DIGIarena.e15.cz

Dynamický rozsah digitálních fotoaparátů: mnoho světla, mnoho stínů

Při fotografování se někdy stane, že rozsah jasů fotografované scény překročí rozsah jasů, který je schopen senzor fotoaparátu zaznamenat. V tomto případě dojde k horšímu podání scény. Všechny body nebudou korektně zaznamenány a v určitých partiích se vytratí kresba. Proč tomu tak je?

Dynamický rozsah snímacího prvku digitálních fotoaparátů

Snímače digitálních fotoaparátů jsou schopny zaznamenat pouze určité množství jasů. Tomuto rozmezí se říká dynamický rozsah. Nejjasnější bod tohoto rozsahu se nazývá bílý bod, nejtmavší se nazývá černý bod. Všechny jasnější fotografované body se zobrazí stále jako bílé body a všechny tmavší fotografované body se zobrazí jako černé body. Stejně zobrazené body budou bez kresby. A ani s nejlepším fotoeditorem s tím nic nenaděláme.

Zjistit dynamický rozsah konkrétního fotoaparátu je obtížné. V oficiálních zdrojích se obvykle neuvádí a dostupné zdroje se poněkud rozcházejí.

Dynamický rozsah senzoru fotoaparátu popisuje senzitometrická křivka. Tuto křivku lze sestrojit i v amatérských podmínkách, ale je otázkou s jakou přesností se to podaří, takže raději se spolehneme na odborná pracoviště. Tento údaj nás navíc zajímá dříve než si aparát koupíme –reklamovat ho pro nedostatečný dynamický rozsah by asi neprošlo.

Z následujícího grafu je patrné, ze tento fotoaparát „umí“ snímat větší množství jasů ve stínech než ve světlech, má větší toleranci k podexpozici. Většinou na tuto skutečnost reaguje expoziční automatika tak, že se „obává“ přeexpozice, proto mírně podexponovává. Rozsah snímače je –4,7 až 1,7 EV, tedy 6,4 EV.

Dynamický rozsah (kontrast) fotografované scény

Dynamický rozsah fotografované scény je rozdíl mezi jejím nejsvětlejším a nejtmavším místem. Lze jej změřit tak, že bodovým měřením expozice fotoaparátem určíme EV (viz další kapitola) nejsvětlejší a nejtmavší části fotografované scény a rozdíl je dynamický rozsah.

Snížit kontrast scény je možné osvícením tmavých částí např. bleskem nebo odrazovou deskou. Případně lze ztmavit světlé části použitím přechodového nebo polarizačního filtru.

Expoziční hodnota

K měření jasu se používá parametr EV (exposure value = expoziční hodnota). Jeden bod je jasnější než druhý o 1 EV, pokud je jeho jas dvojnásobný. Dynamický rozsah je rozdíl EV nejsvětlejšího a nejtmavšího místa. EV je absolutní hodnota světla odraženého od fotografované scény, které projde objektivem a dopadne na snímač fotoaparátu. Zabudovaný expozimetr a firmware fotoaparátu změří a posoudí jas v měřicích bodech snímku a nastaví expozici tak, aby celkovým výsledkem byla středně šedá (odráží 18 % světla). Změna o +1 EV znamená, že na snímač dopadá dvojnásobné množství světla, –1EV poloviční atd.

Parametr EV je pohodlná cesta jak popsat expozici bez ohledu na to, jak jí bylo dosaženo. K zjištění EV slouží tabulka, kde EV = 0 prohlásíme při čase 1 sekunda, cloně (teoretické) f/1 a citlivosti ISO 100.

Většina snímačů digitálních fotoaparátů má rozsah 5 až 7 EV, poloprofesionální a profesionální 7 až 9 EV, lidské oko kolem 30 EV. Expoziční automatika fotoaparátu reaguje na jas fotografované scény:

1. ovlivněním doby po kterou dopadají fotony na snímač (expoziční čas)

2. ovlivněním průměru otvoru, kterým fotony dopadají na snímač (clona)

3. změnou výstupu ze snímače (citlivost ISO). Čím bude „snímač citlivější“, tím méně dopadajících fotonů bude potřebovat, respektive tím více vynásobí zisk z dopadajících fotonů. Zvyšování citlivosti má značná omezení v podobě šumu na fotografiích při vyšší citlivosti, protože i šum se násobí.

Čím větší EV, tím je na scéně více světla a fotoaparát se mu „brání“ větším clonovým číslem, kratším časem, menší citlivostí ISO. Příklad: na fotografovanou scénu reaguje fotoaparát clonou f/5,6; časem 1/125; citlivostí ISO 200. EV je tedy 5+7-1=11.

expoziční čas (s) přírůstek EV   clonové číslo přírůstek EV   ISO přírůstek EV
1 0 + 1.0 0 + 50 1
1/2 1 1.4 1 100 0
1/4 2 2.0 2 200 -1
1/8 3 2.8 3 400 -2
1/15 4

4.0

4 800 -3
1/30 5

5.6

5 1 600 -4
1/60 6 8 6 3 200 -5
1/125 7 11 7    
1/250 8 16 8    
1/500 9 22 9    
1/1 000 10 32 10    
1/2 000 11 45 11    

Příklady

Ukážeme typické snímky, kdy dynamický rozsah fotografované scény převyšuje dynamický rozsah snímače digitálního fotoaparátu. Jak je patrné i z histogramů, velké množství tmavých bodů se zobrazilo jako „černé body“ (histogram vlevo) a velké množství světlých bodů se zobrazilo jako „bílé body“ (histogram vpravo).

Vodorovná osa histogramu vyjadřuje dynamický rozsah fotoaparátu, nachází se na ní jednotlivé jasové úrovně od 0 do 255. Na svislé ose je celkový počet bodů v obraze, obsahující danou hodnotu jasu.

Klepněte pro větší obrázek 

Klepněte pro větší obrázek 

Na následující fotografii je dynamický rozsah scény a fotoaparátu téměř totožný.

Klepněte pro větší obrázek 

Při nedostatečném dynamickém rozsahu fotoaparátu, respektive velkým kontrastu scény, můžeme záměrně fotografovat na stíny (A), které budou vykresleny, a obětovat světla, která budou bez kresby. Můžeme také exponovat na světla (B) a obětovat stíny. Nebo lze nastavit expozici na střed (C) tak, že bez kresby budou z menší části světla i stíny. Kombinací nastavení expozičního času, clony a citlivosti je možné řídit, jakou část scény chceme zaznamenat (podle uměleckého záměru autora) vždy v rámci dynamického rozsahu fotoaparátu. To už je ale jiné téma, kterým se budu zabývat v dalším článku o expozičních úvahách.

Na následujícím obrázku je znázorněna scéna o dynamickém rozsahu 8 EV a fotoaparát s dynamickým rozsahem 6 EV. V případě (A) bude vše nad 10 EV bílé (bez kresby). V případě (B) bude vše pod 7 EV černé (bez kresby) a případ (C) znázorňuje situaci, kdy bude vše nad 11 EV bílé a zároveň vše pod 6 EV černé.

Další článek



celkem 12 komentářů

Poslední komentáře

Re: Polarizacni filtr Libor 7. 8. 2005, 11:17
Re: Polarizacni filtr Karel 27. 5. 2005, 16:24
Re: Jojo Pavel 25. 5. 2005, 10:20
Polarizacni filtr Vitez 24. 5. 2005, 15:33
Re: Jojo mk 24. 5. 2005, 13:22