ABC fotografii cyfrowej cz1

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

ABC fotografii cyfrowej cz. 3 - ekwiwalent i przelicznik ogniskowej obiektywu W trzeciej części naszego cyklu poradnikowego dla początkujących właścicieli aparatów cyfrowych zajęliśmy się problemem kąta widzenia obiektywu w aparatach cyfrowych. W większość aparatów cyfrowych powierzchnia matrycy jest mniejsza niż klasycznej klatki filmu małoobrazkowego. Wynikają z tego określone konsekwencje dla optyki, szczególnie w aparatach z wymiennymi obiektywami.

KÄ…t widzenia obiektywu a rozmiar matrycy
W okresie królowania aparatów analogowych formatu 24 x 36mm (zwanego formatem 135 lub w skrócie 35 mm) długość ogniskowej F obiektywu jednoznacznie określała kąt widzenia tego obiektywu. Obecnie, w erze aparatów cyfrowych o różnych rozmiarach matrycy, która zastępuje film, należy mówić o kącie widzenia obiektywu w aparacie o podanym formacie matrycy. Kąt widzenia obiektywu zależy bowiem od długości ogniskowej i od wielkości matrycy. Zaczniemy od definicji i objaśnienia kąta widzenia obiektywu.

Kąt widzenia obiektywu to kąt pomiędzy najbardziej zewnętrznymi promieniami światła wpadającymi do aparatu, które jeszcze "trafiają" w matrycę lub film rejestrujący obraz. Na rys.1 jest on oznaczony grecką literą α (alfa). Obiektywem, dla jasności rysunku, jest pojedyncza soczewka. Aby otrzymywać ostre zdjęcia matryca w aparacie fotograficznym musi się znajdować w odległości od obiektywu równej długości ogniskowej F i taka jest sytuacja na rys.1.

rys. 1: kąt widzenia obiektywu o ogniskowej F w aparacie o rozmiarach matrycy a x b mm. Wzory na rysunku pozwalają obliczyć wartość kąta widzenia obiektywu w tym aparacie

Czytelnik nie znający trygonometrii niech się nie przejmuje wzorami. Wystarczy uwierzyć, że ze wzoru 3) wynika iż kąt widzenia maleje:

Przypadek 1. to sytuacja znana w lustrzankach. Mamy w aparacie matrycę o stałych rozmiarach i możemy zakładać do niego obiektywy o różnej długości ogniskowej. Analogiczna sytuacja jest w kompaktach cyfrowych z obiektywem typu zoom.

przykład kadrów możliwych do uzyskania w przypadku obiektywu zoom o nominalnym zakresie ogniskowych 18-200 (11-krotny zoom)

Sytuacja 2. pojawiła się dopiero wraz z aparatami cyfrowymi o różnych rozmiarach matryc i jest tematem tego artykułu. Dla dalszych objaśnień zdefiniujemy pojęcie ogniskowej normalnej i oznaczymy ją Fn. Jest to ogniskowa o długości równej przekątnej matrycy, czy klatki filmu. Obiektyw o ogniskowej normalnej ma kąt widzenia taki, jak oko ludzkie. Obiektyw taki odwzorowuje fotografowaną scenę tak, jak widzi ją człowiek.

Dla formatu 24 x 36 mm Fn = 43,3 mm a kąt widzenia tego obiektywu wynosi 53°. Przyjęło się jednak używać dla tego formatu obiektywu o ogniskowej F=50,0 mm, jako obiektywu "normalnego", czyli standardowego. Kąt widzenia tego obiektywu wynosi około 47°. Do przeliczania długości ogniskowych obiektywów dla formatu 35 mm, czyli do wyliczania tzw. ogniskowej równoważnej używa się jednak Fn=43,3mm.

Należy mocno podkreślić, że parametrem decydującym o odwzorowaniu obrazu na matrycy jest kąt widzenia obiektywu dla danej matrycy a nie ogniskowa obiektywu. Ten sam obiektyw zamontowany aparatach o różnych rozmiarach matrycy będzie miał inny kąt widzenia w każdym z nich.

Sytuacja taka dotyczy lustrzanek z wymiennymi obiektywami, kiedy ten sam obiektyw możemy używać z aparatami o różnej wielkości matrycy. Schematycznie ilustruje to rys. 2. Obiektyw o tej samej długości ogniskowej ma różne kąty widzenia, zależne od wielkości matrycy, na którą rzutuje obraz.

rys.2: kąty widzenia obiektywu o ogniskowej F dla dwóch różnych rozmiarów matryc. Dla matrycy zaznaczonej kolorem niebieskim ten sam obiektyw ma mniejszy kąt widzenia

W kompaktach mamy stałą wielkość matrycy a możemy zmieniać długość ogniskowej. Na obiektywie aparatu kompaktowego mamy podany przedział w którym możemy zmieniać długość ogniskowej, np. 6 mm do 72 mm. To są wartości ogniskowej rzeczywistej ale ze względów na wieloletnie przyzwyczajenie do aparatów formatu 35 mm, producent podaje wartości ogniskowych równoważnych zwanych inaczej ekwiwalentem ogniskowych.

ekwiwalent ogniskowej, to ogniskowa, jaką powinien mieć obiektyw aparatu formatu 35 mm, aby miał taki sam kąt widzenia jak obiektyw naszego aparatu cyfrowego. Inaczej, to ogniskowa w aparacie 35 mm odpowiadająca takiemu obrazowi, jaki widzimy w aparacie cyfrowym.

Obliczymy dla przykładu ogniskową równoważną obiektywu o F = 6,0 mm w aparacie o matrycy oznaczonej 1/2.5?. Matryca taka ma przekątną o długości 7,2 mm, co można znaleźć w różnych tablicach podających rozmiary matryc. Klatka filmu 35 mm ma przekątną 43,3 mm. A więc przekątna formatu 35 mm jest 6 razy dłuższa (43,3/7,2=6) od przekątnej matrycy oznaczonej symbolem 1/2.5?. Ogniskowa równoważna dla naszego aparatu będzie:
6 x 6,0 mm = 36 mm

W ogólnym przypadku ogniskowa równoważna dla danej matrycy jest tyle razy dłuższa od ogniskowej rzeczywistej, ile razy przekątna danej matrycy jest mniejsza od przekątnej matrycy formatu 35 mm. Dla kompaktowych aparatów cyfrowych producenci podają ogniskowe rzeczywiste i równoważne, więc nie ma potrzeby niczego przeliczać.

Natomiast w przypadku lustrzanek cyfrowych o różnych rozmiarach matryc, do których można zakładać obiektywy o różnych długościach rzeczywistej ogniskowej, producenci podają tzw. krotność ogniskowej czyli przelicznik ogniskowej. Jest to liczba, przez którą należy pomnożyć nominalną (rzeczywistą) długość ogniskowej napisaną na obiektywie, aby otrzymać długość ogniskowej równoważnej (ekwiwalent ogniskowej). Dla większości typów lustrzanek ta krotność wynosi 1,5 lub 1,6, a lustrzanski Systemu 4/3 mają przelicznik 2,0. Wartość te można znaleźć w publikowanych przez Fotopolis.pl specyfikacjach konkretnych modeli aparatów.

W praktyce oznacza to , że jeżeli do takiego aparatu dołączamy obiektyw o ogniskowej 50,0 mm, to będzie on dawał kąt widzenia taki, jak obiektyw o ogniskowej 80,0 mm w aparacie o formacie 35 mm.

Z rozważań przytoczonych w tym artykule wynika, że krotność zależy od rozmiarów matrycy wbudowanej do aparatu. Im ta matryca jest mniejsza, tym większy będzie przelicznik ogniskowej. Z długością ekwiwalentu ogniskowej i normalnej wiążą się pojęcia obiektywów szerokokątnych i teleobiektywów. To zagadnienie będzie jednak omówione osobno.

Zapraszamy za tydzień do czwartej części naszego poradnika.

Autor jest profesorem na Wydziale Fizyki Uniwersytetu im. A. Mickiewicza.

 

 

Radość fotografowania" - dlaczego lustrzanka, pierwszy fragment książki Zapraszamy do przeczytania pierwszego fragmentu książki "Radość fotografowania. Lustrzanka cyfrowa w praktyce, przewodnik po świecie obrazu" wydanej przez firmę Nikon Polska, a powstałej przy dużym udziale redakcji Fotopolis.pl. Dzisiejszy odcinek został poświęcony odpowiedzi na pytania "Dlaczego lustrzanka?" i "Czy większe jest lepsze?". Polecamy!

DLACZEGO LUSTRZANKA?

Jednoobiektywowa lustrzanka cyfrowa zapewnia wstęp do świata poważnej fotografii cyfrowej. W połowie ubiegłego wieku małoobrazkowe lustrzanki wyparły królujące wówczas aparaty dalmierzowe. Kiedy eksplodował fenomen fotografii cyfrowej, początkowo ceny cyfrowych lustrzanek uniemożliwiały korzystanie z nich zwykłym śmiertelnikom. Jednak dynamiczny rozwój spowodował bardzo szybkie i znaczące podniesienie jakości wykonywanych zdjęć oraz istotny spadek cen. Lustrzanki cyfrowe zaczynają przewyższać popularnością swoje małoobrazkowe poprzedniczki.

Ilustracje i fotografie: (C) Leszek Szurkowski

Więcej niż kompakt
Lustrzanka cyfrowa wygrywa z kompaktem (nawet bardzo zaawansowanym) w każdej niemal kategorii poza wielkością (choć dla niektórych większe wymiary również są zaletą). Oczywiście podstawa to jakość zdjęć, ale nie tylko. Równie ważna jest ergonomia i szybkość działania (zarówno jeśli chodzi o zdjęcia seryjne, jak i o prędkość autofokusa). Dla wielu nie do przecenienia będzie wizjer. Dzięki układowi luster i/lub pryzmatowi pentagonalnemu fotografujący lustrzanką widzi dokładnie to, co obiektyw. W odróżnieniu jednak od zaawansowanych kompaktów wyposażonych w wizjery elektroniczne, które pokazują to, co widzi matryca, jakość obrazu widoczna w wizjerze optycznym lustrzanki jest znacznie wyższa.

Film kontra matryca
Pozornie jedyną różnicą między lustrzanką małoobrazkową a cyfrową jest element rejestrujący obraz - film zastąpiono matrycą światłoczułą. Najważniejszą i podstawową zmianą jest jednak potrzeba przestawienia się na "cyfrowe myślenie". Choćby dlatego że w przeciwieństwie do filmu element rejestrujący obraz (matryca) jest niewymienny. Tym ważniejsze stało się dokonanie właściwego wyboru przed zakupem i zrozumienie podstawowych zagadnień związanych ze specyfiką pracy z lustrzanką cyfrową.

Trudna przesiadka i zmiana podejścia
Osoby, które zamieniły lustrzankę małoobrazkową na cyfrową (lub inny aparat cyfrowy), muszą się przede wszystkim przyzwyczaić do tego, że ta druga ma określoną rozdzielczość, która ogranicza maksymalną wielkość wydruku. Dlatego matryca 10 Mp umożliwi wykonanie większej odbitki niż sensor 6 Mp, a optymalne wymiary są wypadkową liczby pikseli w pliku i rozdzielczości wydruku, jaką uznamy za satysfakcjonującą. Gdyby zaszła potrzeba wykonania bardzo dużych powiększeń, należy zaopatrzyć się albo w lustrzankę cyfrową o rozdzielczości przekraczającej 10 czy 6 Mp popularnych modeli, albo w profesjonalne oprogramowanie do interpolacji (obróbki, która ma na celu zwiększenie liczby pikseli ponad to, co zarejestrowała matryca, z minimalną stratą jakości) - a najlepiej jedno i drugie (lepszy aparat i odpowiedni program).
 

Ilustracje i fotografie: (C) Leszek Szurkowski

Megapiksele - im więcej tym lepiej?
Jak widać, jednym z kluczowych aspektów jest liczba pikseli sensora. Punktów światłoczułych matrycy nie należy mylić z pikselami rozumianymi jako abstrakcyjne najmniejsze składniki obrazu cyfrowego. Jest to ważne przede wszystkim ze względu na fakt, że te drugie nie mają określonej wielkości (są bardziej tworem teoretycznym - jak punkt), podczas gdy pierwsze mają konkretne wymiary przekładające się bezpośrednio na możliwości sensora. Im większy punkt światłoczuły, tym więcej informacji może pomieścić i tym lepsza jakość obrazu. Wielkość pikseli przetwornika spada wraz ze zmniejszaniem fizycznej wielkości matrycy i zwiększaniem liczby pikseli. Ta sama wielkość matrycy przy większej liczbie pikseli (np. 10 Mp i 6 Mp) będzie oznaczała mniejsze wymiary tychże. Chcąc wyobrazić sobie skalę różnicy między wielkością pikseli małych matryc cyfrówek a rozmiarami punktów światłoczułych sensorów wykorzystywanych w lustrzankach cyfrowych oraz zrozumieć znaczenie tej rozbieżności, wystarczy spojrzeć na suche dane. Załóżmy, że mamy do dyspozycji dwa przetworniki obrazowe, oba składające się z 6 megapikseli. Pierwszy pochodzi z kompaktowej cyfrówki i ma rozmiar 1/1,8 cala, co oznacza, że matryca mieści się w prostokącie o wymiarach około 7x5 mm. Tymczasem matryce formatu DX stosowane we wszystkich modelach lustrzanek cyfrowych marki Nikon mają wielkość 23,7x15,7 mm. Jak widać - różnica jest kolosalna. Duże matryce są droższe, ale zapewniają znacznie wyższą jakość obrazu. To jedna z podstawowych przewag lustrzanek cyfrowych nad kompaktami cyfrowymi.
 

Ilustracje i fotografie: (C) Leszek Szurkowski

CZY WIĘKSZE JEST LEPSZE?

Większa pojemność, większa czułość
Wiemy już, że lustrzanki mają znacznie większe punkty światłoczułe niż cyfrowe kompakty i że to dobrze. Ale właściwie dlaczego? Aparaty cyfrowe pozornie umożliwiają dowolne żonglowanie czułością, z jaką fotografujemy - w przeciwieństwie do tradycyjnych filmów, które mają stałą i niezmienną czułość. Tak naprawdę matryca również ma jedną czułość, a wszystkie wyższe wartości otrzymywane są metodą wzmocnienia sygnału z przetwornika. Właśnie dlatego wielkość fotodiody (najważniejsza część piksela matrycy) jest kluczowa. Im większa fotodioda, tym większa jej czułość, co przekłada się na mniejszą ilość szumów ("cyfrowego ziarna") podczas wzmacniania sygnału. Jednocześnie dzięki temu, że duży piksel może przyjąć więcej fotonów, wzrasta dynamika sensora, ponieważ zwiększa się maksymalny poziom światła, który matryca może zapisać (zmniejsza się prawdopodobieństwo niedoświetlenia ciemnych partii obrazu podczas pilnowania, żeby najjaśniejsze fragmenty zachowały szczegóły). Duża powierzchnia piksela pozwala też zarejestrować niższy poziom światła, co umożliwia zarejestrowanie detali w cieniach.

Zapomniany standard, nowy standard
Wielkość matrycy określa się w stosunku do klatki filmu małoobrazkowego (24x36 mm). Dlatego lustrzanki wyposażone w mniejsze przetworniki obrazowe są nazywane "niepełnoklatkowymi". Najpopularniejszy jest standard APS-C. Jego nazwa pochodzi od formatu filmu, który miał w drugiej połowie lat 90. ubiegłego wieku wyprzeć mały obrazek. Rewolucja się nie udała, ale producenci uznali wymiary klatki APS (16,7x25,1 mm) za idealny kompromis między kosztami produkcji a jakością obrazu. Nie wszystkie matryce APS-C mają dokładnie takie same wymiary, ale właśnie w ten sposób przyjęło się określać "rozmiar" większości niepełnoklatkowych przetworników obrazowych. Istnieje też otwarty System 4/3, który oparto na mniejszej matrycy - 13,5x18 mm. Jego twórcy nie zdecydowali się na zachowanie proporcji boków obrazu 3:2. Zrezygnowano z niej na rzecz dominującego na rynku cyfrówek z niewymienną optyką stosunku 4:3. Jeszcze mniej powszechne są lustrzanki z matrycami o wymiarach odpowiadających wielkości kadru małoobrazkowego - jak na razie tylko jeden producent ma w swojej ofercie takie aparaty.

I to by było na tyle w pierwszej części cyklu. Kolejne już wkrótce. Zapraszamy!

 

ABC fotografii cyfrowej cz. 2 - stabilizacja drgań aparatu Stabilizacja drgań to coraz popularniejsza funkcja w aparatach cyfrowych. Dzięki niej można wykonywać nieporuszone zdjęcia nawet w słabych warunkach oświetleniowych. W kolejnym odcinku cyklu ABC fotografii cyfrowej opisujemy jak działają różne rodzaje stabilizacji drgań aparatu.

Rodzaje stabilizacji drgań aparatu

Terminy stabilizacja i kompensacja drgań używane są naprzemiennie, choć tak naprawdę stabilizacja to mechanizm nie dopuszczający do drgań a kompensacja to minimalizowanie efektu drgań, które występują. W literaturze dotyczącej amatorskich aparatów cyfrowych powszechnie stosowany jest termin stabilizacja drgań i dla unikania zamętu będziemy też go używać.

Wszelkiego rodzaju drgania aparatu fotograficznego podczas wykonywania zdjęcia mogą powodować pogorszenie ostrości zarejestrowanego obrazu. Najczęściej za te drgania odpowiedzialni jesteśmy my sami trzymając aparat w rękach. Producenci aparatów fotograficznych i kamer filmowych od lat opracowują i stosują różne metody stabilizacji drgań. Niektóre z takich urządzeń są większe i cięższe od samego aparatu, czy kamery filmowej. Takie "monstra" są głównie stosowane w samolotach dla wykonywania zdjęć z powietrza, czy w specjalnych samochodach z których filmuje się dzikie zwierzęta w parkach narodowych.

przykład działania stabilizacji obrazu - różnica w jakości obrazu jest oczywista (źródło: Sony)

Jednak w tym artykule opiszemy zasady działania systemów stabilizacji drgań stosowanych w cyfrowych aparatach fotograficznych, przeznaczonych dla powszechnego użytku. W aparatach tej klasy stosuje się cztery metody stabilizacji drgań. Podstawowym elementem trzech z nich jest urządzenie, które wykrywa i rejestruje drgania aparatu. Nie wnikając w szczegóły konstrukcyjne, takie czujniki ruchu potrafią rejestrować drgania aparatu o częstotliwościach do 20 a nawet 40 tysięcy drgań na sekundę.

1. Stabilizacja położenia matrycy
W aparacie zamontowany jest czujnik drgań, który wykrywa i przekazuje do procesora wielkości i kierunki wychylania się aparatu. Matryca aparatu jest tak zamontowana, że odpowiedni mechanizm elektromagnetyczny może ją przesuwać w pionie i w poziomie. Idea działania tego systemu jest następująca.

Jeżeli na skutek drgnięcia ręki aparat zmienił położenie, to czujnik ruchu zarejestrował tę zmianę i przekazał informację o niej do procesora. Program zapisany w pamięci aparatu analizuje to przesunięcie (jego kierunek i wielkość) i przekazuje odpowiedni sygnał elektryczny do mechanizmu poruszającego matrycę. Sygnał ten jest tak dobrany, by przesunął matrycę o taką odległość o jaką przesunął się aparat, tylko w przeciwnym kierunku. Innymi słowy, aparat przesuwa się w jednym kierunku a matryca w przeciwnym, tak, by obraz padający na nią przez obiektyw był zawsze w tym samym miejscu.

schemat aparatu Pentax K100D - matryca zamontowana jest na specjalnym układzie umożliwiającym jej ruch, a tym samym kompensację drgań aparatu

 

konstrukcja mocowania matrycy w modelu Pentax K10D

Ten typ stabilizacji drgań jest stosowany głównie w lustrzankach z wymiennymi obiektywami i uważany jest za najdoskonalszy w klasie aparatów amatorskich. Po raz pierwszy na masową skalę system ten zastosowała w swoich aparatach (kompaktowych i lustrzankach) firma Minolta, która następnie została przejęta przez koncern Sony i obecnie system stabilizacji matrycy znajdziemy w lustrzance Sony α A100. Stabilizację matrycy stosuje również firma Pentax w wybranych modelach swoich lustrzanek cyfrowych (K100D i K10D).

przekrój modelu Sony A100 - w tylnej części widać skomplikowany układ przesuwający matrycę

2. Stabilizacja optyczna
Czujnik drgań wykrywa drgania aparatu. Elementem kompensującym te drgania jest dodatkowa soczewka (lub układ soczewek) wbudowana w obiektyw. Położenie tej soczewki, sterowane sygnałami z procesora, zmienia się zależnie od kierunku i wielkości drgań aparatu. Zmiana tego położenia jest tak dobierana przez układ stabilizacji, że promień wpadający przez obiektyw trafia w ten sam punkt matrycy, niezależnie od drgań aparatu. Do pewnej granicy wielkości drgań daje to nieruchomy względem matrycy obraz, a więc zapobiega nieostrości wywoływanej małymi ruchami aparatu. System ten jest nieco gorszy od systemu stabilizacji matrycy, gdyż ruchome soczewki w obiektywie pogarszają nieco jakość obrazu. W przypadku lustrzanek, działa tylko w obiektywach skonstruowanych specjalnie dla tego typu stabilizacji drgań. Spośród dużych producentów optyki obiektywy z wbudowaną stabilizacją drgań oferuje Nikon (obiektywy oznaczone VR) i Canon (obiektywy IS).

schemat stabilizacji optycznej o obiektywie modelu Sony Cyber-shot T30 (źródło: Sony

3. Stabilizacja elektroniczna I
Czujnik drgań wykrywa przesunięcia aparatu. Wielkości i kierunki drgań zapisywane są w pamięci procesora. Po wykonaniu zdjęcia, odpowiedni program oparty na bardzo skomplikowanym algorytmie (czyli przepisie obliczeń) dokonuje korekcji zarejestrowanego na matrycy zdjęcia. Korekcja odbywa się w oparciu o informacje jakie ruchy wykonał aparat w trakcie naświetlania zdjęcia. Pozwala to zmniejszyć rozmycie obrazu będące wynikiem drgań aparatu. System ten jest znacznie tańszy od poprzednich ale też mniej doskonały.

Aby zwiększyć jego skuteczność, często do zapisu obrazu używana jest mniejsza, środkowa powierzchnia matrycy światłoczułej. Pozostała część wykorzystywana jest do zapisu tej części zdjęcia, która na skutek drgań aparatu normalnie znalazłaby się poza kadrem. Jednak wykorzystanie tylko części matrycy wiąże się ze zmniejszeniem rozdzielczości zdjęcia, czyli spadkiem jego jakości. Dlatego też, producenci matryc pracują nad specjalnymi matrycami od razu wyposażonymi w dodatkowy obszar wykorzystywany przy kompensacji przesunięć aparatu na skutek drgań. Więcej na temat tego systemu piszemy w rozdziale Stabilizacja drgań w trakcie filmowania, który znajduje się dalej w tym artykule.

4. Stabilizacja elektroniczna II
Jest to system korekcji nieostrości bez zastosowania czujnika drgań. Zarejestrowany na matrycy obraz jest analizowany bardzo skomplikowanym programem, który potrafi identyfikować rozmycia obrazu wywołane drganiami aparatu a kolejne funkcje tego programu potrafią te rozmycia "wyostrzać". Z punktu widzenia konstrukcji jest to system najtańszy ale i najbardziej zawodny. Wszystko zależy od jakości zastosowanych programów a siłą rzeczy, w aparacie nie można mieć potężnych programów zajmujących setki megabajtów. A gdyby nawet je umieścić, to korekcja nieostrości trwała by kilka do kilkunastu sekund. Ponieważ i tak nie dało by to kompensacji drgań tak dobrej, jak w metodach poprzednio opisanych, tę metodę stabilizacji drgań stosuje się w tanich kompaktach. Jest to w końcu lepsze niż zupełny brak stabilizacji.

Również w tym wypadku konstruktorzy pracują nad poprawieniem systemów elektronicznych. Jedną metod jest natychmiastowe wykonanie drugiego zdjęcia. Dzięki temu programy analizując przesunięcie obrazu na dwóch ujęciach mają większą możliwość ustalenia właściwego wyglądu zdjęcia. Taki system używany jest na przykład w niektórych modelach kompaktów cyfrowych firmy Samsung.

Samsung NV10 wyposażony w nowatorski system elektronicznej redukcji drgań Advanced Shake Reduction (ASR)

Systemy elektronicznych stabilizacji drgań określane są angielskim skrótem EIS - Elelctronic Image Stabilization.

Stabilizacja drgań w trakcie filmowania

Drgania aparatu w trakcie filmowania nie są tak groźne dla jakości filmu, gdyż co około 1/30 sekundy powstaje nowe zdjęcie. Ale problemem może być widoczne "skakanie" obrazu. Jeżeli w trakcie filmowania aparat drga w kierunku pionowym, to choć kolejne klatki mogą być ostre, to np. tocząca się po boisku piłka będzie rejestrowana w coraz to innym miejscu (w kierunku pionowym) matrycy. W trakcie wyświetlania będzie ona widoczna jako tocząca się po boisku "podskakującym" w górę co jakiś czas.

Eliminacja takich efektów drgań realizowana jest w inny sposób, niż dla zdjęć statycznych. Podstawą sytemu są:

·         czujnik drgań,

·         matryca światłoczuła o rozmiarach nieco większych niż rozmiary rejestrowanej klatki,

·         i odpowiedni program zapisany w aparacie.

W trakcie filmowania aparatem cyfrowym wykorzystuje się rozdzielczość matrycy wielokrotnie mniejszą, niż do zdjęć statycznych, a więc automatycznie mamy "zapas" powierzchni na jej brzegach.

W przypadku drgania aparatu podczas filmowania, każda klatka jest zapisywana w nieco innym miejscu matrycy a równocześnie czujnik drgań przesyła do procesora informacje o tym jakie było przesunięcie aparatu w momencie rejestrowania każdej klatki. Procesor, w oparciu o odpowiedni program, zapisuje kolejne klatki filmu do pamięci po zrobieniu korekcji na ich położenie względem jakiegoś ustalonego punktu, np. środka matrycy. System daje więc film "płynny", bez nieprzyjemnych dla widza skoków obrazu po ekranie.

Zasady stosowania stabilizacji drgań

Aparat cyfrowy zaopatrzony w opcjÄ™ stabilizacji obrazu ma zazwyczaj 3 tryby jej pracy:

·         I - wyłączona,

·         II - włączona na stałe,

·         III - włączana na czas otwarcia migawki, czyli robienia zdjęcia.

Najlepszą praktyką jest ustawienie stabilizacji w trybie III. Tryb II powoduje, że aparat zużywa więcej energii elektrycznej - stabilizacja pracuje cały czas, gdy aparat jest włączony. W trybie II następuje też szybsze zużycie elementów mechanicznych, o ile takie są, układu stabilizacji. Tryb I stwarza zagrożenie, że któreś z robionych zdjęć będzie rozmyte w wyniku drgnięcia ręki w momencie jego robienia.

Jeżeli ktoś chce fotografować w trybie I, to musi wiedzieć, że czas otwarcia migawki około 1/60 s jest w zasadzie najdłuższym możliwym do stosowania przy robieniu zdjęć bez statywu. Ten czas dotyczy obiektywu o ogniskowej normalnej, czyli około 50 mm, w przeliczeniu na format 35 mm. Jeżeli robimy zdjęcia z teleobiektywem, to ogólnie akceptowana reguła dla zdjęć bez stabilizacji drgań jest następująca: czas otwarcia migawki nie może być dłuższy niż odwrotność długości ogniskowej, przeliczonej dla formatu 35 mm.

A więc dla ogniskowej F=200 mm czas otwarcia migawki może być co najwyżej 1/200 s, by drgania nie powodowały nieostrości. Większość prostych kompaktowych aparatów cyfrowych ma obiektywy o zmiennej ogniskowej od około 35 mm do około 100 mm. Czyli bezpieczny czas otwarcia migawki powinien być krótszy od 1/100 s.

Stabilizacja drgań może jednak dawać efekty niepożądane np. przy robieniu zdjęć, na których chcemy stworzyć wrażenie ruchu. Dlatego, też profesjonalne obiektywy wyposażone w stabilizację drgań oferują od dwóch do kilku trybów działania tego systemu, które najlepiej sprawdzają się w różnych sytuacjach zdjęciowych. Doświadczony fotografujący powinien więc korzystać ze stabilizatora drgań w sposób przemyślany.

Stabilizacja drgań dobra na wszystko?

Stabilizacja drgań aparatu nie jest lekarstwem na wszystkie problemy z rozmazanym obrazem, o czym często zapominają kupujący nowy aparat cyfrowy i, co gorsza, sprzedawcy tych aparatów. Przede wszystkim nawet najbardziej zaawansowane systemy nie są w stanie zapobiec rozmazaniu szybko poruszających się obiektów. Po prostu działają one tylko na ruch aparatu, a nie na ruch innych obiektów w kadrze. Jedynym lekarstwem w tym wypadku jest skrócenie czasu otwarcia migawki (czasu naświetlenia) poprzez wybranie większej czułości ISO, zastosowanie lampy błyskowej lub wykonywanie zdjęć przy lepszym świetle.

Wiedząc o tym problemie niektórzy producenci (np. Sony, Panasonic) oferują tak zwany "podwójny system stabilizacji drgań". W praktyce sprowadza się on do połączenia optycznego (mechanicznego) układu stabilizacji z funkcją podwyższającą ekwiwalent czułości ISO w aparacie. Należy jednak pamiętać, że samo podwyższenie czułości ISO nie jest stablizacją obrazu w sensie ? mimo, że zapobiega rozmazaniu obrazu również na skutek drgań aparatu. To po prostu zabieg pozwalający na skrócenie czasu otwarcia migawki. Każdy świadomy użytkownik aparatu może osiągnąć podobny efekt samemu podwyższając ekwiwalent czułości ISO w menu aparatu. Należy jednak pamiętać, że podwyższenie ISO wiąże się z pogorszeniem jakości oddania szczegółów na zdjęciu poprzez zwiększenie szumów. Jest to więc rozwiązanie połowiczne i jak do tej pory tylko "prawdziwa" stabilizacja obrazu oferuje kompensancję niepożądanych ruchów aparatu bez pogorszenia jakości obrazu, a z wymienionych w tym artykule rodzajów jak na razie najlepiej sprawdzają się systemy mechaniczne - stabilizacja optyczna i stabilizacja matrycy.

 

ABC fotografii cyfrowej cz. 1 - balans bieli Dzisiaj rozpoczynamy nowy cykl poradnikowy na stronach Fotopolis.pl. Seria artykułów ABC Fotografii cyfrowej przeznaczona będzie dla początkujących użytkowników aparatów cyfrowych, którzy chcą poznać i efektywnie użytkować ich najważniejsze funkcje. W pierwszej części cyklu wyjaśnimy czym jest i jak działa funkcja balansu bieli w aparatach cyfrowych.

Balans bieli, to jedno z najtrudniejszych pojęć w fotografii cyfrowej. Człowiek, a raczej oko ludzkie, widzi dowolny kolor, np. żółty jako żółty, niezależnie od tego czy ogląda go w świetle słabej żarówki czy w słoneczny dzień. Aparat fotograficzny nie ma takiej zdolności adaptacji do rodzaju oświetlenia i rejestruje kolory zależnie od natężenia i koloru światła padającego na fotografowane obiekty. Konstruktorom aparatów zależy na tym, by odtwarzane kolory były jak najbardziej zbliżone do tego, co widzi człowiek - by wyglądały na zdjęciu naturalnie. I tu wkracza funkcja Balans bieli (zwany także równoważeniem bieli).

Aparat fotograficzny, a raczej jego oprogramowanie, musi zostać "poinformowane" o tym, jaki jest kolor i jasność światła padającego na fotografowaną scenę. Od tego bowiem zależą kolory i jasności uzyskane na zdjęciu. Tymczasem aparat fotograficzny cyfrowy (analogowy także) mierzy i analizuje jedynie światło odbite od fotografowanych przedmiotów, które wpada do niego przez obiektyw. Analiza tego światła wpadającego do aparatu musi dać informacje o tym jakie jest natężenie światła padającego na obiekty fotografowane.

różne źródła światła dają na zdjęciu różne kolory

Każdy aparat cyfrowy, od najprostszego po najbardziej zaawansowany ma opcję AWB, co jest skrótem od Auto White Balans, czyli automatyczne ustawianie balansu bieli. Ustawienie balansu bieli na AWB (auto) pozwala na robienie zdjęć w szybko zmieniających się warunkach oświetlenia. Dla początkującego fotoamatora to powinno wystarczyć, ale jeżeli chcemy robić zdjęcia lepsze niż przeciętne, to trzeba dobrze postudiować zagadnienie balansu bieli.

Automatyczny balans bieli
Włączamy aparat, kierujemy go w stronę obiektów, które chcemy fotografować i naciskamy spust migawki. Każdy użytkownik aparatów cyfrowych wie, że moment wykonania zdjęcia jest opóźniony w stosunku do momentu naciśnięcia spustu migawki. Coraz nowsze i lepsze aparaty mają to opóźnienie coraz mniejsze. Dlatego, że posiadają coraz szybciej działające procesory obliczające i ustawiające parametry dla wykonania zdjęcia. Jednak opóźnienie występuje i jest nie do uniknięcia. To opóźnienie to czas potrzebny procesorowi na ustawienie, między innymi, właściwego balansu bieli, czyli na określenie rodzaju i jasności światła oświetlającego scenę widzianą przez aparat.

Procedura tego ustawiania balansu bieli w typowych aparatach kompaktowych jest następująca. Na matrycy rejestrowany jest obraz, który ma być za chwilę zapisany jako zdjęcie. Odpowiedni program (analogiczny do komputerowego) zapisany w pamięci procesora aparatu analizuje ten obraz. Wyszukuje najjaśniejszy obszar i uznaje, że jest to odwzorowanie obiektu białego. Na tej podstawie program wylicza kolor i intensywność światła padającego na fotografowaną scenę. Ta informacja zostanie potem wykorzystana do odtworzenia kolorów wszystkich obiektów, które zostaną zarejestrowane na matrycy aparatu. Niestety, w niektórych sytuacjach, ustawienie automatycznego balansu bieli może zawieść. Dlatego producenci przewidzieli możliwość ręcznego ustawienia balansu bieli przez fotografa.

W lustrzankach cyfrowych ustawianie automatycznego balansu bieli odbywa się na podobnej zasadzie, jednak znacznie szybciej niż w aparatach kompaktowych - cały proces praktycznie nie opóźnia wykonania zdjęcia. Dzieje się tak dlatego, że konstrukcja aparatu lustrzankowego pozwala na pomiar balansu bieli za pomocą dodatkowego układu światłoczułego, innego niż zasadnicza matryca aparatu służąca do rejestracji zdjęć.

Ustawienia własne balansu bieli
Każdy, nawet najprostszy, aparat cyfrowy daje użytkownikowi możliwość "informowania" aparatu o kolorze i jasności światła padającego na fotografowane obiekty. W tanich kompaktach mamy do wyboru kilka podstawowych rodzajów oświetlenia. Zależnie od producenta aparatu mogą się one różnie nazywać ale zazwyczaj są to:

·         światło słoneczne,

·         dzień pochmurny,

·         żarówka,

·         lampa jarzeniowa,

·         lampa błyskowa.

Ustawienie w aparacie którejś z tych...