Найти тему

Матчасть

Оглавление

Статья из подборки

О фотографии


Планы изменились. Так как насущным стал вопрос о приобретении фотоаппарата, то полезно сначала освежить знания по матчасти.

Кому-то это может показаться скучным или ненужным. Тогда просто пропустите эту статью в надежде, что следующая окажется интереснее. Я в дальнейшем буду считать, что объясненные здесь слова понятны читателям.

Речь будет идти о цифровой фотографии.

Разрешение снимка (мегапиксели)

Цифровая фотография представляет собой прямоугольную матрицу, составленную из квадратных точек, именуемых пикселями (pixel = picture element). Каждый пиксель окрашен в свой цвет. Все вместе они формируют изображение. Разрешением снимка называется указание, сколько пикселей помещается в изображение по горизонтали и сколько по вертикали. Например, мой аппарат позволяет делать снимки максимум 5472х3648 px. Это при горизонтальной ориентации, то есть когда по горизонтали размер больше, чем по вертикали. Если аппарат при съемке, а затем полученное изображение, повернуть на 90°, то получится вертикальная ориентация 3648х5472.

Беспричинной вертикальной ориентацией грешат любители снимать на смартфоны, так как обычно не думают о выборе ориентации и снимают так, как смарт лежит в руке. Особенно глупо выглядит видео, снятое вертикально. Все средства просмотра видео заточены под горизонтальную ориентацию, как экран в кинотеатре.

Разрешение снимка может быть уменьшено путем программного пересчета пикселей в самом фотоаппарате или при постобработке на компьютере. Благодаря этому уменьшается объем файла, хранящего снимок, и занимаемое им на носителе место.

Отношение размеров по горизонтали и по вертикали также может быть изменено при обрезке кадров. Но есть стандартные форматы: 4:3, 3:2, 16:9 (видеоформат). Желательно это отношение сторон сохранить при обрезке. Аппараты снимают обычно в одном из указанных форматов.

У меня, как легко видеть, фотографии имеют формат 3:2. При вертикальной ориентации снимка я предпочитаю подрезать его до 3:4.

Продавцы обычно оперируют обобщенным показателем — мегапикселями. Для моей камеры это 5472 х 3648 = 19.962 mpx. Округленно 20 мегапикселей. Сейчас выпускают и более мегапиксельные аппараты. Это не самая точная характеристика, ибо не учитывает возможные различия в формате кадра. Например, если камера имеет 26.7 mpx, но формат 16:9, то по вертикали у нее те же 3648 px.

Зачем нужны мегапиксели

1. Для изображения фото на экране много мегапикселей не нужно. Любой ходовой экран имеет их меньше, чем фотография прямо из фотоаппарата. Потому разрешение можно искусственно уменьшить. Графические редакторы иногда имеют такие опции: сохранить для Интернета (сайта), для публикации... и т.д. Я предпочитаю лично контролировать получающийся размер. Вот, например, для Дзена я выбираю разрешение около 1350х900 px.

2. А если вы собираетесь печатать снимок на бумагу, то надо применить арифметику. Считается хорошим качество печати с линейной плотностью 300 dpi (dots per inch = точек на дюйм). Возьмем сувенирный формат отпечатка 15 х 10 см. Это 6 х 4 дюйма. Соответственно снимок желательно иметь 1800х1200 px. А если вы хотите напечатать эпохальное полотно размером 30 х 20 см, то вам понадобится не менее 3600х2400 px. Еще в фотолабе можно найти размер 45 x 30 cм = 5400х3600 px.

Это как раз около предела возможностей моего аппарата. В таком случае строить кадр при съемке надо тщательно, так как резерва для обрезки уже нет.

Плотность печати в 250 dpi можно считать приемлемой. При печати огромных постеров, предназначенных для разглядывания издалека, принята плотность 72 dpi.

3. Вместо телеобъектива. Много пикселей позволяют вырезать из сделанного снимка интересующий фрагмент и иметь в результате достаточно высокое разрешение.

4. Для поворота. Иногда бывает нужно повернуть снимок на пару градусов. Примеры я потом покажу. Запас пикселей позволяет выполнить эту сложную операцию без видимой потери качества.

Матрица (сенсор)

На ней формируется изображение при съемке, чтобы потом быть обработанным и записанным на флешку. Тоже состоит из пикселей. Устройство пикселя бывает разным. Теоретически, в нем 3 светочувствительных элемента, каждый из которых (как колбочки в сетчатке глаза) чувствителен к одному из 3 базовых цветовых компонентов: красному, зеленому, синему (RGB — Red, Green, Blue). Элемент фиксирует уровень яркости компонента и затем позволяет ПО аппарата прочесть этот уровень.

Теоретически, максимальное разрешение аппарата равно разрешению матрицы, но на деле сенсор имеет несколько больше пикселей. Почему, не знаю.

Физический размер сенсора — важная характеристика. Чем плотнее установлены пиксели друг к другу, тем тяжелее им работать, чаще бывают ошибки. Полноформатный сенсор имеет размеры 36 х 24 мм, как стандартный кадр фотопленки. Cтандарт сенсора APS-C предусматривает размеры 22.3 х 14.9 мм, что тоже неплохо. В смартфонах сенсор крошечный. Естественно, для меньшей по размеру матрицы требуются меньшие (и более легкие) объективы. Для каждого типоразмера сенсора производитель может разработать собственную линейку объективов.

Еще одна важная характеристика — технология сенсора. От нее зависит и частота ошибок (цветовой мусор), и точность цветопередачи, и возможность повышения чувствительности. В хороших аппаратах нашего времени используется технология КМОП (на вражеском языке CMOS). Это что-то из принципов работы полупроводников.

Объективы

Отличаются фокусным расстоянием и светосилой. Светосила это какого максимального размера дырка может пропускать свет при полном раскрытии диафрагмы. Подробности будут позже.

На моем объективе написано 1:4. Есть объективы с большей светосилой 1:2.8 и даже 1:1.8. В них используются стекла большего диаметра и поэтому они дороже и тяжелее.

Фокусное расстояние означает, на каком расстоянии от объектива (тут я привираю для простоты) будет фокусироваться бесконечно удаленная точка (пучок параллельных лучей). Вспоминаем учебники физики, раздел "линейная оптика".

Вот для демонстрации, как влияет фокусное расстояние (листайте):

Обратите внимание на группу зданий в самом центре кадра. Чем меньше фокусное расстояние, тем шире охват кадра. На длинном фокусе видно меньше вещей, но в укрупненном виде.

Переменное фокусное расстояние

Мне было легко сделать эти 3 кадра, так как мой объектив имеет переменное фокусное расстояние: от 24 мм до 105 мм. Выбор фокусного расстояния осуществляется вращением специального кольца. При этом, глядя в видоискатель, можно контролировать ширину охвата картинки.

Разумеется, за переменный фокус приходится чем-то расплачиваться. Почти наверное, качеством изображения, его четкостью. Превзойти фиксы по этому параметру вряд ли возможно. Зато переменный фокус оперативнее в работе и позволяет носить один объектив вместо, скажем, четырех.

У меня есть вера, что диапазон фокусных расстояний не должен быть больше 3 крат — тогда качество картинки достаточно. Как видите, мне пришлось отступить от этой веры. Пришлось.

Кроп-фактор

При одном и том же фокусном расстоянии в сенсор меньшего размера входит меньше картинки. То есть объектив на малом сенсоре создает такое изображение (по охвату), какое на большем сенсоре требует объектив с большим фокусным расстоянием. Отношение двух таких фокусных расстояний называется кроп-фактором сенсора. На него надо умножать реальное фокусное расстояние объектива, чтобы получить фокусное расстояние, необходимое для картинки с таким же охватом на полноформатном сенсоре 36 х 24 мм.

Рассмотрим для примера матрицу APS-C. Ее длина 22.3 мм против 36 мм. Допустим, мы имеем объектив 100 мм. Чтобы в кадр попало то же самое для полноформатного сенсора, фокусное расстояние должно быть
100 мм * (36 мм / 22.3 мм) = 161 мм.
Выражение в скобках имеет значение, постоянное для данного типоразмера матрицы. Приближенно считают кроп-фактор для APS-C равным 1.6. То есть, к примеру, если вы покупаете для APS-C объектив 15 мм, то это эквивалентно объективу 15 х 1.6 = 24 (мм) для полноформатного сенсора.

Только надо всегда уточнять у продавца, в прайсе указано истинное фокусное расстояние или с учетом кроп-фактора.

Стабилизатор

Image Stabilizer. Предназначен для поддержания неподвижности изображения на матрице во время относительно длинных выдержек. Руки, держащие камеру, всегда слегка подрагивают (тремор, биение сердца). При выдержках более 1/30 cек это может вызвать смаз изображения. (Еще это зависит от фокусного расстояния.) Чтобы этого не происходило, предназначены стабилизаторы. Обычно стабилизатор позволяет увеличить выдержку на 2 ступени. Особенно существенно это для съемки видео.

Самые правильные стабилизаторы устраиваются в корпусе объектива и являются механизмами, обеспечивающими перемещение какой-то линзы при потряхиваниях корпуса.

Рекомендую. Очень. Разные производители маркируют наличие стабилизатора по разному. CANON пишет IS в марке своих объективов.

Ультразвуковой двигатель объектива

Он вращает кольцо наводки на резкость при автоматической фокусировке. Якобы он работает быстрее и бесшумно. Сейчас в моде еще какая-то технология, еще быстрее и еще бесшумнее :-)

Я не рекомендую эти примочки. Не то, чтобы нерекомендую, а просто не рекомендую. Не нашел ничего, за что можно рекомендовать.

Цвет и его глубина

Цвет пикселя иногда обозначают как RGB(r, g, b), где r, g и b суть яркости соответствующих компонент. Изображаются целыми числами от 0 до 255. Двоичный код такого числа занимает ровно 8 бит, или 1 байт. Так что для кодирования цвета применяется 3 байта. Но так как процессорам удобнее работать с 4-байтовыми данными, то современная кодировка пикселя занимает 4 байта.

Я здесь ничего не пишу о сжатых форматах типа JPEG, потому что рассказывать о цветовых каналах, дискретных коэффициентах Фурье и т.п. как-то затруднительно.

Степень подробности такого представления цвета такова, что соседние цвета нетренированный человек не различает.

Но вот еще есть такой формат RAW! Хорошие фотоаппараты сохраняют изображение одновременно и в JPEG, и в RAW.

Цитата:

  • RAW — формат, содержащий необработанные данные, полученные с матрицы фотоаппарата.

конец цитаты.

Не знаю, как у других производителей, а у CANON в RAW каждый цветовой компонент записан не в 8, а в 14 битах. Это неудобно для процессора, но при работе с RAW скорость не самое главное. Этот запас лишней, казалось бы, информации (при экспорте в стандартный JPEG он теряется) позволяет при постобработке очень широко управлять яркостью, контрастностью, цветом и другими свойствами готового изображения. Некоторые подробности, с примерами применения, будут показаны в статье о постобработке.

GPS

Некоторые фотоаппараты умеют записывать в файл с фотографией географические координаты места съемки. Мой как раз такой. Я эту опцию обычно держу выключенной. Потому что для того, чтобы иметь координаты в нужный момент, аппарат должен постоянно обрабатывать информацию, поступающую от навигационных спутников; на это постоянно тратится энергия, и аккумулятор быстро кончается.

Пример

Фото из Яндекс-маркета
Фото из Яндекс-маркета

Вполне бюджетный аппарат Canon EOS 700D — полноценная зеркалка. Имеет матрицу APS-C (кроп-фактор 1.6). CMOS-матрица 18.5 mpx позволяет максимальное разрешение 5184 x 3456 px. Это незаметно слабее моего аппарата (20 mpx). Сохраняет как в JPEG, так и в RAW. Пишет видео в стандартном формате 1920x1080 и менее.

Видоискатель неполного поля зрения (95%).

Имеет 3" сенсорный экран, который может работать видоискателем (у меня только при видеосъемке).

Есть встроенная вспышка (у (полу-)профессиональных камер обычно нет).

Объектив может быть в комплекте. А может и не быть (на жаргоне фотографов тушка, body).

Объектив в комплекте (кит) простой и дешевый. Со стабилизатором? Тут неясность. На сайте в ТХ указано отсутствие стаба, а но фотографиях он есть(?). Если планируете прикупить сразу приличный объектив (а это будет уже небюджетно), то можно рассмотреть вариант покупки только тушки. Правда, экономия еле заметная.

С другой стороны, можно сначала побегать со штатником, чтобы оценить, чего вам в нем не хватает.

К тушке подходят объективы CANON как линейки EOS (полноформатной), так и EOS-M (для APS-C). Последние при прочих равных будут дешевле и легче (для женской руки это существенно).

Вариант комплектации (более дорогой) оснащен объективом EOS-M 18-135 мм, что с учетом кроп-фактора дает бешеный диапазон. Я к таким отношусь осторожно.