Введение в цифровую фотографию. Теоритические основы.

distance), при котором глубина резкости за объектом съемки дойдет до

бесконечности (21 м/ Ґ). Фокусировка на эту точку вместо установки

объектива на бесконечность дает дополнительную резкость переднему плану,

не приводя к искажению заднего плана. Глубина резко изображаемого

пространства и гиперфокальное расстояние зависят от значения диафрагмы и

фокусного расстояния объектива.

* +-----------------------------------------------------------------+

| | Расстояние от | Фокусное расстояние |

| Диафрагма | аппарата до | объектива |

| | объекта съемки | |

|----------------------+--------------------+---------------------|

| 0x01 graphic | 0x01 graphic | 0x01 graphic |

|----------------------+--------------------+---------------------|

| | Чем дальше от | |

| | аппарата находится | Чем короче фокусное |

| | объект съемки, тем | расстояние |

| Чем больше значение | больше глубина | объектива (шире |

| диафрагмы (меньше | резко | угол зрения), тем |

| диаметр отверстия), | изображаемого | больше глубина |

| тем больше глубина | пространства. Если | резко изображаемого |

| резко изображаемого | предмет, на | пространства. Это |

| пространства. | который наведена | положение применимо |

| Использование при | резкость, | только в том |

| съемке центральной | находящийся на | случае, если |

| части объектива | расстоянии 30 м от | расстояние между |

| увеличивает глубину | аппарата, | объективом и |

| резко изображаемого | переместить на 1 м | объектом съемки |

| пространства и | ближе к аппарату, | остается |

| сводит к минимуму | увеличение угла, | неизменным, то есть |

| хроматическую и | под которым | в кадр попадет |

| сферическую | поступает свет, | сцена большей |

| аберрации. К | отраженный от | протяженности. Если |

| сожалению, при | этого предмета, | установить на |

| сильном | будет небольшим. | аппарат |

| диафрагмировании | Новая точка | широкоугольный |

| объектива происходит | фокусировки будет | объектив, но сам |

| рассеивание света | находиться в | аппарат установить |

| кромками самой | пределах глубины | ближе к объекту |

| диафрагмы, что | резкости. Если | съемку, чтобы |

| уменьшает резкость и | точка фокусировки | границы съемки в |

| контраст | на предмет будет | видоискателе |

| изображения. Чтобы | находиться в 2 м | остались прежними, |

| выйти из этого | за ним, а сам | глубина резко |

| положения, нужно | предмет | изображаемого |

| установить значение | переместить на 1 м | пространства |

| диафрагмы, на 2-3 | ближе к аппарату, | останется прежней. |

| деления большее | это приведет к | Это положение тесно |

| минимального | резкому увеличение | увязано с |

| значения, например, | угла, под которым | соотношением |

| перейти с f/22 на | поступает свет. | \"расстояние от |

| f/11. | Новая точка | аппарата до объекта |

| | фокусировки выйдет | съемки\". |

| | за пределы глубины | |

| | резкости. | |

+-----------------------------------------------------------------+

* * Свойства света

В отличие от восприятия человеческим глазом цветная пленка и ПЗС

имеют ограниченную способность к восприятию света различных

цветовых источников. Если фотографирование производится на пленку

при использовании светового источника, к которому она не

сбалансирована, может понадобиться применение цветного

компенсационного фильтра. ПЗС обладают большей гибкостью, поскольку

отдельные значения КЗС, которые они воспринимают, могут быть

отрегулированы, обеспечивая изменение общего цветового баланса.

Настольные сканеры с ПЗС калибруются с помощью встроенного

светового источника. Они предназначены для работы с фотобумагами и

пленками, использование которых нетрудно прогнозировать, поэтому

выполнить соответствующие установки несложно. А вот цифровые

фотоаппараты будут использоваться для съемки самых разных

предметов, освещаемых самыми разными источниками. Поэтому для

получения предсказуемых результатов важно выполнить точную

регулировку цветового спектра. Обычно используемые искусственные

источники освещения - это стробоскопы или импульсные вспышки,

лампы, заполненные парами металлов (паросветные лампы),

флуоресцентные лампы, лампы накаливания и галогенные лампы.

Цветовой спектр этих источников очень разный. По сравнению со

спектром ламп-вспышек, который приближается к спектру дневного

света, свет ламп накаливания лежит в желто-красной части спектра.

Цветовая температура

Цветовой спектр источников света измеряют либо в единицах «майред»

(Mireds), либо в градусах Кельвина (^оК). Температурная шкала

Кельвина начинается с абсолютного нуля или -273^оС, что

теоретически считается самой холодной возможной температурой. Когда

объект, например, кусок металла, нагревают до более высоких

значений температуры, он будет излучать свет разных цветов, начиная

от темно-красного, затем оранжевого, желтого и белого, и, в

конечном счете, - голубого, если не произойдут никакие химические

или физические изменения. Поэтому цвет света, излучаемого этим

раскаленным объектом, может быть использован для характеристики его

температуры. Искусственный свет имеет цветовую температуру около

2000^оК, и на другом конце шкалы цветовая температура голубого неба

составляет значения от 12000 до 18000^оК. Температура дневного

света утром и вечером - около 5000^оК, средняя температура

солнечного света в полдень - 5400^оК, а неба, затянутого облаками -

6250^оК. Небольшие диаграммы в виде столбцов, приводимые на рисунке

со шкалой цветовых температур, показывают соотношение компонентов

КЗС источников искусственного света. Обычно преобладает красный

свет.

Характеристики источников освещения

0x01 graphic

Непрерывный свет?

Термин «Непрерывный свет» используется, к сожалению, в двух

различных контекстах. Обычно его применяют для обозначения света

какой-то протяженной длительности действия, то есть не вспышек. Он

может также показывать то, что источник света излучает колебания

непрерывного диапазона. Такой широкий спектр колебаний излучают

горячие световые источники, например, свечи, лампы накаливания,

солнце. Дискретные источники света, например, натриевые и ртутные

лампы, излучают пиковые значения световых колебаний определенной

длины волны. Источники флуоресцентного освещения излучают

дискретные колебания наряду с непрерывными колебаниями,

создаваемыми флуоресцентным излучением их фосфорного покрытия. При

регистрации изображений на пленку трудно отфильтровать дискретные

пиковые световые колебания. Система управления цветом, используемая

в цифровых фотоаппаратах, способна вносить очень специфическую

коррекцию в зарегистрированную информацию, значительно улучшающую

результаты съемки в спектре дискретных источников света.

+-----------------------------------------------------------------+

| Лампы-вспышки или | |

| стробоскопические источники | Паросветные лампы |

| света | |

|-----------------------------------------------------------------|

| 0x01 graphic |

|-----------------------------------------------------------------|

| | Пары металлов, которыми |

| | наполняют колбу из кварцевого |

| | стекла, являются проводником |

| | электрического заряда. Выбор |

| | металла определяется длиной |

| | волны излучаемого света. |

| | Уличные фонари с ртутными |

| Пропускание электрического | лампами дают свет в |

| разряда высокого напряжения | дискретном зелено-синем и УФ |

| через газ ксенон приводит к | диапазоне. Йодно-ртутные |

| образованию интенсивной | дуговые лампы имеют более |

| световой вспышки длительностью | сбалансированный спектр, |

| от 1/100000 до 1/250 сек. | пригодный для |

| | фотографирования. |

| Близкое сходство с дневным | |

| светом (5500-6000 ^оК). | * Близкое сходство с |

| | дневным светом (5200 |

| * Источник мощного светового | ^оК). |

| излучения при малом | |

| выделении тепла. | * Источник непрерывного |

| | света для подвижных |

| * Непрерывный диапазон длин | датчиков с ПЗС. |

| волн. | |

| | * Более высокий кпд, чем |

| * Небольшая стоимость | для ламп накаливания и |

| выпускаемых переносных | галогенных ламп. |

| источников. | |

| | * Требуется время для |

| * Непригодны для подвижных | разогрева. |

| датчиков с ПЗС. | |

| | * Большое тепловыделение. |

| * Для наводки на резкость и | |

| установки света в условиях | * Дискретный диапазон |

| студии потребуется источник | излучения [может быть |

| освещения комбинированного | скомпенсирован системой |

| типа с лампами накаливания. | управления цветами |

| | (CMS)]. |

| * Высокая стоимость | |

| различного студийного | * Сравнительно высокая |

| оборудования. | стоимость. |

| | |

| | * Ограниченные возможности |

| | для переноски. |

| | |

| | * Использование ламп, |

| | выходивших установленный |

| | ресурс, может привести к |

| | взрыву. |

+-----------------------------------------------------------------+

+----------------------------------------------------------------------+

| Флуоресцентное освещение | Лампы накаливания |

|----------------------------------------------------------------------|

| 0x01 graphic |

|----------------------------------------------------------------------|

| Частота мигания бытовых | |

| флуоресцентных осветителей в два | |

| раза больше частоты тока силовой | |

| сети, что будет заметно на | |

| изображениях, полученных с | |

| помощью подвижных датчиков с ПЗС. | |

| Для использования с цифровыми | |

| фотоаппаратами нужны специальные | |

| высокочастотные источники | Стандартные перекальные |

| флуоресцентного освещения (30-50 | фотолампы с нитью накаливания |

| кГц). Прерывистое излучение, | (3400 ^оК) горят с перекалом для |

| создаваемое основными | того, чтобы повысить |

| электрическими разрядами, лежит в | интенсивность освещения за счет |

| основном в зеленой зоне спектра. | сокращения их срока службы, |

| В то же время дополнительное | который может составлять всего 3 |

| флуоресцентное излучение, | часа. Срок службы ламп |

| производимое стеклянной трубкой с | накаливания может быть |

| фосфорным покрытием, дает | значительно увеличен, если |

| сбалансированный свет | поместить вольфрамовую нить в |

| непрерывного диапазона волн, | колбу из кварцевого стекла, |

| имеющий сходство с дневным | заполненную галогенным газом |

| светом.. | (чаще всего йодом). |

| | Использование ламп такой |

| * Широкий диапазон цветовых | конструкции привело к появлению |

| температур (до-6000 ^оК). | различных названий: кварцевые |

| | йодные, кварцевые галогенные, |

| * Высокочастотные осветители | галогенные с нитью накаливания. |

| пригодны для использования с | Цветовая температура для |

| подвижными датчиками с ПЗС. | галогенных ламп (3200 ^оК) |

| | несколько ниже, чем у ламп |

| * Высокий кпд при малом | накаливания. |

| тепловыделении. | |

| | * Невысокая стоимость. |

| * Большой срок службы. | |

| | * Источник непрерывного света |

| * Дают рассеянный свет (что | для подвижных датчиков с |

| целесообразно в большинстве | ПЗС. |

| случаев). | |

| | * Дают свет в красно-желтой |

| * Требуется время для | части спектра (3200-3400 |

| разогрева. | ^оК). |

| | |

| * Дискретный диапазон излучения | * Высокий кпд при малом |

| [может быть скомпенсирован | тепловыделении. |

| системой управления цветами | |

| (CMS)]. | * Ограниченные возможности для |

| | переноски. |

| * Сравнительно высокая | |

| стоимость. | * Сравнительно |

| | непродолжительный срок |

| * Ограниченные возможности для | службы. |

| переноски. | |

| | |

| * Освещение может быть | |

| неустойчивым (чтобы исключить | |

| появление провалов в | |

| низкочастотном диапазоне | |

| может понадобиться | |

| специальный выпрямитель). | |

+----------------------------------------------------------------------+

Фотоаппараты с ПЗС

В общем случае цифровые фотоаппараты, компьютеры и электронное

оборудование подвержены воздействию температуры. Если осветительное

оборудование в студии выделяет избыточное количество тепла, помещение

должно иметь хорошую вентиляцию или снабжено кондиционером. Фотоаппараты с

ПЗС нужно размещать в стороне от прямого действия источников непрерывного

света или других источников тепла. В этом плане идеальными являются

электронные вспышки, но они пригодны только для некоторых типов аппаратов

с ПЗС (см. «Выбор вашего фотоаппарата» и «Принцип действия чувствительных

элементов»).

Баланс белого

Общий разбаланс составляющих КЗС, даваемых источником света, может быть

скомпенсирован регулировкой баланса белого, предусмотренного интерфейсом

многих цифровых аппаратов. Может быть предусмотрена вводимая в программу

коррекция цветов для специфических источников света. При выборе установки

для ламп накаливания будет либо увеличено время, допустимое для

формирования зарядов синего и зеленого элементов ПЗС, либо ПЗС усилит их

после восприятия. Более эффективным решением является автоматическое

управление балансом белого, при котором усредненные показания о

воспринимаемом свете считываются на реальном объекте съемки. После этого

производится автоматическая компенсация любого разбаланса цветов. Свет,

отраженный от объектов с большой гаммой цветов, может повлиять на

усредненные показания и привести к неправильной компенсации разбаланса

цветов. Интерфейс студийных фотоаппаратов зачастую обеспечивает

возможность баланса белого. За счет этого можно получить нейтральную серую

поверхность в любой точке снимаемой сцены, которую можно считать эталоном

для измерения цветовой температуры. По этой методике можно добиться

точного баланса белого для любого объекта съемки. Нельзя добиться

компенсации баланса белого при пиковых значениях в спектре непрерывных

источников света; для их компенсации потребуется наличие систем управления

цветом.

Искусственные глаза

Реальное восприятие

Для получения достоверных изображений нужно, чтобы устройства для

восприятия фотографических изображений и их регистрации обеспечивали их

передачу как можно более близко к человеческому восприятию. В наших глазах

хрусталик переворачивает и фокусирует изображения на сетчатку. На сетчатке

есть два типа световых рецепторов: около 120 миллионов «палочек»

воспринимают тональные изменения и 6 миллионов «колбочек» дают каждому

глазу информацию о цветах. Мозг интерпретирует, переориентирует и

воспроизводит эту поступающую в оба глаза сложную информацию в виде

трехмерных изображений.

Небольшой участок в центре сетчатки, известный как ямка сетчатки,

воспроизводит человеку резко цветные детали. В ямке имеются только

колбочки, каждая из которых соединена с мозгом уникальным нервным

волокном. Три различных типа колбочек восприимчивы, главным образом, либо

к красному, либо к зеленому, либо к синему цвету. В усредненном виде ямка

имеет наибольшую чувствительность к желто-зеленой части спектра. Далее от

центра ямки колбочки постепенно сменяются палочками. Палочки объединены в

группы, они снижают резкость восприятия, но повышают чувствительность.

Палочки обеспечивают монохроматическое периферическое зрение в условиях

низкой освещенности. Наши глаза имеют очень широкий диапазон

чувствительности, адаптируясь к различным условиям освещенности двумя

способами. Радужная оболочка в передней части глаза регулирует величину

отверстия зрачка, изменяя интенсивность действия света на сетчатку.

Чувствительность палочек и колбочек также меняется в течение нескольких

минут, адаптируясь к изменяющимся уровням освещенности за счет внутренних

химических изменений.

Когда мы наблюдаем два очень схожих цвета, расположенных рядом друг с

другом, мы различаем довольно легко самые небольшие вариации цветов. Тем

не менее, точное восприятие одного изолированного цвета очень сложно,

поскольку наш мозг учитывает окружающее освещение, постоянно адаптируя

наше восприятие. Мы воспринимаем лист бумаги, рассматриваемый при свете

лампы накаливания, в котором преобладает желтая часть спектра, скорее

белым, чем желтым.

Серебряные глаза

Элементы традиционного фотоаппарата в механическом плане работают

аналогично глазу. Свет проходит через объектив, который дает на плоскости

пленки обращенное и сфокусированное изображение. Интенсивность света,

действующего на пленку, изменяется с помощью регулируемой ирисовой

диафрагмы или апертуры. Несмотря на то, что диафрагма обеспечивает

частичное управление экспозицией, эмульсия фотопленок имеет гораздо

меньший диапазон чувствительности по сравнению с нашими глазами и не

адаптируется к источникам света с различным цветовым спектром. Поэтому для

регистрации объектов съемки, освещаемых дневным или искусственным светом

Страницы: 1, 2, 3, 4