露出値

写真において、露出値（EV ）は、カメラのシャッタースピードとF値の組み合わせを表す数値であり、同じ露出をもたらすすべての組み合わせは同じEVを持ちます（任意の固定シーン輝度）。露出値は、写真の露出スケールの間隔を示すためにも使用され、1 EVの差は、一般にストップと呼ばれる標準的な2の累乗の露出ステップに対応します。^[1]

EVコンセプトは、1950年代にドイツのシャッターメーカーであるフリードリヒ・デッケルによって開発された（Gebele 1958; Ray 2000, 318）。その目的は、シャッター速度とF値の組み合わせ（例えば、1/125秒で1/125秒）を置き換えることで、同等のカメラ露出設定の選択を簡素化することであった。16倍）を単一の数字（例：15）で表すことができました。リーフシャッター付きの一部のレンズでは、シャッターと絞りのコントロールがリンクされているため、片方を変更すると、もう一方も自動的に調整され、同じ露出が維持されるようになっており、プロセスがさらに簡素化されました。 これは、シャッター速度と絞りの効果やそれらの関係についてあまり理解していない初心者には特に役立ちました。 しかし、動きを止めるためにシャッター速度を、被写界深度のためにF値を選択する経験豊富な写真家にとっても便利でした。 なぜなら、暗算する必要がなく、より速い調整が可能になり、調整時にエラーが発生する可能性が減ったからです。

この概念はヨーロッパではライトバリューシステム (LVS) として知られるようになりました。この機能が米国のカメラで利用できるようになったときには、一般的に露出値システム (EVS) として知られるようになりました (Desfor 1957)。

機械的な考慮により、シャッターと絞りの連動はリーフシャッター付きのレンズに限定されていましたが、現在ではさまざまな自動露出モードがフォーカルプレーンシャッター付きのカメラでもほぼ同様の効果を発揮します。

適切な EV は、シーンの輝度とフィルム速度によって決定されます。また、システムには、フィルター、露出補正、その他の変数の調整も含まれるように意図されていました。これらすべての要素が含まれ、決定された単一の数値を転送することでカメラが設定されます。

露出値はさまざまな方法で示されてきました。ASA および ANSI 規格では、数量記号E _vが使用され、下付き文字vは対数値を示します。この記号はISO 規格でも引き続き使用されていますが、他の場所では頭字語EV がより一般的です。Exif規格では Ev が使用されています ( CIPA 2016)。

同じ EV のすべてのカメラ設定は名目上は同じ露出になりますが、必ずしも同じ写真になるとは限りません。右の 2 つの画像で示されているように、F 値 (相対絞り)によって被写界深度が決まり、シャッター速度 (露出時間) によってモーション ブラーの量が決まります(露出時間が長い場合、二次的効果として、感光媒体は相反則不軌(フィルムの 放射照度に応じて光感度が変化する) を示すことがあります)。

露出値は、(Ray 2000、318) で定義される 2 を底とする対数スケールです。

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

どこ

• NはF値であり、
• tは露出時間（シャッタースピード）（秒）^[2]

2 行目は、対数の商の恒等式を 1 行目に 適用するだけです。

EV 0は露出時間1 秒、絞り値1.0倍EVがわかっている場合は、表1に示すように、露出時間とF値の組み合わせを選択するために使用できます。

露出値の 1 増加は、露出の 1「ステップ」(または、より一般的には 1「ストップ」) の変化に対応します。つまり、露出時間を半分にするか、絞り領域を半分にするか、またはこれらの変更の組み合わせによって、露出が半分になります。露出値が大きいほど、より明るい状況での写真撮影や、ISO 速度が低い場合に適しています。

「露出値」は、(Ray 2000、310)で与えられる 光露出（別名測光露出）ではなく、カメラ設定の組み合わせを示します。

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

どこ

• Hは光/測光露出（ルクス秒）
• Eは画像面の照度 （ルクスまたはルーメン/m²）
• t は露出時間（「シャッタースピード」）（秒）です。

照度E はf 値によって制御されますが、シーンの輝度にも依存します。混乱を避けるために、一部の著者 (Ray 2000、310) は、カメラ設定の組み合わせを指すためにカメラ露出を使用しています。カメラの自動露出制御に関する 1964 年の ASA 標準である ASA PH2.15-1964 でも同じアプローチが採用されており、より説明的な用語であるカメラ露出設定も使用されていました。

それでも、写真家の間では、カメラの設定だけでなく測光露出を指すのに「露出」を使用するのが一般的です。

像面照度は絞りの面積に正比例し、レンズのF値の2乗に反比例します。

${\displaystyle H\propto {\frac {t}{N^{2}}}\,;}$

一定の照明条件では、 t / N ^2の比率が一定である限り、露出は一定です。たとえば、f値が変更された場合、同等の露出時間は次のように決定できます。

${\displaystyle {\frac {t_{2}}{t_{1}}}={\frac {N_{2}^{2}}{N_{1}^{2}}}\,.}$

この計算を頭の中で行うのは、ほとんどの写真家にとって面倒な作業ですが、露出計 (Ray 2000、318) の計算機ダイヤル、またはスタンドアロン計算機の同様のダイヤルを使用すると、方程式は簡単に解けます。カメラのコントロールにデテントがある場合は、1 つのコントロールを調整するときのステップ数を数え、もう 1 つのコントロールを調整するときに同じステップ数を数えることで、一定の露出を維持できます。

t / N ^{2 の}比率は、露出時間と絞り値の同等の組み合わせを単一の値で表すために使用できます。しかし、一般的な写真撮影で使用される多くのそのような組み合わせでは、比率は大きな分母を持つ分数値になります。これは表記上不便であり、覚えにくいです。この比率を反転して2を底とする対数を取ると、次のような 量E _{vを定義できます。}

${\displaystyle E_{\mathrm {v} }=\log _{2}{\frac {N^{2}}{t}}\,,}$

その結果、カメラの露出が2の累乗のステップで変化するにつれて、値は線形シーケンスで進行します。たとえば、1秒から始まり、1 / 1露出を減らす

単純なシーケンスを与える

0、1、2、3、...、14、15、...

最後の 2 つの値は、屋外での写真撮影で ISO 100 速度の画像メディアを使用する場合によく適用されます。

このシステムは、EV で設定できるカメラ、特にシャッターと絞りが連動しているカメラで、EV で調整された露出計 (または露出表) を使用すると、最大のメリットが得られます。適切な露出はカメラで簡単に設定でき、同等の設定の選択は 1 つのコントロールを調整するだけで行えます。

現在のカメラでは EV を直接設定することはできませんが、自動露出制御機能を備えたカメラでは、通常、EV を設定する必要はありません。それでも、露出計 (または推奨露出表) から露出計算機 (またはカメラ設定表) に推奨露出設定を転送する場合、EV が役立ちます。

カメラ設定の指標として使用される EV は、シャッター速度と絞り設定の実際の組み合わせに対応します。実際の EV が光量と ISO 速度によって推奨される値と一致する場合、これらの設定により「正しい」露出が得られます。

「正しい」露出は、f 値と露出時間が、特定の照明条件と ISO 感度に対して「推奨」されている値と一致するときに得られます。この関係は、ISO 2720:1974で規定されている露出方程式によって表されます。

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

ここで^[3]

• Nは相対絞り（F値）
• tは露出時間（シャッタースピード）（秒）^[2]
• Lは平均シーン輝度である
• SはISO演算速度である
• Kは反射光計の校正定数である。

露出方程式の右側に適用すると、露出値は

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

一般的なK = 12.5（単位：cd s/m ² ISO）の値を使用する場合、EVがゼロ（例えば、絞りが1 / 1ISO = 100の場合、明るさは0.125 cd/m ² ( 0.01 cd/ft ² )に相当します(シャッター時間 1 秒) 。EV = 15 (「晴れた日の 16」の光量) では、明るさは4096 cd/m ² ( 380 cd/ft ² ) です。

カメラの設定は入射光測定から決定することもできます。その場合の露出方程式は

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

どこ

• Eはルクスまたはルーメン/m²単位の照度です
• Cは入射光計の校正定数である

露出値に関して、右側の部分は

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

露出方程式の左側に適用された場合、EV は実際のカメラ設定の組み合わせを表します。右側に適用された場合、EV は名目上「正しい」露出を与えるために必要なカメラ設定の組み合わせを表します。EV と輝度または照度との正式な関係には制限があります。これは通常、日中の典型的な屋外シーンには適していますが、夜の街のスカイラインなど、輝度分布が非常に非典型的なシーンにはあまり適していません。このような状況では、最良の画像をもたらす EV は、輝度または照度の正式な考慮よりも、写真の主観的な評価によって決定する方が適していることがよくあります。

特定の輝度とフィルム速度の場合、EV が大きいほど露出は少なくなり、露出が固定されている場合 (つまり、カメラの設定が固定されている場合)、EV が大きいほど輝度または照度が高くなります。

照度は平面センサーを使用して測定されます。一般的な値C = 250（単位：ルクス・s ISO = lm・s/m ² ISO）を使用する場合、EVがゼロ（例えば、絞りが1 / 1ISO = 100の場合、1 秒のシャッター タイムでは、照度は2.5 ルクス( 0.23 fc )に相当します 。EV = 15 (「晴れの 16」の光量) では、照度は82,000 ルクス( 7600 fc ) です。一般的な写真撮影では、入射光の測定は通常、半球形のセンサーで行われますが、測定値は照度と意味のある関係を結ぶことはできません。

露出計は常に利用できるとは限らず、照明分布が通常とは異なるシーンでは露出計を使用して露出を決定することが難しい場合があります。^[4]しかし、自然光や人工照明のあるシーンの多くでは予測可能なので、表に示された値から適切な精度で露出を決定できる場合がよくあります。

表2 . さまざまな照明条件での露出値（ISO 100） ^[5]

1. 直射日光の値は、日の出後約 2 時間から日没前 2 時間まで適用され、正面からの照明を想定しています。大まかな一般的なルールとして、側面からの照明の場合は EV を 1 減らし、背面からの照明の場合は EV を 2 減らします。
2. これは、サニー 16ルールによって与えられる値とほぼ等しいです。
3. これらの値は、長いレンズや望遠鏡で夜間に撮影した月の写真に適しており、月を中間色で表現します。ただし、月が写っている風景写真には一般的に適していません。風景写真では、月は通常地平線近くにあり、高度によって輝度が大きく変化します。さらに、風景写真では通常、月だけでなく空や前景も考慮する必要があります。したがって、このような状況で正しい露出値を 1 つだけ与えることはほぼ不可能です。

表 2 の露出値は妥当な一般的なガイドラインですが、注意して使用する必要があります。簡単にするために、最も近い整数に丸められており、その根拠となった ANSI 露出ガイドに記載されている多くの考慮事項が省略されています。さらに、色の変化や相反則不軌は考慮されていません。表の露出値の適切な使用法については、ANSI 露出ガイド ANSI PH2.7-1986 で詳しく説明されています。

表2の露出値はISO 100の速度（「EV ₁₀₀」）のものです。異なるISO速度の場合は、正式にはISO 100よりも大きい露出ステップ数だけ露出値を増やします（露出を減らします）。 ${\displaystyle S}$

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

たとえば、ISO 400 の速度は ISO 100 より 2 段階高くなります。

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

ISO 400 の感度の画像媒体を使用して屋外の夜間スポーツを撮影するには、表 2 で「夜間スポーツ」(ISO 100 の EV は 9) を検索し、2 を加算してEV ₄₀₀  = 11を取得します。

ISO 感度を低くするには、感度が ISO 100 より低くなる露出ステップ数だけ露出値を減らします (露出を増やします)。たとえば、ISO 50 の感度は ISO 100 より 1 ステップ低くなります。

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

ISO 50 の感度の画像媒体を使用して曇り空を背景にした虹を撮影するには、表 2 で「虹 - 曇り空の背景」(EV は 14) を検索し、1 を引いてEV ₅₀  = 13を取得します。

ISO 感度を補正する式は EV ₁₀₀に対しても解くことができます。

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

例えば、ISO 400フィルムを使用し、カメラをEV 11に設定すると、EV ₁₀₀ = 9の光レベルで夜間スポーツを撮影することができ、これは上記の逆の例と一致します。この計算を実装したオンライン計算機はdpreview.comで入手できました。^[7]

ほとんどのカメラでは、EV をカメラ設定に直接転送する方法はありませんが、一部のVoigtländerおよびBraunモデルや、写真に示されているKodak Pony II など、いくつかのカメラでは露出値を直接設定できます。

Rollei ( Rolleiflex、Rolleicordモデル) およびHasselbladの中判カメラの中には、レンズに EV を設定できるものがありました。設定された EV はロックでき、シャッターと絞りの設定と連動して、シャッター速度または絞りのどちらかを調整すると、もう一方も同様に調整され、露出が一定に保たれます (Ray 2000、318)。一部のレンズではロックはオプションで、写真家は状況に応じて好みの作業方法を選べました。一部のメーターとカメラでの EV の使用については、Adams (1981、39) で簡単に説明されています。彼は、場合によっては、メーターからの EV 表示をフィルム速度に合わせて調整する必要がある場合があると指摘しています。

現在のカメラの多くは露出補正が可能で、通常は EV で表されます (Ray 2000、316)。この場合、EV は、表示された露出と設定された露出の差を指します。たとえば、露出補正 +1 EV (または +1 ステップ) は、露出時間を長くするか、f 値を小さくして露出を増やすことを意味します。

露出補正の意味は、EV スケール自体の意味とは逆です。露出の増加はEV の減少に対応するため、露出補正 +1 EV は EV を小さくし、逆に露出補正 -1 EV は EV を大きくします。たとえば、通常よりも明るい被写体のメーター読み取り値が EV 16 を示し、被写体を適切にレンダリングするために露出補正 +1 EV を適用すると、最終的なカメラ設定は EV 15 になります。

一部の露出計(例: Pentaxスポット メーター) は、ISO 100 で EV を直接表示します。その他のメーター (特にデジタル モデル) は、選択した ISO 速度の EV を表示できます。ほとんどの場合、この違いは重要ではありません。Pentax メーターでは、カメラ設定は通常、露出計算機を使用して決定され、ほとんどのデジタル メーターはシャッター速度と f 値を直接表示します。

最近、多くの Web サイトの記事では、 ISO 100 での EV を表すために光値(LV) が使用されています。ただし、この用語は標準化団体から派生したものではなく、矛盾する定義がいくつかあります。

1960年のASA標準規格であるモノクロフィルム感度ASA PH2.5-1960で提案された写真露光の加法システム（APEX ）は、2を底とする対数をとることで露光量の概念を露光方程式のすべての量に拡張し、方程式の適用を単純な加算と減算に減らしました。露光量に関して、露光方程式の左辺は次のようになりました。

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

ここで、A _v (絞り値) とT _v (時間値) は次のように定義されます。

${\displaystyle A_{v}=\log _{2}A^{2}}$

そして

${\displaystyle T_{v}=\log _{2}(1/T)\,,}$

と

• 相対絞り（F値）
• T露出時間（シャッタースピード）（秒）^[2]

A _vとT _vは、1 / 1それぞれ1秒と1秒です。

しかし、APEX を使用するには、絞りとシャッター コントロールに対数目盛りが必要でしたが、これは消費者向けカメラには組み込まれませんでした。APEX が提案されて間もなく、ほとんどのカメラに露出計が組み込まれたため、露出方程式を使用する必要がなくなり、APEX は実際にはほとんど使用されなくなりました。

エンド ユーザーにとって関心は薄いものの、APEX はExif標準で部分的に復活し、APEX 値を使用して露出データを保存することが求められています。詳細については、 「Exif での APEX 値の使用」を参照してください。

与えられた ISO 速度とメーターのキャリブレーション定数に対して、露出値と輝度 (または照度) の間には直接的な関係があります。厳密に言えば、EV は輝度や照度の尺度ではありません。むしろ、EV は、与えられた ISO 速度のカメラが指定された EV を使用して名目上正しい露出を得る輝度 (または照度) に対応します。とはいえ、測光範囲 (Ray 2000、318) やオートフォーカス感度を指定する場合など、ISO 100 速度の輝度を EV で表すのは、写真機器メーカーの間では一般的な方法です。そして、この方法は古くから確立されており、(Ray 2002、592) では Ulffers (1968) を初期の例として挙げています。正しくは、ISO 速度だけでなくメーターのキャリブレーション定数も記載する必要がありますが、これはめったに行われません。

反射光補正定数Kの値はメーカーによって若干異なるが、一般的には12.5（キヤノン、ニコン、セコニック^[8]）が選ばれる。K = 12.5とすると、 ISO 100でのEVと輝度Lの関係は次のようになる。

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

この関係に基づくさまざまな EV 値での輝度の値は、表 3 に示されています。この関係を使用すると、EV で表示される反射光露出計を使用して輝度を決定できます。

輝度と同様に、写真機器メーカーの間では、測光範囲を指定する際にISO 100の速度に対するEVで照度を表すのが一般的です。^[9]

入射光式光量計の場合、校正定数C はセンサーの種類によって異なるため、反射光式光量計の場合よりも状況は複雑です。一般的なセンサーの種類は、平面型 (コサイン応答型) と半球型 (カーディオイド応答型) の 2 つです。照度は平面型センサーで測定されます。照度がルクスの場合、 Cの一般的な値は 250 です。C = 250とすると、ISO 100 での EV と照度Eの関係は次のようになります。

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

この関係に基づくEV値ごとの照度の値は右の表の通りです。この関係を利用すると、EV表示の入射光式露出計で照度を求めることができます。

照度測定は、平らな被写体に対して適切な露出を示す場合がありますが、多くの要素が平らでなく、カメラに対してさまざまな方向にある一般的なシーンではあまり役に立ちません。実際の写真露出を決定するには、半球型センサーの方が効果的であることが証明されています。半球型センサーの場合、照度をルクスで表すと、Cの一般的な値は 320 (ミノルタ) から 340 (セコニック) の間になります。照度を大まかに解釈すると、半球型センサーによる測定は「シーンの照度」を示します。

露出計のキャリブレーションについては、露出計の記事で詳しく説明されています。

• APEXシステム
• 露出補正
• 露出計の校正
• ハイダイナミックレンジイメージング

• アダムス、アンセル。1981年。 『The Negative』。ボストン：ニューヨークグラフィック協会。ISBN 0-8212-1131-5 
• ANSI PH2.7-1973。アメリカ国家規格写真露出ガイド。ニューヨーク：アメリカ国家規格協会。ANSI PH2.7-1986 に置き換えられました。
• ANSI PH2.7-1986.アメリカ写真規格 - 写真露出ガイド。ニューヨーク：アメリカ規格協会。
• ASA PH2.5-1960。写真ネガ材料（モノクロ、連続トーン）のスピードを測定するための米国標準方法。ニューヨーク：米国規格協会。
• ASA PH2.15-1964 (R1976)。アメリカ規格：カメラの自動露出制御。ニューヨーク：米国規格協会。
• 「カメラおよび画像製品協会」。2016 年。デジタル スチル カメラ用の交換可能な画像ファイル形式: Exif バージョン 2.31。2019 年 7 月 12 日にWayback Machineにアーカイブされました( PDF )。
• Canon. nd 「カメラ設定: 撮影モード」Wayback Machineで 2013-05-27 にアーカイブ。Canon Professional Network。2016 年 12 月 5 日に閲覧。
• CIPA。カメラおよび画像機器協会を参照してください。
• デイビス、フィル。1999年。ゾーンシステムを超えて、2007年3月10日にWayback Machineにアーカイブ 、第4版。ボストン：フォーカルプレス。ISBN 0-240-80343-4 
• デスフォー、アーヴィング。1957 年。「カメラの F ストップは廃止。4 から 18 までの番号を選択」。アリゾナ リパブリック、9 月 1 日。
• Gebele, Kurt. 1958. 写真用シャッター。米国特許 2,829,574、1953 年 11 月 2 日出願、1958 年 4 月 8 日発行。
• Jones, Loyd A.および HR Condit。1941 年。「屋外シーンの明るさスケールと正しい写真露出の計算」。アメリカ光学会誌31:11、1941 年 11 月、651–678 ページ。
• Jones, Loyd A.および HR Condit。1948 年。「写真露出の決定要因としての日光と天空光。I. 太陽高度と大気条件によって決定される光密度」。Journal of the Optical Society of America 38:2、1948 年 2 月、123–178 ページ。
• Jones, Loyd A.および HR Condit。1949 年。「写真露出の決定要因としての日光と天空光。II. シーン構造、方向指数、日光の写真効率、安全係数、およびカメラ露出の評価」。Journal of the Optical Society of America 39:2、1949 年 2 月、94 ～ 135 ページ。
• Ray, Sidney F. 2000.「カメラ露出の決定」。写真マニュアル: 写真とデジタル画像 、第 9 版。編集者: Ralph E. Jacobson、Sidney F. Ray、Geoffrey G. Atteridge、および Norman R. Axford 。オックスフォード: Focal Press。ISBN 0-240-51574-9 
• レイ、シドニー F. 2002. 応用写真光学。第 3 版。オックスフォード: フォーカル プレス 。ISBN 0-240-51540-4 
• Ulffers, D. 1968.「露出計の感度仕様」British Journal of Photography 115, 47。

• イーストマン・コダック社。Existing -Light Photography、第3版。ニューヨーク州ロチェスター：Silver Pixel Press、1996年。ISBN 0-87985-744-7 

• Doug Kerr、「EV によるカメラ露出の設定」( PDF )