Выдержка (фото)

[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Выдержка.
Головка установки выдержек на фотоаппарате «Fujica STX-1»
Вы́держка — интервал времени, в течение которого свет экспонирует участок светочувствительного материала илисветочувствительной матрицы. Одна из двух составляющих экспозиции.

Содержание

  [убрать] 

[править]Регулировка выдержки

В первых фотоаппаратах выдержка отмерялась открытием и закрытием объектива. При фотопечати время выдержки задается включением и выключением лампы фотоувеличителя или копировального станка. В современной фото- и кинотехнике регулирование выдержки происходит при помощифотографического затвора или его кинематографической разновидности — обтюратора. Полупроводниковые матрицы не требуют физического перекрытия света для окончания экспозиции, поэтому видеокамеры и простейшие цифровые фотоаппараты для регулировки выдержки используют ограничение времени считывания заряда с элементов (электронный затвор) и не нуждаются в механическом затворе. Однако, для предотвращения артефактов КМОП-матриц, некоторые цифровые кинокамеры оснащаются механическим обтюратором, осуществляющим физическое перекрытие света.

[править]Шкала выдержек

В затворах современных фотоаппаратов используется стандартная шкала выдержек в долях секунды, причем для коротких выдержек (меньше 1 секунды) числитель опускается, и выдержка описывается знаменателем:
Различные выдержки дают различный эффект при фотографировании движущейся воды (примерная выдержка указана внизу снимков)
Фотографии, сделанные с длительной выдержкой
  • 8000 (1/8000 c)
  • 4000 (1/4000 c)
  • 2000 (1/2000 c)
  • 1000 (1/1000 c)
  • 500 (1/500 с)
  • 250 (1/250 с)
  • 125 (1/125 с)
  • 60 (1/60 с)
  • 30 (1/30 с)
  • 15 (1/15 с)
  • 8 (1/8 с)
  • 4 (1/4 с)
  • 2 (1/2 с)
  • 1 с
  • 2 с
…
Такое построение шкалы пришло на смену более раннему, в котором применялись дроби, кратные 100. Например, 1/25, 1/50, 1/100 — такую шкалу имели фотоаппараты первой половины XX века. Можно встретить камеры одной модели разных годов выпуска, шкалы которых откалиброваны в разных системах. Независимо от используемых чисел, шкала выдержек строится по логарифмическому принципу, когда каждое значение отличается от соседнего в 2 раза. Современные фотоаппараты с электронной отработкой выдержек имеют на электронной «шкале» дробные значения, обозначающие промежуточные выдержки между стандартными. Например, между 1/30 и 1/60 могут быть 1/40 и 1/50, соответствующие изменению экспозиции на 1/3 ступени. Кроме того, на шкалах выдержек встречаются такие значения:
  • B — «Bulb». Ручная выдержка (затвор открыт до тех пор, пока нажата кнопка спуска затвора или не поступит сигнал с пульта дистанционного управления);
  • Д — «длительная» выдержка — существовала на шкалах выдержек некоторых фотоаппаратов до конца 50-х годов, обозначая открытие и закрытие затвора отдельными нажатиями спусковой кнопки. В фотоаппаратах иностранных производителей этот режим обозначается буквой T.

[править]Значение выдержки в фотографии

Чем больше знаменатель выдержки, тем меньше экспозиция при фиксированном относительном отверстии диафрагмы, и тем темнее получается фотография. Для компенсации необходимо повышать чувствительность или открывать диафрагму.
Кроме экспозиции, выдержка влияет на фиксацию движущихся объектов: длинные выдержки (обычно более 1/30 с) позволяют добиться эффекта «видимого движения», при котором объект превращается в размытые полосы. Короткие выдержки (обычно короче 1/500 с) дают «стоп-кадр», четко фиксируя объект.
Если мощность излучения за время экспозиции переменна, то различают полную выдержку и эффективную выдержку (эффективная меньше полной). Эффективная выдержка — промежуток времени, за который на фотографический слой упало бы такое же количество света, что и за полную выдержку, если бы мощность излучения оставалась постоянной и равной её максимальному значению. Если изменение освещённости на слое связано с типом применяемого в фотографической камере затвора (например, апертурного затвора, лепестки которого располагаются в зрачке объектива или вблизи него), то отношение эффективной выдержки к полной выдержке называется коэффициентом полезного действия затвора. КПД затвора тем выше, чем длиннее выдержка и меньше относительное отверстие объектива.
Произведение выдержки на освещённость называется экспозицией или количеством освещения. Одна и та же экспозиция может давать несколько различный фотографический эффект в зависимости от выдержки. Подобное фотохимическое явление называется отклонением от закона взаимозаместимости или эффектом Шварцшильда. В наибольшей степени этот эффект проявляется при длительных выдержках и может приводить к нарушению цветового баланса многослойных фотопленок вследствие неравномерности проявления эффекта в разных слоях. Полупроводниковые матрицы подвержены эффекту Шварцшильда в меньшей степени, чем фотоэмульсия.

[править]Временно́й параллакс

Если доступ света начинается и прекращается одновременно по всему полю изображения (например, в случае апертурного затвора), все изображение экспонируется одновременно. При использовании фокального шторного-щелевого затвора или обтюратора свет на разные точки изображения попадает в разные отрезки времени, поскольку экспонирование происходит при помощи движущейся щели, которая в некоторых случаях значительно меньше размера всего кадра. Например, в фотоаппаратах «ФЭД», «Зоркий», «Зенит» применяется шторный затвор, который при коротких выдержках (1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000) перемещает за 1/30 секунды вдоль кадра щель, составляющую 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 ширины кадра соответственно. При этом правая часть кадра экспонируется позже левой на 1/30 секунды. Это может приводить к эффекту временно́го параллакса, который проявляется в искажении формы быстродвижущихся объектов. Явление временного параллакса тем заметнее, чем больше разница между выдержкой и полным временем срабатывания затвора. При съемке движущегося объекта, движение которого совпадает с направлением движения щели затвора, его изображение будет длиннее, чем если бы он был неподвижен. При обратной ситуации получится укороченное изображение того же объекта, двигавшегося против движения затвора. При киносъемке искажение формы движущихся объектов наиболее заметно при малых углах раскрытия обтюратора, когда ширина щели становится меньше размеров кадрового окна.

[править]Синхронизация со вспышкой

При фотографировании с использованием вспышки и апертурных (центральных) типов затвора съемка может происходить на любой выдержке. При использовании фокального шторно-щелевого затвора минимальная выдержка, при которой возможна синхронизация со вспышкой, может составлять 1/30 секунды, потому что некоторые типы таких затворов при более коротких выдержках экспонируют кадр щелью с шириной, меньшей чем кадровое окно. В этом случае при срабатывании вспышки ею будет экспонирована лишь часть кадра. Минимальная выдержка, при которой возможно использование вспышки является одной из важнейших характеристик затворов и во времена пленочной фотографии конкуренция производителей фототехники шла в том числе по этому параметру. Многие фотоаппараты, оснащенные затворами с горизонтальным движением шторок, обладали синхронизацией на 1/30 — 1/60 секунды. Подавляющее большинство современных шторно-щелевых затворов обладают вертикальным ходом шторок вдоль короткой стороны кадра и минимальной выдержкой синхронизации в 1/250 секунды. При работе в программном режиме современные фотоаппараты автоматически устанавливают выдержки не короче 1/250 при включенной вспышке. Современные фотовспышки также оснащаются режимом так называемого «растянутого импульса» (режим FP), в котором возможна съемка с любой выдержкой, поскольку вспышка излучает свет в течение всего времени срабатывания затвора.

[править]Зависимость изображения от выдержки

На заре фотографии, когда светочувствительность фотоэмульсий была низкой, применялись длинные выдержки, исчислявшиеся минутами. Это вынуждало использовать штативы и специальные приспособления для фиксации головы портретируемых людей — копфгалтеры, поскольку человек не способен сидеть абсолютно неподвижно длительное время. При длинной выдержке происходит смазывание изображения и потеря детализации. При съемке многолюдной улицы со штатива с выдержкой в несколько минут на снимке она окажется совершенно безлюдной. С ростом светочувствительности фотоматериалов и светосилы объективов стали возможны моментальные выдержки, не превышающие 1/8 — 1/15 секунды. Однако, съемка «с рук», то есть без использования штатива, стала возможна только при достижении выдержек в 1/30 — 1/60 секунды. Выдержки длиннее 1/30 часто приводят к эффекту «шевеленки», появляющемуся из-за тремора рук фотографа. Фотографии при этом получаются размытыми. При фотографировании статичных объектов от «шевеленки» можно избавиться, используя штатив или, до определенной степени, специальные объективы с подавлением вибрации. При съемке «с рук» фотоаппаратом и объективом, не оснащенными стабилизаторами, для предотвращения «шевелёнки» следует соблюдать эмпирическое правило: знаменатель выдержки должен быть не меньше числового значения эквивалентного фокусного расстояния объектива в миллиметрах, приведённого к 35-мм плёнке. Так, снимая объективом «Юпитер-37А» на 35 мм плёнку с фокусным расстоянием 135 мм, следует выставлять выдержку не длиннее 1/250 с, чтобы быть уверенным в полученном результате. При применении объектива ЗМ-5А (500 мм фокусное расстояние) на цифровом аппарате с матрицей APS-C получаем эквивалентное фокусное расстояние 750 мм и необходимую выдержку не длиннее 1/1000 с. Эти значения являются усредненными и индивидуальны для каждого фотографа и съемочной ситуации, однако в большинстве случаев соответствуют действительности.
Съемка на длинных выдержках может давать на снимке интересные эффекты. Например, при съемке ночного неба с выдержкой в 2-3 часа становится видимым суточное движение звезд, которые получаются в виде отрезков дуг. Длинные выдержки применяются при съемке фейерверков, фонтанов,водопадов и других объектов, в которых требуется подчеркнуть движение. В большинстве таких случаев достаточны выдержки не короче 1/4 секунды. Интересные эффекты возможны при сочетании использования вспышки и длинной выдержки. При этом в кадре совмещаются смазанное изображение, даваемое затвором и резкое изображение от вспышки. В астрофотографии длительная выдержка в сочетании с автоматической системой компенсациисуточного вращения Земли (гидированием), применяется для регистрации небесных объектов с малой светимостью.
Выдержки короче 1/250 секунды используются в репортажной съемке, когда необходимо резкое изображение движущихся объектов. Особенно короткие выдержки требуются при съемке спортивных соревнований, когда требуется «заморозка» движения. Специальные короткие выдержки применяются для съёмок физических экспериментов — они могут составлять менее 1/1 000 000 секунды. Однако, механические затворы не могут обеспечить таких коротких выдержек и для специальных видов съемки применяются специальные вспышки с коротким импульсом. Также сверхкороткие выдержки применяются при сверхскоростной киносъемке с частотой, превышающей несколько тысяч кадров в секунду. Разумеется, более короткие выдержки требуют полностью открытой диафрагмы, хорошего освещения и высокочувствительной плёнки. Вид киноизображения, получаемого киносъемочным аппаратом, также зависит от выдержки, которая регулируется углом раскрытия обтюратора.
Основная статья: Обтюратор (оптика)
При малой выдержке движение быстродвижущихся предметов на киноэкране начинает казаться дробным. Особенно это заметно за счет усиления стробоскопического эффекта, когда колеса повозки вращаются в обратную сторону. Уменьшение этого эффекта, а также повышение естественности движения достигается увеличением выдержки, которая при нормальной частоте киносъемки в 24 кадра в секунду не должна быть короче 1/50 секунды, что примерно соответствует 170° угла раскрытия обтюратора.

[править]Интересные факты

[править]См. также

[править]Литература

  • С. В. Кулагин Время экспонирования // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • С. В. Кулагин Выдержка // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
Комментариев нет:

Цифровая фотография


Цифровая фотография

[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
П:
В Википедии есть портал
«Фотография»
Цифровой зеркальный фотоаппарат Canon EOS 350D
Цифровой фотоаппарат Canon PowerShot G5
Цифрова́я фотогра́фия — технология фотографии, использующая вместо светочувствительных материалов, основанных на галогениде серебра, преобразование света светочувствительной матрицей и получение цифровогофайла, используемого для дальнейшей обработки и печати.
Поскольку обработка полученных файлов изображения производится на компьютере (или на другой цифровой технике), цифровая фотография часто относится к области информационных технологий.
Помимо собственно цифрового оборудования, в сферу цифровой фотографии оказываются традиционно включены:
  • Аналоговые компоненты цифровых аппаратов (например, матрица содержит аналоговые части);
  • Теле- и видеокамеры, некоторые факсимильные и копирующие аппараты, использующие для получения изображения аналогичные фотоаппаратам матрицы, но передающие и записывающие аналоговый сигнал;
  • Некоторые исторические модели фототехники, например Sony Mavica, записывающие аналоговый сигнал.
Достижения в области технологий и производства фотосенсоров, оптических систем позволяют создавать цифровые фотокамеры, которые вытесняют плёночную фототехнику из большинства сфер применения, хотя приверженцы плёнки среди профессиональных фотографов остаются. Кроме того, создание встроенных в сотовые телефоны, карманные компьютеры цифровых миниатюрных фотоаппаратов создало новые сферы применения фотографии.

Содержание

  [убрать] 

[править]Фотосенсор

Основная статья: Фотосенсор
Цифровая фотография начинается с момента создания и внедрения Фотосе́нсора или Фотода́тчика — светочувствительного устройства, состоящего изматрицы и аналого-цифрового преобразователя.

[править]Размер фотосенсоров и угол изображения

Сравнение размеров матриц цифровых фотокамер и 35-мм плёнки
Размеры матриц большинства цифровых фотоаппаратов по размеру меньше стандартного кадра 35-мм плёнки. В связи с этим возникает понятие эквивалентного фокусного расстояния и кроп-фактора.

[править]Формат кадра

В большинстве цифровых фотоаппаратов соотношение сторон кадра равно 1,33 (4:3), равное соотношению сторон большинства старых компьютерных мониторов и телевизоров. В плёночной фотографии используется отношение сторон 1,5 (3:2). В основном все цифровые зеркальные фотоаппараты с размерами фотосенсоров до 24х36 мм выпускаются с рабочими отрезками фотообъективов зеркальных плёночных фотоаппаратов этого класса, что позволяет использовать старую оптику, рассчитанную на это поле. Это вызвано прежде всего наличием прыгающего зеркала видоискателя, ограничивающего уменьшение рабочего отрезка объектива и автоматически сохраняет возможность применения (преемственность) ранее выпущенных объективов. Применение старой оптики в «цифрозеркалках» с матрицами, размерами меньших 24х36 мм, порой обеспечивают лучшую разрешающую способность объектива по площади кадра в силу неиспользования периферийной части изображения.

[править]Устройство цифрового фотоаппарата

Основная статья: Устройство цифрового фотоаппарата

[править]Виды цифровых фотоаппаратов

Основная статья: Цифровой фотоаппарат

[править]Цифровые фотоаппараты со встроенной оптикой

Основная статья: Цифровые фотоаппараты со встроенной оптикой

[править]Зеркальные фотокамеры

Принципиальная схема зеркального фотоаппарата
Основная статья: Зеркальный фотоаппарат
Основная статья: Цифровой зеркальный фотоаппарат
Цифровые зеркальные камеры (англ. DSLR) являются аналогом плёночных зеркальных камер и имеют сопоставимые размеры (меньшие за счёт отсутствия фильмового канала).
Своё название зеркальная камера получила благодаря зеркальному видоискателю (англ. TTL, Through The Lens), с помощью которого фотограф имеет возможность визировать сцену через объектив фотоаппарата.

[править]Среднеформатные и прочие профессиональные цифровые камеры

Выпускаются также цифровые камеры бо́льших форматов, предназначенные для профессионального использования. Среди них есть как специализированные, например панорамные камеры, так и камеры больших стандартных форматов, например среднеформатные.
Для стандартных форматов, вместо полностью цифровых камер также с успехом применяются цифровые «задники».

[править]Цифровые задники

Цифровой задник Kodak DCS420
Цифровые «задники» (en:Digital camera back (англ.)) применяются для переоборудования плёночных фотоаппаратов (обычно дорогих профессиональных зеркальных камер с наработанным набором сменных объективов). Они представляют собой устройства, содержащие светочувствительную матрицу или подвижный линейный сканер, процессор, память и интерфейс с компьютером. Цифровой задник устанавливают на фотоаппарат вместо кассеты с плёнкой. В некоторых случаях размер матрицы делают меньше размера кадра (например, 12×12 мм вместо 24×36 мм у «задника» Филипс (1990 г.)
Современные (2008 г.) матричные цифровые задники содержат до 416 миллионов RGB-пикселей (Better Light Super10K-HS); переделанные таким образом камеры могут использоваться и как плёночные[1].

[править]Параметры цифрового фотоаппарата

Качество изображения, даваемого цифровым фотоаппаратом, складывается из многих составляющих, которых намного больше, чем в плёночной фотографии. В их числе:
  • Тип фотосенсоров
  • Габариты фотосенсоров
  • Электронная схема считывания и оцифровки аналогового сигнала АЦП
  • Алгоритм обработки и формат файлов, применяемый для сохранения оцифрованных данных
  • Разрешение матрицы в Мпикс (количество пикселей)

[править]Количество и размер пикселей матрицы

В цифровых фотокамерах число физических пикселей является основным маркетинговым параметром и бывает от 0.1 (у вебкамер и встроенных камер) — до ~21 Мпикс. (У некоторых задников — до 420 Мпикс). В цифровых видеокамерах — до 6 Мпикс. Размеры пиксела в больших фотосенсорах составляют ~6-9 мкм, в малых — меньше ~6 мкм.

[править]Видоискатели

Основная статья: Видоискатель
  • Прямой видоискатель
    • Стеклянный глазок
    • Светоделитель
    • Электронный видоискатель EVF
    • Шарнирное зеркало (Зеркальный видоискатель)
  • ЖК видоискатель

[править]Форматы файлов

  • JPEG
  • TIFF (в большинстве цифровых аппаратов применяется 8-bit TIFF, что не даёт выигрыша в глубине цвета)
  • RAW (формат данных) — «сырой» набор оцифрованных данных с матрицы
  • DNG от англ. Digital NeGative — «цифровой негатив», унифицированный RAW формат.
К изображениям дописывается дополнительная информация о параметрах съёмки в формате метаданных (например EXIF).

[править]Битовая глубина цвета

Основная статья: Устройство цифрового фотоаппарата

[править]Носители данных

Большинство современных цифровых фотоаппаратов производят запись снятых кадров на Flash-карты следующих форматов:
Также возможно подключение большинства камер напрямую к компьютеру, используя стандартные интерфейсы — USB и IEEE 1394 (FireWire). Ранее использовалось подключение через последовательный COM-порт.

[править]Достоинства и недостатки цифровой фотографии

Основная статья: Достоинства и проблемы цифровой фотографии

[править]Основные преимущества цифровой фотографии

  • Оперативность процесса съёмки и получения конечного результата.
  • Огромный ресурс количества снимков.
  • Большие возможности выбора режимов съёмки.
  • Простота создания панорам и спецэффектов.
  • Совмещение функций в одном устройстве, в частности, видеосъёмка в цифровых фотоаппаратах и, наоборот, фоторежим в видеокамерах.
  • Уменьшение габаритов и веса фотоаппаратуры.
  • Возможность предпросмотра результата (с помощью функции LiveView).

[править]Основные недостатки цифровой фотографии

  • Пикселизация, регулярная структура матрицы и фильтр Байера порождают принципиально другой характер шумов изображения, нежели аналоговые фотографические процессы. Это приводит к восприятию изображения, особенно полученного на пределе возможностей камеры, как более искусственного, не «природного».
  • Ещё одной проблемой является уменьшение разрешающей способности фотосенсора главным образом в зависимости от его габаритов. В малых фотосенсорах, где высока плотность пикселей, имеет место смешивания зон генерации носителей (внутреннего фотоэффекта) из-за плотной упаковки их и др.[3]
  • Принципиальные трудности доказательства аутентичности цифровой фотографии, в связи с самой сутью цифровых технологий копирования файлов и обработки изображений.
  • Преобладающее большинство матриц имеют небольшую фотографическую широту, что не позволяет без потери деталей снимать сюжеты с большим диапазоном яркости.

[править]Литература

  1. Скотт Келби Цифровая фотография. Том 1, обновленное издание = The Digital Photography Book. — М.: «Вильямс», 2011. — С. 224. — ISBN 978-5-8459-1648-8
  2. Скотт Келби Adobe Photoshop CS5: справочник по цифровой фотографии = The Adobe Photoshop CS5 Book for Digital Photographers. — М.:«Вильямс», 2011. — С. 400. — ISBN 978-5-8459-1727-0
  3. Кэтрин Айсманн, Шон Дугган, Тим Грей Энциклопедия цифровой фотографии Кэтрин Айсманн.Ретуширование и восстановление фотографий. 3-е издание = Real World Digital Photography, 3rd Edition. — М.: «Вильямс», 2011. — С. 576. — ISBN 978-5-8459-1724-9
  4. Джули Адэр Кинг, Сергей Тимачев Цифровая фотография для чайников, 6-е издание = Digital Photography For Dummies, 6th edition. — М.:«Диалектика», 2010. — С. 336. — ISBN 978-5-8459-1563-4

[править]Примечания

  1. ↑ Хассельблад H3D  (англ.)
  2. ↑ Теория и практика фотографии
  3. ↑ digital photoscape | Содержание

[править]См. также

[править]Ссылки

Комментариев нет:
Подписаться на: Сообщения (Atom)