На что влияет чувствительность пленки
Светочувствительность пленки для фото [архивъ]
Фотопленки различаются по своей общей чувствительности к свету. В зависимости от светочувствительности пленки одна и та же степень почернения будет создаваться различным количеством падающего света.
Светочувствительность
…пленки характеризуется в единицах международной шкалы ИСО (ISO), при этом первое число представляет собой линейную характеристику (т. е. вдвое большее его значение соответствует вдвое большей светочувствительности), а второе — логарифмическую (т. е. его увеличение на три единицы соответствует удвоению светочувствительности).
Черно-белые пленки общего назначения условно подразделяются на пленки с низкой (40—50 АСА), средней (100—160 АСА) и высокой (200—400 АСА) чувствительностью.
Существуют пленки как с большей, так и с меньшей чувствительностью, но в продажу для фотографов-любителей поступают, как правило, пленки указанной чувствительности.
Цифры эти сами по себе мало что значат, но они позволяют сравнивать чувствительность различных пленок, а также градуировать экспонометры и составлять экспонометрические таблицы.
Чувствительность пленки зависит от способа ее обработки
Съемка с выдержкой и при диафрагме, определенными с помощью экспонометра, на шкале которого предварительно было установлено значение светочувствительности пленки, указанное на ее упаковке, даст желаемый результат только при условии, что дальнейшая обработка пленки будет проводиться в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя.
Немалое значение для правильного использования пленки той или иной чувствительности имеет точность отработки выдержки (срабатывание затвора) и установки диафрагмы.
Возможны случаи, когда два разных объектива, установленные на одно и тоже значение диафрагмы, в действительности пропускают различное количество света.
Если фотограф педант, то ему, по-видимому, придется проверять все используемые объективы и фотоаппараты, а также каждую покупаемую партию пленок. Может случиться, что он использует значение светочувствительности, указанное на упаковке пленки, а его знакомый фотограф считает ее вдвое чувствительнее, и тем не менее результат получится одинаковым — все дело в разбросе отработки выдержек и установки диафрагмы.
Со светочувствительностью пленки связаны и некоторые другие ее качественные характеристики
Вообще говоря, повысить светочувствительность проще всего, увеличивая размер частиц галогенидов серебра. Это может привести к скоплению частиц и взаимному их перекрыванию на разных уровнях светочувствительного слоя (эмульсии).
В процессе проявления тенденция к скоплению усиливается, причем «скопления» частиц приобретают форму зерен. Зернистая структура изображения становится видимой после увеличения. На выпускаемых в настоящее время пленках этот эффект не так заметен, тем не менее зернистость изображения на высокочувствительной пленке всегда выше, чем на низкочувствительной, и с этим приходится считаться, когда необходимо передать на снимке мелкие детали.
Структура эмульсии влияет также на контраст и фотографическую широту пленки. Мелкозернистые пленки низкой чувствительности дают довольно контрастное изображение, качество которого зависит от экспозиции и времени проявления.
Высокочувствительные пленки дают менее контрастное изображение: их фотографическая широта больше, но при этом увеличивается зернистость. Чувствительность, зернистость и контраст зависят от процесса обработки, причем эта зависимость для разных пленок различна, но, как правило, увеличение времени проявления сверх рекомендованного приводит к повышению как контраста, так и зернистости.
Чем больше время проявления, тем больше отдельных светочувствительных частиц галогенидов серебра восстанавливается до чистого металлического серебра, и тем более глубокие слои эмульсии захватывает процесс проявления. Соответственно увеличивается и размер отдельных проявленных зерен, и общая плотность почернения.
Влияние времени проявления на чувствительность не так очевидно
При данном уровне экспозиции частицы галогенидов серебра, находящиеся в участках пленки, соответствующих наиболее темным участкам объекта, могут получить слишком малое количество света, чтобы проявление вообще возымело на них какое-либо действие.
В этом случае увеличение времени проявления не приведет к появлению дополнительных деталей в тенях, что свидетельствовало бы о реальном повышении светочувствительности. Если же оригинал не имеет глубоких теней, то, увеличивая время проявления, можно повысить плотность негатива в целом, что создаст эффект кажущегося повышения чувствительности. Аналогичного эффекта можно добиться, если воспользоваться другим проявителем.
В продаже имеются проявители, которые, как утверждается в инструкциях по их использованию, повышают светочувствительность пленки. Таким утверждениям можно доверять, если обещанное повышение не превышает половины ступени экспозиции (т. е. составляет не более 50%). Дальнейшее повышение кажущейся чувствительности пленки, по-видимому, всегда сопровождается заметным ухудшением качества изображения.
Ликбез: вся правда о высоких значениях ISO
Шумы цифровых камер – вопрос сегодня очень актуальный. Как ведут себя разные камеры при повышении светочувствительности и на что ориентироваться при выборе камер?
Матрица современной фотокамеры – это цифровой аналог пленки. Небольшая микросхема прямоугольной формы, на которую через объектив проецируется изображение. Датчики сенсора – пиксели, преобразователи света в электрический сигнал, играют здесь ключевую роль. Чем больше физический размер пикселя, тем больше площадь, поглощающая свет и тем ниже уровень шумов на снимке. К тому же нужно учитывать, что во время работы датчики нагреваются, что также чревато появлением шумов. Именно из-за этого шумы проявляются при съемке на длинных выдержках.
Шумы проявляются на снимке в виде хаотически распределенных цветных пятен. Особенно сильно наблюдаются шумы в тенях. Также шум может проявляться в виде зернистости, почти как на высокочувствительной пленке – такого рода искажения почти не влияют на цветность и контраст фотографии и раздражают меньше всего (если, конечно, эта зернистость не присуща всем без исключения снимкам).
Цифровая фотография образована пикселами, каждый из которых – отдельный светочувствительный датчик
При выборе камеры число мегапикселей часто бывает убедительным аргументом в пользу определенной модели. Однако не стоит гнаться за мегапикселями, поскольку размеры пикселей и сенсора соответственно значительно важнее. Ведь чем больше пикселей размещено на матрице, тем меньше их размер и тем плотнее они расположены. Плотно «упакованные» датчики быстро нагреваются, и шумы могу появиться уже не минимальной чувствительности и при коротких выдержках. Поэтому старайтесь выбрать фотокамеру, у которой больше площадь матрицы – реальная чувствительность будет выше.
Наиболее низкий уровень шумов у полноформатных зеркальных камер с размером сенсора 36х24 мм (как у кадра 35мм пленки). Это такие камеры как Canon EOS Mark II 1Ds (16 Мп), Canon EOS 5D (12 Мп). Они прекрасно справляются с ISO 800, и даже при чувствительности ISO 1600 сделанные ими снимки выглядят очень неплохо.
Матрица зеркалок, таких, как, например, Canon EOS 20D, меньше пленочного кадра, она имеет размеры 22,5х15 мм, что также позволяет снимать на достаточно высокой чувствительности. Этот формат сенсора получил название APS-C. Конечно, они уступают камерам с полноформатной матрицей, но по сравнению с любыми компактными камерами результат будет намного лучше.
Справа – сенсор формата APS-C, слева – формата 2/3, а матрицы компактных камер обычно еще меньше
На сегодняшний день единственная в мире камера с несъемным объективом, которая имеет большую матрицу формата APS-C – это Sony R1. У нее уровень шумов при высокой светочувствительности сопоставим с уровнем зеркальных камер.
У подавляющего большинства компактных камер шумы дают о себе знать уже при чувствительности от 200 единиц ISO и выше. Так что, несмотря на возможность установить ISO 800, 1600 или даже 3200, можете забыть об этих значениях, так как картинка скорее всего будет просто непригодной для использования. Шумы, даже при короткой выдержке, становятся настолько сильными, что о детализации и верной цветопередаче можно забыть. Заявленная производителем высокая чувствительность на практике чаще всего оказывается просто нерабочей. Не доверяйте тому, что написано, доверяйте своим глазам! Посмотрите необработанные тестовые полноразмерные снимки, сделанные в разных условиях освещения и на разной чувствительности.
Однако не все компакты «не дружат» с высокой чувствительностью. У камер Fujifilm сенсоры изготовлены по собственной уникальной технологии. Благодаря конструктивным особенностям матрицы, уровень шумов действительно заметно снижен по сравнению с остальными типами сенсоров при тех же физических размерах. Чем это объясняется?
Традиционная фотопленка содержит кристаллы галогенида серебра различных форм – от высокочувствительных зерен с большой площадью поверхности, чувствительных даже к очень слабому свету, до низкочувствительных зерен с маленькой площадью поверхности, реагирующих на яркий свет. Технология Super CCD SR предлагает аналогичное «разделение труда», объединяя информацию с низкочувствительных и высокочувствительных пикселей. Разработанная Fujifilm матрица сочетает в себе большие высокочувствительные S-пикселы и более маленькие, соответственно менее чувствительные, R-пикселы, что расширяет динамический диапазон. Благодаря этому камеры Fuji неплохо справляются с высокими значениями ISO – 400, 800 единиц.
Fujifilm E900, ISO 800. Шум на снимке, конечно есть, но он не повлиял на цветопередачу и лишь немного ухудшил детализацию
А вот новейшая камера FinePix S6500fd позволяет менять чувствительность от ISO 100 до ISO 3200. Конечно, столь высокая чувствительность как 3200 вряд ли обеспечит вам приемлемую картинку. Но сомневаться в том, что камера прекрасно отработает на ISO 400, не приходится.
Но это только у камер Fuji! У остальных компактов высокая светочувствительность – очень слабое место. Например, у популярного ультразума Sony H5 максимально заявленная чувствительность ISO 1000. Но реально на практике камера начинает шуметь уже при ISO 400, и при более высоких значениях снимок точно потеряет всякую привлекательность. Точно так же шумы заметны при установке ISO 400 и у Canon PowerShot S2 IS. Во многих случаях вспышка помогает хоть как-то бороться с этой проблемой.
Ультракомпакты имеют наиболее худшие характеристики в любительском классе. Во-первых, у них матрица имеет самые меньшие размеры. Крошечный сенсор шумит, естественно, очень сильно. Во-вторых, оптика у них также крайне миниатюрная, что тоже не способствует повышению качества изображения. Хотя, конечно, на шумы оптика не влияет, за это ответственен только сенсор.
Sony T30, ISO 1000. На снимке хорошо заметен сильный цветной шум, именно из-за фотография получилась невыразительной, сероватой
Некоторое преимущество – у камер с оптической стабилизацией. Если в камере (или в съемном объективе зеркалки) имеется оптическая стабилизация, то это позволяет при нехватке освещения увеличить выдержку и не повышать значение ISO. Но оптический стабилизатор спасает только на две, максимум три ступени. И если у камеры маленький сенсор, то здесь даже стабилизация не очень поможет. Яркий пример – сверхпопулярная серия камер Panasonic Lumix FZ. Имеющаяся сегодня на вооружении у многих фотолюбителей FZ30 в целом очень хорошая камера, имующая массу достоинств: отличный дизайн, эргономика, функциональность, высокая детализация, цветопередача и т.д. Но главный минус этой прекрасной стильной камеры – ее шумы. Они очень заметны на изображении даже при низкой чувствительности, не говоря уже об ISO 400, когда шумы делают изображение просто неприемлемым для использования.
Всевозможные системы шумоподавления, встроенные в фотокамеру, не спасают от шумов. Зернистость они, конечно, сглаживают, но при этому ухудшается детализация, искажается цветопередача. Картинка выглядит неестественной, «подкрашенной». Реально качественного изображения на высокой чувствительности при таком подходе вы не получите. Лучше недодержать кадр на 1-1,5 ступени, а затем его «вытянуть» при обработке в графическом редакторе, чем получить шумную и в конечном итоге бесполезную картинку.
Определенные преимущества дает съемка в формате RAW, поскольку этот формат содержит больше информации. Снимок не проходит внутрикамерную обработку, собственно, поэтому этот формат и называется сырым. Снимки, записанные в RAW, гораздо проще «вытянуть» в специальном конвертере.
Обработка файла RAW в конвертере позволяет существенно снизить уровень шумов
Формат JPG предполагает сжатие с потерями и вносит искажения в изображение. Часть деталей при этом теряется. При сохранении в наивысшем качестве искажения почти не заметны на глаз, но при дальнейшем редактировании и сохранении файла он еще сжимается, данные снова теряются. Если предполагается обработка JPG-файла (например, нужно убирать шумы), то переконвертируйте файл JPG в графический формат, не вносящий искажений в исходную картинку, например TIFF.
При съемке на длинных выдержках также дают о себе знать «горячие пиксели». Это происходит по технологическим причинам. Матрицы у разных экземпляров одной и той же модели могут отличаться наличием в разных участках разной чувствительности, что становится заметным при длинной выдержке. Это хорошо видно при увеличении картинки. Причиной могут служить и крошечные пылинки, которые оседают на матрицу. Если поднять чувствительность матрицы, то «горячие пиксели» еще больше бросаются в глаза. Убрать их можно и обработкой изображения на компьютере. В некоторых камерах встроена функция Pixel Mapping: камера производит снимок, не открывая затвор, полученное изображение анализируется процессором на наличие светлых точек, а затем камера корректирует их встроенными программными средствами. В дальнейшем светлые участки уже не проявляются.
В целом вывод неутешителен, хотя и предсказуем6 хорошая работа на высокой светочувствительности у компактов и ультракомпактов скорее исключение, чем правило. Чтобы избежать появления шумов на снимках, устанавливайте минимальную чувствительность ISO, значение, которое позволяет обеспечить приемлемый результат.
Что такое чувствительность, диафрагма, выдержка
Содержание
Содержание
Обилие параметров, которые фотограф контролирует во время съемки, для новичка выглядит весьма угрожающе. В действительности все не так страшно. Научиться настраивать камеру может каждый. Только не стоит браться за все сразу: осваивать техники проще поэтапно. В первую очередь познакомимся с тремя китами экспозиции — диафрагмой, выдержкой и светочувствительностью.
Понятие «экспозиция» характеризует количество света, попавшее на светочувствительный материал (матрицу или пленку) в течение определенного времени. Проще говоря, настройки экспозиции определяют общую яркость снимка. Слишком темное фото называют «недоэкспонированным», пересвеченное — «переэкспонированным».
Работа с экспозицией осуществляется путем изменения трех параметров: диафрагмы, выдержки и светочувствительности. У каждого из них есть нюансы. В рамках материала познакомимся с ними подробно.
Выдержка
Параметр определяет время, в течение которого свет попадает на матрицу. Чем шире диапазон выдержки, тем более гибкие условия доступны при работе. В современных моделях камер он варьируется от 1/16 000 секунды до 30 секунд.
Значение 1/5 говорит о том, что матрица будет открыта в течении одной пятой секунды. Если выставлено короткое значение, например, 1/8000 сек, то за это мизерное время на матрицу не успеет попасть много света.
Обычно работают с выдержками меньше 1 секунды. Поэтому для более рационального использования места на шкале значений современных камер часто не пишут «1/». И, напротив, когда выдержка начинает приближаться к одной секунде, появляется значок «”».
Технически выдержка выглядит так: мы позволяем свету дольше воздействовать на светочувствительный элемент. За время, пока открыт затвор, матрица зарегистрирует абсолютно весь свет, попавший на ее поверхность. Любые движения в кадре смажутся или будут сопровождаться шлейфами. В некоторых сюжетах это является ключевым приемом, но гораздо чаще вредит.
На длинных выдержках испортить фото может и тряска рук фотографа. Следует помнить правило: максимальное значение выдержки равно единице, разделенной на фокусное расстояние объектива.
Например, если съемка ведется на 90-миллиметровый объектив, то безопасный диапазон выдержек начинается с 1/90. Но это не убережет снимок от сильной тряски. При спуске затвора необходимо находиться в максимально неподвижном состоянии или использовать штатив.
Для компенсации тряски рук и предотвращения смазанных кадров производители внедряют стабилизаторы в камеры и объективы. С каждым поколением их эффективность увеличивается. Современные системы стабилизации способны компенсировать свыше 5 стопов экспозиции (вместо 1/90 выдержки из примера можно было бы использовать 1/3). Это действительно впечатляющий результат. В некоторых случаях сделать резкий снимок получается с выдержкой около секунды.
Диафрагма
Диафрагмой называется отверстие внутри объектива, через которое свет попадает на матрицу. Несмотря на то, что встречаются модели с фиксированным значением (например Samyang 300mm F6.3 ED UMC CS Reflex Mirror Lens), в абсолютном большинстве объективов параметр можно изменить.
Максимально открытая диафрагма обычно включается в название модели. Для зум-объективов можно встретить два значения, написанные через тире. Например, Sigma AF 17-70mm F2.8-4 DC Macro OS HSM. Это означает, что максимально открытая диафрагма меняется с 2.8 до 4 от ближнего конца (17 мм) к дальнему (70 мм) во время зуммирования.
Значения диафрагмы имеют вид f/1.8 или F1.8. Это число — результат деления фокусного расстояния объектива на диаметр установленного отверстия диафрагмы. Например, при использовании объектива 50 мм с диафрагмой F1.8, фактический диаметр отверстия составит 50 ÷ 1,8 = 27,8 мм. Именно поэтому максимально открытая диафрагма достигается при минимальном числовом значении.
Влияние настроек диафрагмы на снимок понятно: чем шире отверстие, через которое проходит свет, тем больше его пройдет за одинаковое время (выдержку). Из-за этого объективы с диафрагмой от 1.2 до 2 называют «светосильными».
Но это не единственное влияние диафрагмы на снимок. Регулируя значения параметра, можно изменять глубину резко изображаемого пространства (ГРИП) и интенсивность размытия.
Чем сильнее открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости и сильнее размыт фон. Такой прием часто используется для получения художественных снимков. При этом диафрагма выставляется в максимально открытое положение.
Светочувствительность
Параметр пришел в цифровую эру из пленочной фотографии. Но суть его изменилась. Раньше под светочувствительностью понимали характеристику пленки. А сейчас это величина, которая отражает не столько чувствительность матрицы, сколько степень усиления ее электрических сигналов и их последующую цифровую обработку.
Светочувствительность измеряется в ISO. Это стандартизированная единица, введенная одноименной организацией. В цифровых фотоаппаратах выражается в единицах, эквивалентных светочувствительности пленки. Это позволило получить сопоставимость методов замера экспозиции.
В цифровых камерах значения светочувствительности находятся в пределах от 100 до 32000 ISO с возможностью расширения от 50 до 102 400 и более в некоторых моделях. Зависимость между светочувствительностью и экспозицией прямая: чем больше значение ISO, тем светлее полученный снимок.
Стоит помнить, что изменение светочувствительности происходит за счет комплексной работы многих систем. К ним относится матрица, предусилитель сигнала, алгоритмы работы центрального процессора. Работа с высокими значениями ISO происходит за счет допустимого увеличения напряжения в системе. Результатом становится появление шума, деградация цветов, и потеря контуров на изображении.
Чтобы снизить негативное влияние, центральный процессор применяет алгоритмы шумоподавления, цветовой корректировки и повышения детализации снимка. Зачастую это только усугубляет ситуацию. Но стоит отметить, что производительность ЦП цифровых камер ежегодно возрастает, одновременно с этим внедряются более сложные алгоритмы обработки сигнала.
Практический результат в этом направлении весьма ощутим. В начале 2010-х далеко не для всех камер оказывался рабочим рубеж в 3200 iso. В настоящее время некоторые модели позволяют получить приличный снимок на 12800 iso.
«Стоп» экспозиции
Настройка выдержки и диафрагмы — основные инструменты работы с экспозицией, на которые можно влиять путем изменения светочувствительности. Так как все показатели имеют разные единицы измерения, был введен универсальный способ для сравнения — изменение экспозиции на «стоп».
«Стоп» (ступень) экспозиции — изменение настроек камеры, при которых количество света, попадающего на матрицу, увеличивается или уменьшается в два раза.
Например:
Ступенями экспозиции удобно пользоваться при работе с камерой в ручном режиме, когда фотограф имеет полный контроль над настройками. Снимая спортивные соревнования, приходится часто переключаться между короткой и длинной выдержкой. Чтобы не ошибиться в настройках экспозиции, необходимо корректировать параметры так, чтобы экспозиция в целом оставалась неизменной.
Например, снимая выход спортсменов на площадку с выдержкой 1/200 сек и светочувствительностью 1400 iso, при начале игры следует укоротить выдержку на пару «стопов» (с 1/200 до 1/800) и усилить светочувствительность на те же два «стопа» (с 1400 до 3600), иначе фотография получится слишком темной.
Итак, экспозиция снимка настраивается комбинацией трех параметров: выдержка, диафрагма и светочувствительность. При работе необходимо постоянно держать в голове, как изменение настроек отразится на фотографии и какой запас по светочувствительности остался до того момента, как снимок окажется окончательно испорченным высоким уровнем шума.