絞り、シャッタースピードから露出を補正する

質問

はじめて質問します、よろしくお願いします。

フィルムカメラに関する本で、絞りやシャッタースピード、露出について調べています。
が、デジタルカメラにもこれらの仕組みや考えをそのまま適応して良いものなのかわかりません。

まず、
露光量は、シャッタースピードとｆ値の組み合わせにより決定されるとあります。
この組み合わせは、”積”でしょか、”和”でしょうか？

さらに、この組み合わせはある一定の露光量にたいして複数存在しますよね。
（たとえば、シャッタースピード1/250・ｆ値4.0　と　1/125・ｆ値5.6では、露光量が等しい）

ここに２枚の異なる画像AとBがあります。
いずれの画像もデジタルカメラを使用し、撮影時のモードは『オート』です。

画像Aは、シャッタースピード1/250、ｆ値8.0で撮影されており、この時の露光量を基準とします。
画像Bは、シャッタースピード1/500、ｆ値5.6で撮影された画像です。

画像Bに対し、×2.0（スピードが1/2だから）
　　　　　　 ×0.5（ｆ値が1/√２、つまり面積1/2だから）
この補正により、画像AとBの露光量が等しいとみなすことは可能でしょうか？？

作業過程を説明します。
画像をグレースケールに変換します。
さらに別のソフトを用い、画像上である点を選択すると、その点の輝度（0～255）が表示されます。
先ほどの補正はこの輝度値に対して行なおうとしています。

つまり、撮影済みの画像に対して、撮影時の露光量が一定となるような補正を行ないたいのです。

何か根本的に勘違いしているのかもしれませので、アドバイスなどあればぜひお願いします。
勉強に適している書籍などあれば、そちらもお願いします。

回答No.1

E-Dec

厳密には「露出」と「露光量」の意味は異なる(JISで異義語として定義されています)ため、露光量ではなく
露出に関する問題ですね。まぁ、今回は露光量に置き換えてもさほど実害はないですが...

問１)
> 露光量は、シャッタースピードとｆ値の組み合わせにより決定されるとあります。
> この組み合わせは、”積”でしょか、”和”でしょうか？

単純にはＦ値の平方とシャッター速度の商が等しければ露出は同じと考えて頂いて結構です。
ここで言う"露光量"がＥＶ値を示すならば、

　EV = 2logF － logT － log(ISO/100) [F:絞り値, T:シャッター速度, ISO:ISO感度]
*) ここでのlogは底が２です

という方程式があります。

問２)
> 画像Aは、シャッタースピード1/250、ｆ値8.0で撮影されており、この時の露光量を基準とします。
> 画像Bは、シャッタースピード1/500、ｆ値5.6で撮影された画像です。
>
> 画像Bに対し、×2.0（スピードが1/2だから）
> 　　　　　　 ×0.5（ｆ値が1/√２、つまり面積1/2だから）
> この補正により、画像AとBの露光量が等しいとみなすことは可能でしょうか？？

シャッター1/250秒で絞りF8.0とシャッター1/500秒で絞りF5.6は、補正を行わずとも同じ露出です。
まぁ、画像Ｂに対し２倍し、0.5倍する訳ですから結局元に戻り、露出が同じになるという考え方をしても
問題ないかと思います。

> さらに別のソフトを用い、画像上である点を選択すると、その点の輝度（0～255）が表示されます。
> 先ほどの補正はこの輝度値に対して行なおうとしています。

目的が分かりにくいのですが、その輝度値をコントロールしたいと考えると非常にやっかいになります。
例えば、輝度値が50だった場合、撮影時の露出を２倍にしても100にはならないことが多いです。

リニア現像する場合には飽和しない限りその通りになるのですが、実際にはバイアス(トーンカーブ)がかけられ
ますので、数値と現実の明るさにリニアな関係はありません。

非常に簡単でしたが、お分かりいただけたでしょうか…!?

お礼

説明不足の質問にお答えいただきありがとうございます。

付け加えますと、、、
　Cという山を同一点から、同時刻に、毎日撮影　しています。
　画像をグレースケールに変換し、256段階の輝　度階級をもって、この山Cを評価したいので　　す。
　ところが、撮影はオートで行なっているので画　像によってスピード、f値は異なり、露出も異　なります。全ての画像が同じ露出で撮影された　という前提のもと、山C輝度を比較したいので　す。

しかし、撮影後の画像で輝度値をコントロールすることは困難なようですね。
ひとまず、複数あるスピードとｆ値の組み合わせから、露出がおなじ画像のみを用いて比較することとします。

さっそくの回答ありがたかったです。
本当にありがとうございました◎