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絞りとシャッター速度と露出の関係

写真を撮る場合には、フィルムやCCDにちょうど良い光を当てないと、きれいな写真が撮れません。このちょうど良い 光の量を当てると 「適正露出」 になります。

では、どうやって 光の量を調整するのかと言いますと、「シャッタースピード」 と 「絞り」 この二つの組み合わせで、CCDやフィルムに当たる光の量を調整します

感度 と 光の量の関係

まず、絞りとシャッター速度の組合せの前に 感度について 扱わせてください、ちょうど良い光の量は フィルムやCCDの「感度」によって変わってきます、露出の作業は、コップに水を入れる作業に非常に似ていますので、コップと蛇口を例に話を進めていきます

高感度は 「小さなコップ」 低感度は 「大きなコップ」に水をためるような物です、小さいコップの方は 少ない水で水を満たすことができます、つまり、高感度は 少ない光の量で「適正露出」なります

また、コップから水があふれてしまうと オーバー露出、コップに少ししか水がたまってないと アンダー露出 と考えるとわかりやすくなると思います。

感度の関係を図にすると こんな感じです

←------------------- 蛇口を開いてる時間(シャッタースピード) -----------------→
ふつうの
コップの
場合
(ISO100など
ふつうの
感度の場合)
この時点で、水を止めてしまうと
たいして水が入ってません
写真の場合、暗い アンダーな写真になります。
適切な量の水
この状態が
適正露出
時間が長すぎると
コップから、あふれて
しまいます
これは過露出
←------ 蛇口を開いてる時間(シャッタースピード) ----→
小さいコップ
の場合
(ISO400など
高感度の
場合)
この時点で、水を止めてしまうと
たいして水が入ってません
写真の場合、暗い アンダーな写真になります。
適切な量の水
この状態が
適正露出
時間が長すぎ
ると
コップから、
あふれて
しまいます
これは過露出

ちなみに、感度は ISO何々 で表していて、数字が大きいほど 高感度、小さいほど 低感度 となります

絞りとシャッタースピードの関係

まず、絞り と言われても なんだかわからないかもしれませんが、簡単に言うと、光の量を調整するための穴のことです、穴を大きく開くと たくさん光が通り 小さくすると 光が少ししか通らなくなります。ちょうど、蛇口から出る水は 大きくひねると 勢いよく水がでて、少しだけひねると ちょろちょろと出るのと似ています

つまり、絞りを開く と たくさんの光が通るので、短時間で 適正露出になり、絞りを絞ると 少ししか光が通らなくなるので 適正露出にするには時間がかかります。この、光を通す時間を「シャッタースピード」 とよんでいます

ですから、シャッタースピード と 絞りは、常に対の関係になっているわけです。もうすこし、具体的に言いますと、 レンズを通る光の量が2倍になると時間は半分に、レンズを通る光の量が半分になると 時間は2倍かかる と言う関係が成り立っています
絞りは、F値で表されていますが、F値については別のところで

図にするとこんな感じです
水が カメラの露出では、 光 になります。蛇口の開き具合が 絞り に相当、蛇口を開いてる時間が シャッタースピード に相当します。

←------ 蛇口を開いてる時間(シャッタースピード) ----→
蛇口を大きく
開いた場合
(絞りを開いて
撮るとき)
この時点で、水を止めてしまうと
たいして水が入ってません
写真の場合、暗い アンダーな写真になります。
適切な量の水
この状態が
適正露出
時間が長すぎ
ると
コップから、
あふれて
しまいます
これは過露出
←------------------- 蛇口を開いてる時間(シャッタースピード) -----------------→
蛇口を小さく
開いた場合
(絞りを絞って
撮ってるとき)
この時点で、水を止めてしまうと
たいして水が入ってません
写真の場合、暗い アンダーな写真になります。
適切な量の水
この状態が
適正露出
時間が長すぎると
コップから、あふれて
しまいます
これは過露出

光の量を決めるもう一つの要素 場所の明るさ

操作するのは 「絞り」 と 「シャッタースピード」の二つのみなのですが、露出を決めるにも もう一つ要素があります。

それは、写す場所の明るさです、真夏の昼間 と 薄暗い室内 では明らかに明るさが違いますよね?同じ絞り値でも、周りが明るければ はやいシャッター速度になり、暗ければ おそいシャッター速度になります。

コップに水をためる例で言うと、 思いっきり蛇口を開いても、あまり勢いよく水が出ない水圧の低い水道 と ちょっと開いただけで、ドバーっと出てくる水圧の高い水道の違いという感じです。

簡単にいってしまえば、明るい屋外では シャッター速度が速くなり、屋内 や 夜では どうしてもシャッター速度が遅くなる といえます。

この図は、絞り(蛇口)の開き具合は同じだけど、とった場所の明るさが違う場合です。

←------ 蛇口を開いてる時間(シャッタースピード) ----→
晴天の屋外
など
明るい環境
で撮った
場合
(水圧の高い
水道に相当)
昼間の屋外
のように
周りに十分な
光があると
(明るい場所)
短時間で
適正露出
になります
時間が長すぎ
ると
コップから、
あふれて
しまいます
これは過露出
←------------------- 蛇口を開いてる時間(シャッタースピード) -----------------→
絞り(蛇口)
の開き
具合は上の
例と同じだが
室内のような
暗い場所で
撮った場合
(水圧の低い
水道に相当)
上の例と絞り
(蛇口)の開き
具合は
同じだけど
室内のように
比較的暗い
場所では
適正露出に
するには
時間がかかり
ます。
時間が長すぎると
コップから、あふれて
しまいます
これは過露出

シャッタースピードと絞りの組合せは、何通りもある

ここで、また シャッターの話しの時にも軽く扱った段と言う言葉を持ち出しますが、段は、光の量が2倍になれば +1段 半分なら −1段 でした

さて シャッタースピード 1/125s 絞り F5.6 で適正露出となる場合に、絞りをF4に設定すると F5.6 に対して F4 は+1段ですから、絞りを +1段 開いたことになり、光は2倍入ってきます。(コップのたとえで言えば、F5.6 の時よりも 2倍の水量がでている状態 に相当)

ですが、このときに 1/125sに対して −1段のシャッタースピード 1/250sに設定すれば、シャッタースピードで、受ける光の量を半分に減らすことが出来きます。(コップのたとえで言えば、水を出す時間を 半分に減らした ことに相当します)

つまり、差し引きすれば、1/125s F5.6 の時と同じ量の光 になるため、トータルでは、適正露出を維持できるのです。

絞りとシャッタースピードは 段という光の量で考えると、ちょうどシーソーのような関係が成り立つことがわかります

片方が +1段にしたら もう片方を −1段+2段なら もう片方が−2段 という具合に・・

上記の例の場合、ほかにも適正露出となるパターンは こんなにあります、(もちろん これですべてではありませんが・・全部書くと大変なので m(__)m)

1/30s F11 1/60s F8 1/125s F5.6 1/250s F4 1/500s F2.8
シャッタースピード +2段 +1段 +-0 -1段 -2段
絞り -2段 -1段 +-0 +1段 +2段
合計 +-0 +-0 +-0 +-0 +-0

では、適正露出になる絞りとシャッター速度の組合せが何通りもあるなかで、何を基準に シャッタースピードと絞りを 選ぶのかというと・・実は、シャッター速度 と 絞りは 露出を決める役目だけではなく、それぞれ、作画にも非常の大きな役割を持っています。

その 作画意図によって 選ぶべき絞り や シャッター速度がでてきます。
それは 次に扱います


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