Mała teoria fotografii cyfrowej

Warsztaty fotografii terenowej. Pracownia Antropologii Audiowizualnej IEiAK UAM w Poznaniu

Budowa aparatu cyfrowego obiektyw (ogniskowa, jasność, przysłona)  układ pomiaru światła, czyli wyznaczania ekspozycji (migawka)  układ ustawiania ostrości, czyli autofokus  matryca światłoczuła 

OBIEKTYW Układ soczewek, który odwzorowuje na światłoczułym elemencie aparatu fotograficznego przedmioty, osoby lub krajobrazy znajdujące się przed nim.

Podstawowe parametry charakteryzujące obiektyw to: a) długość ogniskowej oznaczana na ogół literą f i wyrażana w milimetrach, b) jasność obiektywu wyrażana liczbą określającą ilość przepuszczanego przez obiektyw światła.

Ogniskowa 



Długość ogniskowej f określa "siłę skupiania" promieni świetlnych. Im krótsza ogniskowa, tym silniej obiektyw załamuje promienie, czyli bardziej je skupia.

Dla aparatów cyfrowych podawane są dwie długości ogniskowej, jedna absolutna, druga w przeliczeniu dla aparatu małoobrazkowego formatu 35x24 (w skrócie 35mm: odpowiednik wymiarów klatki filmu)

Jasność obiektywu Jasność obiektywu określa maksymalnie możliwą "ilość" światła wpuszczanego do aparatu.

Decyduje ona o możliwości wykonania zdjęcia przy słabym oświetleniu.

Jasność typowych amatorskich obiektywów jest w przedziale od: 2.0 - bardzo jasny, wpuszcza dużo światła, możliwość robienia zdjęć przy słabym świetle 3,5 - średnia jasność, wystarczająca dla ogromnej większości warunków fotografowania.

Przysłona 

Przesłona (przysłona) to konstrukcja zasłaniająca (przysłaniająca) soczewki obiektywu zaczynając od ich zewnętrznego obwodu. W miarę przymykania przesłony zasłaniana jest coraz większa część obiektywu.

Zmienna ogniskowa - zoom Oznacza to, że możemy regulować ogniskową obiektywu i wykonać aparatem zdjęcia, które będą pomniejszone lub powiększone  Zmienna ogniskowa zależy od przedziału jaki oferowany jest w danym modelu aparatu 

MIGAWKA Znajduje się wewnątrz aparatu przed matrycą światłoczułą  służy do odsłaniania matrycy na odpowiedni czas a następnie zasłaniania jej z powrotem w celu prawidłowej ekspozycji, czyli dostarczenia odpowiedniej ilości światła padającego przez obiektyw. 

AUTOFOKUS 

Popularna nazwa systemu automatycznego ustawiania ostrości.

Jest to bardzo użyteczna funkcja nowoczesnych aparatów fotograficznych. Autofokus jest trybem fotografowania dostępnym we wszystkich modelach aparatów, od najprostszych kompaktów do bardzo zaawansowanych lustrzanek i aparatów średnioformatowych.

Co znaczy zdjęcie ostre? 

Jeżeli krawędź fotografowanego obiektu jest wyraźnie zarysowana, to mówimy, że zdjęcie jest ostre albo, że ostrość jest prawidłowo ustawiona. Faktycznie, to ustawia się długość ogniskowej obiektywu tak, by fotografowane obiekty były ostre.

MATRYCA ŚWIATŁOCZUŁA Matryca światłoczuła to odpowiednik filmu stosowanego w aparatach klasycznych.  Na niej następuje odwzorowanie obiektu fotografowanego.  Podstawowe wielkości charakteryzujące matrycę, to liczba światłoczułych elementów, zwanych pikselami oraz tzw. rozmiary geometryczne. 



Najczęściej podawana jest tylko liczba pikseli w milionach sztuk - megapikselach oznaczana MP oraz maksymalna możliwa do uzyskania rozdzielczość zdjęcia wykonanego aparatem z danym przetwornikiem.



Im więcej megapikseli zawiera matryca, tym większa jest możliwa do uzyskania zdolność rozdzielcza zdjęcia zarejestrowanego na tej matrycy i tym większe są rozmiary odbitki, którą można wykonać bez pojawiania się na nich rozmycia konturów obrazu.





Parametrem związanym z liczbą pikseli w matrycy, który decyduje o jakości zdjęć jest liczba pikseli przypadająca na 1 cm2 jej powierzchni, zwana gęstością pikseli. Im owa gęstość mniejsza tym matryca ma większą czułość a więc i mniejsze szumy w słabym świetle.

Im więcej pikseli na 1 cm kw. tym mniejszy jest pojedynczy piksel a tym samym mniejsza jest jego czułość i gorszy będzie obraz uzyskany aparatem z taką matrycą.

EKSPOZYCJA to ilość światła padającego na matrycę potrzebna do zrobienia prawidło naświetlonego zdjęcia.  Główny wpływ na naświetlenie mają trzy elementy: - przysłona (liczba przysłony: ile światła pada 

na matrycę)

-

czas naświetlania (czas otwarcia migawki:

jak długo swiatło pada na matrycę) - czułość matrycy (ISO: ile światła potrzebuje matryca do prawidłowej ekspozycji)  +++ balans bieli: temperatura barwowa



Operowanie tymi wielkościami stanowi o całej sztuce fotografii. Mogą być one w pełni regulowane przez fotografa w trybie manualnym (M) lub przez aparat w trybie auto (A), a także częściowo przez człowieka i częściowo przez aparat w trybach półautomatycznych (Tv, Av, S, A, P)

Półautomatyka: programowalna automatyka 1. Ustawia automatycznie wartość przysłony i czas otwarcia migawki, czyli dobiera ekspozycję.

2. Wszystkie inne parametry ustawiamy sami: a. Czułość ISO b. Balans bieli c. Zdjęcia pojedyncze lub seryjne d. Sposób pomiaru oświetlenia sceny

+++ EV (Exposure Value: kontrola ekspozycji przez dodawanie lub zmniejszanie tzw. działek EVczyli jednostek, w których mierzona jest ekspozycja.

Zwiększanie powoduje nam rozjaśnienie zdjęcia, a zmniejszanie zaciemnienie. (od -2 ciemne, do +2 jasne)

Przysłona (Przesłona) mechaniczna część aparatu, a właściwie obiektywu, składająca się z nachodzących na siebie, wyprofilowanych blaszek (wachlarzyk).  celem tego mechanizmu jest regulacja ilości światła przechodzącej przez obiektyw i padającej na matrycę  jest to jeden z elementów decydujących o naświetleniu zdjęcia. 







Zwykle przysłona oznaczana jest jako f (wartość) – np. f2,f8 lub jako sama wartość (2, 8) Im owa wartość jest wyższa, tym przysłona przepuszcza mniej światła do obiektywu (mniejsza dziurka). Im niższa jest dolna wartość przysłony tym obiektyw jest jaśniejszy (większa dziurka) Przeważnie występujące wartości przysłony to : f1,4 (duża dzurka) – f2 – f2,8 - f4 - f5,6 - f8 - f11 - f16 - f22 - f32 (mała dziurka).

Wartość przysłony 

Wielkość mówiąca nam o zastosowanym, w momencie wykonania zdjęcia, stosunku ogniskowej obiektywu do średnicy układu zbierającego światło.

Wartość przysłony nazywa się także czasami otworem czynnym obiektywu.



Parametry obiektywu określa się podając jego ogniskową i minimalną wartość przysłony

np. obiektyw 2/50, ma ogniskową 50 mm i w jego przypadku maksymalna średnica zbierająca światło wynosi 50 dzielone na 2, czyli 25 mm.

Przysłony są tak uszeregowane, że zmiana wielkości otworu o jedną działkę powoduje dwukrotną zmianę ilości światła docierającego do matrycy

F 2.8

2.8

F4

F8

Przysłona poza regulacją stopnia naświetlenia zdjęcia wpływa także na tak zwaną głębię ostrości.

Jest to obszar na zdjęciu, w którym wszystkie elementy są ostre.

Głębia ostrości 

Głębia ostrości to zakres odległości, w których fotografowane obiekty wydają się być ostre, czyli ich obrazy znajdują się w ognisku.



W rzeczywistości tylko obiekt znajdujący się w jednej i konkretnej odległości może znajdować się w ognisku, a rzeczy znajdujące się przed nim i za nim są przed lub za ogniskiem.



Ze względu na ograniczone możliwości optyki naszego aparatu, jak i ze względu na własności naszego narządu wzroku, za ostre uznaje się obrazy obiektów znajdujące się nie w jednym konkretnym punkcie lecz w zakresie odległości, który nazywamy właśnie głębią ostrości.

Im większą ustawimy przysłonę tym większą uzyskamy głębię ostrości, ale również zatrzymamy więcej światła, więc musimy to zrekompensować dłuższym czasem naświetlania lub większą czułością ISO.

krajobrazy, oddalone obiekty (duża przysłona) portret, szczegóły itp.(niskie przysłony): pierwszy plan jest ostry, a tło jest lekko rozmyte.

Głębia ostrości zależy też od ogniskowej obiektywu, w tym sensie, że jest ona większa dla krótszych ogniskowych. np. a) fotografując jakiś obiekt teleobiektywem mamy małą głębię ostrości. b) robiąc zdjęcie tego samego obiektu, obiektywem standardowym wartość głębi znacznie wzrośnie, ale wzrośnie też nasze pole widzenia.

Chcąc mieć takie same pole widzenia jakie mieliśmy w teleobiektywie musimy z naszym standardowym obiektywem podejść znacznie bliżej fotografowanego obiektu. Przez to nasza głębia ostrości, która zależy od odległości fotografobiekt, zmaleje i gdy pola widzenia będą takie same, również i wartości głębi osiągną takie same rozmiary.

Czas naświetlania (czas migawki) Czas otwarcia migawki, to czas w którym naświetlany jest element światłoczuły w aparacie.  Czasy otwarcia migawki liczone są w ułamkach sekundy (1/2000, 1/1000, 1/500, 1/250, 1/125, 1/60, 1/30, 1/15, 1/8, 1/4, 1/2) gdzie np. 1/2 oznacza pół sekundy, a 1/30 jedną trzydziestą część sekundy.

Generalnie: Słabe oświetlenie: konieczne są dłuższe czasy naświetlania (1/8, 1/4, 1/2)  Mocne światło: krótsze (np.1/2000) 

Przy długich czasach musimy użyć statywu!!!!!!!!!

Ruch Jeżeli wybierzemy długi czas naświetlania np. kilka sekund, każdy ruch w kadrze zostanie odwzorowany na zdjęciu

foto1: ulica: długi czas migawki, aparat na statywie, samochody na drodze są zupełnie rozmyte, dzięki czemu fotograf pokazał ich szybkość oraz kierunek foto 2: metro: długi czas , aparat na statywie, główny obiekt stoi w miejscu, dzięki czemu jest na zdjęciu ostry a tło jest rozmyte

Można też w ten sposób uwydatnić główny, ostry obiekt.

Dzięki temu będzie on dużo lepiej widoczny na fotografii.

Zamrożenie 

Aby skorzystać z tej metody, zazwyczaj potrzebne jest bardzo dobre oświetlenie bądź/i jasne obiektywy.

Musimy wtedy wybrać krótkie czasy, np. 1/500, 1/1000

CZUŁOŚĆ MATRYCY: ISO to parametr określający, w jakim stopniu element światłoczuły jest wrażliwy na światło (określa ilość światła potrzebną do prawidłowego naświetlenia filmu/matrycy)  Najczęściej czułości określa się w skali ISO (ISO 50, 100, 200, 400, 800, 1000): odpowiedniki czułości filmu fotograficznego  Im mniejsze ISO tym element światłoczuły jest mniej wrażliwy na światło i potrzeba więcej światła do prawidłowego naświetlenia zdjęcia.  Ale: im większe tym gorsza jakość zdjęcia (ziarno i szumy) 

Balans bieli 





parametr pozwalający aparatom cyfrowym oddać jak najwierniej kolory uwiecznione na fotografii Zazwyczaj, aparat sam określa balans bieli w danej sytuacji (AWB-Automatyczny Balans Bieli).

W aparatach cyfrowych najczęściej dostępnymi opcjami wyboru balansu są: tryb manualny, słoneczny dzień, pochmurny dzień, światło żarowe (typowe żarówki), światło jarzeniowe (większość świetlówek) etc.

Jak to działa? 

Specjalne algorytmy cyfrowe znajdują najjaśniejsze punkty na zdjęciu w podstawowych składowych barwach (RGB-czerwony, zielony i niebieski) i przypisują najjaśniejszemu obiektowi na fotografii kolor biały, czyniąc z niego punkt odniesienia dla pozostałych.

Potem reszta barw jest przeskalowana odpowiednio względem tak wybranego referencyjnego piksela



W bardziej zaawansowanych aparatach dostępna jest również funkcja ustawienia balansu bieli wg temperatury barwnej światła wyrażonej w stopniach Kelvina. Skala ta wynika z fizycznych własności materii

Dlaczego WB jest istotny? 



Światło białe jest mieszaniną wszystkich możliwych kolorów od czerwieni po fiolet (co można zobaczyć po przepuszczeniu światła białego przez pryzmat, i rozszczepieniu go) Oko ludzkie ma niezwykłą zdolność do korygowania tego błędu, matryca w cyfrówce tego nie potrafi i dlatego potrzebna jest korekcja czułości matrycy na poszczególne kolory. W przeciwnym przypadku obraz rejestrowany będzie miał nienaturalne zabarwienie.