Sony W12
Ликбез: как работает цифровая камера
Основные части
В основном устройство цифровой камеры повторяет конструкцию аналоговой. Главное их различие - в светочувствительном элементе, на котором формируется изображение: в аналоговых фотоаппаратах это пленка, в цифровых – матрица. Свет через объектив попадает на матрицу, где формируется картинка, которая затем записывается в память. Теперь разберем эти процессы подробнее.
Состоит камера из двух основных частей – корпуса и объектива. В корпусе находятся матрица, затвор (механический или электронный, а иногда и тот и другой сразу), процессор и органы управления. Объектив, съемный или встроенный, представляет собой группу линз, размещенных в пластиковом или металлическом корпусе.
Где получается картинка
Матрица состоит из множества светочувствительных ячеек – пикселов. Каждая ячейка при попадании на нее света вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока. Поскольку используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой, а чтобы она была цветной, приходится прибегать к разным хитростям. Ячейки покрывают цветными фильтрами – в большинстве матриц каждый пиксел покрыт красным, синим или зеленым фильтром (только одним!) в соответствии с известной цветовой схемой RGB (red-green-blue). Почему именно эти цвета? Потому что они – основные, а все остальные получаются путем их смешения и уменьшения или увеличения их насыщенности.
На матрице фильтры располагаются группами по четыре, так что на два зеленых приходится по одному синему и красному. Так делается потому, что человеческий глаз наиболее чувствителен именно к зеленому цвету. Световые лучи разного спектра имеют разную длину волн, поэтому фильтр пропускает в ячейку лучи лишь своего цвета. Полученная картинка состоит только из пикселов красного, синего и зеленого цвета – именно в таком виде записываются файлы формата RAW (сырой формат). Для записи файлов JPEG и TIFF процессор камеры анализирует цветовые значения соседних ячеек и рассчитывает цвет пикселов. Этот процесс обработки называется цветовой интерполяцией, и он исключительно важен для получения качественных фотографий.
Такое расположение фильтров на ячейках матрицы называется шаблоном Байера
Основных типов матриц два, и они различаются способом считывания информации с сенсора. В матрицах типа CCD (ПЗС) информация считывается с ячеек последовательно, поэтому обработка файла может занять довольно много времени. Хотя такие сенсоры «задумчивы», они относительно дешевы, и к тому же, уровень шума на полученных с их помощью снимках меньше.
Матрица типа ПЗС
В матрицах типа CMOS (КМОП) информация считывается индивидуально с каждой ячейки. Каждый пиксел обозначен координатами, что позволяет использовать матрицу для экспозамера и автофокусировки.
КМОП-матрица
Описанные типы матриц – однослойные, но есть еще и трехслойные, где каждая ячейка воспринимает одновременно три цвета, различая разноокрашенные цветовые потоки по длине волн.
Трехслойная матрица
Выше уже был упомянут процессор камеры – он отвечает за все процессы, в результате которых получается картинка. Процессор определяет параметры экспозиции, решает, какие из них нужно применить в данной ситуации. От процессора и программного обеспечения зависят качество фотографий и скорость работы камеры.
По щелчку затвора
Затвор отмеряет время, в течение которого свет воздействует на сенсор (выдержку). В подавляющем большинстве случаев это время измеряется долями секунды – что называется, и моргнуть не успеешь. В цифровых зеркальных камерах, как и в пленочных, затвор представляет собой две непрозрачные шторки, закрывающих сенсор. Из-за этих шторок в цифровых зеркалках невозможно визирование по дисплею – ведь матрица закрыта и не может передавать изображение на дисплей.
В компактных камерах матрица не закрыта затвором, и поэтому можно компоновать кадр по дисплею
Когда кнопка спуска нажата, шторки приводятся в движение пружинам или электромагнитами, открывается доступ свету, и на сенсоре формируется изображение – так работает механический затвор. Но в цифровых камерах бывают еще и электронные затворы – они используются в компактных фотоаппаратах. Электронный затвор, в отличие от механического, нельзя пощупать руками, он, в общем-то, виртуален. Матрица компактных камер всегда открыта (именно потому и можно компоновать кадр, глядя на дисплей, а не в видоискатель), когда же нажимается кнопка спуска, кадр экспонируется в течение указанного времени выдержки, а затем записывается в память. Благодаря тому что у электронных затворов нет шторок, выдержки у них могут быть ультракороткими.
Наведем фокус
Как уже говорилось выше, часто для автофокусировки используется сама матрица. Вообще же, автофокусировка бывает двух типов – активная и пассивная.
Для активной автофокусировки камере нужны передатчик и приемник, работающие в инфракрасной области или с ультразвуком. Ультразвуковая система измеряет расстояние до объекта по методу эхолокации отраженного сигнала. Пассивная фокусировка осуществляется по методу оценки контраста. В некоторых профессиональных камерах сочетаются оба типа фокусировки.
В принципе, для фокусировки может использоваться вся площадь матрицы, и это позволяет производителям размещать на ней десятки фокусировочных зон, а также использовать «плавающую» точку фокуса, которую пользователь сам может разместить где ему угодно.
Борьба с искажениями
Именно объектив формирует на матрице изображение. Объектив состоит из нескольких линз – из трех и более. Одна линза не может создать совершенное изображение – по краям оно будет искажаться (это называется аберрациями). Грубо говоря, пучок света должен идти прямо на сенсор, не рассеиваясь по пути. В какой-то мере этому способствует диафрагма – круглая пластинка с дыркой посередине, состоящая из нескольких лепестков. Но сильно закрывать диафрагму нельзя – из-за этого уменьшается количество света, попадающее на сенсор (что и используется при определении нужной экспозиции). Если же собрать последовательно несколько линз с различными характеристиками, искажения, даваемые ими вместе, будут гораздо меньше, чем аберрации каждой из них по отдельности. Чем больше линз – тем меньше аберрации и тем меньше света попадает на сенсор. Ведь стекло, каким бы прозрачным оно нам ни казалось, не пропускает весь свет – какая-то часть рассеивается, что-то отражается. Чтобы линзы пропускали как можно больше света, на них наносят специальное просветляющее напыление. Если посмотреть на объектив камеры, будет видно, что поверхность линзы переливается радугой – это и есть просветляющее напыление.
Линзы располагаются внутри объектива примерно таким образом
Одна из характеристик объектива – светосила, значение максимально открытой диафрагмы. Она указывается на объективе, например, так: 28/2, где 28 – фокусное расстояние, а 2 – светосила. Для зум-объектива маркировка выглядит так: 14-45/3,5-5,8. Два значения светосилы указываются для зумов, поскольку в широкоугольном и в телеположении у них разные минимальные значения диафрагмы. То есть на разных фокусных расстояниях светосила будет разной.
Фокусное расстояние, которое указывают на всех объективах – это расстояние от передней линзы до светоприемника (в данном случае, матрицы). От фокусного расстояния зависит угол обзора объектива и его, так сказать, дальнобойность, то есть как далеко он «видит». Широкоугольные объективы отдаляют изображение относительно нашего обычного видения, а телеобъективы – приближают, и у них маленький угол обзора.
Угол обзора объектива зависит не только от его фокусного расстояния, но и от диагонали светоприемника. Для 35 мм пленочных камер нормальным (то есть примерно соответствующим углу обзора человеческого глаза) считается объектив с фокусным расстоянием 50 мм. Объективы с меньшим фокусным расстоянием – «широкоугольники», с большим – «телевики».
Левая часть нижней надписи на объективе – фокусное расстояние зума, правая часть - светосила
Здесь и кроется проблема, из-за которой рядом с фокусным расстоянием объектива цифровика часто указывают его эквивалент для 35 мм. Диагональ матрицы меньше диагонали 35 мм кадра, и поэтому приходится «переводить» цифры в более привычный эквивалент. Из-за этого же увеличения фокусного расстояния в зеркальных камерах с «пленочными» объективами становится почти невозможна широкоугольная съемка. Объектив с фокусным расстоянием 18 мм для пленочной камеры – суперширокоугольный, но для цифрового фотоаппарата его эквивалентное фокусное расстояние будет около 30 мм, а то и больше. Что касается телеобъективов, то увеличение их «дальнобойности» только на руку фотографам, ведь обычный объектив с фокусным расстоянием, скажем, 400 мм, стоит довольно дорого.
Видоискатель
В пленочных камерах компоновать кадр можно только пользуясь видоискателем. Цифровые же позволяют вовсе забыть о нем, поскольку в большинстве моделей для этого удобнее использовать дисплей. В некоторых очень компактных камерах видоискателя вовсе нет – просто из-за того, что нет для него места.
Самое важное в видоискателе – что через него можно увидеть. Например, зеркальные камеры так называются как раз из-за особенностей конструкции видоискателя. Изображение через объектив посредством системы зеркал передается в видоискатель, и таким образом фотограф видит реальную площадь кадра. Во время съемки, когда открывается затвор, загораживающее его зеркало поднимается и пропускает свет на чувствительный сенсор. Такие конструкции, конечно, отлично справляются со своими задачами, но занимают довольно много места и потому совершенно неприменимы в компактных камерах.
Вот так изображение через систему зеркал попадает в видоискатель зеркальной камеры
В компактных камерах применяют оптические видоискатели реального видения. Это, грубо говоря, сквозное отверстие в корпусе камеры. Такой видоискатель не занимает много места, но обзор его не соответствует тому, что «видит» объектив.
Еще есть псевдозеркальные камеры с электронными видоискателями. В таких видоискателях установлен маленьких дисплей, изображение на который передается непосредственно с матрицы – точно так же, как и на внешний дисплей.
Вспышка
Вспышка, импульсный источник света, используется, как известно, для подсветки там, где основного освещения недостаточно. Встроенные вспышки обычно не очень мощные, но их импульса хватает, чтобы осветить передний план. На полупрофессиональных и профессиональных камерах есть еще контакт для подключения гораздо более мощной внешней вспышки, он называется «горячий башмак».
Это, в общем, основные элементы и принципы работы цифровой камеры. Согласитесь, когда знаешь, как устройство работает, легче добиться качественного результата.
Как снимать зеркальной камерой: коротко о главном
Держим камеру правильно
Самое первое, что нужно сделать - это научиться держать камеру правильно. Во-первых, приучите себя стоять устойчиво. Одну ногу выдвиньте немного вперед, вторую поставьте сзади и чуть разверните. Такая позиция будет более устойчивой, чем если бы вы стояли по стойке «смирно». Всегда выбирайте более устойчивую и выигрышную позицию.
Во-вторых, держите в руках камеру правильно. Правой рукой крепко держите корпус за выступающую часть, а левой рукой придерживайте объектив снизу, охватывая его наполовину – большой палец с одной стороны и остальные с другой стороны. Ошибка многих начинающих в том, что они держат объектив зеркальной камеры сверху – это неправильно и приводит к многим нежелательным результатам. Руки должны чувствовать камеру и не уставать в процессе работы. Когда камера будет удобно сидеть в руках и как бы составлять продолжение руки, а манипуляции производиться автоматически, тогда съемка превратится в удовольствие.
Накидывайте ремень на шею, не пренебрегайте этим. Часто приходится видеть, как ремень болтается внизу – это неудобно, он будет вам мешать, может за что-то зацепиться, к тому же вы просто можете выронить камеру из рук. Тогда в случае появления механических повреждений вы лишаетесь гарантийного ремонта. В крайнем случае, если вам очень не хочется вешать ремень на шею, намотайте его на руку.
Держите камеру крепко, двумя руками
Во время съемки постарайтесь избежать «шевеленки» - то есть дрожания и перемещения камеры. В момент съемки она должна быть максимально неподвижной. Прижмите локти к себе, задержите дыхание в момент спуска затвора, прислонитесь к устойчивой поверхности, используйте штатив, монопод. Чем крепче руки, тем меньше вероятность появления «шевеленки».
И еще. Современная тенденция производителя к миниатюризации – это не всегда хорошо. Например, зеркальная камера Canon EOS 350D для многих уж очень мала и неудобна, от нее быстро устает рука. Вы можете приобрести дополнительно батарейный блок и помимо увеличения времени работы камеры получите вполне удобный фотоаппарат, который уже намного лучше ложится в руку.
Привыкайте к оптическому видоискателю
Зеркальная камера за редким исключением (Olympus E-330) не предусматривает кадрирование по ЖК-дисплею. Поэтому привыкайте строить кадр по оптическому видоискателю. Снимать в очках в таком случае, конечно, не совсем удобно, но большинство видоискателей оборудовано диоптрийной коррекцией.
Также есть специальная насадка для зеркальных камер – Zigview, это поворотный ЖК-дисплей, крепящийся к видоискателю. Это очень удобное приспособление, которое избавляет вас от необходимости держать камеру близко к лицу. С его помощью вы можете снимать зеркалкой как обычной компактной камерой с поворотным экраном. Она позволит вам снимать с разных точек, под разным углом, там, где нет возможности снимать, пользуясь оптическим видоискателем.
Приставка Zigveiw позволяет снимать, не заглядывая в видоискатель
Если в камере есть возможность включения композиционной сетки, лучше ее включить. Это поможет избежать кривых горизонтов и строить кадр в соответствии с правилом золотого сечения. Если нет сетки, то ориентируйтесь по точкам автофокуса, которые видны в видоискателе. Кстати, при покупке обратите внимание, чтобы видоискатель был большим и светлым.
Резкость изображения
Исходное изображение, полученное зеркальной камерой, само по себе довольно мягкое. После компактной камеры с маленькой матрицей вы заметите, что резкости не хватает. Это на самом деле еще объясняется тем, что в компактных камерах применяется программное усиление резкости, однако детализация изображения, полученного с зеркальной камеры, несравнимо выше, чем у полученного с компактной камеры при равном числе мегапикселей. Все дело в том, что у зеркалок матрица большего размера – благодаря этого детализация у них лучше, а шумы меньше.
Сравнение размеров матриц различных типов цифровых фотокамер (не в натуральную величину, конечно)
Вы можете обработать кадр на компьютере, так как этого требует сюжет, добавить резкости в RAW-конверторе или графическом редакторе. Хотя можно и в настройках камеры установить дополнительное увеличение или ослабление резкости в разных пределах, но все же лучше это сделать на компьютере: не всегда «звенящая» резкость оказывается полезной. Оставляйте возможность манипулирования во время обработки на компьютере. Преимущество зеркальной камеры полностью раскрывается при съемке в формате RAW, потому что вы сможете добиться лучшего качества, исправить некоторые неточности, допущенные в момент съемки.
Каждой камере присущи свои настройки, особенности обработки сигнала – отсюда получается разный результат. Поэтому после покупки новой зеркальной камеры прочтите внимательно инструкцию. Изучите ее с камерой в руках. Определите, как вы можете добиться нужной резкости изменением параметров настройки камеры и в редакторе.
Глубина резкости изображаемого пространства
У зеркальных камер площадь поверхности матрицы значительно больше, чем у компактных камер, из-за чего глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) у камер разная. У компактов из-за маленькой площади сенсора практически всегда кадр резкий по всему полю. У зеркалки ГРИП меньше и регулируется диафрагмой. То есть при широко раскрытой диафрагме (небольшое диафрагменное число) то получаете резкое изображение только той части сцены, на которую наведен объектив. Фон и передний план будут не в фокусе, они окажутся размытыми. Кроме того, на резкость влияет также и фокусное расстояние – чем оно больше, тем меньше ГРИП. Это может быть интересно, например, при съемке художественных портретов, птиц и т.д.
Если вы установите диафрагму f8 и больше, то получите изображение полностью, или почти полностью резким. Такой подход оправдан при съемке пейзажа, архитектуры, натюрморта.
При сильно открытой диафрагме глубина резкости очень невелика
Встречаются ситуации, когда может понадобиться ручная автофокусировка – к примеру, это условия недостаточной освещенности или макросъемка. Проблема макросъемки у компактных камер решается гораздо проще: в большинстве встроен режим макро, с которым камеры прекрасно справляются. С зеркалкой посложнее, она большая, менее удобная для съемки маленьких деталей. Но самое главное в том, что обычные объективы не позволяют сфокусироваться на близком расстоянии, обычно их минимальная дистанция фокусировки 30-150 см. Для макросъемки вам потребуется купить специальный макрообъектив, и в этом случае маленькая ГРИП потребует большей диафрагмы. Очень желательно установить камеру на штатив – малейшее шевеление или дуновение ветра на цветок и кадр будет нерезким. Выдержку при съемке живой природы (насекомые или цветочки) устанавливайте очень короткую, светочувствительность придется при этом увеличить.
Объектив
На качество картинки в огромной мере влияет, какой «пристегнут» к камере объектив. Объектив – это не просто стекло для оптического увеличения. Это прежде всего качество изображения, его рисунок, разрешение картинки, заметная на отпечатке большого размера степень детализации, цветопередача, наличие или отсутствие разного рода искажений. От того, какой вы выбрали объектив, сильно зависит результат.
Объективы все разные. Есть очень дешевые, от которых трудно получить более-менее приличную картинку (в эту категорию входит и большинство «китовых» объективов, поставляемых производителем в комплекте с камерой). И есть объективы, с которыми трудно умудриться снять плохой кадр.
От объектива зависит не только резкость и детализация, но и цветопередача изображения в целом. Одни объективы дают холодную цветопередачу, а другие теплую. Цвета могут быть чистыми, ясными или серовато-грязноватыми. Поэтому, чтобы добиться желаемого, вам нужно отнестись к выбору объектива серьезно. Хорошие качественные объективы стоят дорого, нередко больше, чем сама зеркальна камера. Но при нехватке средств вполне можно подобрать себе приличный объектив за приемлемую сумму. Зеркальная камера, вернее устанавливаемые на нее объективы, предусматривают два вида фокусировки –автоматическую и ручную. При современном развитии техники и уверенности автофокуса редко возникают ситуации, когда требуется ручная настройка резкости. Если не может долго навестись – переведите точку фокусировки на контрастный объект, нажмите на половину кнопку спуска и перекомпонуйте кадр.
От качества объектива в немалой степени зависит качество снимка
Фильтры
Для объективов зеркальных камер существует большой выбор светофильтров. Их можно использовать для улучшения качества снимков или получения различных эффектов. Наиболее часто используется поляризационный фильтр. Защитный ультрафиолетовый фильтр поможет избежать пыли, пятен, капель влаги, царапин и защитит переднюю линзу объектива от внешних воздействий.
Бленда защитит от «паразитной засветки» – боковых лучей света, оставляющих на снимках засвеченные пятна
Используя различные фильтры, вы можете добиться очень большой выразительности на фотографии, оригинальных эффектов. Хотя и существуют всевозможные плагины для графических редакторов, используемые фильтры дают лучший эффект. Также очень полезно сразу приобрести бленду для объектива. Но нужно учесть, что объективы имеют разные диаметры резьбы, поэтому при покупке фильтра и бленды обращайте а это внимание.
Чистка матрицы
В зеркальной камере, в отличие от компактной, приходится чистить матрицу. Хотите вы или нет, но рано или поздно на матрицу попадает пыль, мелкие соринки. Насколько скоро это произойдет, зависит от частоты смены объективов, условий съемки. Матрицу можно чистить самому, соблюдая определенный ряд правил и инструкции, подробнее об этом вы можете прочитать здесь. Либо, если не чувствуете себя уверенно, отдайте фотокамеру в сервис-центр, доверив эту операцию профессионалам. Ведь поцарапав матрицу, вы лишитесь гарантийного ремонта камеры. Меняйте объективы по возможности быстро, не оставляя байонет надолго открытым. Менять объектив следует не дольше трех секунд. Если вы меняет на улице – встаньте спиной к ветру.
Сенсор камеры нужно периодически чистить, особенно если часто меняются объективы
Светочувствительность
Определите максимальную светочувствительность вашей камеры, при которой изображение еще сохраняет привлекательность. Максимально шумы проявляются при тусклом освещении, поэтому снимайте на значениях ISO, которые приемлемы по шумам. Кроме того, повышая светочувствительность, вы уменьшаете детализацию изображения. Если есть возможность, снимайте на низких значениях светочувствительности, чтобы изображение оставалось естественным и красивым.
Уход за камерой
Если компактную камеру можно таскать с собой в кармане, не задумываясь, то зеркалку следует носить в специальной сумке – кофре. А еще лучше предварительно поместить ее в целлофановый пакет – это позволит избежать попадания внутрь микрочастиц, которые неизбежно будут в сумке.
Ручные и автоматические режимы
Зеркальная камера больше предназначена для съемки в ручных режимах, именно тогда раскрывается весь заложенный в ней потенциал. Используя ручные настройки, вы получаете именно тот результат, который планировали. Ручной режим дает более предсказуемый и гарантированный результат. Для начинающих фотолюбителей в камерах встроено много автоматических режимов, и они обеспечивают неплохой результат. По мере освоения режима «авто» двигайтесь дальше – к сюжетным программам, а затем к приоритету выдержки и диафрагмы.
Чтобы полностью раскрыть возможности зеркалки, стоит пользоваться не автоматическим режимом, а хотя бы приоритетами выдержки и диафрагмы
Полностью ручной режим часто бывает нужнее, когда у вас есть время, когда вы можете точно выставить параметры и вам нужно получить качественный предсказуемый результат.
Ресурс затвора
Зеркальная камера имеет определенный ресурс срабатывания затвора. Это число зависит от многих факторов, в том числе и от частоты съемки в сериях. А также от качества материалов, используемых при изготовлении на заводе, от точности соблюдения технологического процесса. В среднем в камерах любительского класса затвор выдерживает 30-50 тыс. срабатываний. У полупрофессиональных камер, таких как Canon 30D, Nikon D70s заявленный производителем ресурс затвора 100 тыс. срабатываний. Но это не обязательно означает, что, отработав 100 тыс. снимков, камера сломается.
Цифры эти примерные и зависят от многих факторов: конкретной камеры, особенностей эксплуатации и просто элемента везения. При поломке вам обязаны заменить затвор по гарантии в сервис-центре. В случае если срок гарантии истек, а затвор вышел из строя, вы можете сменить его за дополнительную оплату. Стоимость замены затвора составляет примерно 150-200 долларов.
Внешняя вспышка предоставляет больше возможностей, чем встроенная
Вспышка
Изучите режимы работы встроенной вспышки, почитав инструкцию к камере. Научитесь правильно их применять, и вы получите лучший результат – об этом мы уже писали в статье "Практика: приручаем фотовспышку". Использование внешней вспышки даст вам более широкие возможности, более качественный результат. Но используйте только те, которые подходят вашей камере, совместимы и гарантируют корректную работу с вашей моделью камеры. Используя же старые вспышки, несовместимые и т.п. вы рискуете повредить камеру.
