Velocidade do filme - Film speed

Velocidade do filme é a medida de uma película fotográfica de sensibilidade à luz , determinado por sensitometria e medido em várias escalas numéricas , sendo o mais recente a ISO sistema. Um sistema ISO intimamente relacionado é usado para descrever a relação entre a exposição e a luminosidade da imagem de saída em câmeras digitais.

Um filme relativamente insensível, com um índice de velocidade correspondentemente menor, requer mais exposição à luz para produzir a mesma densidade de imagem que um filme mais sensível e, portanto, é comumente denominado um filme lento . Filmes altamente sensíveis são denominados filmes rápidos . Tanto na fotografia digital quanto na de filme, a redução da exposição correspondente ao uso de sensibilidades mais altas geralmente leva a uma qualidade de imagem reduzida (via granulação de filme mais grossa ou ruído de imagem mais alto de outros tipos). Resumindo, quanto maior a sensibilidade, mais granulada será a imagem. Em última análise, a sensibilidade é limitada pela eficiência quântica do filme ou sensor.

Este recipiente de filme denota sua velocidade como ISO 100/21 °, incluindo componentes aritméticos (100 ASA) e logarítmicos (21 DIN). O segundo é frequentemente descartado, tornando (por exemplo) "ISO 100" efetivamente equivalente à velocidade ASA mais antiga. (Como é comum, o "100" no nome do filme alude à sua classificação ISO.)

Sistemas de medição de velocidade do filme

Sistemas históricos

Warnerke

O primeiro sensitômetro prático conhecido , que permitia medições da velocidade de materiais fotográficos, foi inventado pelo engenheiro polonês Leon Warnerke - pseudônimo de Władysław Małachowski (1837-1900) - em 1880, entre as conquistas pelas quais ele recebeu a Medalha de Progresso de a Sociedade Fotográfica da Grã-Bretanha em 1882. Foi comercializado desde 1881.

O Warnerke Standard Sensitometer consistia em uma moldura segurando uma tela opaca com uma matriz de quadrados numerados, gradativamente pigmentados, em contato com a placa fotográfica durante uma exposição de teste cronometrada sob um comprimido fosforescente excitado antes pela luz de uma fita de magnésio em chamas . A velocidade da emulsão foi então expressa em 'graus' Warnerke (às vezes visto como Warn. Ou ° W.) Correspondendo ao último número visível na placa exposta após o desenvolvimento e fixação. Cada número representava um aumento de 1/3 na velocidade, as velocidades típicas da placa estavam entre 10 ° e 25 ° Warnerke na época.

Seu sistema teve algum sucesso, mas provou não ser confiável devido à sua sensibilidade espectral à luz, à intensidade de desbotamento da luz emitida pelo comprimido fosforescente após sua excitação, bem como às altas tolerâncias internas. O conceito, entretanto, foi posteriormente construído em 1900 por Henry Chapman Jones (1855–1932) no desenvolvimento de seu testador de placas e sistema de velocidade modificado.

Hurter e Driffield

Outro sistema prático inicial para medir a sensibilidade de uma emulsão foi o de Hurter e Driffield (H&D), originalmente descrito em 1890, pelo suíço Ferdinand Hurter (1844-1898) e o britânico Vero Charles Driffield (1848-1915). Em seu sistema, os números de velocidade eram inversamente proporcionais à exposição necessária. Por exemplo, uma emulsão avaliada em 250 H&D exigiria dez vezes a exposição de uma emulsão avaliada em 2500 H&D.

Os métodos para determinar a sensibilidade foram modificados posteriormente em 1925 (em relação à fonte de luz usada) e em 1928 (em relação à fonte de luz, revelador e fator proporcional) - esta variante posterior foi algumas vezes chamada de "H&D 10". O sistema H&D foi oficialmente aceito como padrão na antiga União Soviética de 1928 até setembro de 1951, quando foi substituído pelo GOST 2817–50.

Scheiner

O sistema Scheinergrade (Sch.) Foi criado pelo astrônomo alemão Julius Scheiner (1858–1913) em 1894 originalmente como um método de comparação das velocidades das placas usadas para fotografia astronômica. O sistema de Scheiner classificou a velocidade de uma placa pela menor exposição para produzir um escurecimento visível após o desenvolvimento. A velocidade foi expressa em graus Scheiner, originalmente variando de 1 ° Sch. a 20 ° Sch., onde um incremento de 19 ° Sch. correspondeu a um aumento de cem vezes na sensibilidade, o que significa que um incremento de 3 ° Sch. chegou perto de uma duplicação de sensibilidade.

O sistema foi posteriormente estendido para cobrir intervalos maiores e algumas de suas deficiências práticas foram abordadas pelo cientista austríaco Josef Maria Eder (1855–1944) e pelo botânico flamengo Walter Hecht  [ de ] (1896–1960), (que, em 1919 / 1920, desenvolveram em conjunto seu sensitômetro de cunha neutra Eder – Hecht, que mede as velocidades de emulsão em graus Eder – Hecht ). Ainda assim, permaneceu difícil para os fabricantes determinarem com segurança as velocidades do filme, muitas vezes apenas comparando com produtos concorrentes, de modo que um número crescente de sistemas baseados em semi-Scheiner modificados começaram a se espalhar, que não seguiam mais os procedimentos originais de Scheiner e, assim, frustraram a ideia de comparabilidade.

O sistema de Scheiner foi finalmente abandonado na Alemanha, quando o sistema DIN padronizado foi introduzido em 1934. Em várias formas, ele continuou a ser amplamente utilizado em outros países por algum tempo.

DIN

O sistema DIN, oficialmente o padrão DIN 4512 do Deutsches Institut für Normung (mas ainda denominado Deutscher Normenausschuß (DNA) nesta época), foi publicado em janeiro de 1934. Ele surgiu dos rascunhos de um método padronizado de sensitometria proposto pelo Deutscher Normenausschuß für Fototécnica conforme proposta pelo comitê de sensitometria da Deutsche Gesellschaft für photographische Forschung desde 1930 e apresentada por Robert Luther  [ de ] (1868–1945) e Emanuel Goldberg (1881–1970) no influente VIII. Congresso Internacional de Fotografia (alemão: Internationaler Kongreß für wissenschaftliche und angewandte Photographie ) realizado em Dresden de 3 a 8 de agosto de 1931.

O sistema DIN foi inspirado no sistema de Scheiner , mas as sensibilidades foram representadas como o logaritmo de base 10 da sensibilidade multiplicado por 10, semelhante aos decibéis . Assim, um aumento de 20 ° (e não 19 ° como no sistema de Scheiner) representou um aumento de cem vezes na sensibilidade, e uma diferença de 3 ° foi muito mais próxima do logaritmo de base 10 de 2 (0,30103 ...):

Uma caixa de Agfacolor Neu com a instrução "expor como 15/10 ° DIN" (em alemão).

Como no sistema Scheiner, as velocidades foram expressas em 'graus'. Originalmente, a sensibilidade era escrita como uma fração com 'décimos' (por exemplo "18/10 ° DIN"), onde o valor resultante 1.8 representava o logaritmo de base 10 relativo da velocidade. 'Décimos' foram posteriormente abandonados com DIN 4512: 1957-11, e o exemplo acima seria escrito como "18 ° DIN". O símbolo de grau foi finalmente eliminado com DIN 4512: 1961-10. Esta revisão também viu mudanças significativas na definição das velocidades do filme, a fim de acomodar as mudanças então recentes no padrão americano ASA PH2.5-1960, de modo que as velocidades do filme de negativo em preto e branco efetivamente dobrassem, ou seja, , um filme previamente marcado como "18 ° DIN" seria agora rotulado como "21 DIN" sem alterações de emulsão.

Originalmente destinado apenas para filmes negativos em preto e branco, o sistema foi posteriormente estendido e reagrupado em nove partes, incluindo DIN 4512-1: 1971-04 para filmes negativos em preto e branco, DIN 4512-4: 1977-06 para filme reverso colorido e DIN 4512-5: 1977-10 para filme negativo colorido.

Em um nível internacional, o sistema alemão DIN 4512 foi efetivamente substituído na década de 1980 pela ISO 6: 1974, ISO 2240: 1982 e ISO 5800: 1979, onde a mesma sensibilidade é escrita na forma linear e logarítmica como "ISO 100/21 ° "(agora novamente com o símbolo de grau). Esses padrões ISO foram posteriormente adotados pela DIN também. Finalmente, as últimas revisões do DIN 4512 foram substituídas pelos padrões ISO correspondentes, DIN 4512-1: 1993-05 por DIN ISO 6: 1996-02 em setembro de 2000, DIN 4512-4: 1985-08 por DIN ISO 2240: 1998-06 e DIN 4512-5: 1990-11 pela DIN ISO 5800: 1998-06, ambos em julho de 2002.

BSI

A escala de velocidade do filme recomendada pela British Standards Institution (BSI) era quase idêntica ao sistema DIN, exceto que o número BS era 10 graus maior do que o número DIN.

Weston

Weston modelo 650 metros de luz de cerca de 1935
Medidor de luz Weston Master 1935-1945

Antes do advento do sistema ASA, o sistema de classificações de velocidade do filme de Weston foi introduzido por Edward Faraday Weston (1878–1971) e seu pai, Dr. Edward Weston (1850–1936), um engenheiro elétrico britânico nascido, industrial e fundador da a Weston Electrical Instrument Corporation , com sede nos Estados Unidos , com o Weston modelo 617, um dos primeiros medidores de exposição fotoelétricos, em agosto de 1932. O medidor e o sistema de classificação do filme foram inventados por William Nelson Goodwin Jr. , que trabalhou para eles e mais tarde recebeu a medalha Howard N. Potts por suas contribuições à engenharia.

A empresa testou e publicou frequentemente classificações de velocidade para a maioria dos filmes da época. Desde então, as classificações de velocidade do filme Weston podem ser encontradas na maioria dos exposímetros Weston e às vezes são mencionadas por fabricantes de filmes e terceiros em suas diretrizes de exposição. Como os fabricantes às vezes eram criativos quanto à velocidade do filme, a empresa chegou ao ponto de alertar os usuários sobre o uso não autorizado de suas classificações de filmes em seus livretos de "classificações de filmes de Weston".

O Weston Cadet (modelo 852 introduzido em 1949), Direct Reading (modelo 853 introduzido em 1954) e Master III (modelos 737 e S141.3 introduzidos em 1956) foram os primeiros em sua linha de medidores de exposição a alternar e utilizar o ASA, entretanto estabelecido escala em vez disso. Outros modelos usaram a escala original de Weston até ca. 1955. A empresa continuou a publicar classificações de filmes de Weston depois de 1955, mas embora seus valores recomendados muitas vezes diferissem ligeiramente das velocidades de filmes ASA encontradas em caixas de filmes, esses valores Weston mais recentes foram baseados no sistema ASA e tiveram que ser convertidos para uso com os mais antigos Weston mede subtraindo 1/3 do limite de exposição de acordo com a recomendação de Weston. Vice-versa, as classificações de velocidade do filme Weston "antigo" poderiam ser convertidas em "novos" Westons e na escala ASA adicionando a mesma quantidade, ou seja, uma classificação de filme de 100 Weston (até 1955) correspondia a 125 ASA (de acordo com ASA PH2.5-1954 e antes). Essa conversão não foi necessária em medidores Weston fabricados e classificações de filmes Weston publicadas desde 1956 devido ao uso inerente do sistema ASA; no entanto, as alterações da revisão ASA PH2.5-1960 podem ser levadas em consideração ao comparar com os valores ASA ou ISO mais recentes.

Elétrica geral

Antes do estabelecimento da escala ASA e similar às classificações de velocidade do filme de Weston, outro fabricante de medidores de exposição fotoelétricos, a General Electric , desenvolveu seu próprio sistema de classificação dos chamados valores de filme General Electric (frequentemente abreviado como GE ou GE ) por volta de 1937 .

Os valores de velocidade do filme para uso com seus medidores foram publicados em folhetos General Electric Film Values atualizados regularmente e no General Electric Photo Data Book .

A General Electric passou a usar a escala ASA em 1946. Os medidores fabricados desde fevereiro de 1946 já estão equipados com a escala ASA (rotulada como "Índice de Exposição"). Para alguns dos medidores mais antigos com escalas em "Velocidade do filme" ou "Valor do filme" (por exemplo, modelos DW-48, DW-49, bem como as primeiras variantes DW-58 e GW-68), capuzes substituíveis com escalas ASA estavam disponíveis na O manufatureiro. A empresa continuou a publicar valores de filmes recomendados após essa data, no entanto, eles foram alinhados à escala ASA.

COMO UM

Com base no trabalho de pesquisa anterior de Loyd Ancile Jones (1884–1954) da Kodak e inspirado nos sistemas de classificações de velocidade do filme de Weston e valores de filme da General Electric , a American Standards Association (agora chamada ANSI ) definiu um novo método para determinar e especificar o filme velocidades de filmes negativos em preto e branco em 1943. ASA Z38.2.1–1943 foi revisado em 1946 e 1947 antes que o padrão se tornasse ASA PH2.5-1954. Originalmente, os valores ASA eram freqüentemente referidos como números de velocidade padrão americanos ou números de índice de exposição ASA . (Veja também: Índice de Exposição (EI).)

A escala ASA é uma escala linear, ou seja, um filme denotado como tendo uma velocidade de filme de 200 ASA é duas vezes mais rápido que um filme com 100 ASA.

O padrão ASA passou por uma grande revisão em 1960 com ASA PH2.5-1960, quando o método para determinar a velocidade do filme foi refinado e os fatores de segurança aplicados anteriormente contra subexposição foram abandonados, efetivamente dobrando a velocidade nominal de muitos filmes em preto e branco filmes negativos. Por exemplo, um Ilford HP3 que tinha sido classificado como 200 ASA antes de 1960 foi rotulado como 400 ASA depois, sem qualquer alteração na emulsão. Mudanças semelhantes foram aplicadas ao sistema DIN com DIN 4512: 1961-10 e ao sistema BS com BS 1380: 1963 nos anos seguintes.

Além da escala de velocidade aritmética estabelecida, ASA PH2.5-1960 também introduziu graus ASA logarítmicos (100 ASA = 5 ° ASA), onde uma diferença de 1 ° ASA representou uma parada de exposição total e, portanto, o dobro da velocidade do filme. Por algum tempo, os graus ASA também foram impressos em caixas de filme e também viram vida na forma do valor de velocidade APEX S v (sem símbolo de grau).

ASA PH2.5-1960 foi revisado como ANSI PH2.5-1979, sem as velocidades logarítmicas, e posteriormente substituído pelo NAPM IT2.5–1986 da National Association of Photographic Manufacturers, que representou a adoção pelos EUA do padrão internacional ISO 6 A última edição do ANSI / NAPM IT2.5 foi publicada em 1993.

O padrão para filmes negativos coloridos foi introduzido como ASA PH2.27-1965 e passou por uma série de revisões em 1971, 1976, 1979 e 1981, antes de finalmente se tornar ANSI IT2.27-1988 antes de sua retirada.

As velocidades do filme de reversão de cor foram definidas em ANSI PH2.21-1983, que foi revisado em 1989 antes de se tornar ANSI / NAPM IT2.21 em 1994, a adoção do padrão ISO 2240 nos Estados Unidos.

Em um nível internacional, o sistema ASA foi substituído pelo sistema de velocidade de filme ISO entre 1982 e 1987, no entanto, a escala de velocidade aritmética ASA continuou a viver como o valor de velocidade linear do sistema ISO.

GOST

Uma caixa de filme Svema , com uma sensibilidade de 65 ГОСТ

GOST (cirílico: ГОСТ ) era uma escala aritmética de velocidade de filme definida em GOST 2817-45 e GOST 2817-50. Foi usado na ex- União Soviética desde outubro de 1951, substituindo osnúmeros de Hurter & Driffield (H&D, cirílico: ХиД), que eram usados ​​desde 1928.

O GOST 2817-50 era semelhante ao padrão ASA , tendo sido baseado em um ponto de velocidade a uma densidade 0,2 acima da base mais névoa, em oposição ao 0,1 do ASA. As marcações GOST são encontradas apenas em equipamentos fotográficos anteriores a 1987 (filme, câmeras, medidores de luz , etc.) de fabricação da União Soviética.

Em 1 de janeiro de 1987, a escala GOST foi realinhada para a escala ISO com GOST 10691–84,

Isso evoluiu para várias partes, incluindo GOST 10691,6–88 e GOST 10691,5–88, que se tornaram funcionais em 1º de janeiro de 1991.

Sistema atual: ISO

Os padrões de velocidade de filme ASA e DIN foram combinados com os padrões ISO desde 1974.

O padrão internacional atual para medir a velocidade de filmes negativos coloridos é ISO 5800: 2001 (publicado pela primeira vez em 1979, revisado em novembro de 1987) da Organização Internacional de Padronização (ISO). Os padrões relacionados ISO 6: 1993 (publicado pela primeira vez em 1974) e ISO 2240: 2003 (publicado pela primeira vez em julho de 1982, revisado em setembro de 1994 e corrigido em outubro de 2003) definem escalas para velocidades de filme negativo preto e branco e filme reverso de cor , respectivamente.

A determinação das velocidades ISO com câmeras fotográficas digitais é descrita em ISO 12232: 2019 (publicado pela primeira vez em agosto de 1998, revisado em abril de 2006, corrigido em outubro de 2006 e novamente revisado em fevereiro de 2019).

O sistema ISO define uma escala aritmética e uma escala logarítmica . A escala aritmética ISO corresponde ao sistema aritmético ASA, onde uma duplicação da sensibilidade do filme é representada por uma duplicação do valor numérico da velocidade do filme. Na escala logarítmica ISO, que corresponde à escala DIN, adicionar 3 ° ao valor numérico constitui uma duplicação da sensibilidade. Por exemplo, um filme com classificação ISO 200/24 ​​° é duas vezes mais sensível que um com classificação ISO 100/21 °.

Normalmente, a velocidade logarítmica é omitida; por exemplo, "ISO 100" denota "ISO 100/21 °", enquanto as velocidades ISO logarítmicas são escritas como "ISO 21 °" de acordo com o padrão.

Conversão entre escalas atuais

Um Yashica FR com marcações ASA e DIN

A conversão da velocidade aritmética S para a velocidade logarítmica S ° é dada por

e arredondamento para o número inteiro mais próximo; o log é de base 10. A conversão da velocidade logarítmica para a velocidade aritmética é dada por

e arredondamento para a velocidade aritmética padrão mais próxima na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1. Comparação de várias escalas de velocidade do filme
APEX S v (1960–) ISO (1974–)
arith./log.°
Câmera mfrs. (2009–) ASA (1960-1987)
arith.
Registro DIN (1961–2002)
.
GOST (1951–1986)
arith.
Exemplo de estoque de filme
com esta velocidade nominal
-2 0,8 / 0 °   0,8 0    
  1/1 °   1 1 (1) Svema Micrat-orto, Astrum Micrat-orto
  1,2 / 2 °   1,2 2 (1)  
-1 1,6 / 3 °   1,6 3 1,4  
  2/4 °   2 4 (2)  
  2,5 / 5 °   2,5 5 (2)  
0 3/6 °   3 6 2,8 Svema MZ-3, Astrum MZ-3
  4/7 °   4 7 (4)  
  5/8 °   5 8 (4) Technicolor de três faixas original
1 6/9 °   6 9 5,5 Kodachrome original
  8/10 °   8 10 (8) Polaroid PolaBlue
  10/11 °   10 11 (8) Filme Kodachrome 8 mm
2 12/12 °   12 12 11 Filme reverso Gevacolor 8 mm, mais tarde Agfa Dia-Direct
  16/13 °   16 13 (16) Filme reverso Agfacolor 8 mm
  20/14 °   20 14 (16) Adox CMS 20
3 25/15 °   25 15 22 antigo Agfacolor, Kodachrome II e (mais tarde) Kodachrome 25, Efke 25
  32/16 °   32 16 (32) Kodak Panatomic-X
  40/17 °   40 17 (32) Kodachrome 40 (filme)
4 50/18 °   50 18 45 Fuji RVP ( Velvia ), Ilford Pan F Plus, Kodak Vision2 50D 5201 (filme), AGFA CT18, Efke 50, Polaroid tipo 55
  64/19 °   64 19 (65) Kodachrome 64, Ektachrome-X, Polaroid tipo 64T
  80/20 °   80 20 (65) Ilford Commercial Ortho, Polaroid tipo 669
5 100/21 °   100 21 90 Kodacolor Gold , Kodak T-Max (TMX), Fujichrome Provia 100F , Efke 100, Fomapan / Arista 100
  125/22 °   125 22 (130) Ilford FP4 + , Kodak Plus-X Pan, Svema Color 125
  160/23 °   160 23 (130) Fujicolor Pro 160C / S , Kodak High-Speed ​​Ektachrome, Kodak Portra 160NC e 160VC
6 200/24 ​​°   200 24 180 Fujicolor Superia 200, Agfa Scala 200x , Fomapan / Arista 200, Wittner Chrome 200D / Agfa Aviphot Chrome 200 PE1
  250/25 °   250 25 (250) Tasma Foto-250
  320/26 °   320 26 (250) Kodak Tri-X Pan Professional (TXP)
7 400/27 °   400 27 350 Kodak T-Max (TMY), Kodak Tri-X 400 , Ilford HP5 + , Fujifilm Superia X-tra 400 , Fujichrome Provia 400X , Fomapan / Arista 400
  500/28 °   500 28 (500) Kodak Vision3 500T 5219 (filme)
  640/29 °   640 29 (500) Polaroid 600
8 800/30 °   800 30 700 Fuji Pro 800Z , Fuji Instax
  1000/31 °   1000 31 (1000) Ilford Delta 3200, Kodak P3200 TMAX

Kodak Professional T-Max P3200 (consulte Anomalias de marketing abaixo)

  1250/32 °   1250 32 (1000) Kodak Royal-X Pancromático
9 1600/33 °   1600 33 1400 (1440) Fujicolor 1600
  2000/34 °   2000 34 (2000)  
  2500/35 °   2500 35 (2000)  
10 3200/36 °   3200 36 2800 (2880) Konica 3200, Polaroid tipo 667, Fujifilm FP-3000B, Kodak Tmax 3200 B&W
  4000/37 °     37 (4000)  
  5000/38 °     38 (4000)  
11 6400/39 °   6400 39 5600  
  8000/40 °          
  10000/41 °          
12 12.500 / 42 ° 12800   12.500     Velocidades ISO maiores que 10.000 não foram definidas oficialmente antes de ISO 12232: 2019.
  16000/43 °          
  20000/44 °         Polaroid tipo 612
13 25000/45 ° 25600        
  32000/46 °          
  40000/47 °          
14 50000/48 ° 51200        
  64000/49 °          
  80000/50 °          
15 100000/51 ° 102400   51   Nikon D3s e Canon EOS-1D Mark IV (2009)
  125000/52 °          
  160000/53 °          
16 200000/54 ° 204800       Canon EOS-1D X (2011), Nikon D4 (2012), Pentax 645Z (2014)
  250000/55 °          
  320000/56 °          
17 400000/57 ° 409600       Nikon D4s , Sony α ILCE-7S (2014), Canon EOS 1D X Mark II (2016)
  500000/58 °          
  640000/59 °          
18 800000/60 °          
  1000000/61 °        
  1250000/62 °          
19 1600000/63 °          
  2000000/64 °        
  2500000/65 °          
20 3200000/66 ° 3280000        Nikon D5 (2016)
  4000000/67 ° 4560000       Canon ME20F-SH (2015)

Notas de mesa:

  1. As velocidades mostradas em negrito em APEX, ISO e ASA são valores realmente atribuídos em padrões de velocidade das respectivas agências; outros valores são extensões calculadas para velocidades atribuídas usando as mesmas progressões das velocidades atribuídas.
  2. Os valores APEX S v de 1 a 10 correspondem aos graus ASA logarítmicos de 1 ° a 10 ° encontrados em ASA PH2.5-1960.
  3. As velocidades aritméticas ASA de 4 a 5 são retiradas de ANSI PH2.21-1979 (Tabela 1, p. 8).
  4. As velocidades aritméticas ASA de 6 a 3200 são retiradas de ANSI PH2.5-1979 (Tabela 1, pág. 5) e ANSI PH2.27-1979.
  5. As velocidades aritméticas ISO de 4 a 3200 são retiradas da ISO 5800: 1987 (Tabela "Escalas de velocidade ISO", p. 4).
  6. As velocidades aritméticas ISO de 6 a 10000 são retiradas da ISO 12232: 1998 (Tabela 1, p. 9).
  7. ISO 12232: 1998 não especifica velocidades maiores do que 10000. No entanto, o limite superior para o ruído S 10000 foi dado como 12500, sugerindo que a ISO pode ter previsto uma progressão de 12.500, 25.000, 50000 e 100.000, semelhante ao de 1250 para 10000. Isso era consistente com ASA PH2.12-1961. Para câmeras digitais, Nikon, Canon, Sony, Pentax e Fujifilm escolheram expressar as velocidades maiores em uma progressão potência de 2 exata da velocidade mais alta realizada anteriormente (6400) em vez de arredondar para uma extensão da progressão existente. Classificações de velocidade maiores que 10.000 foram finalmente definidas na ISO 12232: 2019.
  8. A maioria dos modernos película de 35 mm SLR suportar uma gama de velocidades de filme automático da ISO 25/15 ° a 5000/38 ° com filmes DX-codificados , ou ISO 09/06 ° a 6400/39 ° manualmente (sem a utilização de compensação de exposição ). A faixa de velocidade do filme com suporte para flash TTL é menor, normalmente ISO 12/12 ° a 3200/36 ° ou menos.
  9. O acessório Booster para a Canon Pellix QL (1965) e Canon FT QL (1966) suportava velocidades de filme de 25 a 12800 ASA.
  10. O dial de velocidade de filme da Canon A-1 (1978) suportava uma faixa de velocidade de 6 a 12800 ASA (mas já chamada de velocidades de filme ISO no manual). Nesta câmera, a compensação de exposição e as velocidades extremas do filme eram mutuamente exclusivas.
  11. O Leica R8 (1996) e R9 (2002) oficialmente suportaram velocidades de filme de 8000/40 °, 10000/41 ° e 12800/42 ° (no caso do R8) ou 12500/42 ° (no caso do R9 ), e utilizando sua compensação de exposição ± 3 EV, o intervalo pode ser estendido de ISO 0,8 / 0 ° para ISO 100000/51 ° em etapas de meia exposição.
  12. As velocidades aritméticas dos fabricantes de câmeras digitais de 12.800 a 409600 são de especificações da Nikon (12.800, 25600, 51200, 102400 em 2009, 204800 em 2012, 409600 em 2014), Canon (12800, 25600, 51200, 102400 em 2009, 204800 em 2011 , 4000000 em 2015), Sony (12.800 em 2009, 25.600 em 2010, 409600 em 2014), Pentax (12.800, 25600, 51200 em 2010, 102400, 204800 em 2014) e Fujifilm (12.800 em 2011).

Conversão histórica ASA e DIN

Tabela histórica de conversão de velocidade de filme, 1952
Câmera clássica Tessina com guia de exposição, final dos anos 1950

Conforme discutido nas seções ASA e DIN , a definição das escalas ASA e DIN mudou várias vezes na década de 1950 até o início dos anos 1960, tornando necessária a conversão entre as diferentes escalas. Como o sistema ISO combina as definições ASA e DIN mais recentes, essa conversão também é necessária ao comparar as escalas ASA e DIN mais antigas com a escala ISO.

A imagem mostra uma conversão ASA / DIN em um livro de fotografia de 1952 no qual 21/10 ° DIN foi convertido para ASA 80 em vez de ASA 100.

Alguns guias de exposição de câmeras clássicas mostram a conversão antiga como eram válidos no momento da produção, por exemplo, o guia de exposição da câmera clássica Tessina (desde 1957), onde 21/10 ° DIN está relacionado a ASA 80, 18 ° DIN a ASA 40, etc. Os usuários de câmeras clássicas, que não conhecem os antecedentes históricos, podem ficar confusos.

Determinando a velocidade do filme

Método ISO 6: 1993 para determinar a velocidade para filme preto e branco.
Gravação do filme 1000 ASA, Red Light District, Amsterdam, Graffiti 1996

A velocidade do filme é encontrada em um gráfico de densidade óptica vs. log de exposição do filme, conhecido como curva D –log H ou curva Hurter – Driffield . Normalmente existem cinco regiões na curva: a base + névoa, o dedo do pé, a região linear, o ombro e a região superexposta. Para filme negativo em preto e branco , o "ponto de velocidade" m é o ponto na curva onde a densidade excede a densidade de base + névoa em 0,1 quando o negativo é revelado, de modo que um ponto n onde o log de exposição é 1,3 unidades maior do que a exposição no ponto m tem uma densidade 0,8 maior que a densidade no ponto m. A exposição H m , em lux-s , é a do ponto m quando a condição de contraste especificada é satisfeita. A velocidade aritmética ISO é determinada a partir de:

Este valor é então arredondado para a velocidade padrão mais próxima na Tabela 1 da ISO 6: 1993.

A determinação da velocidade para filmes negativos coloridos é semelhante em conceito, mas mais complexa porque envolve curvas separadas para azul, verde e vermelho. O filme é processado de acordo com as recomendações do fabricante do filme, e não com um contraste especificado. A velocidade ISO para filme de reversão de cor é determinada a partir do meio, e não do limite da curva; novamente envolve curvas separadas para azul, verde e vermelho, e o filme é processado de acordo com as recomendações do fabricante do filme.

Aplicando velocidade do filme

A velocidade do filme é usada nas equações de exposição para encontrar os parâmetros de exposição apropriados. Quatro variáveis ​​estão disponíveis para o fotógrafo obter o efeito desejado: iluminação , velocidade do filme, número f (tamanho da abertura) e velocidade do obturador (tempo de exposição). A equação pode ser expressa em razões, ou, tomando o logaritmo (base 2) de ambos os lados, por adição, usando o sistema APEX, em que cada incremento de 1 é o dobro da exposição; esse incremento é comumente conhecido como "parada". O número f efetivo é proporcional à razão entre a distância focal da lente e o diâmetro da abertura , sendo o próprio diâmetro proporcional à raiz quadrada da área de abertura. Portanto, uma lente ajustada em f / 1,4 permite que o dobro de luz atinja o plano focal do que uma lente ajustada em f / 2. Portanto, cada fator de número f da raiz quadrada de dois (aproximadamente 1,4) também é uma parada, então as lentes são tipicamente marcadas nessa progressão: f / 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22 , 32, etc.

A velocidade aritmética ISO tem uma propriedade útil para fotógrafos sem o equipamento para fazer uma leitura de luz medida. A exposição correta normalmente será alcançada para uma cena iluminada pela frente sob sol forte se a abertura da lente for ajustada para f / 16 e a velocidade do obturador for o recíproco da velocidade do filme ISO (por exemplo, 1/100 segundo para filme ISO 100). Isso é conhecido como a regra dos 16 dias ensolarados .

Índice de exposição

O índice de exposição, ou EI, refere-se à classificação de velocidade atribuída a um determinado filme e situação de filmagem em variação da velocidade real do filme. É usado para compensar imprecisões de calibração de equipamentos ou variáveis ​​de processo, ou para alcançar certos efeitos. O índice de exposição pode simplesmente ser chamado de configuração de velocidade , em comparação com a classificação de velocidade .

Por exemplo, um fotógrafo pode classificar um filme ISO 400 em EI 800 e, em seguida, usar o processamento push para obter negativos imprimíveis em condições de pouca luz. O filme foi exposto na EI 800.

Outro exemplo ocorre quando o obturador de uma câmera está mal calibrado e superexpõe ou subexpõe consistentemente o filme; da mesma forma, um medidor de luz pode ser impreciso. Pode-se ajustar a configuração EI de acordo para compensar esses defeitos e produzir consistentemente negativos com exposição correta.

Reciprocidade

Após a exposição, a quantidade de energia luminosa que atinge o filme determina o efeito sobre a emulsão. Se o brilho da luz é multiplicado por um fator e a exposição do filme diminuída pelo mesmo fator, variando a velocidade do obturador e a abertura da câmera , de forma que a energia recebida seja a mesma, o filme será revelado com a mesma densidade. Essa regra é chamada de reciprocidade . Os sistemas para determinar a sensibilidade de uma emulsão são possíveis porque a reciprocidade se mantém. Na prática, a reciprocidade funciona razoavelmente bem para filmes fotográficos normais para a faixa de exposições entre 1/1000 de segundo a 1/2 segundo. No entanto, essa relação se quebra fora desses limites, um fenômeno conhecido como falha de reciprocidade .

Sensibilidade e grão do filme

Negativo de filme preto e branco granulado de alta velocidade

O tamanho dos grãos de haleto de prata na emulsão afeta a sensibilidade do filme, que está relacionada à granularidade porque grãos maiores dão ao filme maior sensibilidade à luz. Filmes de granulação fina, como filmes projetados para retratos ou cópias de negativos de câmeras originais , são relativamente insensíveis ou "lentos", porque requerem luz mais brilhante ou uma exposição mais longa do que um filme "rápido". Filmes rápidos, usados ​​para fotografar com pouca luz ou capturar movimento de alta velocidade, produzem imagens comparativamente granuladas.

A Kodak definiu um "Índice de granulação de impressão" (PGI) para caracterizar a granulação do filme (apenas filmes negativos coloridos), com base na diferença perceptível de granulação nas impressões. Eles também definem "granularidade", uma medida de grão usando uma medida RMS de flutuações de densidade em filme uniformemente exposto, medida com um microdensitômetro com abertura de 48 micrômetros. A granularidade varia com a exposição - o filme subexposto parece mais granulado do que o filme superexposto.

Anomalias de marketing

Alguns filmes em preto e branco de alta velocidade, como Ilford Delta  3200, P3200 T-Max e T-MAX P3200, são comercializados com velocidades de filme superiores à velocidade ISO real, conforme determinado pelo método de teste ISO. De acordo com as respectivas folhas de dados, o produto Ilford é na verdade um filme ISO 1000, enquanto a velocidade do filme Kodak é nominalmente de 800 a 1000 ISO. Os fabricantes não indicam que o número 3200 é uma classificação ISO em suas embalagens. Kodak e Fuji também comercializaram filmes E6 projetados para impressão (daí o prefixo "P"), como Ektachrome P800 / 1600 e Fujichrome P1600, ambos com uma velocidade base de ISO 400. Os códigos DX nos cartuchos de filme indicam a velocidade do filme comercializado (ou seja, 3200), não a velocidade ISO, para automatizar o disparo e o desenvolvimento.

Velocidade ISO de câmera digital e índice de exposição

Um sensor de imagem CCD , tamanho de 2/3 polegadas

Em sistemas de câmera digital , uma relação arbitrária entre a exposição e os valores dos dados do sensor pode ser alcançada definindo o ganho do sinal do sensor. A relação entre os valores dos dados do sensor e a luminosidade da imagem final também é arbitrária, dependendo dos parâmetros escolhidos para a interpretação dos dados do sensor em um espaço de cores de imagem , como sRGB .

Para câmeras fotográficas digitais ("câmeras fotográficas digitais"), uma classificação de índice de exposição (EI) - comumente chamada de configuração ISO - é especificada pelo fabricante de forma que os arquivos de imagem sRGB produzidos pela câmera tenham uma luminosidade semelhante à que seria obtida com filme da mesma classificação EI na mesma exposição. O design usual é que os parâmetros da câmera para interpretar os valores dos dados do sensor em valores sRGB são fixos e várias opções de EI diferentes são acomodadas variando o ganho do sinal do sensor no reino analógico, antes da conversão para digital. Alguns designs de câmera fornecem pelo menos algumas opções de EI ajustando o ganho de sinal do sensor no reino digital ("ISO expandido"). Alguns projetos de câmera também fornecem ajuste de EI por meio de uma escolha de parâmetros de luminosidade para a interpretação dos valores dos dados do sensor em sRGB; essa variação permite diferentes compensações entre a gama de realces que podem ser capturados e a quantidade de ruído introduzido nas áreas de sombra da foto.

As câmeras digitais ultrapassaram em muito o filme em termos de sensibilidade à luz, com velocidades ISO equivalentes de até 4.560.000, um número insondável no reino da fotografia convencional com filme. Processadores mais rápidos, bem como avanços em técnicas de redução de ruído de software permitem que esse tipo de processamento seja executado no momento em que a foto é capturada, permitindo que os fotógrafos armazenem imagens que têm um nível de refinamento mais alto e teriam consumido muito tempo para processar com os anteriores gerações de hardware de câmera digital.

O padrão ISO (Organização Internacional de Padrões) 12232: 2019

O padrão ISO ISO 12232: 2006 deu aos fabricantes de câmeras fotográficas digitais uma escolha de cinco técnicas diferentes para determinar a classificação do índice de exposição em cada configuração de sensibilidade fornecida por um modelo de câmera específico. Três das técnicas da ISO 12232: 2006 foram transportadas da versão de 1998 do padrão, enquanto duas novas técnicas que permitem a medição de arquivos de saída JPEG foram introduzidas do CIPA DC-004. Dependendo da técnica selecionada, a classificação do índice de exposição pode depender da sensibilidade do sensor, do ruído do sensor e da aparência da imagem resultante. O padrão especificava a medição da sensibilidade à luz de todo o sistema de câmera digital e não de componentes individuais, como sensores digitais, embora a Kodak tenha relatado o uso de uma variação para caracterizar a sensibilidade de dois de seus sensores em 2001.

A técnica de índice de exposição recomendado (REI), nova na versão de 2006 do padrão, permite que o fabricante especifique arbitrariamente as escolhas de EI de um modelo de câmera . As escolhas são baseadas exclusivamente na opinião do fabricante de quais valores EI produzem imagens sRGB bem expostas nas várias configurações de sensibilidade do sensor. Esta é a única técnica disponível sob o padrão para formatos de saída que não estão no espaço de cores sRGB. Esta também é a única técnica disponível sob o padrão quando a medição multi-zona (também chamada de medição padrão ) é usada.

A técnica Standard Output Sensitivity (SOS), também nova na versão de 2006 do padrão, especifica efetivamente que o nível médio na imagem sRGB deve ser 18% cinza mais ou menos 1/3 de parada quando a exposição é controlada por uma exposição automática sistema de controle calibrado de acordo com a ISO 2721 e definido para EI sem compensação de exposição . Como o nível de saída é medido na saída sRGB da câmera, ele só se aplica a imagens sRGB - normalmente JPEG - e não a arquivos de saída em formato de imagem raw . Não é aplicável quando a medição multi-zona é usada.

O padrão CIPA DC-004 exige que os fabricantes japoneses de câmeras fotográficas digitais usem as técnicas REI ou SOS, e o DC-008 atualiza a especificação Exif para diferenciar esses valores. Consequentemente, as três técnicas de EI herdadas da ISO 12232: 1998 não são amplamente utilizadas em modelos de câmeras recentes (aproximadamente 2007 e mais tarde). Como essas técnicas anteriores não permitiam a medição de imagens produzidas com compactação com perdas , elas não podem ser usadas em câmeras que produzem imagens apenas no formato JPEG.

A técnica baseada em saturação (SAT ou S sat ) está intimamente relacionada à técnica SOS, com o nível de saída sRGB sendo medido em 100% branco em vez de 18% cinza. O valor SOS é efetivamente 0,704 vezes o valor baseado na saturação. Como o nível de saída é medido na saída sRGB da câmera, ele só se aplica a imagens sRGB - normalmente TIFF - e não para arquivos de saída em formato de imagem raw. Não é aplicável quando a medição multi-zona é usada.

As duas técnicas baseadas em ruído raramente foram usadas para câmeras fotográficas digitais de consumo. Essas técnicas especificam o maior EI que pode ser usado enquanto ainda fornece uma imagem "excelente" ou uma imagem "utilizável", dependendo da técnica escolhida.

Uma atualização desse padrão foi publicada como ISO 12232: 2019, definindo uma gama mais ampla de velocidades ISO.

Medidas e cálculos

As classificações de velocidade ISO de uma câmera digital são baseadas nas propriedades do sensor e no processamento de imagem feito na câmera, e são expressas em termos da exposição luminosa H (em segundos lux ) que chega ao sensor. Para uma lente de câmera típica com uma distância focal efetiva f que é muito menor do que a distância entre a câmera e a cena fotografada, H é dado por

onde L é a luminância da cena (em candela por ), t é o tempo de exposição (em segundos), N é o número f da abertura e

é um fator que depende da transmitância T da lente, do fator de vinheta v ( θ ) e do ângulo θ em relação ao eixo da lente. Um valor típico é q  = 0,65, com base em θ  = 10 °, T  = 0,9 e v  = 0,98.

Velocidade baseada em saturação

A velocidade baseada na saturação é definida como

onde é a exposição máxima possível que não leva a uma saída de câmera cortada ou desbotada. Normalmente, o limite inferior da velocidade de saturação é determinado pelo próprio sensor, mas com o ganho do amplificador entre o sensor e o conversor analógico-digital , a velocidade de saturação pode ser aumentada. O fator 78 é escolhido de forma que as configurações de exposição baseadas em um medidor de luz padrão e uma superfície reflexiva de 18 por cento resultem em uma imagem com um nível de cinza de 18% / 2 = 12,7% de saturação. O fator 2 indica que há meio ponto de espaço livre para lidar com reflexos especulares que pareceriam mais brilhantes do que uma superfície branca 100% refletora.

Velocidade baseada em ruído

Ruído digital a 3200 ISO vs. 100 ISO

A velocidade com base no ruído é definida como a exposição que levará a uma determinada relação sinal-ruído em pixels individuais . Duas taxas são usadas, a proporção 40: 1 ("excelente qualidade de imagem") e a proporção 10: 1 ("qualidade de imagem aceitável"). Essas proporções foram determinadas subjetivamente com base em uma resolução de 70 pixels por cm (178 DPI) quando visualizada a uma distância de 25 cm (9,8 polegadas). O ruído é definido como o desvio padrão de uma média ponderada da luminância e da cor de pixels individuais. A velocidade com base no ruído é determinada principalmente pelas propriedades do sensor e um pouco afetada pelo ruído no ganho eletrônico e no conversor AD.

Sensibilidade de saída padrão (SOS)

Além das classificações de velocidade acima, o padrão também define a sensibilidade de saída padrão (SOS), como a exposição está relacionada aos valores de pixel digital na imagem de saída. É definido como

onde está a exposição que levará a valores de 118 em pixels de 8 bits, que é 18 por cento do valor de saturação em imagens codificadas como sRGB ou com gama  = 2,2.

Discussão

O padrão especifica como as classificações de velocidade devem ser relatadas pela câmera. Se a velocidade com base no ruído (40: 1) for maior do que a velocidade com base na saturação, a velocidade com base no ruído deve ser relatada, arredondada para baixo para um valor padrão (por exemplo, 200, 250, 320 ou 400). A justificativa é que a exposição de acordo com a velocidade baseada na saturação mais baixa não resultaria em uma imagem visivelmente melhor. Além disso, uma latitude de exposição pode ser especificada, variando da velocidade com base na saturação até a velocidade com base no ruído de 10: 1. Se a velocidade com base no ruído (40: 1) for menor que a velocidade com base na saturação, ou indefinida devido ao alto ruído, a velocidade com base na saturação é especificada, arredondada para cima para um valor padrão, porque usar a velocidade com base no ruído seria levar a imagens superexpostas. A câmera também pode relatar a velocidade baseada em SOS (explicitamente como sendo uma velocidade SOS), arredondada para a classificação de velocidade padrão mais próxima.

Por exemplo, um sensor de câmara pode ter as seguintes propriedades: , , e . De acordo com o padrão, a câmera deve relatar sua sensibilidade como

ISO 100 (luz do dia)
Velocidade ISO latitude 50-1600
ISO 100 (SOS, luz do dia) .

A classificação SOS pode ser controlada pelo usuário. Para uma câmara diferente com um sensor ruidosos, as propriedades podem ser , e . Neste caso, a câmera deve reportar

ISO 200 (luz do dia) ,

bem como um valor SOS ajustável pelo usuário. Em todos os casos, a câmera deve indicar a configuração de equilíbrio de branco para a qual a classificação de velocidade se aplica, como luz do dia ou tungstênio ( luz incandescente ).

Apesar dessas definições padrão detalhadas, as câmeras normalmente não indicam claramente se a configuração "ISO" do usuário se refere à velocidade com base em ruído, velocidade com base em saturação ou sensibilidade de saída especificada, ou mesmo algum número inventado para fins de marketing. Como a versão de 1998 do ISO 12232 não permitia a medição da saída da câmera com compactação com perdas, não era possível aplicar corretamente nenhuma dessas medições a câmeras que não produziam arquivos sRGB em um formato descompactado, como TIFF . Após a publicação da CIPA DC-004 em 2006, os fabricantes japoneses de câmeras fotográficas digitais devem especificar se a classificação de sensibilidade é REI ou SOS.

Uma configuração de SOS maior para um determinado sensor vem com alguma perda de qualidade de imagem, assim como com o filme analógico. No entanto, essa perda é visível como ruído de imagem em vez de granulação . Sensores de imagem digital de tamanho APS e 35 mm , ambos baseados em CMOS e CCD, não produzem ruído significativo até cerca de ISO 1600 .

Veja também

Referências

Leitura adicional

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links externos