MATRYCA ŚWIATŁOCZUŁA - "FILM" CYFROWY
Matryca światłoczuła, zwana też przetwornikiem (przetwarza obraz wytworzony przez obiektyw na sygnały elektryczne), jest zupełnie nowym element cyfrowego aparatu fotograficznego w porównaniu z aparatem analogowym. Matryca światłoczuła, wraz z kilkoma elementami pomocniczymi, zastępuje film stosowany w aparatach klasycznych. Na niej następuje odwzorowanie obiektu fotografowanego. Podstawowe wielkości charakteryzujące matrycę (przetwornik) to liczba światłoczułych elementów, zwanych pikselami i rozmiary geometryczne.
W prospektach handlowych najczęściej podawana jest tylko liczba pikseli w milionach sztuk - megapikselach - oznaczana MP oraz maksymalna możliwa do uzyskania rozdzielczość zdjęcia wykonanego aparatem z danym przetwornikiem. Rozmiary geometryczne matrycy to parametry dla nieco bardziej zaawansowanych użytkowników, ale na tyle ważne że będą tu również opisane i objaśnione.
W naszym poradniku omówimy tylko te elementy budowy matrycy, których poznanie i zrozumienie zasady ich działania umożliwi lepsze wykorzystanie posiadanego aparatu.
Czym jest matryca?
Matryca ta to duża liczba, kilka do kilkunastu milionów, elementów światłoczułych umieszczonych na prostokątnej płytce o rozmiarach boku od kilku do kilkudziesięciu milimetrów. Aparaty fotograficzne cyfrowe o przystępnej cenie, do około 2000,00 zł mają matryce od 3 do 8 milionów pikseli. Mniejszych obecnie nie produkuje się ale można je spotkać w starszych aparatach.
Zasada działania matrycy nie zależy od jej rozmiarów ani od liczby pikseli. Jednak aparaty z dużą, a tym samym drogą matrycą, mają więcej dodatkowych elementów, których nie opłaca się producentom montować w prostych aparatach z małą matrycą. Duże rozmiary matrycy dają też pewne dodatkowe możliwości o których będzie mowa w podrozdziałach
Rozmiary matryc
Rozmiary geometryczne matrycy i ich oznaczenia to dość zawiłe zagadnienie, które rozwiniemy w osobnym punkcie. Na początek wystarczy wiedzieć, że w większość aparatów cyfrowych tzw. kompaktowych ma matrycę światłoczułą wielkości około 5 x 4 mm, co w porównaniu z wielkością jednej klatki filmu 35x24 mm stanowi zaledwie 1/40 powierzchni klatki filmu 35mm. Taka matryca oznaczana jest wg przyjętej konwencji jako matryca o wielkości 1/2,5". Proszę jednak pamiętać, że to oznaczenie nie ma nic wspólnego z rozmiarem 2,5 cala, bo symbol ( " ) jest oznaczeniem cala. 1 cal = 25,4 mm).
Oznaczenia wielkości matrycy i odpowiadające im wymiary w milimetrach to dość skomplikowana sprawa, uwarunkowana historycznie i jej znajomość NAPRAWDĘ nie jest potrzebna do robienia dobrych zdjęć. Wystarczy wiedzieć, że im większa jest wartość liczby otrzymanej z podzielania licznika przez mianownik oznaczenia wielkości (pomijamy cale, czy milimetry), tym większa jest matryca światłoczuła. Dla przykładu podajemy w tabelce kilka typowych wielkości matryc. Większość aparatów kompaktowych ma matrycę o wielkościach oznaczonych 1/2,5" lub 1/1,8". Większe matryce są montowane w droższych aparatach cyfrowych, typu lustrzanki jednoobiektywowej. Jak wynika z zamieszczonej tabeli, wszystkie matryce tam opisane są dużo mniejsze od rozmiarów klatki filmu 35mm. Wynikają z tego konsekwencje dotyczące długości ogniskowej obiektywu. Te zależności między wielkością matrycy a długością standardową ogniskowej obiektywu będą omówione osobno, gdyż są one bardzo istotne dla samego procesu odwzorowania obrazu na matrycy.
Oznaczenie wielkości Proporcja zdjęć Szerokość w mm Wysokość w mm
1 / 3,6" 4 : 3 4,000 3,000
1 / 2,7" 4 : 3 5,371 4,035
1 / 2,5" 4 : 3 5,760 4,290
1 / 1,8" 4 : 3 7,176 5,319
2 / 3" 4 : 3 8,800 6,600
Rozdzielczość matrycy
Podawana jest jako maksymalna rozdzielczość zdjęcia możliwa do zarejestrowania na tej matrycy. Rozdzielczośc ta zależy od liczby elementów światłoczułych, na których odwzorowywany jest fotografowany obiekt. To jak by rozdzielczość tej "cyfrowej kliszy".
Prostszym do zapamiętania i dla porównań różnych aparatów jest rozdzielczość podana jako liczba megapikseli i dlatego ona jest częściej używana dla scharakteryzowania aparatu. Matryce montowane obecnie w aparatach mają przynajmniej około 5 milionów pikseli. Mówimy: matryca ma 5 megapikseli (5 MP). Pamiętamy, że przedrostek mega oznacza milion.
Im więcej megapikseli zawiera matryca, tym większa jest możliwa do uzyskania zdolność rozdzielcza zdjęcia zarejestrowanego na tej matrycy i tym większe rozmiary odbitki, którą można wykonać bez pojawiania się na nich rozmycia konturów obrazu. Zależność między liczbą megapikseli a rozmiarami odbitki omówimy osobno.
Czułość matrycy
Innym parametrem istotnym dla danego aparatu jest maksymalna możliwa do uzyskania czułość matrycy. Wyraża się ją w skali ISO, tak jak filmów tradycyjnych. Typowa maksymalna czułości matrycy w aparatach średniej klasy to 400 ISO, choć coraz częściej osiągana jest czułość 800 ISO. Wyższe czułości - do 3200 ISO posiadają matryce drogich aparatów profesjonalnych.
I tu mamy pierwszą właściwość aparatu cyfrowego, która daje przewagę nad aparatem analogowym. Czułość matrycy, czyli "cyfrowego filmu" może być regulowana podczas wykonywania zdjęć. W aparacie analogowym nie ma możliwości zmieniania czułości filmu. Można jedynie zmienić cały film.
Minimalne czułości matrycy, którą można ustawić to zazwyczaj 50 ISO. W najprostszych aparatach cyfrowych czułość dla danego zdjęcia ustawiana jest automatycznie przez swego rodzaju minikomputer, w który zaopatrzony jest każdy aparat cyfrowy. W bardziej zaawansowanych ale jeszcze amatorskich, możemy wyłączyć automatyczne ustawianie czułości i ustawiać ją samemu.
Zależność między czułością a jakością wykonanego zdjęcia jest taka sama jak dla aparatów analogowych. Mniejsza czułość daje lepszą jakość zdjęcia ale wymaga lepszego oświetlenia.
Proporcja zdjęć
I na koniec proporcja zdjęć. Na filmie 35x24 mm rejestrowane są zdjęcia o stosunku szerokości do wysokości 3:2. Tak więc z całej klatki możemy zrobić odbitkę o wymiarach 10x15 cm. Odbitka z aparatu cyfrowego, jeżeli ma obejmować cały zarejestrowany obraz będzie miała wymiary około 10x13 cm. W laboratoriach często robią nam odbitki formatu 10x15 cm ale wówczas część obrazu zarejestrowana przez aparat jest ucinana. "Obróbka" taka jest robiona automatycznie i często okazuje się, że uciętym elementem jest np. część głowy osoby fotografowanej.
Dlatego oddając zdjęcia do zrobienia odbitek musimy wyraźnie zaznaczyć, czy zgadzamy się, czy nie, na "przeformatowania" do proporcji 3:2. Porządne laboratoria nie robią tego bez naszej zgody.
Nowsze i nieco droższe aparaty cyfrowe pozwalają na ustawienie przez fotografa żądanej proporcji zdjęć. Nie oznacza to, że możemy zmieniać rozmiary matrycy. Po prostu "wybieramy" na niej obszar, na którym będzie rejestrowane zdjęcie.
Na tym kończymy podstawowy opis matrycy ale w podpunktach tego paragrafu omówione będą wszystkie parametry i właściwości matryc, których znajomość umożliwi robienie dobrych zdjęć
BLOOMING - PRZELEWANIE, ROZJAŚNIANIE
Termin anglojęzyczny "blooming", nie doczekał się, wg naszej wiedzy, oficjalnie zatwierdzonego odpowiednika w języku polskim. Termin blooming jest powszechnie używany w opisach aparatów w języku polskim, więc my także będziemy się nim posługiwać.
Ważniejsze od samego słowa jest jego znaczenie w dziedzinie fotografii cyfrowej. Spróbujemy objaśnić co to jest blooming opisując co się dzieje w matrycy w trakcie jej zbyt silnego naświetlania, gdyż wtedy pojawia się ów efekt.
* Pojedynczy piksel matrycy pod wpływem naświetlania gromadzi elektrony, które następnie są "zamieniane" na napięcie proporcjonalne do ich ilości.
* Im więcej elektronów wyzwoli padające światło, tym jaśniejszy będzie na zdjęciu punkt odpowiadający temu pikselowi.
* Pojemność piksela jest jednak ograniczona.
* Silne naświetlanie po pewnym czasie (mówimy o czasie krótszym od czasu otwarcia migawki) może "zapełnić" piksel elektronami. Dalsze naświetlanie nie wpłynie już na jasność tego punktu na zdjęciu.
* Dalsze naświetlanie powoduje natomiast generowanie elektronów, które już nie mieszczą się w pikselu, powodują "przepełnienie" się pojemności piksela i "przelanie" elektronów do sąsiednich pikseli. To tak jak dolewanie wody do pełnej szklanki.
* Te elektrony "przelane" z przepełnionego piksela rozjaśnią punkt do którego się "przelały".
I to jest właśnie zjawisko zwane po angielsku blooming.
Dodatkowym efektem bloomingu może, ale nie musi, być pewne przebarwienia w miejscach pikseli "zasilonych" tymi zbędnymi elektronami.
Warto zauważyć, że w wielu informacjach o aparatach cyfrowych blooming jest MYLNIE identyfikowany z aberracją chromatyczną, której to źródłem jest niedoskonałość obiektywu a nie przepełnienie piksela.
W aparatach cyfrowych obecnie (2007 rok) produkowanych, efekt bloomingu jest praktycznie wyeliminowany poprzez stworzenie specjalnych "kanałów" odprowadzających nadmiar elektronów z pełnego, czyli maksymalnie naświetlonego, piksela
DYNAMIKA MATRYCY
Sygnał elektryczny generowany w pikselu matrycy jest wprost proporcjonalny do natężenie padającego na niego światła.
Bardziej obrazowo opiszemy to tak. Piksel może wygenerować sygnał elektryczny od około 0 do pewnej maksymalnie wartości, powiedzmy do 100 umownych jednostek.
To "około 0" to sygnał generowany przez piksel w ciemności, czyli samoistnie. To inaczej prąd ciemny piksela. Sygnał o wartości 100 jest generowany przy jakimś tam oświetleniu, już bardzo jasnym. Jeżeli ów piksel oświetlimy jeszcze jaśniejszym światłem, to sygnał generowany już nie wzrośnie, bo 100 jednostek to najwyższy możliwy sygnał.
Dynamikę piksela i całej matrycy wyrażamy jako stosunek największego możliwego do otrzymania sygnału elektrycznego do najmniejszego, który generuje piksel nie oświetlony.
Im większa jest dynamika matrycy, tym lepiej oddane są na jednym zdjęciu obszary ciemne i jasne.
Mała dynamika (w starych aparatach) powoduje, że zdjęcie jest "płaskie". Obszary jasne, bardzo jasne i wyjątkowo jasne będą na zdjęciu jednakowo jasne a do tego nie wiele jaśniejsze od obszarów ciemnych.
Dla potrzeb zdjęć amatorskich każdy, nawet tani kompakt, ma dynamikę wystarczającą. Ale dla zdjęć artystycznych, czy naukowych, dynamika taniego kompaktu może być zbyt mała.
W najnowszych modelach aparatów cyfrowych (produkowanych od roku 2007) niedostatki zdjęcia wynikające z małej dynamiki matrycy są rekompensowane programowym rozjaśnianiem obszarów zbyt ciemnych i przyciemnianiem zbyt jasnych.
Nie jest to jednak zwiększaniem dynamiki matrycy a jedynie takie poprawianie wyglądu zdjęcia, by nie było na nim miejsc zupełnie ciemnych i całkowicie białych, bez widocznych w tych obszarach szczegółów fotografowanych obiektów.
Istnieją specjalne techniki obróbki komputerowej zdjęć, które pozwalają z kilku zdjęć naświetlonych w różnym stopniu uzyskać jedno, na którym widoczne są szczegóły zarówno w obszarach jasnych, jak i ciemnych. Metoda taka jest opisana w paragrafie Technika HDR
LINIOWOŚĆ MATRYCY
To paragraf dla zawansowanych i pragnących dogłębnie poznać zasady działania aparatu cyfrowego. Parę zdań objaśnień.
Liniowy czyli wprost proporcjonalny. Np. droga przebyta prze samolot lecący ze stałą prędkością jest liniową funkcją czasu lotu.
Liniowość matrycy światłoczułej oznacza, że ładunek elektryczny generowany na pikselu pod wpływem padającego światła jest wprost proporcjonalny do natężenia tego światła.
2x większa ilość światła daje 2x więcej ładunków wytworzonych na pikselu.
Tak jest do momentu, kiedy natężenie światła jest tak duże, że generuje maksymalną dla danej matrycy ilość ładunków na pikselu. Dalsze zwiększanie natężenia światła już nie może zwiększyć ilości generowanych ładunków. Mówimy o stanie nasycenia.
Matryca powinna nam odwzorowywać fotografowane obiekty w sposób możliwie najbardziej zbliżony do sposobu, w jaki oko ludzkie odbiera widziane sceny. Problem w tym, że oko ludzkie nie jest liniowym detektorem światła.
Oko "wzmacnia" słabe oświetlenie a "tłumi" bardzo jasne. Jest detektorem logarytmicznym.
Cała elektronika i oprogramowanie aparatu jest nakierowań na taką modyfikację rejestracji natężenia światła przez matryce, by odwzorowywało ono działanie oka ludzkiego.
MATRYCA FOVEON
Matryca Foveon X3 jest najdoskonalszą matrycą stosowaną obecnie w fotografii cyfrowej. Matryca tego typu rejestruje natężenie 3 podstawowych kolorów (RGB) w każdym punkcie, w odróżnieniu od zwykłych matryc CCD, czy CMOS, które w jednym punkcie rejestrują jeden kolor a dopiero program zapisany w pamięci ROM aparatu generuje kolor z kilku sąsiednich pikseli.
Analogicznie jak film kolorowy w aparacie analogowym, matryca Foveon X3 posiada 3 warstwy światłoczułe, każda rejestrująca jeden kolor. Warstwy te ułożone są, licząc w kolejności od obiektywu
1. Elementy rejestrujące kolor niebieski,
2. Elementy rejestrujące kolor zielony,
3. Elementy rejestrujące kolor czerwony.
Warstwy elementów światłoczułych są "zatopione" w krzemie i wykorzystane są własności zależności przenikalności krzemu od długości fali świetlnej. Zależność ta wygląda tak
* Światło niebieskie - najkrótsze fale, najmniejsza przenikliwość przez krzem,
* Światło zielone - nieco większa długość fali, nieco większa przenikliwość przez krzem,
* Światło czerwone - najdłuższe fale, największa przenikliwość przez krzem.
A więc światło koloru niebieskiego zatrzymuje się na pierwszej warstwie pikseli i zarejestrowane w niej sygnały są proporcjonalne do natężenie koloru niebieskiego w fotografowanym obiekcie.
Światło koloru zielonego dociera nieco głębiej i druga warstwa pikseli rejestruje jego natężenie.
Światło czerwone dociera najgłębiej i jest rejestrowane przez 3-cią, najgłębiej położoną warstwę pikseli.
Warto obejrzeć bardzo ładne rysunki pokazujące budowę matrycy typu Foveon X3
Faktycznie matryca Foveon X3 ma 3 razy tyle elementów światłoczułych, co zwykła matryca o tej samej rozdzielczości. Na każdy rejestrowany przez matrycę punkt przypadają bowiem 3 piksele, każdy w innej warstwie.
Obrazują to rysunki warstw pikseli na kolejnej stronie cytowanej już strony portalu FOEVON.
Tak więc matryca Foveon X3 o rozdzielczości 640x480 punktów ma 3x(640x480) pikseli.
Należy podkreślić, że elementy w kolejnych warstwach nie są czułe na różne kolory, tylko konstrukcja matrycy powoduje, że do kolejnych warstw docierają różne kolory.
Matryca typu Foveon X3 pozwala pewne manipulacje pikselami, niemożliwe w zwykłych matrycach ale to będzie opisane w kolejnych podpunktach tego hasła naszej encyklopedii.
MEGAPIKSELE EFEKTYWNE
W danych o aparacie cyfrowym mamy na ogół dwie liczby określające liczbę pikseli w matrycy.
* Liczbę wszystkich pikseli, np. 6.2 MB,
* i liczbę pikseli efektywnych, np. 6.0 MP.
Co one oznaczają?
* Liczba wszystkich pikseli, to liczba określająca ile pikseli światłoczułych jest na matrycy tego aparatu. * Liczba pikseli efektywnych mówi nam, ile z tych pikseli stanowi punkty robionego zdjęcia. Jest ona praktycznie równa iloczynowi podanej rozdzielczości aparatu.
Pozostałe piksele są potrzebne do otrzymania informacji o jasności i kolorze, którym naświetlone zostały piksele brzegowe (na zewnątrz tych efektywnych).
Dla przykładu, Canon PowerShot A630, ma matrycę 8.2 MP a efektywną liczbę pikseli - 8.0 MP.
Maksymalna rozdzielczość tego aparatu to 3264 x 2448 co daje 7990272 czyli 7.990272 milionów punktów. Jest to więc w przybliżeniu liczba podawana jako efektywne megapiksele.
Więcej szczegółów na ten temat znajduje się FOTOPORADNIKU.
ZMIENNA LICZBA PIKSELI W MATRYCY FOVEON
Matryca FOVEON X3 pozwala na kilka operacji programowych, niemożliwych w zasadzie, dla zwykłych matryc mozaikowych, czyli tych, gdzie jednemu punktowi geometrycznemu odpowiada jeden piksel a kolory są interpolowane dla danego punktu z kilku sąsiednich.
Zmiana wielkości piksela
Bardzo łatwo jest programowo odczytywać kilka pikseli jako jeden punkt geometryczny. Po angielsku ta opcja nazywa się variable size pixel (VPS) i tym skrótem będziemy, dla wygody posługiwać się w dalszej części tego artykułu.
Przykładowo, matryca FOVEON X3 o rozdzielczości 2300 x 1500 składa się z 3,45 punktów rejestrujących natężenie światła, w każdym z nich 3 podstawowych kolorów - RGB.
Opcja VPS pozwala na odczytywanie dowolnie wybranego bloku punktów (np. 4 x 4) jako jednego punktu. Tak "zmodyfikowana" matryca będzie miała rozdzielczość 575 x 357 punktów ale sygnał elektryczny generowany w każdym z takich zblokowanych układów piksel będzie w przybliżeniu 16x silniejszy niż od pojedynczego punktu. Oznacza to poprawę stosunku sygnału do szumu, bo jak wiemy, jest on proporcjonalny do fizycznych rozmiarów piksela. A lepszy stosunek sygnału do szumu to możliwość fotografowania przy słabszym oświetleniu bez pogorszenia jakości zdjęcia. Oczywiście kosztem rozdzielczości ale przy wielomegapikselowych matrycach FOVEON X3 nie stanowi to zagrożenia dla jakości odbitek formatu 10 x 15 cm, czyli tych najpopularniejszych wśród amatorów.
Ponieważ każdy punkt matrycy FOVEON X3 rejestruje 3 kolory, punkty można blokować w dowolny sposób, byle by wszystkie bloki były tej samej wielkości - np. 2 x 2, 3 x 3, 1 x 2 itp. co daje dużą elastyczność poprawiania czułości matrycy kosztem rozdzielczości,
Taka procedura wymaga bardzo zaawansowanego oprogramowania procesora aparatu ale to nie stanowi problemu. Natomiast dla zwykłych matryc z filtrem Bayera takie blokowanie pikseli jest absolutnie niemożliwe. Nie można bowiem łączyć w jeden blok pikseli sąsiednich, gdyż rejestrują one natężenie światła od różnych kolorów. Łatwo to prześledzić na rysunku w rozdziale Kolory cyfrowe
Możliwość dowolnego blokowania punktów matrycy pozwala jeszcze na inną bardzo pożyteczną procedurę, zwaną po angielsku windowing ale opcję tę opiszemy w kolejnym punkcie naszej encyklopedii.
OZNACZENIA WIELKOŚCI MATRYC
Producenci aparatów cyfrowych podają informacje o wielkości matrycy w postaci: 1/2.5'', 1/1.8'', 2/3'' itd.
* UWAGA: to są SYMBOLE oznaczające wielkość.
* Z tych liczb NIE MOŻNA w prosty sposób obliczyć prawdziwej wielkości matrycy.
SYMBOLE te wywodzą się z lat 50. XX wieku, kiedy zaczęto doświadczenia z telewizją. Element rejestrujący obraz umieszczany był na końcu rury szklanej o średnicy wyrażanej ułamkiem cala (1 cal = 25,4mm).
Stosowano średnice:
* (1/3.6)cala, co zapisywano 1/3.6'', (=7,1 mm)
* (1/3.0)cala, zapisywane 1/3.0'', (=7,9 mm)
* (1/2.7)cala, zapisywane 1/2.7'', (=8,5 mm)
* (1/2.5)cala, zapisywane 1/2.5'', (10,2 mm)
* itd.
Z kolistego elementu o danej średnicy chciano wykorzystywać prostokąt o przekątnej równej średnicy koła i o stosunku boków 3:4.
Szybko zauważono, że z kolistego elementu można wykorzystać dla rejestracji obrazu jedynie koło o średnicy około 2/3 pełnego wymiaru. Przekątna prostokąta wpisanego w taki mniejszy okrąg jest oczywiście mniejsza niż średnica dużego okręgu ale właśnie tę większą średnicę zostawiono jako symbol wielkości matrycy.
* SYMBOL a nie liczbę reprezentującą wielkość.
* Nie jest to w żadnym przypadku wynik operacji JEDEN podzielone przez 2.5 i pomnożone przez liczbę milimetrów w calu.
Poniżej podajemy tabelę przyporządkowująca symbol wielkości rzeczywistym rozmiarom matryc w milimetrach.
SYMBOL Średnica D
mm Przekątna
matrycy mm Wymiary
matrycy mm Ogniskowa
normalna mm
1/2.7'' 9,4 6,72 5.37 x 4.04 6,7
1/2.5'' 10.2 7,2 5.76 x 4.29 7,0
1/1.8'' 14,1 8,93 7,18 x 5,32 9,0
1/1.7'' 14,9 9,50 7.60 x 5.70 9,5
1/1.6'' 15,9 10,5 8,4 x 6,3 10,5
2/3'' 16,9 11,0 8.80 x 6.60 11,0
APS-C 45,7 27,3 22.70 x 15.10 27,0
W tabeli jest jeszcze kolumna - ogniskowa normalna. Co oznacza ta wielkość objaśnimy w kolejnym punkcie naszej "encyklopedii".
Informacje dotyczące rozmiarów matryc są dość często podawane błędnie, jako wyliczone z ułamka 1/x.y''. Warto więc zapamiętać, że to "magiczne" 1/x.y'' to SYMBOL wielkości a nie liczba.
ROZDZIELCZOŚĆ MATRYCY ŚWIATŁOCZUŁEJ
Rozdzielczość aparatu cyfrowego
Matryca światłoczuła, zwana też przetwornikiem, gdyż przetwarza intensywność światła na sygnały elektryczne, jest wmontowana do aparatu cyfrowego na stałe. Jest jego integralną częścią i nie ma możliwości wymiany jej na inną. Dlatego termin "rozdzielczość matrycy" jest używany wymiennie z terminem "rozdzielczość aparatu cyfrowego"
Najbardziej popularnym parametrem określającym rozdzielczość matrycy jest liczba światłoczułych elementów w niej zamontowanych. Każdy taki element odwzorowuje jeden punkt fotografowanego obiektu. W terminologii komputerowej taki najmniejszy punkt odwzorowywany na ekranie nazywany jest pikselem i taką też nazwę przyjęto dla elementów światłoczułych tworzących matrycę aparatu cyfrowego.
Liczba pikseli w matrycach aparatów cyfrowych będących w użyciu wynosi od 2 do 8 milionów. Nowe modele aparatów mają minimum 5 milionów pikseli. Przyjęte jest używać przedrostka "Mega" dla oznaczenia miliona. A więc mówimy aparat ma 5 megapikseli, co zapisujemy 5,0 MP.
Matryca światłoczuła - trochę technologii
Rozmiary matryc amatorskich aparatów cyfrowych są rzędu 6x8mm, czyli w przybliżeniu są równe powierzchni paznokcia na małym palcu. Na tej powierzchni znajduje się 5, 6, czy nawet 8 MILIONÓW elementów światłoczułych. Wybiegając nieco do przodu z opisem aparatu, powiemy, że nad każdym takim mikroskopijnej wielkości elementem zamontowana jest równie mikroskopijnej wielkości soczewka skupiająca. To daje pewne pojęcie o trudnej do wyobrażenia precyzji wykonania takiej matrycy.
Megapiksele a rozdzielczość obrazu
Liczba pikseli w matrycy to jeden parametr mówiący nam o rozdzielczości możliwej do uzyskania danym aparatem. Parametrem zależnym od liczby megapikseli jest rozdzielczość obrazu uzyskiwanego przy pomocy tego aparatu. I np. aparat firmy Canon model S2 IS ma matrycę 5,3MP a maksymalna rozdzielczość obrazu wynosi 2592x1944 pikseli. To znaczy, że fotografia zrobiona tym aparatem będzie "zbudowana" z 1944 linii, każda po 2592 punkty.
Mnożąc liczbę linii przez liczbę pikseli w linii otrzymamy 2592x1944=5038848, czyli w zaokrągleniu 5,03MP. Widać z tego, że nie wszystkie piksele matrycy wykorzystane zostały do odwzorowania fotografowanego obiektu. Część pikseli matrycy przeznaczona jest do innych celów ale na tym etapie poznawania aparatu cyfrowego nie jest potrzebna wiedza na ten temat.
Rozdzielczość a jakość otrzymanego zdjęcia
Im więcej megapikseli posiada aparat, tym większe rozmiary odbitki, jaką możemy wykonać z zapisanego w jego pamięci pliku ze zdjęciem. Mamy na myśli odbitkę dobrej jakości, na której nie widać jeszcze granicy między poszczególnymi pikselami tworzącymi zdjęcie. W kolejnych paragrafach przytoczymy tabelę zależności maksymalnych rozmiarów odbitki dobrej jakości od liczby megapikseli matrycy aparatu. Teraz powiemy jedynie, że już 3,0MP wystarcza do zrobienia odbitki bardzo dobrej jakości o rozmiarach 10x13cm, czy nawet 10x15cm. Tak więc 5MP, którymi dysponują już wszystkie obecnie sprzedawane aparaty jest absolutnie wystarczające dla bardzo nawet wymagającego fotografa, który będzie chciał kadrować swoje zdjęcia, czyli wybierać z nich mniejsze fragmenty i robić z nich odbitki formatu 10x15cm.
Rozdzielczość powyżej 5MP
Przeciętny użytkownik aparatu cyfrowego nie jest w stanie wykorzystać zalet wynikających z rozdzielczości większej niż 5MP. Dopiero fotograf, który posługuje się zaawansowanymi programami komputerowymi do obróbki zdjęć lub chce zlecać wykonywanie odbitek o dużym, np. 40x60cm formacie, będzie mógł wykorzystać rozdzielczość 7,0, czy nawet 8,0MP.
KOLORY W APARACIE CYFROWYM
Opisujemy tu nieco trudniejsze zagadnienia ale informacje te są bardzo istotne dla pełnego wykorzystania możliwości aparatu cyfrowego. Polecamy go więc tym, którzy swoim aparatem, nawet najprostszym, chcą robić zdjęcia o pięknych, naturalnych kolorach.
Matryca światłoczuła jest czarno - biała
Tak, matryca światłoczuła w aparacie cyfrowym rejestruje jedynie intensywność padającego na nią światła i nie rozróżnia kolorów. To pewnie wielu Czytelników zdziwiło, ale tak jest. A skąd kolory na zdjęciach zrobionych aparatem cyfrowym? Kolory tworzy układ filtrów i odpowiednio zaprogramowany procesor, który jest nieodłącznym elementem aparatu cyfrowego.
Układ filtrów optycznych
Cała matryca przykryta jest "szachownicą" mikroskopijnych filtrów, jeden nad każdym elementem światłoczułym. Schemat rozmieszczenia kolorów podany jest na Rys.1.
Trzy podstawowe kolory, czerwony, zielony i niebieski ułożone są tak, że jeden kolor przykrywa jeden piksel. A więc poszczególne piksele rejestrują natężenie światła tego koloru, co kolor filtra, którym są "przykryte". Dla przypomnienia - filtr (dobrej jakości) przepuszcza tylko światło "swojego" koloru.
Mieszanie kolorów przez procesor
Z optyki ( a i z życia codziennego) wiadomo, że z tych trzech kolorów można "zbudować" dowolny inny, poprzez ich "pomieszanie" w odpowiedniej proporcji. Wiedzą to również dzieci bawiące się farbkami wodnymi. W oparciu o tę zasadę procesor aparatu fotograficznego, odpowiednio zaprogramowany, "odtwarza" barwy fotografowanego obiektu.
Filtr kolorowy Bayer'a
Z Rys. 1 wynika, że liczba elementów zielonych jest 2x większa od liczby elementów czerwonych a także 2x większa od liczby elementów niebieskich. To jest konsekwencją faktu, że matryca ma "naśladować" własności oka ludzkiego a nasze oko jest bardziej czułe na kolor zielony a więc i matryca powinna być bardziej czuła na ten kolor.
Prześledzimy teraz jak powstaje kolorowy obraz dowolnego punktu odwzorowującego fotografowany obiekt.
Procesor tworzy kolory
Procesor wczytuje natężenie światła padające na 9 punktów w układzie 3 x 3 piksele i wiedząc, jaki kolor odpowiada każdemu z natężeń, "miesza" te kolory w takiej proporcji, tworząc kolor wypadkowy. Kolor ten zapisuje w pamięci aparatu wraz ze współrzędnymi punktu dla którego ten kolor został wyznaczony. W pamięci aparatu, tak jak w pamięci komputera, każdemu kolorowi może być przypisany numer a nie jego nazwa.
Te 9 pikseli, z których procesor wyznacza wypadkowy kolor, zaznaczone są na Rys.1 przerywaną linią koloru jasno niebieskiego. Obliczony kolor wypadkowy jest po prostu średnim kolorem światła padającego na powierzchnię tych 9 pikseli i przypisany jest do położenia środkowego piksela w tym kwadracie, oznaczonego nr 1.
Następnie procesor wczytuje natężenie światła kolejnych 9 pikseli, "przesuwając" ramkę o jeden piksel w prawo. Obliczony kolor wypadkowy przypisuje do położenia odpowiadającego pikselowi oznaczonemu nr 2.
Przesuwając odczytywanie kolorów o jeden piksel w prawo dochodzimy do punktu odpowiadającemu przedostatniemu pikselowi w linii (u nas to piksel nr 10). Wtedy zaczyna się odczytywanie o jedną linię niżej ( na Rys.1 dla piksela nr 11) i tak aż do końca matrycy.
Stopień wykorzystania pikseli matrycy
Łatwo zauważyć, że procesor nie określi średniego koloru dla punktów odpowiadających pikselom leżącym na brzegu matrycy. Matryca 5,0 MP ma około 10 tyś pikseli "brzegowych", ale to stanowi zaledwie 0,2% liczby wszystkich pikseli i nie ma praktycznie żadnego wpływu na ostateczną rozdzielczość wyliczoną dla 5,0MP. W tym momencie przypomnimy, że dokładne dane techniczne dla aparatów cyfrowych podają liczbę pikseli i liczbę efektywnych pikseli a więc uwzględniają opisaną tu "utratę" rozdzielczości oraz "ubytki" liczby pikseli przeznaczonych na inne, pomocnicze, cele.
Rozdzielczość kolorów odbitki
Jak pisaliśmy wyżej, procesor uśrednia kolory dla grup 9 pikseli i z każdej z nich powstaje jeden kolorowy punkt. Wywołane zdjęcie składa się z ogromnej liczby takich kolorowych punktów. Obliczymy, jak dużą powierzchnię przyszłego zdjęcia ma jeden taki punkt.
Typowa matryca 5,0 MP pozwala na uzyskanie zdjęcia o rozdzielczości 2592x1944. Rozmiary zdjęcia bardzo dobrej jakości z takiego aparatu to 15x10 cm. Tak więc, wzdłuż dłuższego brzegu zdjęcia, na jeden odwzorowywany punkt przypada 150mm/2592 = 0,0579mm. Analogiczne przeliczenie dla krótszego wymiaru zdjęcia daje 0,051mm. Czyli prostokąt o powierzchni 0,00295mm2 jest tym najmniejszym elementem odbitki, w obrębie którego nie ma już zróżnicowania kolorów. Mówimy o tysięcznych częściach milimetra kwadratowego, a więc dopiero dobry mikroskop mógłby wykryć "ziarnistość" takiego zdjęcia.
Kompensacja bieli
Taki system tworzenia kolorów wymaga czegoś w rodzaju cechowania. Procesor musi "wiedzieć", który kolor fotografowanego obiektu jest "naprawdę" biały. Ten proces cechowania, który decyduje o prawdziwości odwzorowania kolorów, będzie opisany osobno w paragrafie o kompensacji bieli. Każdy użytkownik aparatu cyfrowego wie, jak łatwo otrzymać na zdjęciu absolutnie nienaturalne kolory, szczególnie przy sztucznym oświetleniu ale nawet w słoneczny dzień, np. w górach. Aby takich efektów uniknąć trzeba znać nieco "kuchni" powstawania i "cechowania" kolorów.
Optyka
AUTOFOKUS
Autofokus, to spolszczona nazwa systemu automatycznego nastawiana ostrości podczas robienia zdjęć. Będziemy jej używać, bo jest powszechnie zaakceptowana.
Jest to nadzwyczaj pożyteczna funkcja nowoczesnych aparatów fotograficznych cyfrowych ale i analogowych. Poza uzyskiwaniem efektów specjalnych, trudno sobie wyobrazić ustawianie ostrości poprzez regulację obiektywu i sprawdzanie jakości obrazu na wyświetlaczu LCD. Szczególnie w pełnym świetle słonecznym jest to praktycznie niemożliwe.
Zależnie od typu aparatu są różne tryby automatycznego nastawiania ostrości. Chodzi o wybór miejsca, które ma być użyte jako punkt odniesienia. Mówiąc inaczej - co na zdjęciu ma być najostrzejsze. Funkcja autofokus pozwala na wybranie miejsca, które będzie tym punktem odniesienia dla ustawienia ostrości. W droższych aparatach mierzona jest odległość do kilku a nawet kilkunastu punktów i obliczana średnia jej wartość, która wykorzystywana jest do odpowiedniego ustawieni obiektywu.
W instrukcji obsługi aparatu znajdziemy na ten temat dokładne informacje. Te droższe aparaty pozwalają też na wyłączenie tej funkcji, co daje fotografowi możliwość ręcznego ustawiania ostrości. Jest to przydatne dla uzyskiwania pewnych artystycznych efektów.
Dla korzystania z funkcji autofokus nie jest potrzebna znajomość zasad jej działania. Ale dla bardziej dociekliwych podajemy krótki opis stosowanych typów automatycznego ustawiania ostrości.
Autofokus typu TTL
W aparatach cyfrowych stosowane są dwa rodzaje automatycznego ustawiania ostrości. Jeden oznaczany TTL, wykorzystuje fakt, że obraz na matrycy jest tym bardziej kontrastowy im lepiej jest nastawiona ostrość. Odpowiednie urządzenia wyznaczają kontrast obrazu i regulują ustawienie obiektywu tak, by była ona największa. System TTL działa bardzo dokładnie ale dość wolno.
Autofokus typu triangulacyjnego
System triangulacyjny polega na obserwowaniu obiektu z dwóch punktów. Pomiar kąta pomiędzy promieniami światła wpadającymi do aparatu w dwóch różnych miejscach oraz znajomość odległości między tymi punktami pozwala na obliczenie odległości obiektu od aparatu. Dokładność wyznaczenia odległości do obiektu jest tym większa, im większa jest odległość między punktami "obserwacji" tego obiektu. Ze względu na małe rozmiary aparatu fotograficznego, odległość tych punktów jest też mała i dokładność tej metody niezbyt duża. Zaletą jest szybkość pomiaru odległości.
Autofokus hybrydowy
Autofokus hybrydowy, czyli łączony, jest instalowany w droższych aparatach. System triangulacyjny jest wykorzystany do szybkiego, choć nie za dokładnego, ustawienia ostrości, a następnie włącza się system TTL, "dostrajając" ostrość już bardzo precyzyjnie. Ponieważ regulacja typu TTL jest już dla małego zakresu, działa więc szybciej, niż wówczas, gdy musi nastawiać ostrość "od początku".
CELOWNIK OPTYCZNY
Podstawowym elementem dla oglądania i komponowania obrazu jest w aparacie cyfrowym wyświetlacz LCD, czyli mały ekranik, na którym widać dokładnie to, co będzie na zdjęciu. Niestety, w jasnym świetle obraz na wyświetlaczu jest słabo widoczny, ze względu na małą jasność ekranu LCD. W świetle słonecznym, na plaży lub w górach, praktycznie nic nie widać na tym ekranie. Dlatego wiele aparatów jest wyposażonych w celownik (nazywany też wizjerem) optyczny. Obraz widziany przez ten celownik nie pokrywa się dokładnie z tym, co będzie na zdjęciu, ale im jaśniejsze oświetlenie tym lepiej widzimy to, co ma być sfotografowane.
Przy wyborze aparatu warto zwrócić uwagę na ten element. Jest on nieoceniony przy robieniu dużej liczby zdjęć na wolnym powietrzu, w jasne, słoneczne dni. A przecież większość zdjęć amatorskich powstaje w takich właśnie warunkach.
Wizjer elektroniczny
Niektóre droższe aparaty cyfrowe mają celownik (wizjer) elektroniczny. Jest mały ekranik LCD zamontowany w zagłębieniu, które zakończone jest od strony fotografa miękką obudową, dopasowaną do kształtu oczodołu człowieka. Przykładając oko do tej obudowy zasłaniamy otaczające nas światło i nawet w najsilniejszym słońcu widzimy dobrze obraz, który ma powstać na matrycy naszego aparatu. Odpowiednie soczewki umieszczone między okiem a ekranikiem oraz możliwość ich regulacji pozwalają korygować ewentualne wady naszego wzroku.
Taki wizjer elektroniczny ma tę przewagę nad optycznym, że pokazuje dokładnie to co będzie na zdjęciu. Jeżeli aparat nie ma ani celownika optycznego ani elektronicznego, to musimy się liczyć z poważnymi trudnościami wyboru fotografowanego obiektu , gdy fotografujemy przy bardzo jasnym oświetleniu.
TRYBY USTAWIANIA OSTROŚCI
Większość amatorów nie wie i nie musi wiedzieć, że ustawianie ostrości, to ustawianie odległości aparat - obiekt fotografowany. W starszych aparatach fotograficznych na obiektywie jest pierścień ze skalą odległości, np taką:
0.7 1.5 3.0 .... ? m
W lustrzankach obiektywy mają również analogiczną skalę, choć aparat ma automatyczne nastawianie ostrości.
W przeciętnych warunkach fotografowania - ulica, grupa ludzi, plaża itp - w polu widzenia mamy obiekty w różnej odległości od obiektywu. Jak więc ustawić ostrość (odległość), by wszystkie obiekty były możliwie ostro odwzorowane na zdjęciu? Jeżeli ustawiamy ostrość ręcznie, to sami wybieramy obiekt, który ma być "najostrzejszy". Innymi słowy ustawiamy tak odległość, by ten obiekt był najostrzejszy. Najczęściej nie zdajemy sobie sprawy, że dobieramy parametry obiektywu tak, bo odpowiadały odległości aparat - obiekt. Fotograf ustawia ostrość obrazu na monitorze lub we wzierniku (celowniku). Nie jest to łatwe, szczególnie przy słabym oświetleniu i dla przedmiotów o mało wyraźnych (ostrych) konturach.
A jak rozwiązano automatyczne ustawianie ostrości?
Wielopolowy autofokus
W aparatach kompaktowych ustawianie ostrości polega na takim ustawieniu jednej lub kilku soczewek obiektywu aby obraz był najbardziej kontrastowy. Przy dużej rozpiętości odległości poszczególnych przedmiotów od aparatu powstaje pytanie - na który przedmiot nastawić ostrość, czyli który obszar zdjęcia wybrać do ustawienia kontrastu.
Tu z pomocą przychodzą różne tryby pracy autofokusa.
Tryb punktowy
W tym trybie procesor ustawia ostrość na jeden punkt a właściwie mały obszar, bo nie można ustawić kontrastu dla punktu w sensie matematycznym.
W zależności od typu aparatu (tani amatorski, droższy półprofesjonaly, czy profesjonalny) istnieją dwie podstawowe metody wyboru tego punktu (obszaru).
* Punkt (obszar) jest na stałe na środku pola widzenia.
* Punkt (obszar) można przesuwać w dowolne miejsce pola widzenia.
Trybu wielopunktowe
Polegaja na tym, że pole widzenia, czyli odwzorowywany obraz podzielony jest na kilka segmentów (obszarów). W najprostszym przypadku są to 3, lub 9 a w bardziej zaawansowanych aparatach nawet 256 obszarów.
Procesor ustawia po kolei ostrość dla każdego z tych obszarów, zapamiętuje te ustawienia i następnie wyznacza jedno ustawienie będące jakąś funkcją wszystkich wyznaczonych.
Musimy wiedzieć, że obiektyw jest jeden i można go nastawić tylko na jedną "odległość" a nie inną dla każdego obszaru.
W tym trybie wielopunktowym mamy do wyboru kilka "podtrybów" zależnie od wyboru średniej odległości, czy mówiąc w uproszczeniu - średniej ostrości.
* Uśrednienie wszystkich wyznaczonych odległości.
* Wyznaczenia średniej ważonej. Obliczana jest średnia odległość ale im obszar był bliżej środka pola widzenia, tym z większą wagą jest brany do obliczeń. Daje to ostrość tym większą im przedmiot jest bliżej środka zdjęcia.
* Różne "inteligentne" metody uśredniania. Procesor w "jakiś sposób" identyfikuje najważniejszy (np, najjaśniejszy lub największy) obiekt i wyznacza taką średnią odległość aby ten obiekt był najbardziej ostro odwzorowany.
Jeżeli chodzi o "inteligentne" metody uśredniania, to algorytmy dla ich realizacji są trzymane przez producentów tajemnicy.
AUTOMATYKA CZY USTAWIENIA WŁASNE
Początkujący amator fotografii, bez żadnego doświadczenia, bezwzględnie powinien ustawić aparat na pełną automatykę i "popstrykać" w różnych warunkach świetlnych. Trzeba się oswoić z nowym aparatem.
Oznaczenia trybów automatyki, programowalnego i ustawień manualnych to
* Auto
* P (programowalne), umożliwia ustawienia pewnych parametrów, inne dobiera automatycznie
* M - manualne, to już tryb dostępny w aparatach wyższej klasy, najtrudniejszy do robienia zdjęć ale dający największe możliwości kreowania ciekawych efektów.
Ktoś kto już dużo fotografował aparatem analogowym, czyli tym wykorzystującym film do rejestracji zdjęć, też może pobawić się robieniem zdjęć w trybie pełnej automatyki ale naprawdę doświadczony fotoamator może od razu przystąpić do robienia zdjęć z własnymi ustawieniami parametrów.
Polecamy jednak tryb P, gdyż całkowita kontrola parametrów w trybie M jest dla fotoamatorów najwyższej klasy.
Proste kompakty nie dają wielu możliwości ustawień własnych, ale też coś niecoś można w nich narzucić - choćby rozdzielczość i stopień kompresji plików. Te parametry nie mają jednak wpływu na jakość techniczną zdjęcia i o nich wspomnimy okazjonalnie gdzie indziej.
Reasumując, zaczynamy robienie zdjęć w trybie Auto i w miarę zdobywania doświadczenia przechodzimy do trybu P - programowalny.
Nasze wskazówki i porady będą dotyczyły robienia zdjęc w trybie P i M. Podamy też , co można ustawiać w trybie Auto i jak ustawiać poszczególne parametry, zależnie od okoliczności.
Warto przypomnieć, że mając już aparat i kartę pamięci, zdjęcia nic ale to nic nas nie kosztują. Możemy więc eksperymentować do woli. Jedynym atrybutem niezbędnym do rzetelnego oceniania zrobionych zdjęć jest komputer, gdyż nawet na 3 calowym monitorze aparatu trudno zobaczyć wszystkie niedociągnięcia naszego zdjęcia.
Nie mając komputera, możemy zdjęcia obejrzeć na telewizorze. Nie jest to już taka jakość obrazu jak na monitorze komputera ale zawsze lepsza niż na monitorze LCD aparatu.
TRYBY PASM - P, Av, Tv, M
PASM to pierwsze litery angielskich słów (tłustym drukiem pokazano oznaczenia poszczególnych trybów naniesione na pokrętło aparatu):
* P: Programmable - programowalny,
* Av: Aperture - przysłona,
* Tv: Shutter - migawka,
* M: Manual, czyli ręcznie
Informacja w opisie aparatu cyfrowego, że posiada tryby (mody) PASM oznacza, że może pracować w jednym z wymienionych wyżej trybów. Wybieranie tych trybów fotografowania odbywa się najczęściej poprzez obrót pokrętła w aparacie i ustawienie odpowiedniego oznaczenia przy znaczniku na obudowie aparatu. Omówimy teraz, jak aparat funkcjonuje w poszczególnych trybach i w jakich sytuacjach dany tryb stosować.
P - tryb programowalny
Najlepiej go zdefiniować, podając czym różni się on od trybu Auto. W trybie Auto możemy jedynie ustawiać:
* długość ogniskowej (zoom),
* Rozdzielczość i stopień kompresji zdjęć,
* Rozdzielczość i szybkość filmowania.
Jest jeszcze kilka parametrów, które możemy ustawiać w trybie Auto, ale zależy to od stopnia zaawansowania aparatu. Im droższy i bardziej skomplikowany, tym więcej tych parametrów, które można ustawić.
W trybie P otwór przysłony i czas otwarcia migawki dobierany jest przez procesor aparatu automatycznie, jak w Auto, ale fotograf ma możliwość ustawiać kilka parametrów ekspozycji. Liczba tych parametrów zależy od aparatu. Zaawansowana i droga lustrzanka ma ich więcej niż dobrej jakości kompakt. Wyliczymy parametry które można ustawić w typowym kompakcie dobrej klasy. Tanie kompakty nie mają trybów PASM a drogie lustrzanki mają w tych trybach znacznie więcej parametrów ustawianych.
W trybie P możemy ustawić (oprócz tych, które można ustawiać w Auto):
* Korektę ekspozycji (naświetlenia) w EV, na ogół +/-2 EV z krokiem 1/3 EV,
* Balans bieli, zgodnie z możliwościami naszego aparatu,
* Czułość w ISO,
* Efekty specjalne jak kontrast, ostrość, nasycenie barw,
* Bracketing,
* Korekta siły błysku lampy.
Av - preselekcja przysłony
W trybie tym ustawiamy przysłonę a procesor aparatu dobiera czas otwarcia migawki potrzebny do prawidłowego naświetlenia matrycy. Jeżeli dla ustawionej wartości przysłony nie może dobrać właściwego czasu, sygnalizuje to na monitorze LCD migając wartością czasu wyświetlaną na czerwono. Mimo tego ostrzeżenie możemy zrobić zdjęcie ale będzie ono niepoprawnie naświetlone.
W trybie tym fotografujemy, jeżeli my chcemy decydować o wartości przysłony a tym samym o głębi ostrości na wykonanym zdjęciu.
Np. dla portretu możemy chcieć rozmyć tło i zostawić ostrą tylko twarz. Ustawiamy więc największy otwór (najmniejszą liczbę) przysłony.
Fotografując krajobraz może nam zależeć na jak największej ostrości obiektów bliskich i dalekich - ustawiamy najmniejszy otwór (największą liczbę) przysłony.
W trybie Av możemy też ustawiać te wszystkie parametry, które ustawia się w trybie P.
Tv - preselekcja czasu
W trybie tym ustawiamy czas otwarcia migawki a procesor aparatu dobiera odpowiednią dla niego przysłonę. Jeżeli nie może ustawić właściwej wartości, to sygnalizuje to miganiem ustawionej wartości przysłony, wyświetlanej w kolorze czerwonym.
Tryb Tv wybieramy chcąc np. uzyskać efekt ruchu - rozmycia poruszających sie obiektów lub, odwrotnie, chcąc "zamrozić" szybko poruszający się obiekt.
W trybie Tv możemy też ustawiać te wszystkie parametry, które ustawia się w trybie P.
M - ustawienia ręczne
W tym trybie możemy ustawiać samemu wartość przysłony i czas otwarcia migawki. Dla konkretnego aparatu instrukcja podaje, którymi przyciskami ustawia się te wielkości.
Po wciśnięcie spustu migawki do połowy, na ekranie pokazuje się różnica, w jednostkach EV, między ekspozycją ustawioną ręcznie a właściwą dla tych warunków świetlnych, wyznaczoną przez aparat.
Zależnie od efektów, które chcemy uzyskać poprzez ręczne ustawianie ekspozycji, możemy ale nie musimy dostosować się do tej informacji. We wszystkich tych trybach ostrość jest ustawiana automatycznie. Ręczne ustawianie ostrości to zupełnie oddzielny tryb pracy. Jeżeli nasz aparat posiada taki tryb, oznaczony zazwyczaj MF (Manual Focus), to jego wybranie pozwala ustawiać ostrość ręcznie we wszystkich pozostałych trybach, z wyjątkiem trybu Auto
TRYBY FOTOGRAFOWANIA
W bardzo prostych aparatach cyfrowych jedynymi parametrami, które można ustawiać wg własnego uznania to długość ogniskowej, czyli zbliżenie fotografowanego obiektu, balans bieli i tryb pracy lampy błyskowej. Aparaty te nazywane są po angielsku "point and shoot", co można przetłumaczyć jako "wyceluj i strzelaj".
Ustawienia przesłony i czasu otwarcia migawki reguluje procesor na podstawie dokonanego pomiaru oświetlenia. Wiadomo, że tę samą ekspozycję, czyli naświetlenie matrycy (lub filmu w aparacie analogowym), można uzyskać dla wielu kombinacji przesłony i czasu otwarcia migawki. Np. ustawienia
Przesłona Czas otwarcia migawki
2,8 1/1000
4,0 1/500
5,6 1/250
8 1/125
11 1/60
Pokazane w tej tabelce dadzą to samo naświetlenie, ale fotograf nie ma możliwości wyboru. W najprostszych aparatach nie wie nawet przy jakiej kombinacji przesłony i migawki wykonuje zdjęcie. Dopiero specjalny program komputerowy pozwala odczytać parametry, przy których wykonano zdjęcie. Tym nie mniej, zdjęcia wykonane takim aparatem mogą być bardzo ładne. Przykładem niech będą te dwa zdjęcia wykonane aparatem Dimage Xt, firmy Minolta. Jest to właśnie aparat typu "wyceluj i strzelaj", którym nie pozwala na jakiekolwiek ustawianie czasu i przesłony.
Zdjęcia wykonane w bardzo różnych warunkach świetlnych. Procesor dobrał parametry tak, że oba są poprawne technicznie. Zamieszczone zdjęcia nie były poddane żadnej obróbce komputerowej.
Nieco bardziej zaawansowane aparaty cyfrowe dają fotografowi pewne możliwości wpływania na ustawienia przesłony i czasu otwarcia migawki. Fotograf może ustawić jeden z dostępnym w menu trybów fotografowania. Zależnie od modelu i marki aparatu fotograficznego może on mieć od kilku do kilkunastu takich trybów, zwanych też trybami tematycznymi.
W kolejnych punktach tego paragrafu wyjaśnimy na czym polegają tryby fotografowania i kiedy je stosować.
Najbardziej zaawansowane aparaty pozwalają na pełną kontrolę parametrów naświetlenia przez fotografa. Daje to największe możliwości uzyskiwania ciekawych efektów ale wymaga największej wiedzy i doświadczenia od fotografa.
ZASADY OGÓLNE W FOTOGRAFII CYFROWEJ
Fotografowanie aparatem cyfrowym niczym nie różni się od fotografowania aparatem analogowym. Warto jednak stosować pewne zasady, których przestrzeganie przy robieniu zdjęć aparatem z filmem było by bardzo drogie.
1. Zawsze robimy zdjęcia z najwyższą możliwą rozdzielczością.
2. Każde ujęcie fotografujemy kilkakrotnie. Krajobrazy 2, 3 razy, postaci 4 do 6 razy.
3. W trudnych warunkach świetlnych robimy serię zdjęć z bracketingiem ekspozycji.
Co daje stosowanie tych zasad? Objaśnimy po kolei.
1. Nigdy nie wiemy, czy któreś zdjęcie nie okaże się tak dobre i ładne, że będziemy chcieli zrobić z niego dużą odbitkę. Warto więc mieć "zapas" rozdzielczości, którą zawsze możemy zmniejszyć w komputerze, jeżeli zechcemy zdjęcie umieścić w Internecie.
2. Robienie zdjęć aparatem cyfrowym praktycznie NIC nie kosztuje. W każdej chwili możemy usunąć zdjęcie z pamięci aparatu a posiadanie kilku ujęć daje większe szanse otrzymania zdjęcia dobrego nie tylko technicznie ale i kompozycyjnie. To szczególnie ważne przy fotografowaniu ludzi.
3. Jak w punkcie 2., to nic nie kosztuje przy fotografii cyfrowej a ogromnie zwiększa szanse zrobienia doskonałego zdjęcia.
Można mnożyć zasady ale te trzy są bardzo istotne a ich stosowanie nic nas nie będzie kosztować. I to jest jedna z głównych zalet fotografowania aparatem cyfrowym - możemy robić dziesiątki zdjęć i wybierać najlepsze, bez żadnych dodatkowych kosztów.
Takie praktyki przy fotografowaniu aparatem tradycyjnym są bardzo drogie i tylko zawodowi fotograficy mogą sobie na to pozwolić. Ale i oni nie mogą oglądać zdjęcia natychmiast po jego zrobieniu, jeżeli używają aparatu analogowego.
Korekcje zdjęć w komputerze
Większość niedociągnięć w naświetleniu (punkt 3 tego dotyczy) można korygować za pomocą odpowiednich programów komputerowych. Tak procedura wymaga jednak
* posiadania programu do obróbki zdjęć,
* umiejętności posługiwania się nim i
* zajmuje bardzo dużo czasu.
Tak więc o wiele korzystniej jest zrobić 10 zdjęć i wybrać jedno, niż zrobić jedno i korygować przez kilkadziesiąt minut.
JAKI OBIEKTYW?
Obiektyw do lustrzanki cyfrowej - przewodnik dla zupełnie początkujących część 6: obiektywy firmy Nikon
W szóstej części poradnika Fotopolis.pl kontynuujemy opis oznaczeń obiektywów stosowanych przez poszczególnych producentów optyki. Dzisiaj wyjaśnimy, co oznaczają skróty stosowane na obiektywach Nikona.
Od samego początku produkcji lustrzanek Nikon stosuje to samo mocowanie mechaniczne - bagnet F. Teoretycznie oznacza to, że większość wyprodukowanych do tej pory obiektywów Nikona da się zamontować do najnowszych lustrzanek tego producenta i będzie można wykonać poprawne zdjęcie. W praktyce jednak rozwój technologii wymusił na producencie zastosowanie różnych modyfikacji obiektywów przystosowujących je do nowych funkcji aparatów. Z tego powodu w przypadku zastosowania starszych obiektywów nie wszystkie możliwości aparatu mogą być dostępne.
Każdy użytkownik lustrzanki Nikona znajdzie w instrukcji obsługi opis współpracy danego modelu z różnymi generacjami obiektywów Nikkor. Informacje te umieszczamy także w specyfikacjach aparatów umieszczanych na naszych stronach lub dostępnych w bazie specyfikacji. Jednak, aby zrozumieć, z jakim obiektywem mamy do czynienia, konieczne jest poznanie oznaczeń opisujących dany produkt.
liczba skrótów na współczesnych obiektywach może przyprawić o zawrót głowy
liczba skrótów na współczesnych obiektywach może przyprawić o zawrót głowy
Podobnie jak inni producenci najważniejsze cechy obiektywu Nikon umieszcza w postaci literowych i liczbowych symboli w nazwie swoich produktów. Na przykład nazwy AF-S VR Zoom-Nikkor 70-300 mm f/4,5-5,6G IF-ED lub AF-S DX Zoom-Nikkor 18-135 mm f/3,5-5,6G IF-ED w zamyśle producenta mają przekazać nam najważniejsze informacje o optyce. Niestety nie wszyscy mają wystarczającą wiedzę, aby zrozumieć z jakimi cechami dysponuje dany model obiektywu. Poniżej wyjaśniamy oznaczenia składające się na nazwę obiektywu, a także występujące w opisach katalogowych. Większość z tych oznaczeń odnosi się do cech optyki opisanych już przez nas w poprzednich częściach poradnika. Umieściliśmy, więc odpowiednie odnośniki do poprzednich części poradnika opisujących szerzej dane pojęcie lub funkcję.
AF-T
Ten symbol oznacza, że mamy do czynienia z obiektywem z automatycznym ustawianiem ostrości (autofokus - AF) wyposażonym we własny silnik (litera S). W części obiektywów AF Nikona system automatycznego ustawiania ostrości sterowany jest z aparatu za pomocą połączenia mechanicznego (takie szkła oznaczone są po prostu literami AF). W obiektywach AF-S do sterowania ostrością wykorzystuje się silnik ultradźwiękowy o nazwie Silent Wave Motor - w skrócie SWM (patrz niżej). Oznaczenie AF-S jest szczególnie ważne dla użytkowników modelu Nikon D40, który automatycznie ustawia ostrość tylko przy współpracy z obiektywami wyposażonymi we własne silniki. Więcej o zaletach silników ultradźwiękowych pisaliśmy we wcześniejszej części naszego poradnika.
VR
Skrót od określenia Vibration Reduction. Tak oznaczone obiektywy wyposażone są system redukcji drgań, dzięki czemu możliwe jest wykonywanie nieporuszonych zdjęć przy dłuższych czasach otwarcia migawki. Więcej na temat pisaliśmy w części 4 naszego poradnika, którą można znaleźć tutaj.
DX
Obiektywy z oznaczeniem DX to konstrukcje przeznaczone specjalnie do cyfrowych lustrzanek z matrycą o rozmiarze DX, czyli mniejszą niż klatka filmu 35 mm. Nikon konsekwentnie stosuje ten rozmiar matrycy we wszystkich swoich lustrzankach cyfrowych i jednocześnie rozszerza linię przystosowanych do nich obiektywów. Obiektywy DX nie powinny być stosowane do aparatów na tradycyjny film, gdyż dają mniejsze pole obrazowe. Dzięki temu jednak są mniejsze i tańsze niż obiektywy uniwersalne. Dokładnie o mocowaniach obiektywów pisaliśmy w części 1. poradnika.
Zoom-Nikkor
Nikon tradycyjnie stosuje dla swojej optyki nazwę handlową Nikkor. Obiektywy ze zmienną ogniskową dodatkowo oznaczone są przedrostkiem Zoom w celu odróżnienia ich od optyki stałoogniskowej.
70-300 mm
Te liczby oznaczają podaną w milimetrach nominalną ogniskową obiektywu lub jej zakres w przypadku obiektywów typu zoom. Należy pamiętać, że w lustrzankach cyfrowych z matrycą o rozmiarze DX rzeczywisty obraz odpowiada ogniskowej 1,5 razy dłuższej. Zasadę obliczania ogniskowych w cyfrowych lustrzankach opisaliśmy w części 2. poradnika.
f/4,5-5,6
To oznaczenie mówi o maksymalnym otworze przysłony czyli o ilości światła, jakie jest w stanie przenieść dana konstrukcja obiektywu. W amatorskich obiektywach typu zoom wartość ta zmienia się w zależności od długości ogniskowej. Dlatego na korpusie obiektywu podawany jest zakres wartości dla najkrótszej i najdłuższej ogniskowej. O znaczeniu wartości przysłony w obiektywach pisaliśmy w części 3.
G
Obiektywy oznaczone literą G to konstrukcje pozbawione pierścienia ustawiania przysłony na obudowie. Sterowanie wartością przysłony odbywa się przez korpus aparatu - zarówno w trybie automatyki, jak i trybach manualnych. Takie sterowanie oferują wszystkie cyfrowe lustrzanki Nikona, więc nie ma żadnych ograniczeń przy stosowaniu obiektywów G.
IF
Jest to skrót oznaczający konstrukcję z wewnętrznym ogniskowaniem (Internal Focusing). Dzięki takiemu rozwiązaniu obiektyw podczas ostrzenia nie zmienia swoich rozmiarów zewnętrznych, ani nie obraca przednią soczewką. Więcej o tym rozwiązaniu i jego zaletach pisaliśmy w części 4.
ED
Oznaczenie to informuje o zastosowaniu w konstrukcji szkieł ze szkła o niskiej dyspersji czyli załamaniu światła o różnej barwie (skrót od Extra-low Dispertion). Soczewki ED użyte w obiektywie zmniejszają zjawisko aberracji chromatycznej. Więcej na ten temat pisaliśmy w części 4.
Inne oznaczenia, które można spotkać w opisie obiektywów Nikona:
ASP
Informuje o zastosowaniu w konstrukcji obiektywu elementów (soczewek) asferycznych ograniczających aberrację sferyczną. Więcej na ten temat pisaliśmy w części 4.
D
Oznaczenie to można spotkać na obiektywach AF Nikkor wyposażonych w pierścień przysłony (nie-G), które wyposażone zostały w mikroprocesor przekazujący do aparatu informację o odległości od zogniskowanego przedmiotu. Dzięki temu możliwy jest pomiar światła 3D Matrix. W amatorskich lustrzankach cyfrowych Nikona w celu pełnego wykorzystania pełnych możliwości aparatu należy stosować tylko obiektywy D lub G. W modelach profesjonalnych (D200, D2X, D2H) możliwe jest ręczne wpisanie wartości dla danego obiektywu nie wyposażonego w mikropocesor.
M/A
Większość obiektywów AF wyposażona jest przełącznik wyłączający tryb automatycznego ostrzenia dublujący ten na korpusie aparatu. W obiektywach z silnikiem SWM można także ręcznie korygować ostrość ustawioną automatycznie, co właśnie wskazuje napis M/A.
MF
Tak oznaczona jest optyka bez automatycznego ustawiania ostrości, a więc obiektywy manualne. Dzięki konsekwentnemu stosowaniu bagnetu F użytkownicy Nikonów nadal mają do dyspozycji szeroką gamę niedrogiej ale wysokiej klasy optyki manualnej. Jednak decydując na zakup takiego szkła, należy sprawdzić w jakim zakresie współpracuje ono z naszym modelem aparatu.
SWM
Silent Wave Motor to oznaczenie handlowe silnika ultradźwiękowego stosowane w obiektywach AF-S. Silnik SWM ma trzy podstawowe zalety jest cichy, szybki i dokładny. Więcej na ten temat pisaliśmy w części 4.
Nikon w przeciwieństwie do większości producentów optyki nie stosuje ostrego rozróżnienia między optyką profesjonalną a amatorską ani w postaci oznaczeń, ani kolorów. O klasie obiektywu świadczą jego parametry i najczęściej... cena.