· 6 min read
Konverze Bayer demosaicingem versus skutečný monochromatický snímač
Proč odstranění barevného filtrového pole zvyšuje rozlišení a citlivost digitálního snímače ve srovnání s desaturací barevného Bayer souboru na stupně šedi.
Napsáno v autorem Simon Lehmann Editor
Kamera s pevným tělem drží objektiv rovnoběžně s filmem a vystředěný na jeho ose – to s sebou nese dva kompromisy. Rovina ostrého zaostření zůstává rovnoběžná s filmem, takže ustupující objekt lze udržet ostrý jen clonami kolem f/45 nebo f/64, za cenu difrakce a dlouhých expozic; a naklopení celé kamery nahoru, aby záběr zahrnul vysokou budovu, způsobí sbíhání svislých linií. Velkoformátová kamera obě omezení odstraňuje tím, že standardu s objektivem i standardu s filmem umožňuje nezávislý náklon i posun. Celé řemeslo stojí na dvou geometrických pravidlech a jednom rozdělení práce – jakmile pochopíte, jak tato pravidla dávají konkrétní čísla, můžete umístit rovinu ostrosti přesně tam, kde chcete, a svislé linie udržet kolmé.
Velkoformátová kamera jsou dva pohyblivé rámy spojené měchem: přední standard nese objektiv, zadní standard nese matnici a film. Každý provádí stejných šest pohybů. Zdvih a pokles posunují standard svisle, rovnoběžně s rovinou filmu; posuv jej posouvá vodorovně stejným rovnoběžným způsobem. Tyto tři pohyby jsou čistě lineární posunutí, která nemění žádný úhel mezi objektivem a filmem. Náklon otáčí standardem kolem vodorovné osy, švih kolem svislé – tyto pohyby mění vzájemný úhel obou rovin.
Rozdělení práce vyplývá z jednoduché mechanické skutečnosti. Přední náklon nebo švih pouze přesměruje objektiv: posouvá rovinu ostrého zaostření, zatímco film zůstává na místě, takže zvětšení po celé ploše snímku – a tím i tvar objektu – zůstává nezměněno. Zadní náklon nebo švih mění úhel filmu vůči objektu, čímž se zvětšení liší od jednoho okraje snímku k druhému; a právě tento rozdílný rozměr je příčinou toho, že rovnoběžné linie sbíhají nebo rozbíhají. Pracovní pravidlo tedy zní: přední pohyby pro ostrost, zadní pro perspektivu. Ansel Adams podává kanonické fotografické pojednání o všech šesti pohybech v knize The Camera (1980) – je to nejlepší ucelená reference, kterou stojí za to mít po ruce.
Jsou-li objektiv a film rovnoběžné, je rovina ostrého zaostření rovnoběžná s oběma. Nakloníte-li objektiv, tato rovina se pootočí – ne však libovolně. Scheimpflugův princip říká, že rovina objektu, rovina objektivu a rovina filmu se musí všechny setkávat v jedné společné přímce, aby celá rovina objektu byla ostrá; tato přímka je Scheimpflugova přímka. Vztah je geometrický, nikoli optický. Theodor Scheimpflug, rakouský armádní kapitán, jej popsal v britském patentu č. 1196, podaném 16. ledna 1904 a schváleném 12. května 1904, „Improved Method and Apparatus for the Systematic Alteration or Distortion of Plane Pictures and Images.” Přitom se odvolal na dřívější patent francouzského inženýra Julese Carpentiera, britský patent č. 1139, podaný 17. ledna 1901 a vydaný 2. listopadu 1901 – zvětšovák korigující perspektivu.
Scheimpflugova přímka říká, že rovina ostrosti prochází určitou přímkou, nikoli však o kterou rovinu jde – nekonečně mnoho rovin totiž může jednou přímkou procházet. Pravidlo kloubu dodává chybějící podmínku. Harold M. Merklinger je zformuloval a zavedl pojem klouznice (hinge line) v knize Focusing the View Camera: rovina ostrého zaostření, přední ohnisková rovina objektivu (rovina vzdálená od objektivu o jednu ohniskovou vzdálenost, rovnoběžná s rovinou objektivu) a rovina rovnoběžná s filmem procházející středem objektivu se všechny setkávají v klouznici. Vzdálenost J od objektivu k této přímce závisí pouze na ohniskové vzdálenosti a úhlu náklonu: alpha = arcsin(f / J), tedy J = f / sin(alpha). Pro malé náklony uvádí Merklinger terénní aproximaci: alpha ve stupních je přibližně f / (5J), kde f je v milimetrech a J ve stopách.
Dosadíme čísla. Máte Schneider Symmar-S 210mm f/5.6 na formátu 4x5, fotografujete zátiší na stole ustupujícím těsně pod kamerou, přičemž příslušná základní rovina leží přibližně 10 stop pod osou objektivu. Alpha je pak přibližně 210 / (5 × 10) = 4,2 stupně předního náklonu. To je celá pointa v konkrétní podobě: asi čtyři stupně sklopí rovinu ostrého zaostření z polohy rovnoběžné s filmem celou cestou dolů na ustupující plochu. Několik málo stupňů je skutečně velké pootočení, protože J je krátké.
Po provedení náklonu je klouznice pevně dána v prostoru. Přeostřování zadním standardem pak může dělat jedinou věc – jak říká Merklinger: rovina ostrého zaostření „se houpá jako houpačka na klouznici.” To opodstatňuje standardní postup na matnici: zaostřete vzdálený detail zadním standardem, přidejte přední náklon, znovu zaostřete a opakujte. Každé přeostření celou rovinu kývne kolem pevné klouznice, takže po několika iteracích konvergujete k nastavení, které drží blízké i vzdálené detaily ostré zároveň.
Clonění stále přináší hloubku ostrosti, ale při naklopeném objektivu tato hloubka není deskou rovnoběžnou s filmem. Přední a zadní hranice jsou samy rovinami, otáčejícími se kolem přímek rovnoběžných s klouznicí a od ní na obou stranách odsazených. Oblast ostrosti mezi nimi má tedy tvar klínu – s tenkým koncem u klouznice blízko kamery, který se s vzdáleností rozevírá. Praktický důsledek je jednoznačný: hloubka ostrosti je nejmenší v popředí blízko klouznice a velkorysá ve větší vzdálenosti. Při umísťování roviny ostrosti ji pokládejte tak, aby mělký konec blízko kamery dopadl tam, kde má objekt nejmenší hloubku.
Zde se projeví výhoda clony. Ustupující rovina, která by si jinak vyžádala clonu f/45 nebo f/64 kvůli pouhé hloubce ostrosti, lze udržet ostrou při f/22, nebo blízko plného otevření, jakmile je rovina ostrosti nakloněním položena do objektu. Pár stupňů předního náklonu vyměníte za dvě nebo tři clonová čísla (stop), čímž se vyhnete difrakčnímu rozmazání a dlouhým expozicím, které malé clony vyžadují.
Každý pohyb spotřebovává obrazový kruh objektivu – disk použitelného obrazu, který objektiv promítá. Krytí musí překračovat úhlopříčku formátu, než je vůbec možný jakýkoli pohyb; přebytek je to, co zbývá pro zdvih, pokles a posuv. Úhlopříčka formátu 4x5 je přibližně 153 mm, formátu 5x7 přibližně 210 mm, formátu 8x10 přibližně 312 mm. Symmar-S 210mm pokryje přibližně 294 mm při f/22 (přibližně 70 stupňů) – to je velkorysé na formát 4x5, na formát 5x7 jako normální objektiv sotva dostačující a na formát 8x10 to nestačí.
Pro architekturu volte širokoúhlý objektiv nejen kvůli úhlu záběru, ale kvůli přebytku krytí. Nikkor-SW 90mm f/8 promítá přibližně 235 mm při f/22, úhel záběru blízký 105 stupňům, oproti úhlopříčce 153 mm formátu 4x5 – to ponechává přibližně 80 mm přebytku. Chcete-li fotografovat vysokou budovu, udržíte zadní standard svisle (žádný zadní náklon), aby svislice zůstaly rovnoběžné, a pak uplatníte přední zdvih do tohoto přebytku, abyste zachytili vrchol budovy. Spotřebováváte velký obrazový kruh na zdvih, nikoli na širší záběr – proto je širokoúhlý objektiv správnou volbou, i když jeho úhel záběru nepotřebujete. Na formátu 4x5 využije 90mm SW téměř veškerý dostupný zdvih.
Překročíte-li okraj obrazového kruhu, dostanete tvrdé mechanické oříznutí – prudký tmavý roh tam, kde formát přesáhl disk. To se liší od postupného útlumu ke kraji krytí, který se řídí zákonem přirozeného osvětlení cos^4(theta) a ztmavuje plynule, místo aby ořezával. Širokoúhlé objektivy jako Nikkor-SW 90mm vykazují dostatečný pokles cos^4, že se s nimi běžně používá střední filtr k vyrovnání expozice po celé ploše snímku. Dostupný rozsah pohybů je tedy stejnou měrou vlastností objektivu jako vlastností kamery.
· 6 min read
Proč odstranění barevného filtrového pole zvyšuje rozlišení a citlivost digitálního snímače ve srovnání s desaturací barevného Bayer souboru na stupně šedi.
· 6 min read
Jak vážení červeného, zeleného a modrého kanálu při převodu reprodukuje efekt fyzických filtrů a kde jsou limity dané barevnou citlivostí snímače.
· 6 min read
Halogenidostříbrné zrno je shluknutá, vyvolaná struktura; šum senzoru je fotonový shot noise plus read noise. Proč každý z nich vypadá jinak na černobílém tisku.
The grainmag companion app
Meter and place your tones without a signal. No account, no internet required — just you, the light, and the grain.