Posviťte si na senzitometrickou křivku

17. února 2006
TWEET SDÍLET
Posviťte si na senzitometrickou křivku
Objektiv fotoaparátu,stejně jako rohovka a čočka oka, vykresluje obraz. Snímací čip (nebo film) jako sítnice oka obrazovou informaci zaznamenává. U digitální fotografie (jako u oka) je nejdůležitější součástí fotoaparátu objektiv a obrazový snímač. Schopnost snímače zaznamenat obrazovou informaci charakterizuje senzitometrická křivka.

Popis senzitometrické křivky

Senzitometrická křivka vyjadřuje závislost intenzity reakce snímače (osa y) na množství dopadajícího světla (osa x). Snímač reaguje na dopadající světlo (fotony) generováním elektrického náboje (elektrony). Čím více světla dopadá, tím větší množství náboje snímač generuje. Velikost náboje snímacího prvku určuje hodnotu jasu pixelu obrázku, který tento prvek „tvoří“ (viz můj článek „Vznik obrázku v digitálním fotoaparátu“). Expozimetr a firmware fotoaparátu, případně autor snímku stanoví expozici fotografované scény. Podle této expozice proudí různá intenzita světla na každý snímací prvek (teoreticky). Jednotlivé prvky na proud fotonů reagují tak, jak popisuje senzitometrická křivka. Jedna mezní hodnota reakce prvků snímače je stav, kdy snižující intenzita světla negeneruje menší elektrický náboj, ale stále téměř stejný náhodný elektrický šum.

Druhá mezní hodnota reakce prvků snímače je stav, kdy zvyšující intenzita dopadajícího světla generuje stejné množství elektrického náboje. Ideálem je lineární závislost pro obě souřadnice od nejnižší po nejvyšší intenzitu světla, která v praxi nenastává. Zejména poblíž obou mezních hodnot je závislost převodu hodně vzdálena od ideálu. Sklon senzitometrické křivky, přesněji úhel mezi prostřední částí křivky a osou x se nazývá strmost. Strmost vyjadřuje schopnost snímače převádět jednotlivé úrovně jasů fotografované scény na jasové hodnoty fotografie a závisí na ní kontrast výsledného obrázku. Čím větší úhel křivka svírá s osou x (je strmější), tím je fotografie kontrastnější a naopak.

Z grafu je patrné, že tento snímač má dynamický rozsah –4 EV až +3 EV, tedy 7. Může reprodukovat bez ztráty kresby fotografovanou scénu s rozsahem jasů 7 EV. Část křivky vlevo nahoře do bodu A popisuje stav při velmi slabém osvětlení, kdy převládá šum. Teprve při dalším zvyšování jasu scény v oblasti mezi body A-B začínají buňky na světlo reagovat a vytvářet další elektrický náboj. Převod je ovšem hodně nelineární, tedy nesprávný. Je to oblast podexpozice. Při dalším zvyšování jasu scény mezi body B-C už probíhá převod téměř lineárně. To je oblast správné expozice.

V oblasti ještě vyšších jasů na scéně mezi body C-D se opět začíná projevovat velká nelinearita převodu a snímací prvky se dostávají do oblasti přeexpozice. Zvýší-li se proud fotonů ještě více až do oblasti za bod D, začínají být buňky silným světlem zahlcené (generují již maximum elektronů) a v digitálním obrázku se začínají objevovat tzv. "přepálená místa", kde už není kresba. Na ose x jsou hodnoty EV vyjadřující intenzitu dopadajícího světla na snímač. Na ose y je 256 hodnot jasu fotografie, které jsou přiřazeny danému napětí vygenerovanému snímačem po dopadu světla. K měření světla se používá EV (exposure value = expoziční hodnota). Jeden bod je jasnější než druhý o 1 EV, pokud je jeho jas dvojnásobný.

Příklady:


Užitečný rozsah expozic je malý, od –3,3 EV do 1,2 EV, tedy 4,5 EV. Křivka je strmá, což znamená velký kontrast fotografie zejména v polotónech a světlech. Od hodnoty –1 EV do +1 EV jsou generovány úrovně jasu fotografie od 240 do 64. Z toho je patrné, že nevelká změna intenzity světla odraženého od fotografované scény a dopadajícího na snímač vyvolá relativně velkou změnu jasových hodnot fotografie. Počínaje 1,2 EV je výsledkem zcela bílá bez kresby. Snímač, který popisuje tato křivka náleží kompaktnímu fotoaparátu nižší třídy.


Dynamický rozsah této snímací soustavy je posunut více směrem ke stínům. Zůstává kresba i v hlubokých stínech, přičemž hodnoty jasu 16 – 48 mohou být nad šumem. Úprava křivky ve stínech může vést k dalšímu vylepšení kresby. Je pravděpodobné, že fotoaparát s tímto snímacím prvkem „se bude obávat“ přeexpozice, při níž dojde ke ztrátě kresby a bude tedy dělat poněkud podexponované fotografie. Pokud tomu tak není bude mít větší náchylnost k „přepálení“ světel a je dobré v případě scén s vysokým rozsahem jasů exponovat s korekcí –EV. Tato křivka popisuje snímací čip kompaktního fotoaparátu střední třídy.

 
Tyto křivky popisují vlastnosti kvalitních snímacích prvků D-SLR zrcadlovek, které mají dostatečný dynamický rozsah (–5 EV až 3 EV, -3,7 EV až 2,8 EV) rozvržený ve všech jasových hodnotách. Křivky nejsou příliš strmé a „cenný“ je jejich průběh ve stínech a zejména ve světlech.

Senzitometrické křivky naleznete např. na: CD časopisu DIGIfoto nebo na serveru www.dpreview.com

Témata článku: Technika, Technologie

Určitě si přečtěte

Ohnisková vzdálenost v 8 otázkách

Ohnisková vzdálenost v 8 otázkách

Různé objektivy nám ukazují svět v různé podobě, některé z něj zachytí větší část, některé zase menší část. Fotografové většinou pracují s konkrétním ohniskem, protože zobrazuje svět trošku jinak.

57 Petr Březina

Nikon Coolpix P1000 – fotoaparát nebo dalekohled?

Nikon Coolpix P1000 – fotoaparát nebo dalekohled?

Aktuální novinka z dílny Nikonu je nástupcem modelu P900 a pyšní se přímo obřím rozsahem optického zoomu. Že bychom stáli opět na pokraji války, jejímž motem bude kdo z nás má větší objektiv?

25 Petr Březina

Canon EOS 250D – nejlehčí zrcadlovka s otočným displejem

Canon EOS 250D – nejlehčí zrcadlovka s otočným displejem

Dva roky stará zrcadlovka EOS 200D se dnes dočkala nástupce s označením EOS 250D – podle výrobce se jedná o nejlehčí zrcadlovku na trhu, která nabídne výklopný a otočný displej.

12 Petr Březina

Fujifilm X-T3: výkonnější po všech stránkách

Fujifilm X-T3: výkonnější po všech stránkách

Nový snímač, procesor, inovovaný autofokus, vylepšené možnosti natáčení videa, detailnější hledáček a dotykový displej… Seznamte se s poslední generací top modelů systému Fujifilm X.

45 Helena Vyplelová

Panasonic Lumix G90 – odolné tělo, 4K video a V-log pro filmaře

Panasonic Lumix G90 – odolné tělo, 4K video a V-log pro filmaře

Panasonic dnes představil novou bezzrcadlovku Lumix G90, která je nástupcem více než dva roky starého modelu G80. Vedle nového snímače s vyšším rozlišením nabídne i další inovace.

98 Petr Březina

6 nejlepších volně dostupných programů pro úpravu fotografií

6 nejlepších volně dostupných programů pro úpravu fotografií

Na internetu najdeme řadu tzv. free fotoeditačních programů, které se mohou stát alternativou k placeným aplikacím. Řada z nich nabízí opravdu široké možnosti úprav fotografií. Které patří mezi ty nejlepší?

31 Helena Vyplelová

Sony A7 II – druhá generace v podrobném testu

Sony A7 II – druhá generace v podrobném testu

Model Sony A7 byl prvním kompaktním fotoaparátem s výměnou optikou osazeným plnoformátovým snímačem. My jsme pro vás otestovali jeho následovníka – bezzrcadlovku Sony A7 II.

60 Helena Vyplelová