Текст книги "Основы цифровой фотографии"

Глава 4
Светочувствительность и баланс белого

• Светочувствительность цифровой фотокамеры

• Шумы

• О цветопередаче цифровой камеры

Светочувствительность цифровой фотокамеры

Установленная светочувствительность матрицы влияет на время экспонирования – чем выше светочувствительность при одной и той же выставленной диафрагме, тем короче выдержка. При сокращении выдержки вероятность «шевеленки», конечно, уменьшается, но заметно увеличивается уровень шумов у многих цифровых камер – все зависит от конкретной модели.

В условиях конкуренции производители камер стараются любой ценой обеспечить максимально высокую светочувствительность, и сегодня цифра 3200 (и даже 6400) единиц у компактных камер не вызывает удивления, хотя вряд ли при такой высокой чувствительности качество снимка можно назвать удовлетворительным.

Матрица современной фотокамеры – это цифровой аналог пленки. Раньше использовались фотопленки с разной светочувствительностью, а сегодня изменить чувствительность можно прямо в камере. Здесь ключевую роль играют датчики сенсора – пиксели, преобразователи света в электрический сигнал. Чем больше физический размер пикселя, тем больше поглощающая свет площадь и ниже уровень шумов на снимке. К тому же нужно учитывать, что во время работы датчики нагреваются, а это также чревато появлением шумов. Поэтому при съемке на длинных выдержках возникают шумы, которые проявляются на снимке в виде хаотически распределенных цветных пятен. Сильно «упакованные» датчики быстрее нагреваются, и шумы могут появиться уже на минимальной чувствительности даже при коротких выдержках.

В тенях шумы наблюдаются особенно сильно. У некоторых моделей камер при высокой чувствительности цветовой шум может почти отсутствовать, и повышение чувствительности проявляется в виде зернистости, примерно как на высокочувствительной пленке.

При покупке в первую очередь старайтесь обратить внимание на фотокамеру с большей площадью матрицы – реальная чувствительность такой камеры выше.

В отношении шумов лучше всех дело обстоит у камер с полноформатной матрицей – размер сенсора у них соответствует пленочному кадру. Так, снимая в помещении на светочувствительности 1600 единиц ISO со светосильной оптикой, можно обойтись без вспышки и получить очень достойное изображение.

Неплохо обстоит дело и у зеркальных камер с матрицей формата APS-C (22,5x15 мм), полноразмерным сенсорам они, конечно, заметно уступают, но с компактными камерами даже сравнивать не стоит – на чувствительности 400 и 800 единиц ISO вы вполне можете работать, рассчитывая на хороший результат.

Размеры матриц некоторых компактных камер соответствуют зеркальным камерам начального уровня, но вот по шумам компакты даже с матрицей APS-C заметно проигрывают «зеркалкам» и в отношении шумов. Однако они существенно лучше компактов с небольшой по площади матрицей.

У большинства компактных камер шумы дают о себе знать уже при чувствительности от 200 единиц ISO и выше. Несмотря на возможность установить ISO 800, 1600 или даже 3200, вы можете забыть про эти значения, так как картинка, скорее всего, будет просто непригодной для использования. Даже при короткой выдержке шумы становятся настолько сильными, что о детализации и верной цветопередаче можно не вспоминать. Заявленная производителем высокая чувствительность на практике чаще всего оказывается просто нерабочей. Не доверяйте тому, что написано, доверяйте своим глазам! 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 намного ниже, чем у остальных типов сенсоров при тех же физических размерах.

У компактных камер и объективов для «зеркалки» с оптической стабилизацией есть некоторое преимущество: при нехватке освещения можно увеличить выдержку и не повышать значение светочувствительности. Однако оптический стабилизатор дает преимущество только на две-три ступени, и лишь при съемке неподвижных объектов.

Системы шумоподавления, встроенные в фотокамеру, практически не спасают от шумов. Они, конечно, сглаживают зернистость, но «съедают» детализацию и искажают цветопередачу. Картинка выглядит неестественной, «подкрашенной». Реально качественного изображения на высокой чувствительности при таком подходе вы не получите. Лучше, снимая при меньшей чувствительности, немного недодержать кадр (при съемке в RAW у компактов «тянется» 0,5–1, а у «зеркалок» – 1–1,5 ступени), а затем «вытянуть» его при обработке в графическом редакторе, чем получить очень шумную картинку.

Заметные преимущества дает съемка в формате RAW, поскольку этот формат содержит больше информации. Снимок не проходит обработку внутри камеры, поэтому данный формат и называется сырым. Снимки, записанные в RAW, проще «вытянуть» в специальной программе для конвертации файлов, например, у камер Canon это программаDigital Photo Professional (DPP), которая поставляется на компакт-дисках вместе с камерой, у Nikon – это Nikon Capture.

Существуют и другие программы для конвертации RAW-файлов: Capture One, Bibble Pro, Adobe Camera Raw.

Формат JPG предполагает сжатие с некоторыми потерями и вносит искажения в изображение, при этом теряется часть деталей. При сохранении в наивысшем качестве искажения почти незаметны для глаза, но при дальнейшем редактировании и сохранении файл сжимается еще раз, и данные снова теряются. Если вы предполагаете обрабатывать JPG-файл (например, убирать шумы), конвертируйте его в графический формат, не вносящий искажений в исходную картинку, например TIFF.

При съемке на длинных выдержках дают о себе знать и «горячие пиксели». Это происходит по технологическим причинам. Матрицы у разных экземпляров одной и той же модели могут отличаться чувствительностью на разных участках, что становится заметным при длинной выдержке и хорошо видно при увеличении картинки. Причиной могут служить даже крошечные пылинки, которые оседают на матрицу. Если поднять чувствительность матрицы, «горячие пиксели» бросаются в глаза еще сильнее. Убрать их можно обработкой изображения на компьютере. В некоторых камерах присутствует встроенная 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.

Чтобы избежать появления шумов на снимках, есть только один выход: устанавливайте минимальную чувствительность – значение, которое позволяет обеспечить приемлемый результат. Обычно это 100 единиц ISO, однако встречаются камеры, у которых минимальная светочувствительность равна 50 единицам.

Старайтесь использовать внешнюю вспышку при съемке, когда света не хватает, это позволит уменьшить общий уровень шумов. Скажем, вы снимаете в одних и тех же условиях и делаете два снимка при одной и той же чувствительности 800 единиц ISO. Снимок, сделанный со вспышкой, будет выглядеть чище и лучше.

Шумы

Итак, в цифровых камерах только один недостаток – высокий уровень шумов при повышении чувствительности. В компактных камерах этот недостаток проявляется намного сильнее, так как размер сенсора очень мал. В любом случае лучший способ борьбы с шумами – это съемка при минимальной светочувствительности и хорошем освещении. К сожалению, на практике чаще приходится снимать при недостатке освещения. Следовательно, чтобы не получить смазанных снимков, приходится увеличивать чувствительность, хотя желание (возможность) снимать со штатива есть далеко не всегда. В итоге получается, что шумы портят изображение, как видно на рис. 4.1. При повышении светочувствительности часто наблюдается и уменьшение детализации. Картинка становится хуже, что не сильно заметно при печати на маленький формат, но сразу бросается в глаза при крупноформатной печати.

Рис. 4.1. Высокий уровень шума на изображении (снято компактом при светочувствительности ISO800) делает его малопривлекательным

Шумы особенно сильно заметны при значительном увеличении изображения (рис. 4.2). Если фрагмент картинки вырезать и увеличить, то шумы станут слишком явными. Поэтому старайтесь при съемке кадрировать очень точно и не рассчитывать на то, что позже в редакторе вы вырежете часть изображения. Такой подход нормален при съемке на высокой и низкой чувствительности, но при недостатке света не оправдан.

Рис. 4.2. При увеличении изображения шумы проявляются очень сильно

На помощь владельцам «цифровиков», особенно компактных камер, приходят разные программы, позволяющие снизить уровень шумов на картинке. Конечно, использование подобных программ исправляет ситуацию, но это не выход из положения. Если выбирать между короткой выдержкой и высокой светочувствительностью, рассчитывая на исправление результата в программах, и между низкой светочувствительностью с использованием штатива, то второй вариант в любом случае обеспечит заметно лучший результат, за исключением сцен с движущимся объектом. Программы лишь косметически улучшают снимок, шумы становятся не столь явными и не так бросаются в глаза, но все равно результат уже не тот.

Еще один способ избавления от шумов – перевод изображения в монохромный (черно-белый) режим. Для этого в Adobe Photoshop есть специальная команда перевода в черно-белое изображение (рис. 4.3 и 4.4). Небольшая зернистость, которая возникает при повышении светочувствительности, совсем не помешает монохромному изображению. В таком варианте одинаково хорошо смотрятся как пейзажи, так и портреты, жанровые сцены и другие сюжеты. Если вы думаете, что монохромные изображения – для профессионалов с очень серьезной и дорогой фотоаппаратурой, то глубоко заблуждаетесь. Прекрасные черно-белые фотографии можно снять и отпечатать на большой формат даже недорогой компактной камерой.

Рис. 4.3. Исходное цветное изображение, светочувствительность 800 единиц ISO

Рис. 4.4. Черно-белое изображение

Программы для уменьшения шумов

Neat Image

Программа Neat Image позволяет уменьшать шумы на цифровых фотографиях, сохранять и загружать настраиваемые профили. Программа совместима с Adobe Photoshop.

Nik Software Dfine

Это программа для уменьшения уровня шумов на цифровых фотографиях. Дополнительный модуль Dfine 2.0 для Photoshop помогает избавиться от шума. Он позволяет определить источник возникновения артефактов и на основе полученной информации предлагает варианты решения проблемы.

Dfine имеет систему подключаемых профилей для каждого типа камеры. Эти профили помогают более корректно обрабатывать изображения, полученные при помощи того или иного фотоаппарата, так как учитывают характеристики каждой модели. Технология U Point позволяет выборочно производить операции с изображением. Есть возможность указывать фрагменты, где действие фильтра будет более всего заметно. Пользователи могут отдельно управлять уменьшением цветового и яркостного шума. Также можно уменьшить шум, основываясь на диапазоне цветов, и при помощи кистей выделить участок на изображении, который нужно улучшить.

AKVIS Noise Buster

AKVIS Noise Buster подавляет шумы, уменьшает зернистость и устраняет неоднородные цветовые пятна на изображении, сохраняя детали и резкость границ.

Программа убирает как яркостной, так и цветовой (хроматический) шум. Первый проявляется в виде искажающих элементов, отличающихся по яркости (например, неровности на коже), второй – в виде маленьких пятен, имеющих различие в цвете (например, неуместные пятна красного или синего цвета).

AKVIS Noise Buster представлена как в виде плагина для графических редакторов, так и в виде самостоятельной программы. Плагин Noise Buster поддерживает пакетную обработку изображений, что удобно при работе с большим числом фотографий, так как в режиме batch плагин применяется сразу ко всем изображениям в папке. Версия standalone (обычная программа, не требующая наличия графических редакторов) работает с форматами JPEG, TIFF, BMP.

О цветопередаче цифровой камеры

Цвета в реальной жизни и цвета на изображении, полученном с помощью цифровой камеры, несколько отличаются. У лучших моделей цветопередача ближе к естественной. Но отличия все равно существуют, и сильнее всего они проявляются при изменении освещенности. Разный характер освещения, его недостаток дают большее отклонение. Многие современные камеры позволяют установить нужную цветопередачу: нормальную, усиленную (более яркие или приглушенные тона), изменить цветопередачу под определенный стиль, а также снимать в черно-белом режиме. Однако лучше всего фотографировать в нормальном режиме, а затем усилить или ослабить цвет или перевести снимок в черно-белый режим с помощью компьютера (рис. 4.5). Съемка в формате RAW дает фотографу больше возможностей и в плане коррекции – получения нужной цветопередачи. Возможности программ для обработки графических файлов растут очень быстро. Имея исходную цветопередачу файла (без применения каких-либо фильтров), вы всегда сможете добиться нужного результата на компьютере. Обратное уже сложнее – вы получите сильные цветовые искажения, а вернуть нормальную цветопередачу снимку, снятому в черно-белом режиме или в режиме усиленной цветопередачи, уже вряд ли получится.

Рис. 4.5. При съемке всегда старайтесь устанавливать нормальную цветопередачу, соответствующую реальности

Цвета на мониторе и на отпечатках могут оказаться разными, причина же чаще всего заключается как в самих мониторах (зависит от модели и настроек), так в том, где и как напечатана фотография.

При записи изображения в камере диапазон отображаемых цветов зависит от цветового пространства. В цифровых камерах меню предлагает выбор из двух цветовых пространств. Пространство AdobeRGB шире и отображает больше цветов, по сравнению с пространством sRGB, которое содержит ограниченную гамму и больше подходит для Интернета или просмотра на мониторе. Если вы зададите настройку сохранения изображения на карте памяти сразу в двух файлах – RAW и JPG, то цветовое пространство, которое вы установили, будет применяться только к JPG. Если вы захотите затем изменить цветовое пространство данного файла, то сможете это сделать с некоторой потерей качества. Если же вы снимаете в формате RAW, то настройки цветового пространства не применяются, и вы сможете изменить его в программе на этапе обработки изображения без потери качества снимка.

Баланс белого

Свет, попадающий на матрицу фотокамеры от разных источников света (солнца, лампы накаливания, лампы дневного света, вспышки), характеризуется различным спектральным составом, или цветовой температурой. Функция баланса белого позволяет учитывать эти различия и обеспечивать правдивую цветопередачу при фотосъемке. Таким образом, если вы снимаете при ярком солнечном свете, необходимо установить баланс белого на «Дневной свет», а при съемке в свете лампы накаливания – на «Лампы накаливания». Если не обратить на это внимания, то, снимая при свете ламп накаливания с установкой баланса белого «Дневной свет», вы получите желтовато-красноватые снимки.

Как правило, практически во всех камерах есть разные настройки баланса: «Авто», «Солнечно», «Пасмурно», «Лампа накаливания», «Люминесцентный свет» и т. д. Несложно правильно выставить баланс белого в зависимости от характера света, ориентируясь на соответствующий нарисованный символ освещения. Если освещение меняется часто, например на концерте или в цирке, и вы не сможете менять баланс белого с аналогичной скоростью, лучше установить его в автоматический режим.

Самый точный результат даст установка баланса белого по белому листу.

У разных камер режим автоматического выбора баланса белого по-разному справляется со своей задачей. У некоторых цветопередача в режиме автобаланса идеальная, у других цвета получаются неестественными. Практически у всех моделей режим автоматического выбора неправильно справляется с передачей цветов при искусственном освещении. Приходится выставлять баланс вручную и исправлять цветопередачу на компьютере. Съемка в RAW дает большие возможности для исправления – при редактировании на компьютере вы можете установить любую настройку баланса белого. Если же вы снимаете, записывая изображения в форматах JPG и TIFF, настройка баланса белого имеет большое значение – исправить неверную установку значительно сложнее, чем в случае с RAW.

При обработке снимка проверьте, соответствуют ли цвета реальности, – нередко при конвертации из RAW в конверторе редакторе Adobe Photoshop полезно установить не подходящий условиям съемки, но подходящий по цветопередаче баланс белого.

Так, при конвертации снимка, представленного на рис. 4.6, баланс белого был установлен в режим «Облачно», хотя съемка велась в солнечный день.

Рис. 4.6. Баланс белого при конвертации файла из RAW был изменен

Такая установка обеспечила более теплую и естественную цветопередачу.

Глава 5
Экспозиция

• Экспозиция

• Режимы экспозамера

• Экспокоррекция

• Брекетинг

Экспозиция

Что такое экспозиция

Один из ключевых моментов в цифровой фотографии – понимание принципа работы системы экспозамера. Это очень важно, поэтому вам нужно хорошо разобраться в данном вопросе, – в зависимости от снимаемого сюжета выставляется соответствующий способ экспозамера и вводится экспокоррекция.

Что такое экспозиция? Это вычисление точно дозированного количества света, которое должно попасть на светочувствительный элемент (матрицу) в момент съемки кадра, то есть при открытом затворе фотоаппарата.

Если на сенсор попадет недостаточное количество света, снимок получится темным, недосвеченным. Его будет очень трудно «вытянуть» в графическом редакторе – цвета исказятся, появится цветовой шум, зернистость (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Недостаточно проэкспонированный снимок

Если на снимок попадет слишком много света, он окажется пересвеченным. Такой «выбеленный» кадр уже ничем не спасти, поскольку детали безнадежно потеряны (рис. 5.2).

Рис. 5.2. На матрицу попало слишком много света

Когда на камеру попадет оптимальное количество света, снимок получается хорошо проработанным, сохраняются все детали как в светлых, так и в темных участках (рис. 5.3).

Рис. 5.3. На матрицу должно попасть строго дозированное количество света, чтобы снимок получился хорошо проэкспонированным

Если у камеры небольшой динамический диапазон, и установлена очень высокая светочувствительность, то в глубоких тенях детали могут потеряться, хотя основной объект получится проработанным. Поэтому из-за узкого динамического диапазона матрицы по сравнению с пленкой очень важно правильно установить экспозицию, иначе повысится вероятность потери деталей в светлых и темных областях изображения.

Если матрица камеры обладает широким динамическим диапазоном, то промахи экспозиции не столь явно заметны, и их легче компенсировать при обработке на компьютере. Многие современные цифровые камеры, особенно компактные, все же имеют довольно узкий диапазон тонов, и точная экспозиция крайне желательна.

Разные камеры в различных условиях по-разному реагируют на освещение.

Со времен пленочной фотографии существует специальный прибор, который измеряет освещенность, – экспонометр. Он измеряет свет, падающий на объект съемки. Также существует спотметр, с помощью которого измеряется количество света, отражаемое снимаемыми объектами.

Количество попадающего на матрицу света определяется яркостью снимаемой сцены и светосилой объектива. Количество света, поступающее на сенсор, меняется регулировкой диафрагмы. Время экспонирования определяется выдержкой. Установленные величины называются экспозиционными параметрами. Грамотная установка выдержки и диафрагмы обеспечивает правильную экспозицию при установленной светочувствительности.

В пленочной фотографии экспозиция определялась двумя способами: с помощью экспонометра измерялась освещенность объекта – интенсивность падающего на объект светового потока; отдельно замерялась интенсивность отраженного света. После появления экспонометрических устройств, встроенных в цифровую фотокамеру, стал применяться только второй метод.

Задача фотографа – получить правильно экспонированный кадр, когда фотография соответствует снимаемой сцене.

Можно установить все параметры – выдержку, диафрагму и светочувствительность – вручную и, ориентируясь на показания экспонометра, задать нужные съемочные установки. Можно эту задачу доверить автоматике. Современные фотокамеры неплохо справляются с оценкой экспозиции. В камерах существует не один способ экспозамера. В разных случаях они дают неодинаковые результаты, и применять тот или иной способ следует в зависимости от условий, которые мы рассмотрим ниже.

Гистограмма

Правильно оценить экспозицию вам поможет гистограмма яркости (рис. 5.4), которую желательно включить, если в камере предусмотрено отображение гистограммы на ЖК-дисплее. Этот график отображает количество пикселей и уровни яркости, а также распределение светлых и темных тонов на снимке.

Рис. 5.4. Гистограмма яркости

Горизонтальная ось соответствует значению яркости от 0 (черный) до 255 (белый). Чем больше пикселей с одинаковым значением, тем выше уровень – амплитуда, то есть по вертикали отображается число пикселей заданной яркости.

Гистограмма позволяет определить правильность экспозиции. Если гистограмма смещена влево, в картинке преобладают темные тона, и нужно увеличить выдержку или диафрагму – установить малое диафрагменное число (в крайнем случае – светочувствительность), либо подобрать соответствующий сюжетный режим. Если гистограмма смещена вправо, преобладают светлые тона, снимок пересвечен, и нужно изменить экспозиционные параметры, чтобы на матрицу попало меньше света. Желательно, чтобы гистограмма не была «рваной», то есть не имела резких перепадов или всплесков. Хорошо, когда она плавная и образует равномерную кривую, похожую на горку с гладкими склонами.

В некоторых цифровых фотоаппаратах гистограмма входит в состав служебной (вспомогательной) информации, записываемой вместе со снимком. Это позволяет при возможной повторной съемке кадра улучшить его сбалансированность или выбрать метод светотональной коррекции изображения при редактировании на компьютере. В более совершенных фотокамерах гистограмма накладывается поверх изображения выбранного кадра на ЖК-дисплее. Это позволяет предварительно оценить качество будущего снимка и сразу либо изменить условия освещения или композицию, либо ввести экспонометрические поправки.

Метаданные

В файле изображения, полученном с камеры, сохранена еще и информация о съемке – метаданные. Данная информация стандартизирована – все производители фотокамер представляют ее в одном и том же формате, EXIF. Извлечь информацию из EXIF позволяет программное графическое отображение. Это может быть, например, популярный просмотрщик файлов ACDSee. Чтобы посмотреть информацию о параметрах съемки, достаточно навести курсор мыши на файл изображения в окне просмотра каталога и щелкнуть правой кнопкой мыши – появится контекстное меню. Выберите самую нижнюю строчку, Свойства, или нажмите сочетание клавиш Alt+Enter. После этого в правой части экрана откроется дополнительное вертикальное окно. В нижней части этого окна выберите закладку EXIF. В ней будут отражены все параметры съемки: модель цифровой камеры, диафрагма, выдержка, светочувствительность, использование вспышки, дата и время съемки и др. (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Извлечение данных из EXIF

Метаданные вы можете посмотреть и при помощи программ Adobe Photoshop, Photoshop Elements и др.

Некоторые камеры оснащены функцией GPS (глобальная система определения местонахождения), таким образом, в EXIF помещаются точные координаты места, где вы сделали снимок.

Программное обеспечение «понимает» метаданные – например, программы для печати могут определять разрешение. Метаданные позволяют улучшить снимки, с их помощью можно определить, какие настройки камеры подходят в разных съемочных условиях.