・ボケの中に現れるごみは何？

レンズによっては玉ボケの中にゴミが映りこむことがあります。

拡大

これは何なのかというと、
レンズに入ったゴミなのですが、
特に、絞りより前にあるゴミです。

通常の撮影時にはほとんど気にならないのですが
背景が大きくボケるようなシーンでは
ボケの中にゴミが映るので気になってしまいます。
マクロレンズなど、ボケが大きくなるようなレンズでは気になりがち。

このゴミは自分で除去することが困難なので
気になる場合はメーカ窓口に持っていく必要があります。

この現象を逆に生かした撮影も実はできます。

玉ボケの中に桜の影。
下の図のように撮影しています。

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・パノラマ写真の撮り方(合成編)

前回(撮影編)

撮影した後は合成です。
複数の画像をつなぎ合わせて一つの画像にするのですが、
単純に並べるだけだと、境目などがきれいにできません。
なので、専用の画像処理ソフトを使います。

パノラマ画像をつなぎ合わせることをスティッチといいます。
画像処理ソフトの定番といえばフォトショップ。
フォトショップでもパノラマ合成機能があります。

ファイル→自動処理→Photomargeを選択
ここから合成処理に入ります。

その前に、きれいに合成するために、
RAW現像処理もしっかりやっておくことをお勧めします。
RAW現像処理では以下の点に注意。

・ホワイトバランスはすべての画像で揃える
　ホワイトバランスがそろっていないと、
　つなぎ目が目立ってしまいます。
　AWBだと各画像が微妙に違っていたりするので注意。
　
・露出をすべての画像で揃える
　露出も同様に、そろっていないとつなぎ目が目立ちます。
　撮影時にマニュアル露出で撮ればほとんど問題ありません。
　もし、そうでないならば、ヒストグラムを見て、なるべく近づくように
　露出を微調整します。
　
・レンズ収差補正を行っておく
　特に問題となるのが、周辺減光と歪曲収差。
　合成時にも補正ができますが、RAW現像時に補正しておいたほうが
　きれいに仕上がります。

さて、合成のほうの話に戻ります。
Photomargeを選択すると下のようなウィンドウが開きます。

参照ボタンを押して、合成する画像を選びます。

レイアウトは自動でも割としっかりできますが、
星空の合成だと、星が点光源で位置合わせが難しいので、
「円筒法」を選んでおくとよい。

下のほうにあるチェックボックスですが、
「周辺光量補正」をすると、色飽和が起こったりする場合があります。
RAW現像時にしっかりと補正しておけば問題ないので、
ここはチェックを外したほうが良い。

「歪曲収差の補正」もRAW現像時に補正していますが、
チェックを入れたほうが比較的つなぎ目がきれいになりそうです。

歪み補正オフ

歪み補正オン

「コンテンツに応じた～」は好みです。
後で長方形に切り出す際に、チェックしておいたほうが
切り出しやすいかも。

最後にOKボタンを押してしばらく待てば完成します。

フォトショップを持っていない方は
フリーのソフトでもパノラマ合成できます。

ICEというソフトが簡単に合成できました。

その他、合成ソフトをまとめたサイトを見つけたため
リンクを張っておきます。

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・パノラマ写真の撮り方(撮影編)

こういった天の川のパノラマ写真。
これは魚眼レンズで撮ったのではありません。
下のような複数の写真を組み合わせています。

最近のスマホだとスイングパノラマモードとして
簡単に撮れる機能もあったりします。
しかし、一眼でしっかりと撮ろうとするとけっこう大変。

○必要な道具

三脚(雲台が取り外せるもの)

レベリング架台

パンが可能な雲台

三脚はそれなりにまともなものを買えば問題ありません。
レベリング架台とは、水平を精密に出すための台です。

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アマゾンとかでも安いものが売っている。
あとは、パンが可能な雲台。
これも、2ハンドルタイプや、自由雲台でもパンノブがついていればOK。

○セッティング
三脚-レベリング架台-雲台
の順に取り付けます。

撮影場所が決まったら、レベリング架台でしっかりと水平を出します。最後に雲台にカメラをセット。
パノラマで撮影する起点と終点で
パンをさせてみて、カメラ内の水準器がどちらも水平になっていればOK。

ここで水平がちゃんと出ていないと、スティッチしたときに
下の写真のように水平線がグニャングニャになったり
合成時に破綻したりします。

次回、合成編

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・光害カットフィルターの効果はあと数年？

最近各社から発売されている光害カットフィルター。
星の写真を撮る際に、人工光をカットしてくれて、
星の光を通すとして人気です。

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このフィルターの仕組みとしては、
人工光でよく使われる
「ナトリウム灯」と「水銀灯」の波長の光だけ通さないというものです。

詳しい記事

しかし、最近では水銀灯は環境に良くないということで
製造や販売中止になってきています。
町の中にある街灯も水銀灯はほぼなくなってきました。

水銀灯(提灯ではなく、緑色の光)

オレンジの光のナトリウム灯はまだまだたくさんありますが、
今後どうなるかわかりません。

ナトリウム灯がなくなったら、現在売っている
光害カットフィルターは使えなくなってしまいます。

最近代わりに使われている光源はLEDです。

LEDの分光分布はこんな感じ。

LEDは特定の波長に輝線があるのではなく
連続スペクトルになっています。
青い部分にいちおう輝線がありますが、ここをカットしても
殆どの光はカットできません。
どちらかというと、星の光と似たような感じのスペクトルです。

そのため、LEDの光を通さないようなフィルターを作ると、
星の光まで通さなくなってしまいます。
なので、LED似対応した光害カットフィルターはおそらく作られないと思います。

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・ティール&オレンジの画像仕上げ

何年か前に、写真の画像仕上げとして、映画の仕上げをまねした
銀残し(ブリーチバイパス)がはやりました。

銀残しの仕上げの写真

最近だとハリウッド映画で
ちょっと前から流行っている画像仕上げ(グレーディング)に
ティールオレンジというものがあります。

ティールオレンジの写真

ティールとは鴨の羽色で青緑っぽい色です。
オレンジはそのままオレンジ色。

この二つの色は互いに補色(反対の色)になっています。

反対の色を用いることで、色のコントラストが生じることで
独特の色味の絵にすることができます。
もっとも簡単にこういった絵柄にするには、
トーンカーブでRとBをいじります。

図のように、赤は暗部は下げて明部は上げる
青は暗部は上げて、明部は下げる。

これだけで多少それっぽくなります。
元

トーン変更後

そのほかにも、いろいろ細かく調整した
PhotoshopのCameraRAWのプリセットを作りました。

ダウンロード - e38386e382a3e383bce383abe382aae383ace383b3e382b8.xmp

このプリセットを適用

RAW現像時やcameraRAWフィルタで使用することができます。

元画像

ティールオレンジ

元画像

ティールオレンジ

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・ジェルトロンのパットで重み軽減

写真撮影に出かけると、荷物がどうしても増えがちです。
三脚、レンズ、その他アクセサリ、、などなどでかなり重くなる。
重い荷物を持っているときに負荷を分散する道具が
ショルダーパッドです。

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ジェルトロンのパットはまあまあのお値段がするのですが、
かなり効果がありました。

普段機材を持ち歩いているときは、
少しでも立ち止まるときがあると
「カバンを下ろしたい」となるのですが、
このパットを付けて一日中歩き回っても、
思ったより平気でした。

肩に来る負荷をかなり軽減してくれます。

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・SAMYANGの20mmF1.8を確認

私の持っているペンタックスフルサイズ用レンズは
28mmの次が12mmと、超広角になり
その間がなくて、使いづらいことがありました。
そこで、フィルターも付けられる径で比較的安価な
サムヤンの20mmを購入しました。

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本当はツァイスの21mmが欲しかったが
中古市場にも全然出てこない…。

早速描写をチェックしました。

まずは遠景で解像度をチェック。

絞り解放
 

中心部分拡大

開放での解像度はそれほど高くなく、
点光源の部分に中心付近なのにコマフレアのようなものが出ています。
さすがに最近のでかくて重い、
解放からキレキレのレンズのようにはいきません。
また、ペンタックスでは絞りリングでAポジションを使うことで
自動露出になりますが、開放の時はF1.7と認識されるので
1/3段弱暗く映ってしまうので注意。

絞り解放での四隅

周辺になるとサジタルコマ収差が少し出ています。
サムヤンの14mmは非常に優秀だったのに比べると
少し残念。
また、この個体は若干右下と右上が流れているので、
右側が片ボケ。

F4(約2段絞り)

中心部分拡大

F4まで絞れば光源のフレアっぽさは消えて解像感が高まります。

F4.0での四隅

右側がやはり片ボケ。
ただ、絞ればコマ収差はほぼ気にならなくなります。
倍率色収差は若干気になるが、RAW現像時に補正すれば問題なし。

ディストーションはどんな感じか。

最近の超広角レンズはゼロディストーションとか謳っているのが多いので
そういったレンズに慣れていると、ディストーションが気になります。
タル型のディストーションが発生。
ただ、ディストーションも後処理で補正ができるので
そこまで目くじらを立てなくてもよいかもしれません。

周辺綱領落ちはどんな感じか。

F1.8開放

F2.8

F4.0

F5.6
 

F2.8まで絞ればあまり気になりませんが、
開放のF1.8では結構な周辺光量落ちがある。
このレンズが20mmという降格ながらF1.8の明るさで
フィルター径が77mmと小さいので、仕方ないかもしれない。
それよりはフィルターがつけられるほうが重要。

ボケ味

20mmという超広角ながら、F1.8という明るさ
最短撮影距離が20cmなので、背景がかなりぼかせます。
ボケも強い輪郭が生じたりせず比較的自然。

逆光耐性
日本メーカのレンズと中華・韓国製のレンズの一眼の違いは
コーティング技術の差です。
最近はレンズ設計はコンピュータのソフトで高性能なものが
作りやすくなっています。
しかし、コーティングはノウハウの塊なのでなかなかマネができません。
そのため、逆光耐性のところで差がでやすい。

矢印の部分に小さな緑の玉のゴーストが発生。
カッコの部分に薄い青い丸いゴーストが発生。
緑の玉のゴーストはそれほど気にならない。

夜景のシーンのように、点対称に現れる青いゴーストは
ちょっと気になるレベルかも知れない。

片ボケさえなければ、値段の割に明るいし
Kマウントとしては良いレンズかもしれない。
なんと言っても小さくて軽いのが良い。

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・彩度と自然な彩度の違い

フォトショップなどAdobeの製品で
彩度をコントロールする項目で
「彩度」と自然な彩度」の二つの項目があります。

一般的には「彩度」の項目は全体的に彩度を変更する、
「自然な彩度」は彩度の低い部分だけの彩度を上げて、
けばけばしくならないように彩度調整ができる、
と言われています。

実際にどのような振る舞いをしているか確認してみました。
元の画像は、マクベスチャートを電子データとして作成した疑似マクベス

この画像に対して、彩度+50と自然な彩度+50をしてみます。

彩度+50

 

自然な彩度+50

画像だけだとよくわからないので数値で見てみます。
a*b*平面上での各パッチの色。

座標の原点部分が無彩色、
外側に行くほど彩度が高くなります。
色空間として一般的によく使われる
YCbCrではなくL*a*b*空間を用いました。
これは、a*b*平面のほうが、
座標上の距離と人間の視覚で感じる色の違いが一致するためです。

図の見方は、赤の点が元のマクベスの色の24色をプロットしたもの。
青が、自然な彩度+50にした画像のパッチをプロットしたもの。
緑が彩度を+50をしたものです。

「彩度」を上げるとどの色も一律に赤点から外側に移動しています。
当然、もとから外側にいる点(彩度が高い色)は移動量も大きくなります。

「自然な彩度」の青いプロットの点を見ると、
点の移動がパッチごとに異なっています。
グラフ上の赤い丸で囲ったパッチは「彩度」と「自然な彩度」で
結果が大きく異なっているパッチです。

オレンジ-マゼンタ系の色は「自然な彩度」では
あまり変化がありません。
オレンジ-マゼンタ系の色は
肌色が含まれるので、この辺りは彩度を高めてしまうと
人物写真で不自然になってしまうので、変化させていないのだろう。

また、緑のパッチも「彩度」に比べて変化が少ない。
青系のパッチは「彩度」も「自然な彩度」も同様に変化しています。

次のグラフは輝度を表したものです。

赤矢印は前述のa*b*平面グラフで赤丸で囲った色です。

青矢印は「自然な彩度」を+50したら輝度が下がった部分です。
彩度を上げたり下げたりしても、輝度は変化しないはずですが、
「自然な彩度」を上げると、青系の色の輝度が下がっています。
おそらく、輝度をあえて下げることで、色が濃くなったように見せて
彩度が上がったかのような効果を出しているのだろう。

このように「自然な彩度」では
色相ごとに彩度の変化を変えたり、輝度も変えたりして
かなり複雑なことをやっています。

ところで、色というものは
同じ色相でも、輝度が異なるとかなり違った色に見えます。
なので、「自然な彩度」でも輝度ごとに
異なった処理を行っているかもしれない。
疑似マクベスの輝度を上げた画像と下げた画像を用いて
動きを確認。

輝度アップした疑似マクベス

輝度アップした疑似マクベス　彩度+50

輝度アップした疑似マクベス　自然な彩度+50

a*b*平面で見てみます

高輝度では「彩度」を上げると
彩度の上り幅が大きい(グラフ上でかなり外側に点が移動する)
しかし、「自然な彩度」では赤丸で囲った部分は
彩度の上り幅がそれほど大きくありません。
輝度が高くても彩度が一気に上がることを防ぐような処理になっている。
特に肌色は輝度が高くても彩度が上がらないように気を配られています。

輝度のグラフ

やはり、青-マゼンタ系の色は輝度を落として
濃く見せるような処理になっている。

輝度ダウンした疑似マクベス

輝度ダウンした疑似マクベス　彩度+50

輝度ダウンした疑似マクベス　自然な彩度+50

a*b*平面で見てみます

輝度ダウンをした画像では
「彩度」も「自然な彩度」もどちらも
大きく外側に広がることがありません。

これは、低輝度かつ高彩度な色がないためです。
下のリンク先は、L*a*b*空間を3Dで示した図です。

WikipediaのL*a*b*の図

これを見ると、下のほうの低輝度部分では
細くなっていて、彩度の広がる幅に制限があるのがわかる。

「自然な彩度」では「彩度」よりも
さらに広がる幅が減っていて、
低輝度領域では彩度をほとんど上げない処理をしてる模様。
「彩度」を上げたときに色相が回ってしまっているのは、
表現の幅の端に当てついて、色が回ってしまったのだと考えられます。

「自然な彩度」では色相の回転はあまり起こらない。

輝度のグラフも載せておきます

結果：
「彩度」の項目は単純にマトリクス演算で彩度を上げているだけ。
「自然な彩度」では3DLUTなどを用いて
どの輝度でどの色相をどのような色に変えるのか、
画像処理技術者がかなりチューニングを行っているものと考えられます。

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・RGBからYCbCrへ変換する際の注意

デジタルデータ上では様々な色空間があります。
よく使われるRGBとYCbCrの二つの空間の色変換について
注意点を記載します。

・RGB2YCbCr
(Red,Green,Blue)の光の三原色の色空間を
YCbCrは輝度と色差を表す色空間に変換する際には
注意することがあります。

以前の記事

BT.601という規格で定められているYCbCrと
BT.709という規格で定めだれているYCbCrが違うため。

BT.601　BT.709の記事はこちら

BT.601の時の色域はNTSC。
RGB,YCｂCrどちらも規定されていますが、
取りうる値が
(R,G,B) は16-235
(Y,Cb,Cr) = (16-235 , 16-240 , 16-240)になっている。
このように、最小値が16で、最大値が255より小さい値域になっているとき
リミテッドレンジと呼ばれたりしています。
(リミテッド=限定された、制限されたというような意味)

この時の変換式
 

逆変換

BT.709の色域はsRGBで、値域は
(R,G,B) は16-235
(Y,Cb,Cr) = (0-255 , 0-255 ,0-255)です。
リミテッドレンジに対して、フルレンジと呼ばれます。

この時の変換式

逆変換

RGBtoYCbCr変換式は、ガンマや色域、白色点は変わりません。
なので、sRGBの色域の画像ならば、
RGBだろうが、YCbCrだろうがsRGBの色域になります。
計算上、扱う単位が変わるだけです。

色域の図

また、RGBtoYUVはガンマ後の値で計算するのが普通です。

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・XYZ色空間とは

コンピュータ上で画像を扱うには
色を数値化する必要があります。
しかし、色というものは人間の知覚によるもので
その人の生態的な特徴や、育った環境、画像を見ている環境などによって
どのように認知されるかはバラバラです。

人間の知覚と色の記事

こういった不確定要素の多いものを数値化するのは困難です。
色を数値化するために、等色実験という実験が行われ、
人間の色の感覚を関数としてあらわされました。
これは人間の目にある色を感じ取る3つの細胞の特性を表したものです。

この3つの細胞(光の三原色を表す)によって規定された色空間が
XYZ色空間です。
このXYZ色空間は、そのほかのRGBやYCbCr色空間の基準になるため
一度、XYZ色空間に変換すると、色空間変換の計算がやりやすくなります。

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