Expozice (5) – shrnutí

Opakování

Nyní už víme, které parametry ovlivňují expozici – jsou to čas, clona a ISO. Změna hodnoty každého z nich vede ke změně expozice – pokud jeden parametr změníme a zbylé dva necháme stejné, fotka bude jinak exponovaná – světlejší nebo tmavší – v závislosti na tom, kterým směrem parametr změníme.

Z předchozích kapitol si pamatujeme, že fotka bude světlejší, když:

  • prodloužíme čas (za delší čas pronikne ke snímači více světla)
  • otevřeme clonu (větším otvorem pronikne více světla)
  • zvýšíme ISO (snímač bude citlivější na světlo)

Fotka bude tmavší, pokud parametry změníme opačným směrem, tj. zkrátíme čas, zavřeme clonu (zvýšíme clonové číslo) nebo snížíme ISO. A teď přijde to podstatné.

Expoziční reciprocita

první kapitoly víme, že každá scéna má určité (vnějšími podmínkami dané) množství (přirozeného) světla, které nemůžeme ovlivnit. Tomuto množství světla (=expozici) odpovídá určitá kombinace expozičních parametrů, například:

ISO 200, čas 1/250, clona f/8

Pokud se nám hodnota některého z parametrů nelíbí, můžeme ji změnit na takovou, jakou zrovna potřebujeme. Aby však nedošlo ke změně expozice (tj. aby fotka nebyla světlejší nebo tmavší než má být), musíme tuto změnu zároveň kompenzovat změnou ostatních parametrů. Teď už asi tušíte, k čemu je ta slavná hodnota EV, a proč jsou jednotlivé parametry expozice odstupňovány konstantním násobitelem. Je to proto, abychom mohli jednoduše měnit parametry podle aktuálních potřeb a záměru a kompenzovat je recipročním způsobem tak, aby nedošlo k ovlivnění expozice. Změníme-li čas o -1 EV, musíme změnit ostatní parametry o +1 EV. Přitom (většinou) nezáleží na tom, který z ostatních parametrů změníme. Ve výsledku se součet změn musí vždy rovnat nule, aby nedošlo k ovlivnění expozice.

Vezměme v úvahu naši modelovou expozici ISO 200, 1/250, f/8. Chceme-li fotit na nižší clonu f/4, je to změna o +2 EV. Abychom zachovali stejnou expozici, musíme zkrátit čas na 1/1000 (-2 EV) nebo zkrátit čas na 1/500 (-1 EV) a zároveň snížit ISO na 100 (-1 EV). Expozice ISO 200, 1/250, f/8 je tedy stejná jako expozice ISO 100, 1/500, f/4. A je také stejná jako ISO 800 (+2 EV), 1/125 (+1 EV), f/22 (-3 EV).

V praxi

Abychom nemuseli zdlouhavě počítat změny EV v terénu, fotoaparát expozici měří a reciproční změny dopočítává sám v závislosti na zvoleném režimu fotografování. Jsme-li v automatickém režimu, o nic se nemusíme starat a fotoaparát vše spočítá a nastaví za nás. Automatický režim je však dobrý leda tak pro slečinky, které dělají selfíčka mobajlem na fejsbůk nebo instáč a slovo expozice je pro ně stejně obskurní a sprosté jako třeba mytí nádobí. To ale není náš případ. My jsme fotografové, a tak používáme režimy poloautomatické – prioritu clony „A“ (Aperture priority – nastavujeme clonové číslo, fotoaparát dopočítá čas) a prioritu času „S“ (Shutter priority – nastavujeme čas, fotoaparát dopočítá clonu), případně můžeme sáhnout i po plném manuálu „M“ (nastavujeme clonu i čas). My fotografové totiž víme, kdy potřebujeme krátký a kdy dlouhý čas. Víme, kdy potřebujeme velkou clonu. A víme také, jak to na fotoaparátu nastavit (kdo neví, zastydí se, že si nevzal k srdci mou dobře míněnou radu z Prologu, a přečte si návod k obsluze fotoaparátu).

Co byste si měli zapamatovat:
  1. Opakování základních řad expozičních parametrů (zejm. clonových čísel);
  2. Co je to expoziční reciprocita;
  3. Ve kterých režimech lze nastavit které parametry;

Pokud chcete, můžete svoje znalosti ověřit v krátkém testu (7 otázek).

. . . [ o ] . . .

Návrat na Přehled

Expozice (4) – ISO citlivost

Citlivost ISO udává citlivost snímače na světlo. Přitom snímač samotný nijak přímo ovlivnit nemůžeme, ten pracuje pořád stejně – měří úroveň světla, tzv. signál. Za snímačem (myšleno cestou ze snímače na paměťovou kartu) je však zařízení, které signál zesílí, pokud je slabý (rozumějte je-li málo světla). A my můžeme ovlivňovat, jak moc ten signál zesílíme. Funguje to podobně jako zesilovač hlasitosti na televizi nebo rádiu – otáčením kolečka hlasitost zesilujeme nebo zeslabujeme.

Citlivost se standardně udává v normovaných ISO jednotkách a zhruba odpovídá citlivosti kinofilmů. Mezi jednotlivými hodnotami citlivosti jsou (opět zcela překvapivě) odstupy se základním násobitelem 2 (1 EV). Základní stupnice tedy vypadá takto:

50   100   200   400   800   1600   3200   6400 …atd.,

přičemž opět můžeme volit zpravidla dvě mezihodnoty. Největší výhodou digitální fotografie ve srovnání s kinofilmem je skutečnost, že citlivost můžeme měnit mezi jednotlivými fotkami zcela libovolně, stejně jednoduše jako clonu nebo čas. U kinofilmových fotoaparátů změna citlivosti vyžaduje vyměnit roličku filmu za jinou, jiné citlivosti (jiné hrubosti zrn světlocitlivých chemikálií), což je v terénu dost nepraktické (Bůh požehnej digitál).

 

Citlivost ISO a šum

Mohlo by se to zdát jako absolutní výhra. Zesílení signálu (vyšší ISO) s sebou však přináší jeden negativní jev – obrazový šum. Šum je vlastně falešný náboj, který na snímači vzniká působením tepla (elektronika se zahřívá) a který nenese žádnou obrazovou informaci. Ve fotce se projeví barevnými body vyššího jasu a nejvíce se objevuje v tmavých částech fotky. Jeho rozmístění a struktura jsou ryze náhodné (Gaussovské). Šum snižuje ostrost fotky a celkově ji znehodnocuje. Fotka s šumem vypadá asi takto (je to ten barevný bordel ve fotce):

DSC_4144

 

Teoreticky si to můžeme představit asi tak, že náš snímač při každé fotce generuje určitou hladinu náhodného náboje (=šumu), kterou nemůžeme ovlivnit. Jeho úroveň bude například 1. Pokud fotíme v dostupném světle, jehož úroveň bude dostatečná pro dobrou expozici (například 50), nebudeme muset signál zesilovat. Klesne-li však úroveň dostupného osvětlení na polovinu (o 1 EV, tj. na 25), musíme 2x zesílit signál, abychom dostali správnou expozici. S úrovní signálu však zesilujeme i šum, takže nyní máme sice signál zesílený na úroveň 50, ale šum již na úrovni 2. Klesne-li úroveň dostupného osvětlení o 3 EV (na 6), můžeme sice čudlíčkem zesílit citlivost o 3 EV (cca 8x), takže výstupní hodnota signálu bude opět 50, ale 8x zesílíme také šum, který už bude na úrovni 8. Na základní citlivosti tedy v našem teoretickém příkladě máme poměr signálu k šumu 50:1. Zesílíme-li citlivost o 3 EV, poměr signálu k šumu bude 50:8. Platí tedy, že čím vyšší ISO, tím vyšší šum, přičemž zároveň roste podíl šumu v obraze (jinými slovy klesá odstup signálu od šumu).

Velikost snímače a šum

Úroveň a projev šumu v obraze přímo závisí na velikosti světlocitlivé buňky, neboli „pixelu“ (to jsou ty titěrné věcičky, kterých má váš snímač několik „mega“). Fyzika je jednoduchá – čím větší je každá jednotlivá buňka, tím více světla (signálu) dokáže zachytit (můžete si to představit třeba jako okno do místnosti – čím je větší, tím více světla může projít). Čím více signálu dokáže buňka zachytit, tím méně je potřeba signál při zpracování zesilovat. No a čím méně je potřeba signál zesilovat – tadáááá, jsme doma – tím nižší je obrazový šum, který degraduje fotku. Pokud tedy vezmu dva snímače stejné velikosti, z nichž jeden bude mít rozlišení 10 Mpix a druhý 20 Mpix, buňky na tom druhém musí mít logicky poloviční velikost, aby se tam všechny vešly. A buňka poloviční velikosti logicky zachytí méně světla. Snímač s vyšším rozlišením tak  bude, ceteris paribus, nevyhnutelně generovat vyšší šum.

Snímače v malých kompaktních fotoaparátech jsou řádově mnohem menší, než snímače v zrcadlovkách, a snímače v mobilních telefonech a tabletech jsou zase řádově menší než snímače v kompaktních fotoaparátech. Přesto disponují srovnatelným rozlišením (dnes v řádu 12-15 Mpix). Za slunného dne OK. Pokud ale klesne hladina dostupného světla a je potřeba volit vyšší ISO, fotky z malých snímačů bývají víceméně nepoužitelné. Megapixely holt nejsou všechno a na tomto poli marketing drtivě zvítězil nad zdravým rozumem. Uvažujete-li o koupi nového fotoaparátu, spíše než vyšší rozlišení volte větší velikost snímače.

 

Co byste si měli zapamatovat:
  1. základní stupnice citlivosti ISO
  2. zvýšení citlivosti zesiluje nejen signál, ale i šum

 

. . . [ o ] . . .

Návrat na přehled