写真における露出とは、写真フィルムのコマまたは電子イメージセンサーの表面に到達する単位面積あたりの光量のことです。露出は、露光時間、レンズのF値、およびシーンの輝度によって決まります。露出はルクス秒(lx・s )の単位で測定され、特定の領域の露出値(EV)とシーンの輝度から計算できます。
「露光」とは、シャッターを一度切る操作のことです。例えば、長時間露光とは、微弱な光を十分に集めるためにシャッターを一度長く切る操作を指し、多重露光とは、複数のシャッターを一度切る操作を繰り返すことで、複数の写真を一枚の画像に重ね合わせる操作です。総露光時間が同じであれば、積算測光値(Hv )も同じになります。
表面の放射照度[ 1 ]はHe(「e 」は「energetic」の略で、測光量との混同を避けるため)と表記され、 J / m2で測定され、 [ 2 ]で与えられる。 どこ
表面の光照射量[ 3 ]はHv(「v 」は「可視光」を意味し、放射量との混同を避けるため)と表記され、ルクス秒で測定され、[ 4 ]で与えられる。 どこ
測定が、感光面と反応する光のみを考慮するように調整されている場合、つまり、適切なスペクトル感度で重み付けされている場合、露光量は、測光単位(人間の目の公称感度で重み付け)ではなく、放射測定単位(平方メートルあたりのジュール)で測定されます。 [ 5 ]この適切に重み付けされた場合にのみ、Hはフィルムに当たる光の実効量を測定し、特性曲線は光のスペクトルに関係なく正しくなります。
多くの写真材料は「目に見えない」光にも感度があり、これは厄介な場合もあれば、利点となる場合もある。このような目に見えない光に対する感度を特徴づけるには、放射測定単位を用いるのが適切である。
特性曲線などの感度測定データでは、log 露出[ 4 ]は慣習的にlog 10 ( H )と表されます。底 2 の対数スケール (露出値など) に慣れている写真家は、log 2 ( H ) ≈ 3.32 log 10 ( H )を使用して変換できます。
いわゆる「適切な」露出とは、写真家が意図した効果を実現する露出と定義できる。[ 6 ]
より技術的なアプローチでは、写真フィルム(またはセンサー)には物理的に限られた有効露出範囲[ 7 ]、つまりダイナミックレンジ[ 8 ]があることが認識されています。写真のどの部分でも実際の露出がこの範囲外であれば、フィルムはそれを正確に記録できません。たとえば、非常に単純なモデルでは、範囲外の値は「黒」(露出不足)または「白」(露出過多)として記録され、「ディテール」を表現するために必要な正確なグラデーションの色とトーンは記録されません。したがって、露出調整(および/または照明調整)の目的は、被写体からフィルムに当たる光の物理的な量を制御し、影とハイライトの「重要な」ディテール領域がフィルムの有効露出範囲を超えないようにすることです。これにより、撮影中に「重要な」情報が失われることがなくなります。
写真家は、例えば白い祭壇布を完璧に清潔に見せたり、フィルム・ノワールの重く容赦のない影を再現したりするために、重要でない、あるいは不要なディテールを排除するために、写真を意図的に露出オーバーまたは露出アンダーに調整することがあります。しかし、技術的には、記録されていない情報を「再現」しようとするよりも、後処理で記録された情報を破棄する方がはるかに容易です。
強い光や厳しい光のあるシーンでは、ハイライトとシャドウの輝度値の比率が、フィルムの最大有効露出値と最小有効露出値の比率よりも大きくなる可能性があります。この場合、カメラの露出設定を調整しても(画像全体にのみ変更が適用され、画像の一部に選択的に変更されるわけではありません)、露出不足のシャドウか露出過多のハイライトのどちらかしか選択できず、両方を同時に有効露出範囲に収めることはできません。この状況に対処する方法としては、フィルライトと呼ばれる照明を使用してシャドウ領域の照明を増やす、グラデーションニュートラルデンシティフィルター、フラッグ、スクリム、またはゴボを使用して明るすぎると判断される領域に当たる照明を減らす、または、露出が異なる複数の写真(露出ブラケット撮影)を撮影し、後でHDRI処理で合成する、などがあります。

写真が露出過多であるとは、ハイライトのディテールが失われている場合、つまり、画像の重要な明るい部分が「白飛び」したり、実質的にすべて白くなっている場合を指し、「ハイライトが白飛び」または「白飛び」として知られています。[ 9 ]写真が露出不足であるとは、シャドウのディテールが失われている場合、つまり、重要な暗い部分が「濁っている」か、黒と区別がつかない場合を指し、[ 10 ]「シャドウがブロックアップ」として知られています(または、特にビデオでは、「シャドウが潰れている」、「黒が潰れている」、「黒がクリップされている」とも呼ばれます)。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]隣の画像が示すように、これらの用語は芸術的な判断ではなく技術的なものです。露出過多または露出不足の画像は、写真家が意図した効果を提供しているという意味で「正しい」場合があります。意図的に露出オーバーまたは露出アンダー(標準露出またはカメラの自動露出と比較して)を行うことは、それぞれ「右に露出をずらす」または「左に露出をずらす」と俗に呼ばれます。これは、画像のヒストグラムが右または左にシフトするためです。

マニュアルモードでは、写真家はレンズの絞りやシャッタースピードを調整して、希望の露出を得ます。絞りを開けると露出は上がりますが被写界深度が浅くなり、シャッタースピードを遅くすると露出は上がりますが被写体ブレが発生する可能性が高くなるため、多くの写真家は絞りとシャッタースピードを個別に制御することを選択します。
「手動」露出計算は、露出値、APEXシステム、および/またはゾーンシステムに関する実務知識に基づいた何らかの光量測定方法に基づいている場合があります。
自動露出(通常はAEと表記)モードのカメラは、被写体の中間調と写真の中間調を(可能な限り)一致させるように、露出設定を自動的に計算して調整します。ほとんどのカメラでは、これは内蔵のTTL露出計を使用することを意味します。
絞り優先モード(一般的にA、または「絞り値」を意味するAvと略される)では、撮影者が絞りを手動で制御でき、カメラはTTL測光で指定された露出になるようにシャッタースピードを自動的に調整します。シャッタースピード優先モード(一般的にS、または「時間値」を意味するTvと略される)では、シャッタースピードを手動で制御でき、絞りは自動的に補正されます。いずれの場合も、実際の露出レベルはカメラの露出計によって決定されます。

露出計の目的は、被写体の中間調の輝度を推定し、それを中間調として記録するために必要なカメラの露出設定を示すことです。そのためには、露出計はいくつかの仮定を置く必要があり、状況によってはこれらの仮定が誤っている場合があります。露出計が示す露出設定を「基準」露出とした場合、写真家は、既知または予想される測光の誤差を補正するために、意図的に露出オーバーまたは露出アンダーにしたいと考えるかもしれません。
内部露出計を備えたカメラには、通常、露出補正設定があり、写真家が内部露出計の適切な露出の推定値から露出レベルを簡単にオフセットできるように設計されている。多くの場合、ストップ[ 14 ] ( EV単位とも呼ばれる[ 15 ])で校正され、「+1」の露出補正設定は1ストップ多く(2倍)の露出を示し、「-1」は1ストップ少なく(半分)の露出を意味する。[ 16 ] [ 17 ]
露出補正は、自動露出モードと組み合わせると特に便利です。なぜなら、露出補正を使えば、完全なマニュアル露出に頼ることなく露出レベルを調整でき、自動露出の柔軟性を損なうことなく撮影できるからです。低価格帯のビデオカメラでは、露出補正が唯一のマニュアル露出制御手段となる場合もあります。


写真の適切な露出は、使用する媒体の感度によって決まります。写真フィルムの場合、感度はフィルムスピードと呼ばれ、国際標準化機構(ISO)が発行するスケールで測定されます。感度の高いフィルム、つまりISO値の高いフィルムは、読みやすい画像を作成するために必要な露出が少なくなります。デジタルカメラは通常、ISO設定を可変にすることで、さらに柔軟性が高まります。露出は、感光材料における時間と照度の組み合わせです。露出時間はカメラのシャッタースピードによって制御され、照度はレンズの絞りとシーンの輝度によって決まります。シャッタースピードが遅い(媒体に長時間露光する)、レンズの絞りが大きい(より多くの光を取り込む)、シーンの輝度が高いほど、露出が大きくなります。
晴れた日には、ISO 100のフィルム、絞りf /16、シャッタースピード1/100秒で、ほぼ適切な露出が得られます。これは「晴れの日16ルール」と呼ばれ、晴れた日に絞りf /16の場合、適切なシャッタースピードはフィルム感度の1倍(またはそれに近い値)になります。
写真家が伝えたい効果に応じて、被写体の露出方法は様々である。
露出の重要な原理の一つに相反則があります。フィルムやセンサーを長時間露光する場合、同じ露出を得るためには、フィルムに当たる光量を減らすために、絞りをそれに応じて小さくする必要があります。例えば、写真家は浅い被写界深度を得るために、絞りをf /5.6に設定してサニー16を撮影したいと考えるかもしれません。f / 5.6はf /16よりも3段分「明るい」ため、1段分は光量が2倍になることを意味します。そのため、シャッタースピードは( 1/125 )/( 2・2・2) = 1/1000秒にする必要があります。写真家が露出を決定したら、一定の範囲内で、絞り値を半分にしたり、シャッタースピードを2倍にしたりすることで調整できます。

ほとんどの写真乳剤の真の特性は実際には線形ではありませんが(感度測定を 参照)、約1秒から1/1000秒の露光範囲では十分に線形に近い値を示します。この範囲外では、乳剤のこの特性を考慮して、計算値よりも露光量を増やす必要があります。この特性は相反則不整合として知られています。乳剤の種類によって特性が異なるため、必要な補正値を求めるには、フィルムメーカーのデータシートを参照する必要があります。

ゾーンシステムは、フィルムのコントラストを変化させてプリントのコントラスト特性に合わせることで、従来の方法よりも広い階調範囲を実現するための露光と現像の組み合わせを決定するもう一つの方法です。デジタルカメラでも、シャッタースピードや絞り値を変えて撮影した複数の異なる露光画像を組み合わせることで、同様の結果(広いダイナミックレンジ)を得ることができます。
今日では、ほとんどのカメラは、内蔵の露出計、または内蔵コンピューターによって解釈される複数の測光点を使用して、写真撮影時に適切な露出を自動的に決定します(測光モードを参照) 。
ネガフィルムやプリントフィルムは、暗部への露出を優先する傾向があります(フィルムは光不足を嫌います)。一方、デジタルは明部への露出を優先します。下記のラチチュードを参照してください。

ラチチュードとは、露出オーバーまたは露出アンダーに関わらず、許容できるレベルの画質を得られる範囲のことです。一般的に、ネガフィルムはスライドフィルムやデジタルフィルムよりも幅広い明るさを記録できます。デジタルフィルムはプリントフィルムとは逆で、シャドウ領域のラチチュードは広いものの、ハイライト領域のラチチュードは狭くなっています。これに対し、フィルムはハイライト領域のラチチュードが広く、シャドウ領域のラチチュードは狭くなっています。スライドフィルムはハイライト領域とシャドウ領域の両方でラチチュードが狭いため、より高い露出精度が求められます。
ネガフィルムは高感度ISO設定になるほどラチチュードがやや広がるのに対し、デジタルフィルムは高感度ISO設定になるほどラチチュードが狭くなる傾向がある。
極端な明るさのために情報が失われている写真の領域は、「白飛びしたハイライト」または「フレアしたハイライト」と表現されます。
デジタル画像では、このような情報損失は多くの場合不可逆的ですが、写真編集ソフトを使用すれば、小さな問題は目立たなくすることができます。RAW画像形式で記録したり、より高性能なセンサーを搭載したデジタルカメラを使用したりすることで、この問題をある程度修正できます。
フィルムには、極端な露出オーバーが発生する箇所があっても、その箇所にもディテールが記録されていることがよくあります。この情報は、プリントやデジタル化の際に、ある程度復元できる場合がほとんどです。
写真においてハイライトが失われることは通常は好ましくないが、場合によっては魅力を「高める」とみなされることもある。例えば、白黒写真や、背景がぼけたポートレートなどが挙げられる。
極端に暗いために情報が失われている写真の領域は、「黒つぶれ」と呼ばれます。デジタル撮影は露出不足に対する許容度が高く、同じISO感度のネガフィルムよりも暗部のディテールをより良く復元できます。
黒が潰れるとディテールが失われるが、芸術的な効果として利用できる。