Часть 3. Схема работы и возможности цифровой фотокамеры

Рассмотрим последовательность операций, выполняемых цифровой фотокамерой после нажатия на кнопку спуска затвора (рис. 1). Электрический сигнал со светочувствительного сенсора попадает в АЦП (аналого-цифровой преобразователь), в котором аналоговые значения яркости преобразуются в цифровой вид. Полученный таким образом массив данных корректируется в соответствии с калибровочной таблицей (уникальной для каждой камеры). В результате получается «цифровой негатив», представляющий собой полученный непосредственно со светочувствительного сенсора образ снимка. Дополнив его служебной информацией (данными о настройках камеры, дате и режиме съемки и т.п.), мы получаем RAW-файл — это этап обработки изображения, выполняемый всеми камерами. Однако не каждая фотокамера позволяет сохранить этот RAW-образ на сменном носителе. Поскольку, как мы уже знаем, светочувствительный сенсор камеры фиксирует монохромное изображение, на следующем этапе полученный образ с помощью специальных алгоритмов, называемых demosaic, преобразуется в полноцветное изображение. Затем последнее обрабатывается шумоподавителем и подвергается коррекции в соответствии с текущими настройками фотокамеры (баланс белого, цветокоррекция, повышение резкости, контрастности и т.п.). После всех этих процедур изображение конвертируется в стандартный восьмиразрядный тип представления (восемь разрядов на цветовой канал или 24 разряда RGB) и, если в настройках был выбран размер кадра, отличающийся от максимального, выполняется ресэмплинг. Полученное изображение дополняется заголовком (в формате Exif или P.I.M.), содержащим информацию о настройках камеры в момент съемки, дате, времени и т.д. Если сохранить снимок в таком виде, то на выходе получается файл формата TIFF. При сохранении в формате JPEG изображение перед записью подвергается сжатию, степень которого зависит от настроек фотокамеры: чем выше качество, тем меньше сжатие.

Так какие же выводы можно сделать из всего вышесказанного? Как показывает практика, в 99 случаях из 100 разница между JPEG (с минимальной компрессией) и TIFF незаметна. В то же время объем файла TIFF в разы (!) больше, чем JPEG. Плюс к этому TIFF в среднем дольше записывается на карту памяти. Поэтому спор о том, что лучше — TIFF или JPEG, на мой взгляд, не имеет смысла. Что касается RAW, то, как видно из рис. 1, он вне конкуренции. Поскольку RAW-файл не проходит процедур demosaic, цветокоррекции, ресэмплинга и т.д., весь этот процесс можно выполнить уже после съемки в RAW-конвертере в спокойной обстановке, испробовав при необходимости различные варианты и выбрав наилучший. А как же Photoshop? — спросит читатель. Да, действительно, многое можно исправить в этом редакторе. Но только не забывайте, что дальнейшее воздействие на изображение, записанное с восемью разрядами на цветовой канал в JPEG или в TIFF, — регулировка уровней, тональных кривых, яркости, контрастности, насыщенности и пр. — неизбежно приводит к уменьшению количества полутонов, т.е. к безвозвратной потере части полезной информации и соответственно качества. В RAW-файл образ кадра записывается с той разрядностью, с которой он был оцифрован АЦП камеры (во многих из них используются 10- и 12-разрядные АЦП), т.е. с более высокой, нежели стандартный JPEG или TIFF. Поэтому даже в результате серьезных манипуляций над RAW-файлом можно получить на выходе восьмиразрядный JPEG или TIFF без потери полутонов. Кроме того, поскольку RAW-файл представляет собой монохромное изображение, он зачастую занимает меньший объем, чем TIFF, который хранит полноцветное изображение. Тем не менее не следует думать, что RAW — это панацея. Если во время съемки были допущены грубые фотографические ошибки (в основном это сильная недо- или переэкспозиция), то никакие ухищрения над RAW не помогут.

На сегодняшний момент сохранять изображения в RAW могут, как правило, полупрофессиональные и профессиональные камеры, однако в редких случаях такую возможность можно встретить и в фотоаппаратах класса prosumer. Не будем углубляться в использование этого формата, поскольку в любительских фотокамерах RAW практически не реализуется и к тому же наша цель — научиться технике фотографии. Если вы обладаете «бюджетной» камерой без поддержки RAW, то старайтесь делать фотографии с помощью различных творческих режимов, анализируйте их, пытайтесь определить причину неудачных снимков. Со временем (по мере накопления опыта) вы заметите, что процент отбракованных фотографий начнет уменьшаться. Автор в рамках данной статьи будет всячески этому способствовать. Далее мы рассмотрим ряд типичных ситуаций при съемке, разобрав которые вы, хочется надеяться, сможете значительно повысить свое мастерство.

Творческая съемка цифровой фотокамерой любительского класса

Рассмотрим, что же могут современные цифрокомпакты любительского класса. Различные модели фотоаппаратов способны реализовывать те или иные функции по-своему, однако результаты их применения близки.

Рис. 2. Колесо управления режимами съемки фотокамеры

В современных фотокамерах управление съемкой ведется с помощью колеса выбора режима (рис. 2) и меню управления. Также в некоторых камерах ряд наиболее часто используемых функций выносят на дополнительные кнопки (например, перевод объектива в режим «макро» или ручная фокусировка). Обычно с помощью колеса управления выбирают режим, а с помощью меню непосредственно на ЖК-экране фотоаппарата этот режим можно настроить в соответствии с желаниями фотографа.

Рассмотрим колесо выбора режима съемки (у разных камер состав задаваемых функций может различаться). На рис. 2 красным цветом отмечен режим AUTO. Он присутствует почти во всех камерах и позволяет полностью автоматизировать процесс съемки. Единственное, что нужно будет сделать фотографу при использовании этого режима, — нажать кнопку спуска затвора. В режиме AUTO, как правило, нельзя управлять фокусировкой, задавать диафрагму или выдержку, устанавливать ISO и т.п.

Творческие возможности фотокамеры включают режимы P/S/A/M (в некоторых моделях их обозначают еще как P, Tv, Av, и M соответственно). В режиме P (программная экспозиция) фотоаппарат сам устанавливает пару «диафрагма/выдержка», оставляя фотографу на откуп все другие возможности. Режим A (Av) — приоритет диафрагмы — дает фотографу возможность самому устанавливать диафрагму, а камера для получения корректной с ее точки зрения экспозиции уже выбирает выдержку. Программа S (Tv) — приоритет выдержки — наоборот, позволяет фотографу устанавливать выдержку, а камера подбирает диафрагму. Режим M (ручное управление) предоставляет фотографу полный контроль над процессом съемки. Следует отметить, что в случае выбора данного режима установка правильной экспозиции — пары «выдержка/диафрагма» — порой затруднена, поскольку в любительских аппаратах текущие ее значения обычно не показываются1. Правда, в некоторых фотокамерах в качестве «предварительного» экспонометра можно использовать ЖК-экран, но из-за его малого размера и разрешения это чревато ошибками.

Рис. 3. Переэкспонированный снимок

Как правило, если камера не в состоянии установить корректную экспозицию, то она об этом информирует. Например, на рис. 3 явно переэкспонированный снимок, что наглядно отображается камерой на ЖК-экране — красным цветом на установках диафрагмы и выдержки.

А теперь взгляните на колесо управления еще раз. Вы видите пять значков с изображениями сюжетных программ. Они представляют собой «смесь» между автоматическим режимом съемки и программным и разработаны для фотографирования в специфических условиях. Применительно к нашему колесу управления (см. рис. 2) мы имеем пять таких программ (по часовой стрелке): «Ночная съемка», «Закат», «Пейзаж», «Спорт» и «Портрет». «Пейзаж» используется при съемке хорошо освещенных обширных сцен вне помещения, в «Спорте» оптимизируются настройки фотокамеры для съемки быстродвижущихся объектов путем максимального увеличения скорости срабатывания затвора (уменьшения выдержки), «Портрет» предназначен для съемок лиц крупным планом — режим подразумевает использование максимально открытой диафрагмы для уменьшения ГРИП (меньшая глубина резкости при съемке людей создает градации резкости и придает картинке объем). Вообще, число сюжетных программ может быть различным. Однако «базовых» программ всего три: «Портрет», «Спорт» и «Пейзаж». Встречается много других, но они достаточно специфичны, различаются незначительно и нужны нечасто. Сюжетные программы действительно удобны, и при соответствующих условиях съемки их имеет смысл применять. Иногда просто нет времени, чтобы вспоминать текущие настройки режимов, проще и быстрее сделать снимок, перейдя на сюжетную программу. Отметим, что ручную программу (P/S/A/M) всегда можно превратить в сюжетную, а наоборот уже не получится.

Следующий элемент на колесе управления — это режим видеосъемки. Многие фотокамеры позволяют снимать видеоролики с разрешением 320x240, 640x480 и даже 800x600 точек с 15 или 30 кадрами в секунду.

Почти в каждой цифровой фотокамере можно изменять разрешение (размер) получаемого снимка и устанавливать качество (степень сжатия, если используется JPEG) получаемой картинки. Также обычно можно настраивать степень воздействия фильтров увеличения резкости на снимок (Sharpness), контрастности, выбирать цветовой режим (цветной, черно-белый и т.п.). А любая более или менее продвинутая камера обладает следующими возможностями:

  • выбор режима съемки (одиночный, серийный, с таймером, брэкетинг);
  • ручная установка и выбор из предустановок баланса белого;
  • выбор зоны и типа фокусировки;
  • задание способа срабатывания и коррекции экспозиции вспышки;
  • установка режима экспозамера;
  • выбор чувствительности ISO.

Фильтр увеличения резкости (Sharpness) позволяет повысить общую резкость снимка, тем самым улучшая его качество. Однако увеличение резкости программным путем ведет к усилению шумов, а с некоторого порога начинают появляться и артефакты, так что данную функцию следует использовать аккуратно.

Рис. 4. Выбор режима съемки

Одиночный режим съемки (рис. 4) позволяет снимать кадры по одному. В серийном режиме вы можете, зафиксировав экспозицию, нажав и не отпуская кнопку спуска затвора, сделать подряд несколько снимков. Данный режим определяет их количество за 1 с.

Режим с таймером позволяет камере сделать снимок через определенный промежуток времени после нажатия на кнопку спуска затвора.

Брэкетинг — метод получения серии снимков статичных объектов, где каждое изображение имеет некоторое изменение в экспозиции.

Баланс белого позволяет фотокамере превращать различные типы освещения в нейтральный. Человеческое зрение адаптивное. Глаз способен видеть белое белым при любом освещении. Камера так не может, поэтому и существует понятие баланса белого. От него во многом зависит, насколько точно будут переданы цвета на снимке. Обычно можно выставлять автоматический баланс белого, выбирать из предустановок (дневной свет, облачность, искусственное освещение и т.п.) или воспользоваться ручной установкой (очень полезна при комбинированном освещении).

Рис. 5. Выбор зоны фокусировки

Выбор зоны позволяет указать камере область фокусировки. На рис. 5 показан пример трехточечной зоны (бывают пяти-, девятиточечные и др.) фокусировки. Что касается непосредственно фокусировки, то в фотоаппаратах можно задать автоматический или ручной режим.

Управление вспышкой заключается в выборе способа ее срабатывания и, при необходимости, коррекции экспозиции в соответствии с окружающим освещением. Вторая функция наиболее интересна, поскольку фактически позволяет увеличивать мощность вспышки (в некоторых фотокамерах в 4 раза). В фотоаппаратах, как правило, можно задать один из нескольких способов срабатывания вспышки: полностью автоматический режим (Autoflash); автоматический с подавлением эффекта красных глаз (Auto Red Eye); заполняющий (Fill flash), режим синхронизации при длительных выдержках (SlowSync).

Режим экспозамера, как мы уже говорили, определяет области в кадре, по которым фотокамера будет далее задавать «подходящую» экспозицию для объектов. В основном можно выбрать центровзвешенный, мультисегментный и точечный варианты.

В зависимости от свойств матрицы в фотоаппаратах можно выставить светочувствительность начиная от 50 единиц ISO (в любительских камерах в основном не более 400 ISO, хотя бывают и исключения). Разумеется, в цифрокомпактах для установки ISO присутствует и режим AUTO.

Многие фотокамеры имеют специальный режим съемки — «Макро». С его помощью можно снимать объекты, находящиеся близко от объектива фотокамеры (в нескольких сантиметрах). Для активации данной функции обычно используется отдельная кнопка.

На этом остановимся. В следующей части мы перейдем к практике и познакомимся с работой автофокуса, научимся правильно держать фотокамеру, использовать вспышку и др.

Продолжение следует.

Дмитрий Зотов — инженер-программист в Тверском НИИ информационных технологий, аспирант кафедры математического моделирования ТГУ, e-mail: dzotov2@rambler.ru.

Продолжение. Начало см. в №6—7/05.