・画像重ね合わせによるノイズ低減処理

暗いところなどでISO感度を上げて撮影すると
画像にノイズが多く乗ります。

ISO 20000

 

ノイズが増えても、ノイズ処理の技術が上がっているため
ディティールをつぶさずにきれいにノイズだけを除去することが
出来るようになりました。

左：Pentax K-7現像(2010年)　右：PhotoshopCC2018で現像

ここまでは、一枚の画像でのノイズ低減の話です。

スマホのカメラでは、一枚画像でのノイズ低減に
限界があるため複数の画像を用いることがあります。
また、天体の世界ではノイズを非常に嫌うので
数十枚の画像を重ねてノイズを除去する手法も用いられています。

なぜ複数枚の画像を合成するとノイズが少なくなるのか。
意図的にランダムノイズを加えた画像を4枚用意しました。

4枚を平均化するとこうなります。

ランダムに発生しているノイズは重ねることで
平均化されて、ノイズ成分としては少なくなります。

実際のシーンでのISO25600の画像4枚を重ねてみた。
一枚

4枚

拡大

左：1枚　右：4枚平均

原理的には4枚重ねるとISO感度でいうと1段分良くなります。

2枚だと1/√2段

ISO12800

ISO25600×4枚

左：ISO12800　右：ISO25600x4

16枚重ねてみた。

左：ISO25600　右：ISO25600x16

最近のスマホでは、暗い場所だと
一枚撮影に見えて12枚ほど連写したのを重ねてたりします。

重ねれば重ねたほうがいいじゃん、と思いがちですが、

重ねると動きのある被写体だと正しく合成できなかったり、

手ブレの影響を受けたり、撮影時間が長くなったり、

画像処理時間が長くなるなど、デメリットもあります。

また、マイナス側のノイズはないため、
暗部はノイズが蓄積されることで、黒浮きが発生します。

上記の16枚重ねた画像も、撮影中の微妙なブレが蓄積されて

ディティールが少し失われてしまっています。

また、スマホではRAW撮影できる機能が出てきていますが、

RAWから作った画像(1枚撮影)と、

通常のカメラアプリでの撮影(複数枚重ね)では画質が全く違ったりします。

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・シフトレンズで花火を撮影

前に花火大会ではシフトレンズが良い、
という記事を書きました。

シフトマウントアダプタによって
本格的にシフト撮影ができるようになったので
二子玉川の花火大会で試してみました。
今回は比較のために、ほぼ焦点距離が同じレンズで
シフト有と無しで撮影しました。

シフト有

シフト無し

シフトすることで、上の方に上がる花火を大きく写すことが出来ますが、
今回のシフト量だと、逆に下の方の花火が小さくなりすぎたり、
花火の円形が崩れたりして失敗してしまいました。

シフトあり

シフト無し

やはりシフトが生きるのは、
近くでワイドスターマインを撮影するときくらいかもしれない。
また、上の方で上がる花火がいびつにならないように
シフト量をもっとコントロールする必要がある。

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・日光に行ってきました2018

去年と同様、夜に奥日光に入り、日の出を撮影して帰ってきました。

まずは戦場ヶ原で星撮影

DA10-17mm fisheye

Irix 11mm

今年は月が無い夜でしたが、雲が割とあり

広角で撮ると雲が映り込んでしまう。

そのあと、

ちょっと戻り、竜頭の滝正面で滝と星を撮影。
他に撮影している人がわずかだったので、
声掛けをし、ライトアップをしました。

Laowa12mmZero-D + H&YハーフNDフィルタ

2:30には撤退し、去年存在を知った
マイカー規制がされている小田代ヶ原へ。
始発のバスが4:30発ですが、3:30にはもう大勢並んでいます。
みんなごつい三脚を持っている。

DA16-85mm + Kani 0.6リバースハーフND

小田代ヶ原の夜明け

大雨などで数年に一度しか誕生しないという小田代湖ができていました。
先の台風によるものだという。

DA16-85mm + Kani 1.2リバースハーフND

シンボルとなっている貴婦人と呼ばれる白樺の木。

DA16-85mm + Kani 0.6リバースハーフND

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・シフト可能なマウントアダプターとレンズ

ミラーレスカメラが世に出てから、
マウントアダプターを介して様々な一眼レフのレンズが
付けられるようになりました。
しかも、ただ単につけられるだけでなく
フランジバックの差分のスペースを利用して
ティルトやシフトができるマウントアダプターもあります。

シフトレンズを買おうか迷ったのですが、
ペンタックスのKマウントではSamyangから出ている一種類のみで
価格も8万ほどします(これでもキヤノンなどの純正よりはるかに安い)

	SAMYANG 交換レンズ T-S 24mm F3.5 ED AS UMC TILT-SHIFT フルサイズ対応【ペンタックスKマウント】 価格：89488円（税込、送料無料) (2018/10/5時点) 楽天で購入

私の場合、使うシーンは花火撮影位なので
あまり高価なものを買うのには気が引ける。

そこで購入したのがKiponから発売されている
Kマウント⇒Xマウントアダプター

	KIPON マウントアダプター SHIFT P/K-FX【ボディ側：富士フイルムX/レンズ側：ペンタックスK】 価格：16750円（税込、送料無料) (2018/10/5時点) 楽天で購入

富士フイルムのXマウントはAPS-Cサイズなので
フルフレーム用レンズを用いれば、
シフトしてもイメージサークルに余裕があります。

富士フイルムのカメラボディは持っていなかったので
ヤフオクで格安で入手しました。

外装がボロボロになっている。
撮影機能自体は問題ないのでよしとする。

普通に撮影

シフトさせて撮影

ちょっとやりすぎ感がありますが…。
上記の撮影ではLaowaの12mmを用いています。

	【送料無料】LAOWA交換レンズ 12mm F2.8 Zero-D【ペンタックスKマウント】 価格：147009円（税込、送料無料) (2018/10/5時点) 楽天で購入

このK-Xマウントアダプタを用いてシフト撮影する際に
用いるレンズの注意点。

・絞りリングがある
　絞りリングが無いとF値をコントロールすることが出来ません。
　無理やりやる方法もありますが…

・フルフレームのイメージサークルを持っている
・フルフレーム撮影時に周辺画質が良い
　シフトではイメージサークルの外側を使用するので周辺画質が重要になります。

・歪曲収差が少ない
　せっかくシフトして形を整えるのに、歪曲収差があると曲がってしまいます。
　さらにイメージサークルの端を使うため、不自然な曲がり方になり、
　後で補正するのも困難です。

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・AIによるカメラの進化

最近、様々なところで
AIというワードを聞くようになりました。
現在は第三次AI(人工知能)ブームなのです。

そもそもAIとは何なのかというと、
ディープラーニング(以下DLと記載)のことで、

あるデータを入力→(DLによる処理)→あるデータを出力

このフローが現状で流行っているAIと言われているもののほとんどです。

DLは人間の脳のニューロンの構造を模した学習形式です。
学習ということなので、
予め大量のデータをインプットしておき、法則性なりを学びます。
この法則性に従って新規のデータを入力すると、いい感じの出力がされる。

DLの処理は基本的にはブラックボックスです。
なんでそういう出力になるのかがわからない。

カメラの世界では入力データは画像(写真)です。
では出力はどうなるのかというと、必ずしも画像ではありません。
たとえば、シーンの認識結果とか。

高精度にシーンを認識することによって、

それぞれのシーンに応じた最適な画像処理をすることが出来ます。

また、AFにDLを応用すると、
入力画像から、フォーカスを合わせたい被写体を認識して
AFを追従させることもできたりします。

たとえば鳥や飛行機などの追尾AFとか。

カワセミが簡単に撮れる。

DLを写真で応用するときに開発が大変な部分は
大量の学習用画像を用意することです。
たとえば、顔認識の為には数万枚の顔画像と
顔っぽいけど顔じゃない画像を用意しなければいけない。
しかも顔だと、プライバシー的にいろいろめんどくさい。

また、使い方にもよりますが、画像にタグを付けるのも大変です。
インスタ映え度を算出してくれるアプリ(別サイト)がありますが、
これは15000枚の画像に点数付けをして学習させています。

とはいえ、被写体に応じた局所的なデモザイクを行うなど
画像処理の根本の部分でもDLを活用することで
今後のカメラ画質が劇的に向上する可能性もあります。

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・大口径ショートフランジバックとレンズ設計の自由度

ここ最近キヤノン・ニコンから発表された
フルサイズミラーレス規格。

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先んじて発売していたフルサイズミラーレスのソニーとの
大きな違いはマウントの口径です。

中央がソニーEマウント、
左がキヤノンRFマウント
右がニコンZマウント

ソニーのEマウントはもともとAPS-Cサイズのセンサを
ターゲットに作られたためマウント径が小さいのですが、
キヤノン・ニコンの新しいミラーレスマウントは
最初からフルフレームをターゲットにしているため大きい。

マウント径を大きくするメリットと
ショートフランジバックのメリットを簡単に記載します。

・ショートフランジバックのメリット


フランジバックとはマウント面からセンサ面までの距離です。
一眼レフでは構造的にミラーを入れる分のスペースが必要で
そのため、フランジバックが長くなっていました。
フランジバックが長いと困るのが焦点距離の短いレンズ。
一眼レフのフランジバックはだいたい40mm-50mmなので、
それよりも焦点距離の短いレンズ（広角レンズ)を
設計しようとすると工夫が必要になります。
その設計がレトロフォーカスタイプです。

ただ、レトロフォーカスタイプでは
負のパワーを持ったレンズが前群に偏るので収差が大きくなりがち。

つまり、フランジバックの短いマウントでは
広角レンズを設計する際に有利になります。
(高価な硝材や多数のレンズを用いなくても性能が出せる)

・大口径マウントのメリット
マウント径が大きくなると有利な点として第一に
明るいレンズが作れるということです。
F1.0などのものすごく明るいレンズは
FマウントやKマウントではマウントで光束がけられてしまいます。
そのため、そもそも作ることができませんでした。
また、マウント内にある電子接点でも光束が蹴られるので
AFでのF1.2レンズも作れませんでした。

新しいミラーレスのマウントは大口径なので
すでに明るいレンズも発表されています。

ニコン
58mm f/0.95 S Noct
50mm f/1.2 S
キヤノン
RF50mm F1.2 L USM

また、マウント径を大きくメリットとして
後玉を大きくしやすくなるためテレセン性を確保しやすくなります。

テレセン性が高いレンズであれば、周辺画質や
IRカットフィルタによる色シェーディングを抑えることもできます。

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・花火のRAW現像方法3

１：RAW現像を前提とした花火の撮り方
２：花火のみの場合のRAW現像
３：花火と風景を一緒に撮る場合のRAW現像

今回は具体的なRAW現像についてです。
使用するソフトはAdobeCameraRAW(Lightroom)で説明します

３：花火と風景を一緒に撮る場合のRAW現像

撮って出しの画像

白とびしないように、通常花火撮影時と同じように
アンダーで撮影しています。

RAWのファイルをPhotoshopで開くとCameraRAWが立ち上がります。

やはり、最初に露出関係の項目を調整します。

白レベルを下げて、白とび部分を減らします。
(以前のCameraRAWでいう、白とび軽減と同じ)

明るさ関係を調整した後は、
明瞭度を上げて、画像全体をしゃっきりさせます。

ただ、今回の花火写真では風に流された花火の煙が写っているので、

この煙まで明瞭になってしまいます。

煙を目立たなくするために、かすみの除去をおこないます。

このあたりの調整は、実際に画像を見ながら
どの程度が適切かを自分で判断する必要があります。

明瞭度とかすみの除去の調整で
画像全体のコントラスト感が若干変わってしまうため、
最後に、トーンカーブで微調整を行います。

この微調整では、暗部-中間調までを少し持ち上げて
建物やレインボーブリッジを少し明るくしつつ、
煙の部分はあまり持ち上がらないようにしています。

彩度とホワイトバランスを調整します。
自然な彩度をがっつりあげて、赤青緑の千輪の花火部分が
鮮やかになるようにしています。
しかし、彩度を上げたことによって橋の部分のグリーンも
かなり強調されてしまいました。

これだと橋の主張が強すぎるので、
色相別のコントロールタブ部分で
グリーンとアクアの彩度を下げます。

橋の色がかなり落ち着きました。

さらにここで、花火の千輪の部分を強調したいので
円形フィルターで花火の部分を囲って
この部分のみ、彩度とホワイトバランス、明瞭度・かすみの除去を調整します。

花火部分がくっきりしました。
この花火の部分を拡大してみます。

赤青緑の三色の花火で、青の花火は輝度が低く
暗く見えがちなので、色相別コントロールタブで

ブルー・パープルの輝度を上げておきます。

最後に画面フィット表示で全体を確認。
空がグレーすぎる気がするので、
段階フィルターを用いて、空の部分だけ
ホワイトバランスを少し青よりにします。

このままでは、橋や花火まで青被りしてしまうので、
右下にある「範囲マスク」で輝度を選択し
空の暗い部分にのみ適用されるようにします。

完成！

(ノイズ処理などは前回と同じようにやります)

RAW現像前

RAW現像後

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・花火のRAW現像方法2

１：RAW現像を前提とした花火の撮り方
２：花火のみの場合のRAW現像
３：花火と風景を一緒に撮る場合のRAW現像

今回は具体的なRAW現像についてです。
使用するソフトはAdobeCameraRAW(Lightroom)で説明します

２：花火のみの場合のRAW現像

撮って出しの画像
写真

白とびしないように、アンダーで撮影しています。
そのため、撮って出しのjpegでは暗い状態。

RAWのファイルをPhotoshopで開くとCameraRAWが立ち上がります。

Webに写真を載せる場合は、画像下のAdobeRGBのところをsRGBに変更しておきます。
(Webで他の人に見せる場合、AdobeRGBだと正しい色で表示されないことがある)

さて、RAW現像をする際は、
もともとの画像をアンダーで撮影しているため、
適正な明るさに持ち上げる必要があります。
一番最初に
「露光量」を上げることで全体を明るくします。
そのあと、白レベル、黒レベル、ハイライト、シャドウを
微調整して全体のトーンを整えます。

各項目が、ヒストグラム上でどの領域を変更しているのかは
ウィンドウのみぎうえのヒストグラムに
マウスポインタを持っていけば分かります。
この上の図では露光量の部分を示している。

明るさ関係を調整した後は、
明瞭度・かすみの除去でローカルコントラストを上げます。
これによってしゃっきりした絵になります。
また、彩度・ホワイトバランスも好みによって調整します。

この際、明瞭度を上げすぎると花火の線が太くなりがちなので注意。
また、彩度は「自然な彩度」だけをいじり、「彩度」の項目は
上げないようにするのがコツです。

次に画像を等倍拡大して、シャープネス・ノイズ処理を行います。

シャープネスの項目の詳細はこちら。

花火撮影時は若干長秒撮影になるし、
長秒時NRはOFFにすることが多いので、
インパルスノイズが乗りがちです。

インパルス的なノイズは除去しずらいので
ノイズリダクションをかなり強めにかけなければいけませんが
あまりにも強くかけるとディティールが失われるので、
等倍拡大画像を見ながら調整していく必要があります。

次にレンズ補正を行います。
倍率色収差や歪曲収差を取ります。

基本的にレンズプロファイルが自動的に読み込まれるので
チェックボタンを押せばよい。
レンズプロファイルがAdobeに提供されていないような
マニアックなレンズの場合は、手動で行う必要があります。
(ここでは割愛)

ここまで来たら改めて全体を見てみます。

この画像では、花火がピンクなので、
ホワイトバランスの色偏差の項目をグリーン寄りにしています。
そのため、花火の背景の空や、画像下の人々が
若干緑被りしているのが気になります。
ここを補正したい。

明暗別色補正の項目で
シャドー部をグリーンの補色のマゼンタに少し色を付ければよい。

最後の仕上げとして、段階フィルターで
下の方の花火観覧者を少し明るくしました。

これにより、花火だけでなく、見ている人々も副題として
主張されるようになります。

RAW現像前

RAW現像後

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・花火のRAW現像方法１

ここ最近は花火大会が
酷暑やゲリラ豪雨の影響で
秋に行われることも多くなっています。
秋の花火大会に向けて、
花火のRAW現像について記載しておきます。

１：RAW現像を前提とした花火の撮り方
２：花火のみの場合のRAW現像
３：花火と風景を一緒に撮る場合のRAW現像

１：RAW現像を前提とした花火の撮り方

基本的な花火の撮り方は以前の記事を参考にしてください。
花火の撮り方

花火をアップで撮るコツ

初心者向け花火の撮り方資料

RAW撮影を前提とした花火の撮り方も、
基本的には通常の花火の撮影と同じです。
花火に対して風下にならないようにする、白とびしないようにする、等。
風向きはWindy.comで調べるのが良いです。

ただし、RAW現像を前提にする場合は、
なるべくアンダーに撮影しておいた方が失敗が少ない。

適正露出での撮影がもちろん最適ですが、
白とびしてしまった場合はいくらRAW現像といえど、救えないので。

アンダーで撮影し、RAW現像でシャドーを持ち上げるので
ゴーストが発生していると思った以上に目立ちます。
レンズゴーストはできる限り抑えることも必要です。
そのためには、レンズ保護フィルターは外す、
フードを付ける、
余計な光が入らないような場所で撮影する等。

画像右の投光器によってゴーストが発生してしまっている。

また、花火の種類にも注意が必要です。
花火には暗い花火と明るい花火があります。
暗い花火をそのままアンダーで撮影してしまうと
暗すぎて、RAW現像時に持ち上げると非常にノイジーになってしまいます。

 

暗い花火の代表的なものとしては、和花火、濃い青の花火等。
撮影前に判断するためにはある程度の経験や
花火プログラムを覚えることが必要になります。

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・都市風景の魅力

風景写真というと、ネイチャー系が思い浮かびますが
都市風景にも魅力がたくさんあります。
都市風景には変化が無い、ネイチャーは季節で変化する、
という意見もありますが、実は都市風景も
その時しか撮れないという事も多々ある。

DFA★50mm + KaniリバースハーフND1.2 + ND1000使用

これは新市場近くで撮影した写真ですが、
対岸で東京タワーの下の方まで見えるのはこの場所だけです。
(別の場所だとビルに隠れてしまう)

しかし、数年後には新しいビルが建ったり
この撮影場所に入れなくなったりして
同じ写真が二度と撮れない可能性もあります。

特に最近の東京ではオリンピックに向けて
建設ラッシュが続いているので
都市風景も常に変化しています。
気づいたら全く違う景色になっているという事もあります。

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