За что отвечает диафрагма при съемке
7 приемов для правильной настройки диафрагмы фотоаппарата
Диафрагма — темная лошадка для новичков в фотографии. Многие из них путаются в значениях и не понимают, что конкретно из-за них меняется («f/1.4 или f/5.6 — какая вообще разница??»). В этой статье мы объясним, не углубляясь в сложные технические аспекты, как работает диафрагма, а также расскажем о нескольких интересных приемах ее использования.
Что такое диафрагма: простыми словами о сложном
Чтобы было легче ориентироваться при выставлении параметра, про техническое устройство диафрагмы достаточно знать лишь, что это отверстие в объективе, пропускающее свет на матрицу. Диафрагма работает подобно человеческому глазу: когда мы рассматриваем что-нибудь в темноте, наши зрачки расширяются, а на свету они сужаются.
К примеру, диафрагма f/1.4 гораздо больше f/8. Это немного неудобно, но есть одно элементарное объяснение, которое сделает показатель более понятным. Представьте, например, что f/10 — это доля от чего-то целого (как 1/10). Получается, что при выставлении диафрагмы f/10 отверстие в объективе будет меньше, чем при f/2 (ведь 1/10 часть круга намного меньше, чем 1/2).
Со значениями диафрагмы разобрались, поэтому можно переходить к приемам ее использования на практике.
1. Экспозиция, выдержка и диафрагма — как настроить
Регулирование диафрагмы приводит к изменению экспозиции. Чем шире раздвинуты лепестки объектива, тем больше открыто светопропускающее отверстие в нем и тем сильнее будет экспонирована матрица. В результате мы получаем более светлый кадр. Попробуйте это на практике, сделав серию снимков одного и того же объекта с идентичным освещением, меняя только диафрагму (выдержку и светочувствительность не трогайте). При этом вы увидите, как с меньшими значениями диафрагмы получаются более светлые фотографии.
Соответственно, чем шире открыта диафрагма, тем меньше должна быть выдержка для достижения правильной экспозиции. Также необходимо подбирать светочувствительность (значение ISO), хотя для недорогих объективов всегда действует правило: чем она ниже, тем меньше зернистости и шумов на снимке. Лучше не выставлять ISO выше 200–400 единиц. С профессиональными объективами можно работать на более высоких значениях без заметного ухудшения качества.
Таким образом, экспозиция регулируется диафрагмой, хотя это ее не главное предназначение. Основное свойство диафрагмы заключается в изменении глубины резкости, или ГРИП.
2. ГРИП и диафрагма объектива фотоаппарата — как добиться нужного размытия
Глубина резкости (ГРИП) определяет зоны резкости и размытия от переднего плана к заднему. Вы ведь видели портреты, на которых фон полностью размыт? Все они сняты при малой глубине резкости (или обработаны в графическом редакторе, но это отдельная история). Когда на снимке четко видны и передний и задний план, значит, фото делали с высоким значением ГРИП.
Чтобы добиться эффекта боке, когда главный объект резкий, а фон не в фокусе, нужно открыть диафрагму настолько широко, насколько возможно для объектива. Особенно это уместно при портретной съемке, когда нужно «размыть» все окружение и сосредоточить внимание на главном герое.
Но есть и обратные ситуации, когда требуется маленькая диафрагма (напоминаем, это высокие значения). Например, она необходима при съемке архитектурных объектов или пейзажей. Об этом мы еще поговорим далее.
3. Значение диафрагмы в фотоаппарате при съемке движущихся объектов
С помощью изменения диафрагмы можно «замораживать» или «размывать» движение, в зависимости от ситуации и идеи снимка. Открывается отверстие в объективе — на матрицу попадает больше света. В результате камера, чтобы сохранить прежнюю экспозицию, укорачивает выдержку. Это дает возможность фотографировать быстро перемещающиеся объекты с максимальной детализацией. Такой прием создает интересный эффект, будто движущиеся объекты в камере статичны. Хотя он не всегда уместен, так как не способен подчеркнуть динамику.
Бывает и обратная ситуация, когда нужно «размыть» движение. В таком случае можно использовать прием съемки объекта с проводкой: вы фокусируетесь на предмете и ведете за ним камеру по направлению движения, а затем делаете снимок. При должной сноровке получаются очень динамичные кадры: основной объект резкий, а окружающий фон размыт. Диафрагму при этом необходимо закрыть, чтобы выдержка увеличилась.
4. Открытая диафрагма в фотоаппарате при слабом освещении
При съемке в условиях плохой освещенности возможность широко открыть диафрагму может быть очень полезна. Например, если вы фотографируете актеров во время спектакля в театре или ведете съемку в помещении с недостаточным освещением, диафрагму нужно будет выставить пониже.
Для таких ситуаций подходят светосильные объективы — от f/2.8 и ниже. Они буквально помогают камере видеть в темноте едва ли не лучше, чем человеческий глаз. С бюджетной фототехникой такого эффекта добиться не удастся. Например, диафрагма фотоаппарата Nikon или Canon в китовых объективах не опускается ниже f/3.5, поэтому снимать в затемненных условиях ими труднее, чем светосильными фиксами.
5. Как лучше установить в фотоаппарате диафрагму и выдержку для семейного репортажа или съемки детей
Если вы новичок и перед вами стоит задача фотографировать активных детей, можете отдать выставление диафрагмы автоматике. Дело в том, что при движении объектов в кадре более важную роль играет выдержка. Выставляйте ее так, чтобы изображение бегающих детей не смазывались на снимке (в среднем значение от 1/125 до 1/500 c).
Если все же хотите контролировать диафрагму вручную, добейтесь для начала такой глубины резкости, чтобы в нее «умещались» все действующие лица. Здесь важен опыт: например, новичку будет тяжело снимать активных детей на фикс-объектив с диафрагмой f/1.4 или f/1.8. А вот недорогой китовый подойдет для этого гораздо лучше: его глубины резкости окажется вполне достаточно (у него диафрагма колеблется от f/3.5 до f/5.6).
6. Какое значение диафрагмы цифрового фотоаппарата выбрать для пейзажной или архитектурной съемки
В этих ситуациях отталкиваемся от глубины резкости. Если нужен и передний и задний план, подбираем достаточную ГРИП, чтобы она охватила все ключевые элементы. В таком случае отверстие прикрываем до показателей f/11 – f/16. Если выставить еще ниже, может ухудшиться резкость.
Когда переднего плана нет, а объект от вас сильно удален, лучше не использовать самую широкую диафрагму. Вместо этого отрегулируйте экспозицию уменьшением ISO. Также добиться лучшего результата поможет штатив.
7. Режим портретной съемки в фотоаппарате и диафрагма, или как создать эффект боке с ее помощью
При работе с позирующей моделью можно спокойно «поиграть» с регулировками, таким образом подобрав наилучшие для эстетичного кадра. Чтобы получить красивый портрет, отделите объект съемки от фона с помощью минимальной глубины резкости и размытого заднего плана. Для этого на китовом объективе открываем диафрагму до предельных f/3.5. Если же у вас светосильный фикс-объектив, можно даже немного прикрыть диафрагму. Например, если он позволяет выставить f/1.4, вам может быть достаточно даже f/1.8. Так вы повысите детализацию и избавитесь от хроматических аберраций.
Основы фотографии: выдержка, диафрагма, ГРИП, светочувствительность
Введение
Часто люди приобретают цифровые зеркальные камеры в погоне за качеством снимков, но при этом не имеют представления о технических моментах съемки. В основном это касается тех, кто до зеркалки держал в руках исключительно компактные фотоаппараты и пользовался автоматическими режимами (которые, к слову, весьма продвинутые в современных камерах).
В результате у кого-то возникает разочарование в камере и фотографии в целом, а другие проявляют терпение и пытаются освоить премудрости фотографии, чтобы раскрыть весь потенциал камеры с полноценным (или почти полноценным) сенсором.
Изначально я планировал написать одну статью, но по ходу дела понял, что объем получается слишком большой и решил разбить ее на несколько частей. В этой главе рассмотрю такие понятия как выдержка, диафрагма, ГРИП и светочувствительность, как эти параметры влияют на результат съемки. На очереди статья про типы и параметры объективов, работу со вспышками и советы по съемке в различных условиях.
Экспозиция
Экспозиция — это величина засветки светочувствительного сенсора. Она формируется двумя параметрами — выдержкой и диафрагмой, — которые еще называют «экспопарой». Экспозиция должна быть такой величины, чтобы обеспечить необходимое количество света для формирования изображения на сенсоре с заданной светочувствительностью (которая обозначается ISO, например, ISO 100, ISO 800 и т.д.).
Чем больше значение светочувствительности матрицы, тем меньше должна быть экспозиция. В автоматических и полуавтоматических режимах работы, фотокамера производит вычисление экспозиции при помощи специального датчика и других параметров системы.
Для передачи всей световой картины сцены, необходимо, чтобы динамический диапазон (минимальная воспринимаемая яркость и максимальная) сенсора был больше диапазона снимаемой сцены. Если это невозможно, экспозицию выбирают исходя из того, чтобы правильно проработать самую важную часть кадра.
Рис. 1. Слева направо: недоэкспонирование, нормальная экспозиция, переэкспонирование
Выдержка
Выдержка — это время, на которое открывается затвор фотоаппарата для засветки сенсора. Затвор в полноценном его виде имеется не во всех аппаратах, в большинстве компактов и разного рода мобильниках его роль выполняет электроника — так называемый «электронный затвор», выдержка в этом случае определяется временем между обнулением матрицы и считыванием с нее информации. Бывают еще гибридные затворы.
Самый распространенный вид затвора — шторно-щелевой, в нем перемещаются две шторки. Во взведенном состоянии сенсор перекрыт первой шторкой. При спуске затвора, эта шторка открывает путь световому потоку. По окончании необходимого времени, просвет закрывается второй шторкой. Начиная с определенной выдержки, быстродействия затвора перестает хватать и засветка кадра начинает производиться щелью, образованной двумя шторками. Чем короче выдержка, тем меньше щель. Эта особенность порождает две проблемы: искажение быстро движущихся объектов и проблемы при работе со вспышкой.
Поскольку на коротких выдержках экспонирование (засветка) сенсора происходит неравномерно, выдержка при работе со вспышкой может достигать только той величины, при которой происходит полное открытие площади кадра в момент съемки. Эта величина называется выдержкой синхронизации со вспышкой. В принципе, возможна работа и на более короткой выдержке, при этом вспышка формирует серию световых импульсов, но мощность ее падает.
Диафрагма
Вообще говоря, диафрагма не является обязательным элементом фотоаппарата, поэтому в совсем простых мыльницах и мобильных телефонах она просто-напросто отсутствует. Эспопара в них — вовсе и не пара; она формируется одним единственным параметром — выдержкой электронного затвора.
Диафрагма в прямом понимании — это перегородка, ее значение обратно пропорционально количеству пропускаемого света и обозначается в виде дроби 1/k, где k — стандартные коэффициенты. На практике обычно указывают только знаменатель дроби. Например, если на объективе с относительным отверстием 2.8 мы установим диафрагму f/2.8, то это будет означать, что диафрагма на данном объективе будет полностью открыта и не будет участвовать в съемке.
Казалось бы, если оба этих параметра отвечают за одно и то же — количество света, попадающего на матрицу, — нельзя ли использовать один? Можно! Но диафрагма влияет на еще один очень важный параметр: глубину резко изображаемого пространства (или просто ГРИП).
Рис. 2. Работа диафрагмы
Давайте попробуем разобраться, на что влияет увеличение или уменьшение диафрагмы кроме количества пропускаемого света. Чем больше значение диафрагмы (меньше физическое отверстие), тем больше глубина резкости, то есть область точной фокусировки вокруг снимаемого объекта.
При открытой диафрагме происходит размытие заднего фона — этот эффект наиболее полезен в съемке портретов, чтобы акцентировать внимание на лице. С прикрытой же диафрагмой снимают пейзажи, в которых требуется резко отобразить всю площадь кадра.
Я не буду вдаваться в технические детали, приводить графики и формулы, достаточно запомнить несколько условий, влияющих на величину ГРИП:
1. Диафрагма. Чем больше ее значение (меньше физическое отверстие), тем больше ГРИП.
2. Фокусное расстояние объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше ГРИП.
3. Расстояние до объекта съемки. Чем ближе объект, тем меньше ГРИП.
Рис. 3. Диафрагма 2, выдержка 800
Рис. 4. Диафрагма 4, выдержка 200
Рис. 5. Диафрагма 8, выдержка 50
По картинкам ясно видно, что на открытой диафрагме глубина резкости меньше, чем на прикрытой. Еще обратите внимание на то, что для того чтобы значение экспозиции оставалось неизменным, приходится менять и второй параметр экспопары — выдержку (при изменении диафрагмы на два стопа, выдержка меняется в 4 раза).
КРОП-фактор
На хабре есть хорошая статья про кроп-фактор и то, как он влияет на ГРИП, рекомендую прочитать. Вкратце, величина КРОП-фактора означает во сколько раз площадь сенсора меньше стандартного 35-мм кадра.
Именно из-за маленького размера сенсора, у компактных цифровые фотоаппаратов добиться малой ГРИП практически невозможно, разве что при макросъемке. Поэтому фотографии с мыльниц выглядят менее объемными, особенно портреты. При этом на пейзажах порой разницу увидеть невозможно.
Светочувствительность и шумы
Пожалуй, самый горячо обсуждаемый в фотографических кругах вопрос — это шумы матрицы. Сенсор цифровой камеры состоит из множества маленьких датчиков — пикселей. Они преобразуют количество попадающего на них света в электрический сигнал.
Светочувствительность матрицы фотоаппарата можно рассматривать как коэффициент усиления этого электрического сигнала. Поскольку усилению подвергается не только полезный сигнал, но и собственный шум матрицы, увеличение чувствительности матрицы приводит к повышению уровня шумов. Шумы наиболее заметны на темных участках кадра из-за меньшего отношения сигнал/шум слабо освещенных пикселей.
На практике, всегда надо стремиться снимать при наименьшей возможной чувствительности из основного диапазона аппарата. Она будет ограничена освещенностью сцены и максимально возможной длительностью выдержки.
Чем больше площадь каждого отдельного пикселя, тем большее количество света попадает на него за единицу времени, физику не обманешь. Поэтому я не устаю объяснять людям, что они не правы, когда основным критерием выбора фотоаппарата является разрешение сенсора. На деле, увеличение разрешения матрицы при неизменном ее физическом размере скорее вредно! Это не более чем маркетинговый ход производителей фототехники.
Все современные цифровые фотоаппараты производят некоторую обработку изображения перед тем, как оно дойдет до пользователя, в том числе подавление шумов. При разумном использовании этой возможности, результат действительно становится лучше, но в условиях гонки мегапикселей, подобная обработка начинает вносить негативные последствия в результат съемки, что проявляется в «замыливании» картинки, отсутствии достаточной резкости и детализации.
Самый низкий уровень шумов на сегодняшний день обеспечивают камеры с полноразмерным сенсором (35 мм и более), и происходит это именно из-за большой площади пикселя.
Примеры использования выдержки для разных сюжетов
Рассмотрим несколько характерных случаев, при которых используются различные выдержки.
Рис. 6. Короткие выдержки применяются для съемки динамичных сцен, они позволяют как бы «заморозить» движение
Рис. 7. Длинные выдержки, наоборот, «размазывают» движение, что порой позволяет достигнуть интересного результата
В общем случае, если сюжет банален и не требует особых условий, при съемке с рук надо стараться, чтобы выдержка не была длиннее, чем 1/f (фокусное расстояние объектива). Например, для объектива 50 мм надо стараться использовать выдержки короче 1/50 с.
Многие современные объективы (и даже некоторые тушки) оснащаются стабилизаторами изображения, но мне, к сожалению, не приходилось их использовать, поэтому сказать насколько они эффективны не могу. Теоретически, данная возможность позволяет снимать на более длинных выдержках без появления характерного смаза изображения (в народе «шевеленка»).
Рис. 8. Смаз изображения при длинной выдержке
Что такое диафрагма?
Диафрагма – это просто. В двух словах, диафрагма — это устройство в объективе, которое дозирует количество света.
Устройство диафрагмы в объективе Nikon Nikkor 105mm 1:1.8 (AI-S)
Для большего понимания работы такого устройства приведу пример из жизни. Когда люди смотрят на солнце — они щурят глаза, то есть уменьшают щель, через которую проходит свет. Если бы люди не щурились, солнце бы сожгло своим сильным светом сетчатку глаза. Ночью нужно делать наоборот – открывать глаза пошире, чтобы захватить побольше света, при этом еще и расширяются зрачки. Глаза с большими зрачками имеют много животных, которым нужно хорошо видеть ночью.
Часто диафрагму называют еще ‘светосилой’ или ‘апертурой’ или ‘относительным отверстием’ или ‘числом F‘. Эти понятия сильно связаны между собой и для многих фотографов являются синонимами. Но среди них есть небольшие отличия, описанные ниже.
Относительное отверстие объектива – это отношение действующего отверстия объектива к фокусному расстоянию объектива. Величина обратная относительному отверстию называется диафрагменным числом или числом диафрагмы.
Относительное отверстие объектива численно выражается отношением или дробью. Например, возьмем объектив, у которого установлено относительное отверстие в 16 раз меньше его фокусного расстояния, в итоге относительное отверстие численно можно будет записать такими способами: 1:16 или f1/16 или f=1:16 или F 1:16 и т.д. Никакой особой разницы в записи нет и каждый фотограф всегда поймет о чем идет речь.
Если же взять число, обратное относительному отверстию, то мы получим число диафрагмы. Обычно именно под этим числом фотографы непосредственно понимают общий термин ‘диафрагма’. Если взять тот же объектив, у которого установлено относительное отверстие в 16 раз меньше его фокусного расстояния, то его число диафрагмы будет равно значению 16. А численно его можно будет записать такими способами: F16, F/16, 16 (такое ‘голое’ число диафрагмы указывается на корпусе объектива). Никакой особой разницы в записи нет.
Некоторые объективы имеют на своем корпусе кольцо, отвечающее за управление диафрагмой. На кольце обычно есть разметка, состоящая исключительно из чисел диафрагмы (показано на рисунке ниже). Практически все современные объективы такого кольца не имеют, а управления диафрагмой происходит за счет электроники и органов управления камерой.
Кольцо управления диафрагмой на объективе Nikon ED AF Nikkor 80-200mm 1:2.8D (MKII). С помощью кольца можно установить значения F/2.8, F/4, F/5.6, F/8, F/11, F/16, F/22.
Обычно понятие ‘светосила’ и ‘диафрагма’ являются синонимами, но на самом деле между ними существует определенная ризница. Так, диафрагма отвечает только за геометрическую светосилу (отношение линейных геометрических показателей). А за общую ‘настоящую светосилу’ объектива отвечает не только диафрагма, но и множество других факторов: оптическая схема объектива, процент отражения и пропускания света объективом, падение диафрагмового числа при фокусировке на разные дистанции, процент поглощения света фотофильтром и т.д. Детально про разницу между понятиями ‘диафрагма’ и ‘светосила’ найдете в разделе про ‘T-стопы‘.
Диафрагму иногда еще называют ‘Апертурой объектива’ (лат. ‘Apertura’ — ‘Отверстие’). Потому на многих камерах режим замера экспозиции с приоритетом диафрагмы называется ‘A‘ или ‘AV‘ – ‘Aperture Value’ – ‘Значение Апертуры’. Детально про этот режим описано в разделе ‘P, A(AV), S(TV), M‘.
Обратите внимание, что величина передней линзы объектива и, собственно, величина переднего светофильтра никакого прямого отношения к светосиле объектива не имеет. Разные объективы с одинаковым фокусным расстоянием и одинаковой максимальной диафрагмой могут иметь абсолютно разные диаметры своей передней линзы. Например, возьмем два объектива класса 50 mm F/1.4: Nikon AF Nikkor 50mm 1:1.4D и Sigma 50mm 1:1.4 DG HSM EX. У первого диаметр светофильтра крохотный – 52 мм, у второго огромный – 77 мм. Но их светосила (практически – максимальная диафрагма) будет одинаковой.
Какая она, диафрагма?
Под механической частью устройства диафрагмы понимают изменяющееся круглое отверстие в объективе. Обычно отверстие открывается и закрывается с помощью лепестков. Лепестки в таком случае называют лепестками диафрагмы, а саму диафрагму – ‘ирисовой’ (от английского ‘iris’ – ‘радужная оболочка глаза’). От количества и скругленности лепестков диафрагмы зависит то, на сколько будет формируемое отверстие круглым. Чем скругление отверстия диафрагмы сильней — тем лучше. Профессионалы часто диафрагму называют просто ‘дыркой‘, так как это действительного, своего рода дырка, которая изменяет свои размеры и дозирует количество света.
На что влияет диафрагма:
Влияние на ГРИП
Как оказалось, диафрагма влияет не только на количество света, но и на глубину резкости. Чем меньше число F — тем меньше и глубина резкости. Чем больше число F — тем больше глубина резкости. Это один из основных приемов в фотографии для управления точкой внимания на фото. Очень важно иметь возможность управлять ГРИП для портретов, где нужно акцентировать внимание именно на человеке. Макро фотографы прекрасно знают что такое ГРИП, им приходиться снимать на очень сильно закрытых диафрагмах, чтобы увеличить глубину резкости. Вообще, там где пишут про ГРИП, пишут и про размытый фон. Как лучше всего фотографировать с размытым фоном можете прочитать в моей статье — Фотографируем с Размытым Фоном.
Размытие заднего фона при разных значениях диафрагмы
Предварительный просмотр глубины резкости
Обычно современные камеры имеют возможность наводиться на резкость при полностью открытой диафрагме. Когда делается снимок, автоматика камеры закрывает диафрагму до установленного значения. Чтобы посмотреть как будет выглядеть изображения при закрытой диафрагме, иногда можно воспользоваться репетиром диафрагмы. Это позволяет без снимка посмотреть в видоискатель (оптический или электронный) как будет выглядеть картинка, когда камера закроет диафрагму. Можете почитать более детально про предварительный просмотр глубины резкости.
Диафрагмирование для улучшения картинки
Под диафрагмированием понимают просто изменения значения диафрагмы. С помощью управления диафрагмой можно добиться от объектива более резкого изображения. В основном, самое резкое изображение достигается где-то на средних значениях диафрагмы того или иного объектива. На самом большом значении диафрагмы объективы страдают хроматическими аберрациями и виньетированием. При закрытии диафрагмы ХА и виньетирование практически пропадают. На очень маленьких диафрагмах объективы страдают потерей резкости от дифракции. Также, при закрытии (уменьшении диафрагмы) повышается не только резкость, но и контраст снимка. Большая диафрагма позволяет проводить визирование через оптический видоискатель без особых проблем, так как объектив дает много света и через глазок хорошо видно весь кадр. Визировать с диафрагмой ниже F5.6 через оптический видоискатель можно только при хорошем освещении. Также, снимки с бОльшей диафрагмой могут казаться более яркими и насыщенными – такой эффект связан с более плавными переходами на снимках темных областей в светлые.
Боке и диафрагма связаны навек
Диафрагма очень сильно влияет на рисунок боке. Обычно наилучшее боке для объектива достигается на максимально открытой диафрагме. При этом само физическое отверстие максимально круглое. При закрытии диафрагмы лепестки диафрагмы вместо круга образуют разные многогранники. Эти многогранники отчетливо видно в зоне нерезкости. Очень часто такие многогранники называют гайками, шайбами и циркулярными пилами.
Так как в дешевых объективах присутствует малое количество лепестков диафрагмы, обычно не больше 5-6, то в зоне нерезкости появляются фигуры точь-в-точь напоминающие «гайки». Ценятся те объективы, которые на закрытых диафрагмах дают правильные круглые светящиеся пятна в зоне нерезкости, например, к ним можно отнести Nikon AF DC-Nikkor 105mm 1:2 D Defocus Image Control или Таир-11А 2,8/135. В новых объективах очень редко можно встретить большое количество лепестков диафрагмы, но сейчас делают более скругленные лепестки, которые даже при малом их количестве, дают круглое отверстие.
Ниже приведены мои фотографии, полученные с помощью разных фотоаппаратов и объективов и снятые на разных значениях числа F. Параметры съемки (EXIF) для каждой фотографии указаны в нижней строчке.