časoch centrálnej závierky. Táto výhoda má i svoju negatívnu stránku, ktorou je obmedzenie najkratšieho expozičného času z konštrukčných dôvodov na približne 1/500 sekundy. V prípade kratších expozícií (v súčasnosti u špičkových prístrojov až 1/12000 s, u bežných 1/2000 s) prichádza k slovu druhý typ závierky–závierka štrbinová.

Tento typ závierky je umiestnený v blízkosti filmu a pracuje na princípe posuvného odkrývania a zakrývania filmového políčka dvomi lamelami. Staršie typy fotoaparátov mali lamely, ak je to ešte možné tak povedať, z pogumovaného plátna, moderné prístroje majú lamely kovové.

Ak je expozičný čas dostatočne dlhý, prvá lamela odkryje celé políčko skôr, ako druhá lamela toto políčko znova zakryje. V prípade, že je expozičný čas krátky, obe lamely sa pohybujú súčasne a osvetľujú políčko cez úzku medzeru (odtiaľ názov štrbinová závierka), čo znamená, že počas expozície vôbec nedôjde k úplnemu odkrytiu políčka. Exponovanie pomocou štrbiny je možné pochopiť na príklade kancelárskej kopírky, kde sa tiež postupne pohybuje svetelný zdroj pozdĺž kopírovanej predlohy, pričom nedochádza k jednorazovému plošnému osvetleniu predlohy.

Ako sme už uviedli, trvanie záblesku je približne 1/1000 s a niekedy i menej. Aby sa osvetlilo celé políčko filmu, nesmie žiadna z lamiel stáť v ceste svetlu v okamihu záblesku. V opačnom prípade časť políčka „neuvidí“ záblesk a zostane nenaexponovaná. Z toho dôvodu je možné pri štrbinovej závierke použiť blesk iba pri takom expozičnom čase závierky, kedy je políčko úplne odokryté (obr. 8).

Obr. 8 Načasovanie záblesku pri štrbinovej závierke

Obr. 8 Načasovanie záblesku pri štrbinovej závierke

Tento expozičný čas sa nazýva najkratší synchronizačný čas a býva na voliči expozičných časov fotoprístroja vyznačený inou farbou, alebo malou šípkou symbolizujúcou blesk. Fotografovanie bleskom je potom možné pri časoch rovných, alebo dlhších, ako je najkratší synchronizačný čas. Moderné fotoprístroje so zabudovaným bleskom (pri fotografovaní v automatickom režime ), alebo spojené so systémovým bleskom nastavujú synchronizačný čas závierky automaticky po nabití blesku. Predchádza sa tak  riziku chybnej expozície z dôvodu zle nastaveného synchronizačného času. U väčšiny prístrojov sa pohybuje najkratší synchronizačný čas v rozmedzí 1/125 až 1/200 s, profesionálne jednooké zrkadlovky dovoľujú použiť synchronizáciu blesku pri 1/250, či dokonca 1/300 s (Minolta Dynax 9). K čomu sú takéto krátke synchronizačné časy dobré? Pri fotografovaní portrétov v exteriéri sa častokrát používa blesk. Bleskové svetlo nie je v tomto prípade hlavným svetelným zdrojom, tým je denné svetlo, ale používa sa na oživenie snímku a vyjasnenie tieňov. Okrem toho pri portréte potrebujeme „oddeliť“ fotografovanú osobu od pozadia, čo je možné docieliť malým zaclonením objektívu. Tým sa zmenší hĺbka ostrosti a pozadie za fotografovanou osobou bude rozmazané. Po odclonení objektívu musíme však skrátiť expozičný čas, inak by bol záber preexponovaný. No a tu narážame na problém.  Ak pôvodná expozícia vychádza povedzme 1/60 s, clona 8, pri zaclonení na clonu 4 je výsledný expozičný čas 1/250 s. Ak fotoaparát neumožňuje použiť takýto krátky synchronizačný čas, máme smolu. V tomto prípade pomôže použiť menej citlivý film, alebo neutrálny sivý filter. V niektorých situáciách je i 1/250 s málo a hodil by sa synchronizačný čas 1/500 s, alebo dokonca kratší.  Vtedy je riešením synchronizácia s krátkymi časmi (v cudzojazyčnej literatúre označovaná ako high speed synchronization, alebo FP synchronization– Focal Plane Flash).

Synchronizácia s krátkymi časmi

Hoci princíp tejto metódy nie je vôbec nový, používa sa takmer výhradne u bleskov najvyššej triedy, čo sa odzrkadlí i na ich cene. Fígeľ je v tom, že záblesk nie je jeden, ale sa jedná o rýchlu sériu krátkych pulzov, ktoré ľudské oko vníma ako súvislý záblesk (obr. 9, 10).

Obr. 9 Časová závislosť intenzity záblesku v režime synchronizácie na krátke časy. Intenzita zábleskov je nižšia, zapaľovanie a prerušovanie zábleskov sa periodicky opakuje počas celého expozičného času.

Obr. 9 Časová závislosť intenzity záblesku v režime synchronizácie na krátke časy.
Intenzita zábleskov je nižšia, zapaľovanie a prerušovanie zábleskov sa periodicky opakuje počas celého expozičného času.

Obr. 10 Detail nábehu režimu synchronizácie s  krátkymi časmi

Obr. 10 Detail nábehu režimu synchronizácie s krátkymi časmi

 

Pri pohybe štrbiny závierky tieto krátke pulzy v rýchlom slede osvetľujú fotografovanú scénu, čím sa docieli rovnomerné osvetlenie celého políčka (obr. 11).

Obr. 11 Princíp synchornizácie záblesku s krátkymi časmi závierky

Obr. 11 Princíp synchornizácie záblesku s krátkymi časmi závierky

 

I táto metóda má však háčik. Pri normálnych synchronizačných časoch sa všetko bleskové svetlo odrazené od fotografovanej scény sústredení na film alebo snímač.

Pri fotografovaní krátkymi synchronizačnými časmi, je časť políčka alebo snímača (pri pohybe štrbiny v každom momente iná) tienená lamelami závierky, z čoho vyplýva, že sa časť svetelnej energie nevyužije (obr. 12).

Obr. 12 Zatienenie časti políčka lamelami závierky pri synchronizácii záblesku s krátkymi časmi závierky

Obr. 12 Zatienenie časti políčka lamelami závierky pri synchronizácii záblesku s krátkymi časmi závierky

Dôsledkom je potom zníženie smerného čísla blesku. Na ilustráciu uvediem hodnoty smerných čísel pre blesk Canon Speedlite 380 EX. Pri polohe reflektora pre uhol vyžarovania zodpovedajúci 50mm objektívu je smerné číslo blesku v normálnom synchronizačnom režime 31 m. Pri použití synchronizácie s kratšími časmi sa veľkosť smerného čísla mení nasledovne:

Synch. čas                    SČ[m]

1/250                            14,8

1/500                            10,8

1/1000                            7,7

1/2000                            5,4

1/4000                            3,8

Z uvedeného vidieť, že so skrátením synchronizačného času na polovicu sa smerné číslo zníži zhruba 1,4x. Pri synchronizačnom čase 1/500 s a použitej clone 4, by bola maximálna pracovná vzdialenosť 10,8 m/4= 2,7 m, čo je ešte, napr. na polocelok, dostatočné. Zväčšenie pracovnej vzdialenosti použitím citlivejšieho filmu alebo zvýšením citlivosti snímača neprichádza v tomto prípade do úvahy, pretože k danému synchronizačnému času 1/500 s by sa musel objektív viac zacloniť, a tým by maximálna pracovná vzdialenosť zostala rovnaká. Uvedené úvahy platia samozrejme pre režim fotografovania s vyjasňovaním (tzv. fill-in), kedy hlavným zdrojom svetla nie je záblesk.

„Vedľajším“ dôsledkom synchronizácie s krátkymi časmi, pri ktorých musí byť blesk schopný generovať rýchly sled zábleskov za sebou je i funkcia stroboskopického blesku. Pri nej sa naopak pri plnootvorenej závierke (časy dlhšie ako štandardný synchronizačný čas) odpáli séria zábleskov, takže pohybujúci sa objekt bude na snímku ostro zobrazený niekoľkokrát. Ide teda o akúsi obdobu multiexpozície. Frekvenciu a počet zábleskov je možné na blesku nastaviť vopred.

Ďalším využitím je funkcia tzv. modelového svetla, kedy ešte pred vlastnou expozíciou zábleskový prístroj odpáli veľmi rýchlu sériu zábleskov v celkovom trvaní asi 1 sekunda. Počas tohoto času môže fotograf v hľadáčiku prístroja sledovať rozloženie tieňov, odrazov a pod. na fotografovanej scéne a urobiť prípadnú nápravu ešte pred samotným exponovaním záberu.

Synchronizácia na druhú lamelu

Na dosiahnutie ilúzie pohybu sa pri fotografovaní častokrát používajú dlhšie expozície. Použitím bleskového svetla pri dlhej expozícii je možné pohyb ešte zvýrazniť. Ak sa použije normálna synchronizácia, k spusteniu blesku dôjde už pri otvorení závierky. V dôsledku toho budú na snímku pohybujúci sa objekt predbiehať rozmazané stopy, čo je nelogické.  Ak však použijeme synchronizáciu blesku na druhú lamelu, závierka sa otvorí, naexponuje sa pohyb predmetu a tesne pred zatvorením druhej lamely sa spustí blesk. Výsledkom bude ostrý objekt, ťahajúci za sebou rozmazanú stopu. Uvedená funkcia synchronizácie na druhú lamelu musí byť podporovaná telom prístroja a u niektorých výrobcov i samotným bleskom.

Záver

Mohlo by sa zdať, že s postupným  zvyšovaním citlivosti fotografických materiálov a najmä svetlocitlivých snímačov v digitálnych fotoaparátoch bude význam bleskového osvetlenia postupne klesať. Treba si však uvedomiť, že na dosiahnutie správnej svetelnej atmosféry je dôležitá kvalita svetla a  jeho charakter. Citlivosť snímača môže dostačovať na zhotovenie snímky v danej svetelnej situácii, ale pre kreatívnu fotografiu je definovanie svetelných pomerov na scéne podľa predstáv fotografa nezastupiteľné. Z toho dôvodu zostávajú blesky i naďalej vo výbave nejedného amatéra či profesionála. Poznaním ich výhod, nevýhod a limitov je tak možné dosiahnuť kvalitnejše výsledky.

 

Marônek Milan

Marônek Milan

Predseda fotoklubu IRIS