Fotografia dla początkujących czyli wiaderko pełne światła. Cz. 1

W fotografii podstawą jest światło i jego rejestracja na materiale światłoczułym. Zastąpmy jednak światło wodą, a aparat wiaderkiem. Wtedy być może trochę lepiej zrozumiemy, jak to wszystko działa.

Wcale nie jest oczywiste, że matryca aparatu cyfrowego lub film ma tylko jeden optymalny stan naświetlenia. Jest wiaderkiem, które gdy jest puste daje obraz czarny, a gdy pełne biały, a pozostałe odcienie to stany pośrednie. Innymi słowy, żeby oddać dobrze białą ścianę trzeba napełnić całe wiaderko, a kolor skóry, czy zieleń drzew odpowiednio mniej (jedną trzecią, czy pół wiaderka). Gdzie więc leży problem?

Podstawowym problemem jest fakt, że wodę do wiaderka łapiemy z otoczenia i zwykle nie mamy wpływu na to, jak szybko i ile jej naleci. To tak jakbyśmy stanęli z wiaderkiem pod wodospadem, albo w deszczu i próbowali złapać odpowiednią ilość. Wodospad napełni nam wiaderko prawie natychmiast, a przy okazji mnóstwo wody rozchlapiemy. W mżawce możemy chodzić godzinę z naszym wiaderkiem i niewiele zdziałamy. Podstawowym parametrem łapania odpowiedniej ilości wody z otoczenia (naświetlania) jest więc czas.

Zacznijmy zatem od niego. W pierwotnym modelu aparatu, czyli kamerze otworkowej, jest tylko dziurka w puszce z materiałem światłoczułym. Przez tą dziurkę musimy złapać odpowiednią ilość światła. Mamy więc określonej wielkości wiaderko i różne źródła wody dookoła. Piękny, słoneczny dzień to odpowiednik wodospadu, ciemne pomieszczenie, to woda lecąca małym strumykiem z kranu. Dlatego też, gdy jest jasno, czas napełniania wiaderka (naświetlania) jest krótki, a gdy ciemno - długi. Proste, ale nie bezproblemowe.

Pierwszy problem to jak długo mamy trzymać wiaderko, żeby się napełniło. W przypadku prawdziwego wiaderka po prostu to widzimy. W przypadku aparatu nasze wiaderko jest schowane w jego wnętrzu, tak aby osłonić je przed niepożądanymi źródłami wody. Kiedyś istniała zasada „słońce 16”, czyli wystawialiśmy nasze wiaderka „na oko”. Dzisiaj mamy światłomierze (wodomierze ;-)) wbudowane w aparat, które mówią nam, jak długo mamy w danych warunkach trzymać nasze wiaderko pod danym źródłem wody. Wydaje się, że problem z głowy? Niestety nie.

Gdy wody jest bardzo mało wiaderko trzeba trzymać bardzo długo. A gdy trzymamy coś długo, po prostu drżą nam ręce. To kolejny problem w łapaniu wody do wiaderka, czyli robieniu zdjęć. Trzymamy wiaderko pod kranikiem, woda powolutku leci, ręce nam się męczą, wiaderko się rusza. Coś się rozchlapie, przez chwilę nie łapiemy wody, bo nie trafiamy wiaderkiem w strumień itd. Co zrobić?

Najłatwiej postawić wiaderko na stoliku (statywie). Nic się nie rusza, wiaderko może stać choćby godzinę, a woda spokojnie do niego spłynie. Drugie rozwiązanie to kupno lepszego, dużego wiadra (jasny obiektyw, ale o tym później).

Uważni czytelnicy już pewnie zauważyli, że alegoria wiaderka nie jest idealna, bo oznacza tylko jeden punkt obrazu (biały, szary, czarny - dla uproszczenia mówię odcieniami szarości, bez koloru). W przykładzie z jednym wiaderkiem nie powinno mieć znaczenia poruszenie, bo co za różnica skąd się leje i czy nam się coś wyleje. Ważne żeby wiaderko się napełniło. W rzeczywistości jednak nie łapiemy wody z jednego strumyczka do jednego wiaderka. Każdy punkt obrazu to jedno wiaderko. Jeżeli nasza matryca w aparacie ma 12 megapikseli to mamy 12 milionów wiaderek, z których każde ma wypełnić się odpowiednią ilością wody (np. mają być puste dla oddania źrenicy oka, pełne dla oddania białek i wypełnione w rożnych ilościach dla oddania odcieni skóry). Ponadto łapiemy wodę z wielu strumyków (skąpo kapiących z ciemnych miejsc i lejących się z miejsc jasnych).

Wykonywanie zdjęć jest więc łapaniem wody z wielkiej chmury (otoczenie) do milionów wiaderek przymocowanych do palety (matryca). Wody tej trzeba nałapać tyle, żeby wiernie oddać natężenie wody padającej z chmury w dany punkt na ziemi (takie zaawansowane pomiary meteo). Trzymamy taką paletę nad głową i czekamy, żeby w miejscach, gdzie pada najwięcej deszczu wiaderka napełniły nam się do pełna, tam gdzie opady są średnie wody było proporcjonalnie mniej, a tam gdzie prawie nie pada, wiaderka były puste. Tu pojawiają się kolejne problemy.

Pierwszy problem to poruszanie naszym zespołem wiaderek. Chyba jasno już widać, że gdy będziemy ruszać naszą paletą otrzymamy zafałszowane wyniki pomiaru natężenia opadów (poruszone zdjęcia). Dzieje się tak, gdy obok siebie są miejsca na chmurze, z których pada mocno i słabo. Wtedy jedno wiaderko powinno być pełne, a drugie obok prawie puste. Jak poruszymy naszą paletą, to mocny strumień może zacząć się wlewać do wiaderka obok, które miało być puste. Czyli mamy już pierwszą możliwość zafałszowania wyniku (łatwo zobaczyć to na poruszonych zdjęciach nocnych, gdy z punków światła robią się smugi).

Drugi problem to odpowiedni czas wystawiania wiaderek na deszcz. Pamiętajmy, że wiaderka mają być napełnione w sposób oddający natężenie deszczu. Jeżeli będziemy je trzymać zbyt długo pod chmura, to w końcu wszystkie się wypełnią. Te, co miały być pełne, takie pozostaną (nadmiar wody się z nich wyleje), te jednak, które miały być pełne w połowie lub wcale, też będą napełnione w całości, co da nam fałszywą informację o wysokiej intensywności opadów (zdjęcie prześwietlone, na którym nawet szare obiekty są białe, a czarne są szare). W odwrotnej sytuacji, gdy będziemy stali z naszymi wiaderkami za krótko, wiaderka, które miały być pełne, nie zdążą nałapać wody (zdjęcie niedoświetlone, na którym wszystko jest szaroczarne).

To jak długo mamy stać z wiaderkami zależy od ich wielkości (czułości matrycy). Różnica między stanem pełnym a pustym oddaje dokładność pomiaru (rozpiętość tonalną obrazu). Duże, płytkie wiaderka (wysokoczułe) łatwiej łapią wodę, a głębokie wiaderka pozwalają łatwiej oznaczyć różnicę między rożnymi stanami napełniania. Uniwersalne wiaderka są kompromisem dostosowanym to typowych warunków pogodowych (oświetleniowych).

Na koniec dzisiejszego odcinka trochę konkretów:

• Jak długi jest “długi czas”? - Przeciętny człowiek może utrzymać nieruchomo aparat przez około 1/30 sekundy, gdzie liczba 30 oznacza ogniskową aparatu. Dokładniej rzecz ujmując, jesteśmy w stanie utrzymać aparat przez 1/(ogniskowa obiektywu) sekundy, tak aby wykonany obraz był nierozmazany. Dla obiektywu 50mm, jest to więc ok. 1/60 s, dla obiektywu 35mm, jest to ok. 1/30 s, a dla obiektywu 105mm, to ok. 1/125 s. Jak widać czasy te są bardzo krótkie, czasem zbyt krótkie dla poprawnej rejestracji obrazu. Dlatego tak warto stosować statywy lub inne podpórki.

• Jak duże jest “uniwersalne wiaderko”? - Czułość typowych elementów matrycy światłoczułej to około 100ISO. Umożliwia ona wykonanie zdjęcia średnio jasnym obiektywem (ok. f/8), w typowy, średnio zachmurzony dzień, używając „bezpiecznej” długości czasu ekspozycji ok. 1/125 s.

• A co z kolorem? - Każdy kolor ma swoje osobne wiaderko. Jedno wiaderko może zmierzyć tylko natężenie jednego koloru, albo wszystkich kolorów wymieszanych razem (jak w fotografii czarno-białej). Dlatego też jeden punkt obrazu to w rzeczywistości minimum trzy punkty oddające natężenie kolorów podstawowych dla obróbki cyfrowej (czerwonego, zielonego i niebieskiego - RGB).

O przysłonach, czułościach, obiektywach, lampach błyskowych opowiem w dalszych częściach.

W poprzedniej części próbowałem opisać istotę fotografii, czyli rejestrację natężenia światła, przez analogię do łapania wody. Porównanie to wydaje mi się dosyć obrazowe, chociaż nie pozbawione wad. Spróbujmy, dalej posługując się analogią, porozmawiać o przysłonach i czułości.

Zacznijmy od przysłony. W naszej wodnej analogii mieliśmy wiaderko określonej wielkości, a odpowiednie naświetlenie (łapanie odpowiedniej ilości wody) regulowaliśmy czasem. W zasadzie mogłoby to wystarczyć, ale problem pojawi się, gdy jest bardzo jasno. Wtedy wiaderko można przepełnić w ułamku sekundy. Nie każda migawka (urządzenie odpowiedzialne za otwieranie wnętrza aparatu, tak aby światło mogło padać na matrycę przez odpowiedni czas) umożliwia czasy rzędu 1/2000 sekundy lub krótsze. Brak przysłony spowodowałby, że każde zdjęcie w słoneczny dzień byłoby prześwietlone, bo minimalny czas migawki i tak byłby za długi, a nasze wiaderka zawsze by się przelewały. Aby uczynić proces fotografowania bardziej elastycznym wymyślono przysłonę. Przysłona jest regulowanym otworem, przez który możemy wpuszczać więcej lub mniej światła, przy takim samym czasie. Dzięki przysłonie możemy wykonywać zdjęcia przy czasie 1/60s w bardzo słoneczny dzień. Gdyby nieregulowana przysłona, otwór wlotowy wiaderka byłby zawsze taki sam (tzw. maksymalna jasność obiektywu, ale o obiektywach później).

Przysłona obok czasu jest najważniejszym parametrem w fotografii. Obie te zmienne są ze sobą powiązane. Czas naświetlenia można skrócić dzięki otwarciu przysłony, albo wydłużyć dzięki jej przymknięciu. Oznacza to krótkie napełnianie wiaderka przez duży otwór wlotowy, albo dłuższe przez odpowiednio zmniejszony. Tak jak czasy w aparacie są oznaczane ułamkami sekund, których standardowy skok jest dobrany tak, że oznacza złapania dwa razy większej ilości światła (1/500 - 1/250 - 1/125 - 1/60 - 1/30), tak samo jest w przypadku przysłon. Pomijając kwestie matematyczno-optyczne, zwykle określamy wielkość otworu przysłony liczbami w formie: 2.8 - 4 - 5.6 - 8 - 11 - 16. Trzeba tylko zapamiętać, że im niższa liczba tym większy otwór. I tak przestawienie przysłony z 4 na 5.6 spowoduje, że do matrycy dostaje się dwa razy mniej światła. Posiadanie dwóch parametrów, które możemy kontrolować, a jednocześnie uzyskiwać poprawne naświetlenie przy ich różnej kombinacji otwiera nam aspekty kreatywne fotografii.

Na przykład, w typowy, lekko pochmurny dzień możemy wykonać odpowiednio naświetlone zdjęcie (nałapać odpowiednią ilość wody do wiaderek) przy czasie 1/125 sekundy i przysłonie 8. To samo naświetlenie uzyskamy jednak też przy czasie 1/250 i przysłonie 5.6 lub czasie 1/60 i przysłonie 11. Podstawowe pytanie, jakie się nasuwa to: po co regulować parę czas - przysłona. Po to, żeby zapewnić sobie odpowiednio krótki czas otwarcia migawki, czyli taki, podczas którego nie poruszymy zdjęcia. Po co jednak świadomie wydłużać czas? Otóż powody są trzy.

1. Możemy chcieć mieć poruszone zdjęcie. Nie chodzi jednak o ruch aparatem, lecz o uchwycenie ruchu fotografowanego obiektu. Dzięki dłuższym czasom możemy uzyskać na zdjęciu rozmazany obraz biegnącego człowieka, jadącego samochodu, itp. W wielu przypadkach wystarczy czas dłuższy niż 1/30s, żeby lekko rozmazać poruszającą się postać i uzyskać smugę kolorów zamiast szybko jadącego pojazdu.

2. Możemy być zmuszeni do wydłużenia czasu. Każdy obiektyw (o nich w następnym odcinku) ma swoją maksymalną jasność. Jest ona określana maksymalnym otworem przysłony. Zawsze jest oznaczona na samym obiektywie, obok ogniskowej (o tym też później), np. 50/1.8 lub 18-70/3.5-4.5. W tych przypadkach 1.8 oznacza maksymalną przysłonę dla obiektywu 50mm. Z kolei zoom 18-70 jest jaśniejszy na początku swojego zakresu (maksymalna przysłona 3.5 dla szerokiego kąta 18mm) i ciemniejszy o około pół działki przysłony na końcu zakresu (maksymalna przysłona 4.5 dla ogniskowej 70mm). Jak łatwo się domyśleć, w zoomach maksymalna przysłona zmienia się płynnie w zakresie ogniskowych (w podanym przykładzie dla ogniskowej ok. 45mm będzie ona wynosiła 4.0). Co z tego wynika? Otóż, jeżeli jest ciemno możemy otwierać przysłonę tylko do pewnego momentu. Może się okazać, że przy danym czasie obiektyw jest już w pełni otwarty (np. ustawiliśmy przysłonę 1.8 na obiektywie 50mm), a nadal jest to za mało, żeby wykonać poprawnie naświetlone zdjęcie. Wtedy musimy wydłużyć czas, bo zmienność samej przysłony została już wykorzystana. Co jednak, gdy wymagany czas okaże się dla nas za długi (np. 1/15s). Wtedy wykorzystujemy statyw, lampę błyskową (czyli chluśnięcie dodatkowym strumieniem światła, ale o tym w kolejnych odcinkach), albo używamy wyższej czułości.

Zanim przejdziemy do trzeciego powodu wydłużania czasu otwarcia migawki, warto powiedzieć trochę o czułości. Jak wspomniałem w pierwszym odcinku, czułość określa wielkość naszych wiaderek. Głębokie i wąskie wiaderka są mniej czułe (trzeba więcej wody, żeby je napełnić), płytkie i szerokie wiaderka są bardziej czułe (wystarczy chwila by je napełnić). Jak już pisałem, typowe wiaderko w aparacie ma czułość oznaczoną jako ISO 100 lub 200. Oznacza to, że w lekko pochmurny dzień potrzebuje czasu 1/125 sekundy przy przysłonie 8, żeby się napełnić. Czułość to trzeci, techniczny aspekt kreatywny w fotografii. Wpływa na używane czasy i przysłony. Jest to możliwe, ponieważ wyższe czułości umożliwiają używanie krótszych czasów i mniejszych otworów przysłony. Z tego powodu korzystamy z nich, gdy na przykład posiadamy ciemny obiektyw (o maksymalnej przysłonie mniejszej niż 4.0) lub wtedy, gdy jest ciemno. W tym momencie wielu z Was może się zacząć zastanawiać: „Przecież w moim aparacie czułość mogę ustawiać w zakresie 100-1600 ISO, więc co za problem, jak jest za ciemno podkręcę sobie ISO”. Otóż problem owszem jest. Dawno, dawno temu, gdy nie było aparatów cyfrowych czułość regulowało się doborem filmu. Standardowe miały ISO 100, a wysokoczułe ogólnie dostępne na rynku ISO 1600. Normalnie używało się „setek”, a idąc na sesję w trudniejszych warunkach, zabierało się „czterysetki” lub „osiemsetki”. Filmy o wyższej czułości miały w sobie światłoczułe cząsteczki o większej powierzchni, które łapały więcej światłą, ale jednocześnie powodowały „ziarnistość” obrazu (duże, płytkie wiaderka). Obecnie, żeby zmienić czułość wystarczy kliknąć w menu aparatu cyfrowego. Czy jednak oznacza, że klikaniem zmieniamy wielkość naszych wiaderek na światło? Niestety nie. Piszę niestety, bo właśnie czułość jest źródłem największych nieporozumień przy używaniu aparatów cyfrowych przez amatorów. Może to wielu zaskoczyć, ale matryca aparatu cyfrowego ma jedną czułość, tak zwaną nominalną, o wartości około ISO 100. Wszystkie wyższe czułości są uzyskiwane przez sztuczne podbijanie sygnału elektrycznego, który pojawia się w pikselach matrycy, wystawionych na działanie światła. Skoro zaś jest to robione sztucznie, oznacza, że nie jest pozbawione wad. Analogia wodna jest w tym momencie niezbyt trafiona, ale można to sobie wyobrazić następująco. Do wiaderka wpada woda, ale ponieważ jest jej mało, to żeby je napełnić trzeba mnóstwo czasu. Niestety wiaderek w naszej matrycy nie zmienimy magicznie na płytsze i szersze. Jedyne co możemy zrobić, to sztucznie dopełnić wiaderko. Na każdą kroplę wody, aparat generuje więc bańkę powietrza jako wypełniacz (w rzeczywistości tym wypełniaczem są elektrony generowane przez układy wzmacniające). Można sobie wyobrazić, że podwyższenie czułości z ISO 100 na ISO 200 oznacza wygenerowanie jednej banieczki na kroplę, przy ISO 400 generujemy dwie banieczki na jedną kroplę światła. Powstaje w ten sposób piana, która z oczywistych powodów nie odzwierciedla idealnie rzeczywistego obrazu. Szczegóły się rozmazują, piana przelewa między wiaderkami. Dobrze wygenerowane bąbelki i w nie za dużej ilości (kilka na jedną kroplę) nie powodują jeszcze dramatycznej degradacji obrazu (ISO 200-800), ale już kilkanaście sztucznych bąbelków - elektronów na jedną prawdziwą kroplę - foton światła (ISO 1600 i większe) powoduje powstanie dużego szumu, zamazującego szczegóły obrazu. Na wzmacnianie obrazu mniej wrażliwe są duże matryce z dużymi wiaderkami (takie jak w lustrzankach), a bardziej małe matryce w kompaktach. Wniosek z tego wszystkiego jest taki, że najlepiej trzymać się czułości nominalnej, najwyżej lekko ją podbijając i nie wierzyć w marketingowy slogan o użytecznej czułości ISO 1600, zwłaszcza w aparatach kompaktowych.

Wracając zaś do powodów, dla których wydłużamy czas naświetlenia, to należy zauważyć, że możemy chcieć zmienić przysłonę tak, aby osiągnąć pożądaną głębię ostrości. Żeby zrozumieć czym jest ostrość i jej głębia, musimy jednak wprowadzić pojęcie obiektywu i rozdzielczości. O tym będzie kolejny odcinek.

W tym odcinku wciąż lejemy wodę, czyli dalej korzystamy z płynnych metafor, by oddać zasady fotografii. Tym razem opiszę, czym jest obiektyw, rozdzielczość i głębia ostrości.

W naszych poprzednich rozważaniach łapaliśmy wodę z otoczenia (światło) do wiaderek przymocowanych do palety (matryca aparatu). W ten sposób rejestrowaliśmy świat w relacji 1:1. Innymi słowy, żeby zarejestrować człowieka, nasza paleta z wiaderkami musiałaby mieć co najmniej jego wielkość (jakieś 2 x 2 m). Jak jednak doskonale wiemy, matryca światłoczuła aparatu fotograficznego jest wielkości znaczka pocztowego, zamkniętego w poręcznym pudełeczku, jakim jest korpus aparatu. Jak więc jest możliwe, że można na niej rejestrować krajobrazy, ludzi i owady? Jak to jest możliwe, że możemy skompresować rzeczywistość do wielkości matrycy aparatu cyfrowego, czy też klatki filmu w aparacie tradycyjnym. Kluczem do reprodukcji świata na materiale światłoczułym jest obiektyw. Można go traktować jak lejek. Tak jak zwyczajny lejek umożliwia złapanie wody z większej powierzchni (szeroki wylot kranu, padający z chmur deszcz) do mniejszej (szyjka butelki), tak obiektyw umożliwia nałapanie światła z powierzchni większej niż wielkość matrycy. Co prawda analogia lejka kiepsko ma się do rzeczywistego zachowania światła (ogniskowa itp.), ale moim zdaniem najprościej wyjaśnia zachodzące zjawisko, dlatego będę się nią dalej posługiwał.

W fotografii codziennej używamy zwykle lejków szerokokątnych. Dzięki nim możemy wykonać zdjęcia krajobrazów, grupy ludzi, czy wnętrz budynków. Zbierają one światło z dużej powierzchni i przekazują w głąb aparatu do matrycy. Umożliwiają też fotografowanie dużych obiektów ze stosunkowo bliskiej odległości. Kąt rozwarcia takiego obiektywu-lejka to więcej niż 60º (taki wycinek świata dookoła nas może objąć). Obiektywem szerokokątnym jest też judasz w drzwiach (dokładnie jest to obiektyw typu „rybie oko”), który umożliwia objęcie wzrokiem całej sylwetki człowieka stojącego zaledwie kilkadziesiąt centymetrów przed nami (kąt widzenia judasza to, jak się domyślacie, ponad 180º). Istnieją też lejki normalne, które normalne są w zasadzie tylko z nazwy (de facto, jakie to ma znacznie, że ich ogniskowa jest równa przekątnej stosowanego materiału światłoczułego). Normalność teoretycznie wiąże się z odwzorowaniem perspektywy ludzkiego oka, czyli że relacja wielkości przedmiotów wraz z odległością jest taka, jak ją normalnie widzimy. Problem jednak polega na tym, że perspektywa może i jest zachowana, ale kąt widzenia już nie. Człowiek widzi od 120º do 180º (sprawdźcie sami, kiedy zaczynacie widzieć kątem oka swoje wyciągnięte w bok ręce). Kąt widzenia ostrego wynosi jednak około od 45º do 50º, czyli tyle, ile mają obiektywy normalne. Zostają nam jeszcze lejki-obiektywy wąskokątne (tele), czyli wycinające z otocznia fragmenty mniejsze niż nasze typowe pole widzenia. Umożliwiają one fotografowanie małych przedmiotów z dużych odległości. W pewnym sensie wyjątkowymi pod tym względem są obiektywy typu makro, które nie są lejkami, lecz rurami (zachowując wszystkie karkołomne uproszczenia), co oznacza, że pokazują kawałek świata o wielkości matrycy (makro 1 : 1.), ewentualnie odpowiednio trochę większy

(1 : 2., 1 : 4.). Jeżeli nasza matryca ma wielkość znaczka pocztowego, to fotografując obiektywem makro właśnie znaczek pocztowy, wypełni on nam całe pole widzenia.

Obiektywy są w pewnym sensie lejkami magicznymi. Strumienie wody (światła), które do nich wpadają, nie mieszają się ze sobą, ale są równolegle zagęszczane. I tak strumień reprezentujący odległą kropkę na horyzoncie (ptak oddalony o kilka kilometrów) jest zagęszczany do kropki o wielkości od 1 do 2 pikseli na matrycy, czyli kilku mikronów. Ilość takich strumieni, które może odebrać obiektyw, mówi nam o jego rozdzielczości (ostrości). Ma się ona w zasadzie nijak do rozdzielczości matrycy. To, że matryca ma np. 12 megapikseli, nie oznacza wcale, że obiektyw kierujący do niej światło ma taką samą rozdzielczość. Kiepski obiektyw (źle zaprojektowany i/lub tanio wykonany) może mieć gorszą rozdzielczość niż matryca. Na przykład, mimo że matryca byłaby w stanie odwzorować dwa ptaki na horyzoncie lecące obok siebie, jako dwie małe kropki, to słaby obiektyw „łapie” je jako jedną, większą, rozmazaną plamę. Może zaistnieć też sytuacja odwrotna. Mamy świetny obiektyw, którego konstrukcja i użyte materiały pozwalają rozróżnić miliony strumieni światła, ale matryca ma znacznie mniejszą rozdzielczość, co powoduje, że kilka strumieni wpada do jednego światłoczułego wiaderka, tracąc bezpowrotnie informacje o zawartych w nich szczegółach obrazu. Złe obiektywy to zmora współczesnej fotografii cyfrowej. Od kilku lat mamy matryce oferujące po kilkanaście megapikseli, ale tzw. kitowe obiektywy nie potrafią dostarczyć odpowiedniego „wsadu”. Czym jeszcze charakteryzują się kiepskie obiektywy? Są ciemne, czyli nie potrafią zarejestrować światła o małym natężeniu i trzeba pomagać sobie zwiększaniem czasu naświetlenia. Mają też wady zaburzające przepływ strumieni światła. Strumienie mogą się mieszać (aberracje). Dotyczy to zwłaszcza strumieni reprezentujących różne składowe koloru (aberracje chromatyczne). Pamiętamy, że w matrycach kolorowych każdy kolor podstawowy ma swoje własne wiaderko, a blok czterech wiaderek (RGBG) tworzy 1 piksel obrazu. Zły obiektyw powoduje, że poszczególne strumienie reprezentujące pierwotnie jeden punkt z pola widzenia wpadają do wiaderek leżących gdzieś obok właściwego, powodując drobne, kolorowe rozmycia finalnego obrazu. Strumienie mogą też inaczej zagęszczać sie na brzegu obiektywu-lejka, a inaczej w środku, powodując dystorsje, czyli zniekształcenia geometrii obrazu (powyginane ściany budynków lub powiększony nos w środku portretu wykonanego obiektywem szerokokątnym). Reasumując, najmniej podatne na wady są obiektywy normalne. Łatwiej je zrobić niż obiektywy tele, które zwykle nie mają wielu dystorsji i aberracji, ale za to są ciemne, bo zbierają światło z bardzo małego wycinka. Łatwiej je też wykonać niż obiektywy szerokokątne, które, mimo że jasne (łapią dużo wody-światła), to są bardzo trudne do skorygowania pod względem zniekształceń obrazu (można powiedzieć, że zanim woda-światło z ich rozległych brzegów dopłynie do środka, to, to co płynie ich środkiem dawno już wpadło do butelki-matrycy, a dodatkowo pojawiają się zawirowania i spiętrzenia). Dlatego też, tylko stosunkowo proste w produkcji obiektywy normalne są dobre i tanie. Dodatkowy kłopot pojawia się, gdy chcemy mieć uniwersalny lejek zmiennokształtny (zoom). Jak się domyślacie, rozwiązanie problemów, jakie sprawiają różnego typu obiektywy w jednym, jest bardzo trudne. Zwłaszcza, jeżeli taki zmiennokątny lejek obejmuje zakres szeroki i tele. Dotyczy to obiektywów o ogniskowych typu 18-105 mm, 18-200 mm, 28-300 mm, które z zasady nie mogą być dobre zarówno pod względem ostrości (rozdzielczości), jasności, jak i dystorsji.

Tak na marginesie, o ogniskowych nie będziemy mówić, bo w dzisiejszych czasach wprowadzają one spore zamieszanie. Lepiej operować kątem widzenia, gdyż ogniskowa zmienia się w zależności od wielkości matrycy. I tak w kompaktach i lustrzankach o małych matrycach lejki muszą być jeszcze bardziej szerokokątne, niż w typowych lustrzankach, gdyż muszą bardziej zagęszczać strumienie. Stąd tak zwane przeliczniki ogniskowych. Obiektyw 50 mm przełożony z aparatu o dużej matrycy pełnoklatkowej (24 x 36 mm) do aparatu o matrycy typowej dla współczesnych lustrzanek cyfrowych (24 x 16 mm) daje kąt widzenia obiektywu 75 mm, czyli węższego. Dzieje się tak, gdyż ta druga matryca jest mniejsza. Pozorny wzrost kąta widzenia (ogniskowej) to efekt wycięcia mniejszego kawałka kadru (24 x 16 mm) z większego (36 x 24 mm). Żeby uzyskać taki sam efektywny kąt widzenia, jak w normalnym obiektywie 50 mm, czyli około 45º, musielibyśmy użyć obiektywu 35 mm, który przy matrycy pełnoklatkowej ma 65º, ale przy tzw. typowej matrycy cyfrowej (tzw. rozmiar APS-C, a konia z rzędem temu kto jeszcze pamięta, skąd się wziął format APS) daje właśnie kąt 45º. Tak, wiem, to bardzo skomplikowane.

Przygotujcie się jednak na ostatnią mega komplikację, czyli tak zwaną głębię ostrości. Ostrość to maksymalna możliwość rozróżnienia szczegółów przy danej rozdzielczości. Głębia ostrości to wrażenie, że obiekty znajdujące się w różnych odległościach od aparatu są ostre, czyli nierozmazane. W czym jednak problem. Osoby znające się na optyce proszę o nieczytanie dalej ;-). Obiektywy-lejki zagęszczają obraz do pewnego momentu, a później znowu się on rozmywa. Ta optymalna gęstość odpowiada usytuowaniu matrycy i zależy od odległości obiektu. Chodzi o to, żeby minimalny punkt rejestrowanego pola widzenia został odzwierciedlony przez minimalny punkt obrazu (piksel). Problem polega na tym, że im dalej jest fotografowany obiekt, tym dłuższą drogę strumień światła musi przebyć i dłużej trwa jego zgęszczanie. Innymi słowy strumienie odzwierciedlające elementy bliskich obiektów szybciej osiągają odpowiednią gęstość, a odległe wolniej. Powoduje to, że zwykle na obrazie widzimy ostre rysy twarzy człowieka, lecz lasy i góry za nim są zamazane. I odwrotnie, jak przeostrzymy obiektyw na las i góry (ostrość można regulować, dostosowując do odległości obiektów, których odwzorowanie jest dla nas ważne), to twarz stanie się rozmazana (już dawno zagęściła się do właściwego poziomu i znowu się rozmyła). Okazuje się jednak, że gdy mamy odrobinę wiedzy lub szczęścia, to zarówno twarz człowieka, jak i góry, na których tle stoi, mogą być ostre. Zapytacie, jakim cudem, skoro tak różnią się one odległością od siebie. Otóż kompresja strumieni światła w obiektywie-lejku zależy od jego kąta widzenia i przysłony. Im bardziej szerokokątny lejek, tym mocniej kompresuje strumienie światła i tym szybciej osiąga on akceptowalny poziom zagęszczenia. Napisałem akceptowalny, bo głębia ostrości to złudzenie. Idealnie ostra jest zawsze tylko jedna płaszczyzna obrazu (obiekty oddalone o taka samą odległość od obiektywu), ale jeżeli różnice zagęszczeń są niewielkie, a wszystko w obrazie i tak jest już mocno zagęszczone (jak ma to miejsce w lejku, który zbiera obraz z bardzo szerokiego pola widzenia), to wydaje nam się, że drastycznych różnic w ostrości nie ma. Odwrotnie jest w obiektywach-lejkach tele. One zagęszczają strumienie wolno i jak ustawimy ostrość na twarz, to wycinek lasu w tle będzie rozmazany (nie zdążył osiągnąć jeszcze optymalnej gęstości). Oczywiście proszę mieć świadomość, że tak naprawdę nie ma żadnego wolno, ani szybko, a zagęszczanie to metafora skupiania światła przez soczewki obiektywu. To wszytko umowne określenia służące przeniesieniu problematyki optyki w świat kraników, lejków i wiaderek z wodą. A skoro przy kranikach jesteśmy, to jak ma się do tego wszystkiego przysłona? Otóż im mniejszy otwór przysłony, tym bardziej zagęszczone strumienie światła, a tym samym większa głębia ostrości. Przy użyciu obiektywu szerokokątnego (28 mm) ustawionego na przysłonę f/16 (tu mamy element szczęścia, czyli słoneczną pogodę), praktycznie wszystkie plany wydają się nam ostre, niezależnie od odległości od aparatu (dokładnie mówiąc, tak powyżej jednego metra - tzw. odległość hiperfokalna). Otworzenie przysłony do maksymalnej jasności obiektywu (np. f/2.8) powoduje, że obiektyw nie zagęszcza nam dodatkowo strumieni światła ponad to, co oferuje sam kąt widzenia, co może skutkować efektem, że las odległy o kilkanaście metrów będzie lekko zamazany. Jeżeli chodzi o obiektywy tele, które z natury nie muszą mocno zagęszczać i mają małą głębię ostrości, to można tylko nieznacznie wpływać przysłoną na osiąganą w nich głębię. Jest to jednak efekt pożądany np. w portrecie, w którym ukazanie ostrej twarzy na rozmazanym tle jest częstym zabiegiem kompozycyjnym. Głębię ostrości najlepiej modyfikować przysłoną w obiektywach normalnych, gdzie małe otwory dają dużą głębię, a duże otwory małą. No dobrze, i co nam to wszystko daje? Ano to, że dobierając obiektyw i przysłonę, może manipulować kątem widzenia i głębią ostrości, a przez to uzyskiwać różne efekty twórcze.

W następnym odcinku będziemy lać wodę z różnych źródeł.

---