PV156 – Digitální fotografie
Fotoaparáty
Tomáš Slavíček / Vít Kovalčík
FI MU, podzim 2013
2
(Ne)důležitost techniky
●
Poučka říká:
– „Fotografii tvoří z 50 % světlo, z 40 % fotograf a z 10 %
technické vybavení”
3
(Ne)důležitost techniky
●
Poučka říká:
– „Fotografii tvoří z 50 % světlo, z 40 % fotograf a z 10 %
technické vybavení”
V.K.
4
(Ne)důležitost techniky
●
Poučka říká:
– „Fotografii tvoří z 50 % světlo, z 40 % fotograf a z 10 %
technické vybavení”
T.S.
5
(Ne)důležitost techniky
●
Poučka říká:
– „Fotografii tvoří z 50 % světlo, z 40 % fotograf a z 10 %
technické vybavení”
●
Dodatek:
– „Těch 10 % je někdy docela podstatných.”
●
Proč?
T.S.
6
(Ne)důležitost techniky
7
(Ne)důležitost techniky
foto: Daniel Vojtěch, www.danvojtech.cz
8
Typy přístrojů
●
Camera obscura (dírková komora)
9
Typy přístrojů
●
Camera obscura (dírková komora)
– postupné přidávání soustavy čoček, vytvoření
světlocitlivého materiálu (až film, snímač)
Filmové a digitální přístroje – oba dva druhy mají své výhody a nevýhody
10
Filmová vs. digitální fotografie
Tři hlavní výhody digitální fotografie?
11
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
Okamžitá možnost změnit„citlivost” snímače (kratší
časy, zhoršené světelné podmínky, sport, wildlife...).
●
Ve skutečnosti nezvyšuji citlivost snímače, ale
násobím signál (a šum).
●
Obrovská výhoda vůči filmu. Proč? (ext./int.)
●
Může být i nevýhoda:
– kvalita závislá na fotoaparátu
– záleží na kvalitě odšumovacích algoritmů
– někdy nejde odšumování vypnout
12
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
Míra šumu
●
Kompakt / DSLR
●
Nejhorší (obvykle)
modrý kanál
●
Proč křivka
ke konci
klesá?
13
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
DSLR vs. DSLR
Sony Alfa A100 Nikon D80
T.S.
14
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
DSLR vs. DSLR
T.S.
Nikon D80, ISO 1600 Nikon D700, ISO 1600
15
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
Míra šumu
●
Odšumovací alg.
●
Něco za něco
– šum vs.
●
rozlišení
●
dynamický
rozsah
●
ostrost
16
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
Back-illuminated,
gap-less micro lenses, ...
17
Senzor zblízka
●
ifixit.net, D600, 3500x zvětšeno
18
Výhoda 1 – ISO citlivost
●
Šum roste
– zmenšením snímače
– (+ CMOS lepší než CCD)
– zvýšením ISO
– časem expozice
– teplotou
– zesvětlením
tmavých míst
na PC
19
Výhoda 2 – White Balance
●
Vnímání bílého předmětu za různého osvětlení –
člověk vs. fotoaparát. (bílý papír je přece bílý)
●
Teplota světelného zdroje?
●
RAW ...a WB řeším až pak.
2500 K
žárovka
3500 K
východ/západ
slunce
6000 K
sluneční
světlo/blesk
7000 K
zataženo
8000 K
stín
20
Výhoda 2 – White Balance
●
U filmu se řeší (řešilo) nasazením konverzních filtrů.
(nebo upravil fotolab a běžný uživatel nic nepoznal –
obdobně i nyní s digitálními snímky)
●
Focení s bleskem a filtry.
●
U digitálu WB až po expozici, firmware doladí barvy
podle nastavení WB.
●
Nejhorší situace pro podání správného vyvážení bílé?
21
Výhoda 2 – White Balance
●
Automatická WB – přes den ok, při západech slunce
horší, v místnostech ruleta
automatické WB ruční WB
22
Výhoda 2 – White Balance
●
Správné WB (hlavně?) kvůli pleťovým odstínům
automatické WB ruční WB
T.S.
23
Výhoda 3 – Rychlost publikování
●
Namotat film, vytáhnout, vyvolat, uschnout,
zvětšovat... NEmusím.
●
Ihned mám „výsledek” a publikovat jej můžu
„okamžitě”.
●
Digitálně
– snadná, okamžitá úprava, retuš, vytváření (identických)
kopií, vytváření variant, snadné třídění a vyhledávání
(metadata, klíčová slova), menší fyzický prostor... a další
výhody.
●
(Kdo ví, jestli za půl století budeme schopní přečíst
dnešní záznamová média...)
24
Nevýhody digitální fotografie
●
Pořizovací cena
– Foťák, počítač, SW, tiskárna
●
Energetická náročnost
●
Zpracování většího množství fotografií (pořízení
jednoho snímku „nic” nestojí)
●
Každý fotí a chce fotit (zaplavení digitálními snímky)
25
Nevýhody digitální fotografie
●
Snímač nemohu měnit tak jako film
– slabý článek přístroje
– jednoho dne zkrátka odejde
– každý film je svým způsobem charakteristický, z digitálu
dostávám vždy stále stejné snímky (což je však pro
technickou fotografii výhoda)
26
Zpět k typům foťáků...
●
Camera obscura (dírková komora)
– postupné přidávání soustavy čoček, vytvoření
světlocitlivého materiálu (až film, snímač)
Filmové a digitální přístroje – oba dva druhy mají své výhody a nevýhody
27
Výrazně různá velikost snímače
●
fullframe =
= kinofilmové
pole
= 36 x 24 mm
28
Kompaktní fotoaparáty
●
Plusy
– Rozměry
– Váha
– Cena (vyjma „šperků”)
– Nenápadnost
●
Minusy
– Malý (nebo žádný) hledáček
– Provozní rychlost
– Obrazová kvalita (malý snímač)
– Často chybí plný manuál
– Další příslušenství chybí
– Pro spoustu nastavení
musíte do menu
29
Pokročilé kompakty
●
Plusy
– Lepší fyzické vlastnosti než ultrakompakty
– Více ovládacích prvků na těle
– Obrazová kvalita
– Mají režimy P, S, A, M
– Možnost další příslušenství
●
Minusy
– Provozní rychlost
– Obrazová kvalita
– Často chybí plný manuál
30
Zrcadlovky (SLR, DSLR, TLR)
●
Plusy
– Obrazová kvalita (I když...)
– Výměnné objektivy
– Pohotovost
– Optický hledáček
– (DSLR a SLR vidím přesně co fotím)
– RAW (mají i některé kompakty)
●
Minusy
– Výměnné objektivy
– Rozměry a hmotnost
– Cena
31
Rangefinders
●
+/- pohled a ostření mimo
hlavní objektiv
●
Plusy
– menší
– tišší
– pohled za hranice fotky
●
Minusy
– zoomové objektivy
– makro
– (cena)
32
„Bezzrcadlovky“ (mirrorless)
●
Plusy
– Obrazová kvalita
– Rozměry
– Váha
– Výměnné objektivy
– Režimy P, S, A, M
– Nenápadnost
●
Minusy
– (Hledáček)
– (Provozní rychlost)
– Cena
33
„Bezzrcadlovky“ s pevným objektivem
●
Je to bezzrcadlovka nebo pokročilý kompakt?
●
např. Fuji X100s, objektiv 23/2.0:
34
Středoformátové přístroje
●
Plusy
– Práce s hloubkou ostrosti
– Rozlišení snímače (desítky Mpx)
– Ideální pro ateliérovou
a reklamní fotografii
●
Minusy
– Cena (---)
– Šum?
– Rozměry a hmotnost
35
Další
●
Large format
●
Lomo, Holga
●
Panoramatické s úhlem záběru 120° i více
– Hasselblad XPan, Noblex, Horizon...
●
Podomácku vyrobené
36
Další
●
V digitálním věku méně známé
●
Plus
– Netradiční fotografie
●
Minusy
– Technická kvalita výstupu
T.S.
37
Podrobněji: DSLR
●
Proč tak složitě? Ostření, hledáček
38
Odbočka: TLR
●
SLR = Single Lens Reflex
– (DSLR = Digital SLR)
●
TLR = Twin Lens reflex
– průhled jiným objektivem
než fotícím
– kouká se obvykle shora
– jednoduchá konstrukce
39
Podrobněji: Bezzrcadlovka
40
Podrobněji: Bezzrcadlovka
●
= mirrorless
●
Ze začátku navrhovaný název
Electronic Viewfinder, Interchangeable Lens
– výrobcům se to nějak nezdálo
●
zatím menší senzory, ale 16.10.2013 první full frame
– Sony Alpha 7/7R
41
Podrobněji: Bezzrcadlovka
●
Menší než zrcadlovka
– Panasonic GM1 (bajonet Micro Four Thirds, crop 2x)
foto: Imaging-resource.com
42
Ostření: Jednoduchý kompakt
●
Contrast detection
– čte se obraz přímo z hlavního čipu
– pohybuje se s ostřícím mechanismem objektivu
– hledá se místo s největším kontrastem
●
jezdí sem a tam
– algoritmy se zlepšují
43
Ostření: DSLR
●
Phase detection (DSLR)
– speciální modul
– podívá se na scénu ze dvou krajů objektivu
– zjistí rozdíl (fázi)
– posune ostření daným směrem o daný kus
●
často zaostří napoprvé
44
Ostření DSLR
●
Problémy DSLR?
– zvednuté zrcátko znamená, že přijdeme o Phase
detection (točení videa nebo tzv. Live View)
●
Některé DSLR začínají mít část senzoru nahrazenou
ostřícím modulem pro Phase detection
– přijdeme o pár pixelů
– poměrně rychlé ostření je zpět
– novinka v září 2012
45
Hybrid - SLT
●
Single-Lens Translucent (jen Sony Alpha)
●
elektronický hledáček
●
ale i polopropustné zrcátko, zabudované napevno,
pro odklon světla do ostřícího senzoru
– rychlé ostření vždy,
i při videu
– méně světla na senzor
46
Ostření: F.D. na hlavním senzoru
●
Proužky pro fázovou detekci na hlavním senzoru
– (září 2012)
– Přijdeme o pár pixelů, obraz se doplní z okolí
– Nikon V1/J1
– Fujifilm (jednoduché zablokování polovin pixelů)
– ...
47
Ostření: F.D. na hlavním senzoru
●
Každý pixel na senzoru - levá a pravá polovina
– Canon 70D (Dual Pixel AF) – červenec 2013
●
hlavně pro video a live view
48
Typy hledáčků
●
žádný (jen displej)
49
Typy hledáčků
●
průhledový
– pozor na paralaxu
50
Typy hledáčků
●
EVF (Electronic Viewfinder)
51
Typy hledáčků
●
Optický, TTL
52
Typy hledáčků
●
DSLR – pentaprism, pentamirror
53
Snímací prvky
●
Milióny světlocitlivých buněk uspořádaných v matici
●
První snímač v roce 1969
– První digitál 1974 (5?)
●
Typy snímačů
– CCD (Charge-Coupled Device)
– CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
– Super CCD (Fujifilm)
– Foveon (Sigma)
– plenoptic field (Lytro)
54
Snímací prvky
●
CCD (byly tady dřív, donedávna na špici, lepší dyn.
rozsah, odečítání po řádcích),
●
CMOS (levnější výroba, lepší využití energie, pomalu i
lepší vlastnosti, odečítání pro každou buňku zvlášť)
●
CCD i CMOS dávají excelentní obrazovou kvalitu
●
CCD – přetékání pixelů
– (ale lepší pro nahrávání
videa než CMOS)
55
Snímací prvky
●
CCD, CMOS
●
Typicky Bayerova mřížka RGBG (ale i CYGM)
– Barvy konkrétního pixelu – interpolací (matice, nejbližší
soused, bilineární, bikubická ...)
56
Problém - moiré
●
Typická vada jen u digitálů -> antialiasový filtr
T.S.
Nikon D70 Nikon D200
57
Snímací prvky – Fujifilm X-Trans
obrázek: Fujifilm
Bayer X-Trans
58
Snímací prvky – SuperCCD
●
Diagonální uspořádání – jiná interpolace
– (navýšení počtu Mpx)
59
Snímací prvky – Super CCD
●
(HR = High Resolution,
SR = Super dynamic Range)
60
Snímací prvky - Foveon
●
Obraz není interpolován
– (ne způsobem jako u RGBG rozložení mřížky)
●
První verze s malým rozlišením,
současné mnohem lepší
61
Snímací prvky - Foveon
●
Založen na absorbci světla křemíkem
62
Snímací prvky - Lytro
●
plentoptic light
field camera
●
únor 2012
●
zatím nízké rozlišení
●
ukládá „hloubku“
●
možno zaostřit fotku
později
●
viz web
63
Velikosti senzorů
●
Větší senzor znamená
– menší šum
– menší hloubku ostrosti
(při stejné šířce záběru)
64
Snímače – různé konstrukce
●
antiprachový filtr, IR filtr, (antialiasový filtr,) snímač,
stabilizátor, ...
65
Zásobník
●
Než se data uloží na paměťovou kartu, prochází přes
zásobník (dočasně uložené), na způsobu přístupu k
zásobníku (a také jeho kapacitě) závisí dávkové
snímání (rychlost a maximální počet snímků v sérii).
●
Proč tam je zásobník (RAM)?
66
Zásobník
1) Zásobník za zpracováním obrazu
2) Zásobník před zpracováním obrazu
67
Zásobník
3) Chytrý zásobník
68
Formáty / standardy
●
Kinofilmový standard 3:2
●
35 × 24 mm, přejali D-SLR
T.S.
69
Formáty / standardy
●
Dynamický poměr 16:9
●
Panasonic řady LX
T.S.
70
Formáty / standardy
●
Středoformát - 6 × 4,5, 6 × 6, 6 × 7...
– často se ořezává
●
Panorama
T.S.
71
Crop factor
●
APS-C zrcadlovky
– Přepočet ohnisek na ekv. kinofilmu (FF)
– Relativní prodloužení ohniskové vzdálenosti
– ...a co to znamená?
T.S.
72
Charakteristiky – přenos rozlišení
●
Rozlišení + lokální kontrast = ostrost.
●
K ostrým fotografiím plným detailů chceme, aby
celkové rozlišení bylo co největší
– (vazba na použitý objektiv)
73
Charakteristiky – dynamický rozsah
●
Mají digitální fotoaparáty skutečně malý dynamický
rozsah?
74
Charakteristiky – dynamický rozsah
●
Snímače jsou náchylnější na přesnost expozice
(podobně jako diapozitiv).
●
(Negativní film je na tom lépe – pružnější, snese
nepřesnost.)
●
Jak tedy exponovat?
– S pomocí histogramu (živý nebo náhledový)
– Případně sledovat indikaci přepalů.
75
Charakteristiky – dynamický rozsah
●
D.R. není ovlivněn jen technickými možnostmi a
firmware.
●
Ale také volbou ISO citlivosti, zapnutím některé další
funkce kontroly obrazu jako D-lighting (prosvětlení
stínů), Picture Control.
76
Charakteristiky - šum
●
na filmu zrno (estetické třeba u čb fotografie)
●
obvykle zhoršuje kvalitu obrazu (a nebo jsme si na něj
ještě nezvykli)
T.S.
77
Charakteristiky - šum
●
roste s citlivostí snímače (ISO)
– ale často je to nutné pro zkrácení doby expozice
ISO 100 ISO 800
T.S.
78
Charakteristiky - šum
●
roste s délkou expozice
79
Charakteristiky - šum
●
roste s teplotou
80
Charakteristiky - šum
●
roste při zesvětlení tmavých oblastí na PC
T.S.
81
Vadné pixely
●
trvale svítící (barevné, bílé)
●
odumřelé
●
všechny digitály
●
jak zjistím jejich přítomnost?
●
mapování pixelů ve fotoaparátu
82
Prach na snímači
●
přístroje s výměnnými objektivy
●
jak zjistím jeho přítomnost?
●
co s ním?
83
Purpurové kontury hran
●
jiná chyba než chromatická vada objektivu
84
Stabilizace – IS, OIS, VR, ...
●
Bez stabilizace: Člověk je schopen „z ruky” udržet časy
odpovídající 1/ohnisková vzdálenost s. Tedy s 200mm
objektivem bych neměl používat časy delší 1/200 s.
●
Pohybová neostrost
●
Co stabilizace umí a neumí?
●
Stabilizace ve fotoaparátu
– pohybem snímače (nevidím účinek v hledáčku)
– elektronicky (pouze navýšení ISO citlivosti)
85
Stabilizace
T.S.
OS vypnuta OS zapnuta
86
Stabilizace
87
Stabilizace
●
Canon 70-200/2.8 IS
88
Stabilizace
●
Canon 55-250/4-5,6 IS
89
Stabilizace
90
Stabilizace
●
panning – vypínání jedné osy
●
stativ + stabilizace
●
Pentax K-3 (říjen 2013): Antialias on/off
91
LiveView
T.S.
●
Živý náhled
– kompaky a EVF samozřejmost, u DSLR až „nedávno“
– přiblížení, možnosti ostření, záznam videa
92
Zdroje
●
Zdroje obrázků
– archiv Tomáše Slavíčka (T.S.)
– en.wikipedia.org
– dpreview.com
– Tvůrčí fotografie : praktická ilustrovaná příručka
– Mistrovství práce s DLSR
– Fotografujeme v noci a za slabého osvětlení
– výukové materiály prof. Ing. Ivo Serby
– archiv Víta Kovalčíka (V.K.)