FOTO-VIDEO MATRIX DIGITAL STUDIO

Tehnologija

Home | Graficki design | Album | Album2 | Links | tehnologija | Kontakt

Kako rade fotoaparati

aparat1.jpg

Senzor i film u fotoaparatu: Fotoosjetljivi element (senzor) u digitalnom se fotoaparatu nalazi na istom mjestu gdje se kod klasičnih fotoaparata nalazi film ― u žarišnoj ravnini objektiva. Fotosenzor je zapravo bolji od filma jer je potpuno ravan i kod svake se ekspozicije nalazi na istom mjestu ― što se kod filma ne može jamčiti.
Digitalni i klasični fotoaparat rade na istom načelu ― oba svjetlosnu energiju rabe za promjenu stanja fotoosjetljive tvari.

Ta se promjena potom kemijskim ili električnim putom pojačava ili naglašava kako bi na posljetku postale vidljive. Osnovna razlika je u tome što u digitalnom fotoaparatu svjetlost apsorbira fotoosjetljivi senzor, dok kod klasičnog fotoaparata svjetlost pada na fotoosjetljivi sloj filma. U digitalnom se fotoaparatu sve faze nastanka fotografije odvijaju u njemu: snimanje, obrada i pohrana. U klasičnom fotoaparatu odvija se samo snimanje, dok se razvijanje i pohrana zbivaju izvan njega.

aparat2.jpg

pojedinačnih fotoosjetljivih ćelija. Svaka ćelija osjetljiva je na svjetlost i na temelju jakosti primljenog svjetla stvara signal odgovarajuće jakosti. U većini senzorskih mreža svaka je ćelija pokrivena crvenim, zelenim ili plavim filtrom pa tako reagira samo na jednu od primarnih boja (zelenu, crvenu i plavu). Filtri su raspoređeni u skupine od po četiri filtra, s dva zelena filtra na svaki plavi i crveni par. Dodatni zeleni filtar prisutan je zato što je ljudsko oko najosjetljivije na zelenu svjetlost.

U ovoj fazi električni signali svake ćelije razmjerni su jačini upadne svjetlosti. Kako bi se informacija pretvorila u digitalni oblik, signal se mora digitalizirati, odnosno kvantizirati ― svakom se signalu dodjeljuje određeni broj. Nakon toga informacija se vrlo lako može obraditi računalom.

aparat3.jpg

Digitalni fotoaparat obrađuje različite jakosti signala iz pojedinačnih ćelija tako da svaki piksel slike dobije odgovarajuću vrijednost boje: za svaki se piksel na temelju podataka iz susjednih ćelija izračuna ili unese (vidi gornju sliku) njegova vrijednost. Ta interpolacija boje ključni je korak jer omogućuje proračun o kojem ovisi konačna kakvoća snimljene fotografije. Poboljšanje kakvoće digitalne fotografije uz poboljšanja fotoosjetljivih senzora zasluga su usavršavanja interpolacijskih algoritama. Vrijednosti se za svaki piksel skupljaju i povezuju pa tako nastaje slikovna datoteka, a u tom se procesu određuje i format, odnosno ustroj datoteke.

aparat4.jpg

digitalna se fotografija pohranjuje (sprema na disk ili u memoriju). Prvi dio procesa, bilježenje slike senzorima, obično je vrlo brzo, ali obrada i pohrana traju nešto dulje. Kako bi se ubrzao taj dio procesa, mnogi kvalitetniji fotoaparati imaju mnogo RAM-a, memorije za privremenu pohranu fotografija kako obrada snimaka ne bi ometala snimanje.

Obilježja suvremenih fotoaparata

aparat5.jpg

Digitalni fotoaparati: Konstrukcijski slični fotoaparatima s filmom, ali prostor za film i transportni mehanizam zauzima elektroničko sklopovlje za elektronsku obradu slike.
Suvremeni single lens reflex (SLR) fotoaparati s filmom sastoje se od složenih elektroničkih i mehaničkih dijelova te vrlo precizne optike.
Suvremeni fotoaparati

Najvažnija im je zadaća pouzdan transport filma ― na prikazanom fotoaparatu tu funkciju, uz pokretanje zrcala, obavlja motor. Fotoaparati s automatskim izoštravanjem zahtijevaju još složeniji sustav integracije mehaničkih, elektroničkih i optičkih dijelova.


aparat6.jpg

jer je konstrukcija s nepomičnim fotosenzorom mnogo jednostavnija. Digitalni fotoaparati, međutim, imaju gotovo sva ostala svojstva klasičnih modela.

Fotočipovi

aparat7.jpg

Serijsko očitavanje: Kako se naboji sele niz svaki red, senzor po senzor, i potom ih se u slijedu očitava, brzina snimanja ograničena je tim procesom.
Gotovo svi mikroprocesori i memorijski čipovi osjetljivi su na svjetlost pa su zaštićeni svjetlonepropusnim kućištem.
Senzorska tehnologija

U digitalnim fotoaparatima rabi se nekoliko tipova CCD i CMOS uređaja i premda se oni ne razlikuju u temeljnom načelu rada, razlikuju se načinom skupljanja uhvaćenih informacija. U CCD-ima se signal svakog senzora mora očitati serijski, jedan za drugim.

Slika se, dakle, zapravo skenira po cijeloj površini. Prije novog osvjetljavanja valja prikupiti sve podatke. CMOS uređaji su ožičeni drukčije: svaki se senzorski element može očitavati zasebno ― kažemo da su adresabilni po x i y osi ― pa do svakog stižemo zadajući njegove koordinate u mreži. Zbog tog se svojstva CMOS senzori mogu koristiti u različite svrhe, ne samo za snimanje fotografija, nego i za mjerenje ekspozicije pa čak i autofokusiranje.

aparat8.jpg

Manja svestranost CCD-a nadoknađena je njihovom jednostavnošću, stoga i jeftinijom proizvodnjom, ali i mnogo čistijim signalom koji se lakše obrađuje od onoga iz CMOS senzora. U digitalnim fotoaparatima CMOS ima prednost jer radi na jedinstvenom, niskom naponu, dok CCD uređaji uvijek rabe više i promjenjive napone.

SAVJETI

Neoštrost

Pokret aparata - Pokušavajući uhvatiti svjetlost na prašini koju je podigla zebra u trku, aparat se malo pomaknuo, dajući slici neoštar izgled - najuočljiviji na najsvjetlijim točkama zebrinih leđa i u travi. Ipak, neoštrost može ukazivati i na raspoloženje ili ozračje.
Premda se većina problema s objektivom može riješiti ili barem ublažiti odgovarajućim softverom, uvijek ih je bolje spriječiti nego liječiti

Problem: Neoštrost

Slika je neoštra, mutna ili nejasna. Kontrast nije jak, a svijetli dijelovi slike su razmazani.

Analiza

Mutnu fotografiju, zasebno ili u kombinaciji, uzrokovat će prljavi objektiv ili filtar, loše izoštravanje, oštećena optika, potresanje aparata ili pokret objekta koji snimamo.

Rješenje

Da biste poboljšali izgled slike pomoću “Levels” ili “Curves” funkcija softvera za obradu slike, pojačajte kontrast. Sliku će vjerojatno poboljšati i primjena filtra “Sharpen” ili “Unsharp Mask”. Subjekt se može učiniti razmjerno oštrim ako se pozadina slike još više zamuti. Kako biste to postigli, odaberite područje oko subjekta i primijenite filtar “Blur”.

Pokret aparata

Pokušavajući uhvatiti svjetlost na prašini koju je podigla zebra u trku, aparat se malo pomaknuo, dajući slici neoštar izgled ― najuočljiviji na najsvjetlijim točkama zebrinih leđa i u travi. Ipak, neoštrost može ukazivati na raspoloženje ili ozračje.

Kako izbjeći problem

Ako je potrebno, očistite objektiv i filtar; aparat tijekom dugih ekspozicija ili pri uporabi teleobjektiva postavite na stativ; ako ga imate, upotrijebite objektiv sa stabilizatorom slike.

Refleksije u objektivu
Nezaklonjeno sunce u ovom kadru uzrok je refleksiji unutar objektiva, koja stvara zabilježeno blještavilo. Primjenom položaja fotoaparata sunce smo mogli zakloniti stupom građevine, ali propustivši malo njegova sjaja ukazali smo na blještavilo.
Premda se većina problema s objektivom može riješiti ili barem ublažiti odgovarajućim softverom, uvijek ih je bolje spriječiti nego liječiti.

Problem: Refleksije u objektivu

Na slici se katkad vide svijetle mrlje, katkad obrubljene bojama. Mrlje se mogu pojaviti zasebno ili u nizu, šireći se od točkastog izvora svjetlosti u kadru. Katkad dio slike ispunjava svijetla mrlja nejasnih rubova.

Analiza

Do ovih problema najčešće dolazi uslijed refleksija u objektivu. Zalutala svjetlost koja je iz jakog izvora ušla u objektiv u njemu se nekoliko puta reflektirala i potom je zabilježena na filmu ili senzorom digitalnog fotoaparata.

Rješenje

Radeći s digitalnom datotekom, male se mrlje svjetlosti mogu lako ukloniti kloniranjem ili preslikavanjem susjednih neoštećenih područja slike. Veća područja zahvaćena refleksijom znatno je teže popraviti, jer ona pokrivaju značajan dio slike, a ne sadrže informacije s kojima bi se moglo raditi.

Bljesak

Nezaklonjeno sunce u ovom kadru uzrok je refleksiji unutar objektiva, koja stvara zabilježeno blještavilo. Promjenom položaja fotoaparata sunce smo mogli zakloniti stupom građevine, ali propustivši malo njegova sjaja ukazali smo na blještavilo. Neke od refleksija mogu se ukloniti, ali vjerojatno ne sve.

Kako izbjeći problem

Kako biste spriječili da svjetlost dopire u rubna područja objektiva, primijenite odgovarajuće sjenilo, ali čak i tada izbjegavajte usmjeravati objektiv prema jakim izvorima svjetlosti. Ako kadar zahtijeva da u njega uključite izvor svjetla, namjestite mali otvor zaslona objektiva kako bi unutarnjih refleksija bilo što manje.

Crno nebo
Premda se većina problema s objektivom može riješiti ili barem ublažiti odgovarajućim softverom, uvijek ih je bolje spriječiti nego liječiti.

Problem: Crno nebo

Plavo je nebo postalo gotovo crno. Taj efekt rijetko izgleda realistično ili uvjerljivo.

Analiza

To je vjerojatno rezultat kombinacije polarizacijskog filtra na objektivu i podekspozicije. Ona može uzrokovati nestanak sve ili gotovo sve boje neba.ž

Rješenje

Najprije odaberite problematično područje neba, a zatim, za rekonstrukciju boje, primijenite “Replace Color” u Photoshopu ili sličnoj aplikaciji. Najbolje je učiniti niz manjih promjena, umjesto jedne velike odjednom. Provjerite da niste stvorili pojaseve ili umjetne granice u području prelijevanja boja. Također, možete pokušati upotrijebiti sloj s prijelazom boje (vidi dolje).

Kako izbjeći problem

Polarizacijski filtar nemojte postaviti tako da stvori najjače zatamnjenje: u tražilu možda još uvijek vidite nebesko plavetnilo, ali medij fotoaparata možda nema dovoljno veliku osjetljivost da prikaže boju ako je slika tada podeksponirana.

1. Izvorna fotografija (na gornjoj slici lijevo): Obično nam nije potreban polarizacijski filtar da bismo naglasili boju neba u Keniji ― dapače, uz njegovu uporabu dio neba nerijetko postane pretaman, kao u lijevom gornjem kutu ove snimke.

2. Gradient fill (na slici u sredini): To ćete popraviti uklanjanjem tamnog gradijenta, ostavljajući ostatak slike netaknutim. Postupak traži gradijent od prozirnog u neprozirno u smjeru suprotnom od zacrnjenja. Primijenjen je “Gradient Fill” iz crnoga u prozirno, sa stavkom “Blend” postavljenom na “Screen”. Gradijent je podešavan sve dok tamni kut nije neutraliziran.

3- Ispravljanje neba (na slici desno): Kada je na sliku primijenjen novi sloj, pomno postavljen “Gradient Fill” vratio je nebu prirodnu boju. Kad učinite prvi popravak, možda ustanovite da na snimci treba još raditi ― primjerice, desni gornji kut može se učiniti pretamnim. U digitalnoj fotografiji lako je postići savršenu ravnotežu tonova.

Tamni kutovi slike
Zatamnjeni kutovi - Lako je previdjeti sjenilo koje smeta snimci. Sjene u kutovimaprimijećene su tek nakon razvijanja filma. Mali otvori zaslona daju dublje, oštrije sjene.
Premda se većina problema s objektivom može riješiti ili barem ublažiti odgovarajućim softverom, uvijek ih je bolje spriječiti nego liječiti.

Problem: Tamni kutovi slike

Kutovi snimke su zasjenjeni ili zatamnjeni, s neoštrim, sve tamnijim rubovima. Drugim riječima, sredina snimke izgleda znatno svjetlije od rubova.

Analiza

Za snimke zatamnjenih kutova prepoznatljivog oblika kažemo da su vinjetirane. Do toga obično dolazi zbog filtra s predubokim prstenom na širokokutnom objektivu, zbog prevelikog broja filtara ili zbog nepravilno postavljenog ili predubokog sjenila.

Rješenje

Kad su zahvaćena mala područja, vinjetiranje se može popraviti kloniranjem susjednih dijelova snimke. Zacrnjenje se može popraviti filtrima “Radial Graduate” ili “Gradient Fill” (vidi nasuprot) ― eksperimentirajte s različitim vrijednostima zacrnjenja i neprozirnosti.

Zatamnjeni kutovi

Lako je previdjeti sjenilo koje smeta snimci. Sjene u kutovima primijećene su tek nakon razvijanja filma. Mali otvori zaslona daju dublje, oštrije sjene.

Kako izbjeći problem

Vinjetiranje je lako izbjeći pomnim odabirom kvalitetnih filtara i sjenila konstruiranih za određeni objektiv. Gubitak svjetlosti kao optički nedostatak može se smanjiti, ali ne i u potpunosti ukloniti: koristite manje otvore objektiva ili kvalitetnije objektive.

Loše makrosnimke
Problem...
Premda se većina problema s objektivom može riješiti ili barem ublažiti odgovarajućim softverom, uvijek ih je bolje spriječiti nego liječiti.

Problem: Loše makrosnimke

Slike načinjene u makropodručju su neoštre i nedostaje im kontrasta.

Analiza

Objektivi su najbolji na srednjim i velikim udaljenostima: podešenost za rad u makropodručju ovisi o izvedbi.

Rješenje

Nedovoljna oštrina fotografije može se popraviti primjenom filtra “Sharpness” ili “Unsharp Mask”. Kontrast se može poboljšati postavkama “Levels” ili “Curves”. Kontrast pokušajte popraviti mjestimičnim osvjetljavanjem. To će pojačati dojam oštrine bez unošenja vizualnog šuma.

Poboljšavanje makrosnimaka

Izvorna fotografija (gore) pokazuje svojstva nekvalitetne makrosnimke: lošu oštrinu i slab kontrast. Primjena filtra “Unsharp Mask” i povećanje kontrasta znatno popravljaju kakvoću snimke (dolje).

Kako izbjeći problem

Oštrinu će poboljšati mali otvori zaslona. Izoštravajući i postavljajući zoom, pronaći ćete kombinaciju koja daje najbolje rezultate. Alternativno rješenje je uporaba makroadaptera na objektivu. Djeluje kao povećalo, a može poboljšati ponašanje objektiva u makropodručju.

Izobličenje slike
Problem...
Tko se bavi fotografiranjem građevina ili nekih drugih arhitektonskih ili katkad prirodnih objekata, prije ili kasnije će se vjerojatno susresti s problemom izobličenja slike.
Problem

Kad rabite ekstremno širokokutni objektiv ili objektiv koji stvara efekt “ribljeg oka”, ravne će se linije predmeta, npr. zidova građevina, linija obzora ili linije interijera na snimci pokazati kao zakrivljene ili zavinute. Kod običnih objektiva ta se pojava (nazvana distorzija), premda prisutna kod većine zoomova, obično ne primjećuje. Taj problem ne treba brkati s problemom konvergirajućih vertikala.

Analiza

Distorzija je posljedica malenih razlika u povećanju različitih dijelova slike. Objektivi koji konstrukcijski nisu simetrični (drugim riječima, elementi ispred i iza zaslona objektiva nisu jednaki), osobito su skloni distorziji slike. Nesimetrična konstrukcija zoom-objektiva govori da su joj i oni vrlo podložni.

Rješenje

Neke su korekcije moguće s pomoću softvera za obradu fotografije, no mnogo je teže krivulje pretvoriti u ravne linije, negoli samo podešavati ravne linije. Pokušajte s filtrom “Spherize”. Njegova primjena u Photoshopu nije osobito iskoristiva, no neki drugi softverski paketi nude veću mogućnost kontrole i bolje izglede za ispravljanje distorzije. Distorziju možete pokušati ispraviti slijedom filtara. najprije uporabite “Perspective Distorsion”, potom “Spherize”, a zatim “Shear” . ili pak primijenite filtre samo na dijelove, a ne na cijelu fotografiju.


Kako izbjeći problem

Ravne linije, poput obzora ili spoja dvaju zidova, nemojte smještati blizu ruba. Pri snimanju izbjegavajte ekstremne žarišne duljine bilo ultraširoki ili ultradugački kraj zoom-objektiva. Objektiv podesite na žarišne duljine pri kojima je distorzija najmanja, obično u sredini njegova raspona. Važne ravne linije smjestite u sredinu. Tamo je distorzija obično najmanja.



 

Sadržaj preuzet iz knjige "Digitalna fotografija" (Tom Ang), © Dorling Kindersley 2002