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2014年1月

2014年1月31日 (金)

・色飽和とは

デジタルの写真は0-255の256段階の値で表しています。
モノクロ写真は
0の黒から
255の白までの256段階しかありません。
そのためグラデーション部分などで
濃さが段になって変わってしまうことがあります。
デジタル写真の致命的な欠点です。

カラー写真も
赤256段階 緑256段階 青256段階
の計1677万色です。
これだけあれば十分な気がしますが、
赤、青、緑の強い被写体だと
問題になります。

例えば、バラとかハイビスカスとか
とても赤い花に光があたっている場合。
とても赤くてR=255になります。
これ以上の数値で赤は表現できないため
とても赤い花は赤で塗りつぶしたような
べったりとした画像になることがあります。
これが色飽和です。

_igp8124

また、赤い花の中に光があたって
白飛びしているような個所があったりすると更に問題です。

明るすぎて白飛びしてしまう所(R:G:B=255:255:255)
付近では問題になります。
R=255が変わらずに他の色が0から白飛びの255になる間の
グラデーションはどうなるか。

Photo2

赤い花なのに、黄色になる部分が出てきます。
また、マゼンタ色になることもあります。

_igp0696

_igp0169

空は不自然な水色に。

P1070021

葉っぱも黄色に。

_igp7855

グラデーションの図の中の色も
「色飽和」です。

特に、デジカメの設定で彩度を上げすぎていると
色飽和になりやすいので気をつけなければいけません。
色飽和になると、白飛びと同様に後から救うことができません。
色がうすい分には、後から彩度を上げて対応ができます。
花火、イルミネーションなんかでは色飽和がよくおこります。

赤青緑だけでなく
イエローやマゼンタ、シアンも色飽和しやすい被写体です。

2014年1月30日 (木)

・新しいカメラを買う前に

一眼に慣れてきて、レンズも何本か買った。
次はステップアップとして中級機かフルサイズだ!
その前に。

今使っているカメラにものすごい不満があるわけでなければ
周辺の道具からそろえた方がいいです。
不満の例:ISO1600までしか設定できない、連写が秒3コマで無理とか。

今回是非そろえておいた方がいいものを紹介します。
プロじゃないんだし…と思うものもあるかと思いますが
ひとつだけでもちゃんとしておくと役に立ちます。

・パソコン
デジタルカメラで写真を撮るなら
一番見るであろう環境はパソコンです。
古いパソコンで処理能力が遅かったりすると
それだけで時間がかかるしイライラしてしまいます。
編集作業なども処理が重いので速いパソコンの方がいいです。

おすすめはMacです。
処理能力は現行機種であればどれでも問題ありません。
なぜかというとOSレベルでICCプロファイルに対応しているためです。
そのため、プリンタの色とモニタの色合わせが簡単に行えます。
Windowsでは対応しているソフトウェアでなければ
正しい色が再現されません。
例えばadobeRGBで撮影された写真を開くと異常に鮮やかになってしまいます。
対応ソフトウェアで有名なものはフォトショップ、ファイアーフォックスです。

・パソコンのモニタ
写真を見る事が多いデバイスなのでとても重要です。
安いモニタだったりすると色が正しく再現されなかったり
諧調がおかしなことになります。
また、ノートパソコンだとやけに液晶が青みがかっていたりします。
最近のスマホはやたら青いです。
おすすめはEIZO(旧ナナオ)のカラーエッジシリーズです。

下の画像をクリックして拡大してみたときに
色づきが見えるところがあるのであれば
「写真編集に不適切なモニタ」です。
L_tm_1004eizo14

・外付けHDD
過去に撮った写真はなくしたら取り返しのつかないデータです。
バックアップは確実に取っておくべきです。
最近はハードディスクも安くなってきて
2TBであれば1万円以下で購入できます。
RAWで撮影している方も最低限JPEGにしたものだけは
バックアップをしておいた方がいいです。

・モニタキャリブレーションツール
パソコンのモニタの色や明るさを
標準として規定された値に常に設定しておけるツールです。
モニタの経年劣化やら何やらで色が変わっても自動で合わせてくれます。
このツールで合わせたモニタであれば
基本的にどのモニタでも色が大きく変わることはありません。
また、プリンタとセットでキャリブレーションすると
画面とプリントの色が違う
というようなことが起こりません。
Spyderやi1といったツールがあります。

・フォトショップ
言わずと知れたアドビの有名画像処理ソフト。
簡単な所では、写真に写り込んだセンサのゴミを消したり
余計な電線を消したり、RAW現像したりできます。
トリミング、色調補正、コントラストやトーンカーブ
レイヤー重ねて画像処理など
なんでもできます。
あって損は無い。
プロもよく使用しているソフトです。
以前はパッケージ版で普通に買うと10万近くしましたが
今は月々1000円で使用できます。


・外付けストロボ
人物撮影をするのであればぜひとも持っておきたいアイテムです。
内蔵ストロボと違うのは以下の様な機能があるためです。

1.発光量が大きい
結婚式場など距離があるときに威力を発揮します。

2.バウンスができる
ストロボを上に向けて、天井に反射させた光で
被写体を照らすことができます。
こうすると被写体に強い影ができることを防げます。

3.ハイスピードシンクロができる
昼間の明るい所でF値が小さいレンズで背景をぼかしたいときに
内蔵ストロボでは同調速(1/180や1/250)よりも
シャッター速度を早くすることができません。
外付けストロボのハイスピードシンクロであれば
高速シャッターでもストロボが使えます。

4.大きいレンズをつけたときにケラれない。
広角レンズや径が太いレンズだとストロボの光が
レンズにさえぎられて影ができてしまうことがあります。
外付けストロボは背が高いので
レンズでケラレルことがあまりありません。


・三脚
三脚があると撮影の幅が非常に広がります。
このブログで紹介している面白撮影方法でも
三脚必須なものが多くあります。
長秒、夜景その他使える場面が多いので
ひとつは持っておくべきアイテムです。

2014年1月29日 (水)

・ズームレンズと単焦点の差(画質の差)

単焦点レンズの方が画質がいい
とよく言われます。

ズームしない分、レンズ設計に余裕を持たせられるので
収差や像性能の改善にコストを費やすことができる為です。
では実際にどの程度違うのか。
ほとんど分からないんじゃないの?
ということで比較をしてみました。

使ったレンズは
PENTAX DA18-135mm(便利ズーム)
PENTAX DA18-270mm(便利ズーム)
SIGMA 70mm Macro(単焦点)

撮影の設定は以下
1、最低感度のISO100
2、回折の影響がぎりぎり出ない
  像性能がある程度安定するF5.6
3、三脚使用。
4、ミラーショックを無くすためミラーアップタイマー
5、ピントはマニュアルで軸上の色が無くなる所
6、画像仕上げはデフォルト、収差補正などは全てOFF
7、ホワイトバランスは太陽光固定
8、マニュアルモードで絞りシャッター速度感度固定

比較画像が以下です。

Hikaku 左18-135mm 右70mm

Hikaku_2 左18-270mm  右70mm 

左のズームレンズの方が解像度が悪く
細かい部分がしっかり写っていないのが分かります。
それに対し、右の単焦点レンズは
細かい部分までしゃっきり写っています。

また、ズームレンズのほうが画像が暗いのが
分かると思います。
どちらも設定はまるっきり同じで撮影しています。
これは、ズームレンズの方が周辺光量落ちが大きく
画像周辺部で暗くなってしまうからです。

2014年1月28日 (火)

・ズームレンズと単焦点の差

一眼の楽しみの一つがレンズを交換できることです。
ミラーレスカメラやEOS Kissを買った人のほとんどが
最初から付いてきたレンズのままなのではないでしょうか。

なんともったいない。

そして、
「大きくて重いわりに、うつりがスマホとそんなに変わらない」
とのたまう。

レンズによって貴方のカメラは化けるのです。
ぜひ一本だけでいいから単焦点レンズを買ってみてください。

そしてズブズブとレンズ沼にはまるがよい!
というのはじょうだんで…。

単焦点レンズのメリットはこんなにもあります。
1、小さくて軽い
2、F値が小さいのでよくボケる
3、暗い所でもきれいに撮れる
4、ズームレンズよりも画質性能がいい
5、写真がうまくなった気になる
6、疲れが撮れる
7、いやなことが忘れられる
8、やせてキレイになれる
9、落ち込んでいた気分がすっきりする

シンデレラレンズと呼ばれるゆえんです。

Kissのひと
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富士フイルムXシリーズのひと
貴方は十分マニアックです。

EOS Mのひと
ごめんなさい。

次回は
便利ズームと呼ばれる
焦点距離多くをカバーするレンズと
単焦点レンズの
画質の性能を比較します。

2014年1月27日 (月)

・色偏差とは

光源の色を表す指標として
色温度のほかに色偏差というものがあります。
色温度は多くの方が気にしていますが
色偏差を気にしているひとは少ない気がします。

色温度は
レッド:ブルー方向の色を表しますが
色偏差は
グリーン:マゼンタ方向の色を表します。

下の図はCIEという国際機関が定めている色度図です。
19
黒の曲線が色温度の遷移を表す線です。
青色付近から赤色付近まで通過していることが分かります。

色偏差は矢印で表している部分です。
色温度の曲線から垂直方向にどれだけ離れているかが
色偏差です。

グリーン方向に色が付いていると
人物の肌などの色再現が変になってしまい
顔色が悪く写ってしまいます。

緑色のライトなど、身近にあるのか?
と思うかもしれませんが
意外にも緑光源があふれています。

Resize055830

公園によくある水銀灯はとても緑です。
また、安もの蛍光灯もかなり緑です。

マゼンタ方向の光源も最近は増えてきました。
代表的なものがLED光源です。
ものにもよりますが、やたらとピンクっぽいものも多いです。

Resize055829

しかし、実際に光を見ると
人間の目にはあまりグリーンだとかマゼンタに
感じないと思います。
言われなければ、白い光だと思っていた
という方も多いです。

それは人間の脳が優秀で、光を「白」として認識する為です。
実際は色が付いていても
脳内オートホワイトバランスのおかげで
白く見えてしまいます。

色温度の単にはケルビンで表しますが
色偏差は⊿uvで表します。
これは黒体放射の色温度曲線から
どれだけずれているかの指標となります。

2014年1月26日 (日)

・色温度とは:日本人は青い色がすき

カメラを趣味にしている人の話の中で
たびたび色温度という言葉が出てきます。
色温度とはその名の通り色を表す数値です。
「温度」とつくので単位はK「ケルビン」です。
由来は高温の黒体が放射する光の色…

鉄などを熱したときに温度を高くしていくと
赤→黄→白→青
と色が変わっていくことをイメージすればよいです。

Resize055767

赤が低くて青が高い値です。

主に光源の色を表す際に使用します。
蛍光灯でも電球色、昼白色、昼光色で色温度が違います。
太陽光も時間帯によって色温度が変わります。

日の出前、日の入り後は色温度が一番高くなります。
とても青いです。
12000K位になります。
Resize055765

日中は大体5500K位です。
Resize055768

夕方が色温度が一番低くなります。
2000K位です。
Resize055764

ところで、色温度は光源の色味を判断する指標として使われますが
この光源はLEDライトや液晶の「白を表示している時の色」
でも使います。

私は3つ白色LEDのペンライトを持っています。

Resize055691

一概に「白色」といっても全然色が違うことが分かると思います。
日本人は青みがかかった白が好きな人が多いと思います。
車のヘッドライトも改造している人は
やたらと青白い光だったりします。

また、最近店頭に並んでいるスマホ(アンドロイド)は
画面が青いです。
ほとんどの方は気付かないのかなと思いますが
青みがかった白を
「きれいな白」と認識しているようです。
ちょっと色温度が低い黄色みの液晶だと
「尿液晶」だとかで騒がれてしまいます。

これは日本特有の現象で
欧米では青白い色の方が嫌われます。

なぜそのようなことが起きているのか。
原因はテレビです。
日本のテレビ放送の規格では
長らく9300Kが基準として放送されてきました。
9300Kはかなり青みがかかった白です。
この色温度を「白」としてずっと認識してきたため
青白い色が好まれるようになったと考えられます。

逆に欧米では6500Kを基準とされていたため
日本よりも黄色みがかかった白を
「白」として認識されています。

ただし、最近のハイビジョン放送では
6500Kを基準にする傾向があるので
今後は色の感覚も変わっていくかもしれません。

2014年1月25日 (土)

・アナログゲインとデジタルゲインの差

デジカメのISO感度は
信号を増幅(ゲインをかける)することで決まります。
元の信号をどれだけ増幅するかがISO感度に関係します。
例えばISO100からISO400にするには
信号を4倍に増幅します。

信号を増幅させることで少ない光でも
明るく写すことができます。
しかし、ノイズも増幅されるので
感度が高いほどノイジーな画像になります

ゲインをかけるタイミングは2回あります。
ひとつはデジタルになる前のセンサの電荷を増幅する方法です。
アナログ値にゲインがかけられるのでアナログゲインといいます。
もう一つはデジタルに変換された後に画像処理でデータ値を増幅する方法です。
こっちはデジタルゲインといいます。

デジカメのISO感度設定ではほとんどアナログゲインです。
デジタルゲインはシャドー補正や周辺減光補正、ホワイトバランスなどに
使われています。
また、アンダーに撮影した画像を
後で画像処理で明るくする手法もデジタルゲインです。
この手法では白飛びを軽減させることができます。

どちらの方が結果的に綺麗な画像になるのか
簡単に実験をしてみました。

二枚画像を撮影しました。
カメラでISO感度を上げて適正露出で撮影した画像です。

Resize055761

ISO感度を上げずに-4Ev分、アンダーで撮影した画像です。
Resize055760_2

アンダーで撮影した画像をフォトショップでほぼ同じ露出にして
画質比較を行いました。
まずは14bitの情報量が多いRAWでの比較です。
上がデジタルゲインで下がアナログゲインです。

Raw

Raw2

アナログゲインの方がノイズの質がきれいな気がしますが
このシーンではあまり差はなさそうです。

つぎにJPEGでの比較です。
パソコン上で取り扱われる写真データは99.999%はJPEG形式のデータです。

Jpg

下のアナログゲインはISO感度に応じて
適切にノイズ処理などが行われているため
ノイズが少なくなっています。
デジタルゲインでは自分で持ち上げているだけなのでノイズ処理はかかりません。
ただし、ノイズをつぶすと同時に解像感も無くなります。

Jpg2
このシーンでは上のデジタルゲインで階調飛びが目立ちます。
階調飛びとは、グラデーションがなだらかにならずに
汚くなってしまう現象です。
写真で階調飛びが起こると非常に見栄えが悪くなります。

JPEGのデジタルゲインで階調飛びが起こる原因は
JPEGは8bitしか情報量がないためです。
そのため、空などのグラデーション部分では
階調飛びが起こりやすいです。

結婚式のアルバムで階調飛びを起こしていて
残念だった経験があります。

結論:白飛びとかを防ぐ用途や、
ノイズ階調飛びを画像処理で何とか出来ないのであれば
Jpegでのデジタルゲインはオススメしない。

2014年1月24日 (金)

・定常光と瞬間光

写真撮影するときは
写したいものが発光しているか
光を反射しているか(照らされている)していないと撮影できません。

被写体を照らす光には
定常光と瞬間光と呼ばれるものがあります。

定常光とは
太陽の光や電球の光、街の明かりなど
写真を撮っているときにずっとついている明かりです。

瞬間光とは
写真を撮る瞬間だけピカッと光る光です。
ストロボ光のことです。

20_2

この二つの光の特性をよく理解していないと
夜景撮影時に失敗写真を量産してしまいます。

瞬間光であるストロボの光は
一瞬ですがとても強く光ります。
それに対し、夜景などでの定常光は
弱い光です。

ストロボ撮影時は
ストロボ光と定常光の強さの割合を考えなくてはいけません。

単純にストロボを光らせただけだと
ストロボ光が支配的になり、定常光の影響が
ほとんど無くなってしまいます。
撮影された画像はこんな感じです。

22

横軸を時間、縦軸を光量にした図で表すと
このようになります。

24

水色の枠の中では
ストロボ光の赤の長方形の面積が大きく
定常光の緑の長方形の面積が小さくなっています。
定常光の背景が暗く、
人物などストロボで照らされた被写体が不自然に明るくなるため
その場の雰囲気が出ません。

ストロボをたかないと
暗い所なのでぶれたり、
高感度撮影になってノイズが増えたりします

Photo

Photo_2

ストロボでうまく撮るコツは
定常光とストロボ光の比率を近づけることです。
スローシンクロ発光をすることでできます。

4

スローシンクロにすると露光時間が長くなるので
閃光発光のストロボの後に
定常光で露光されます。
そうすることでストロボ光と定常光の面積が
同じになり、自然な写真になります。
ただし、この設定だとシャッター速度が遅くなるので
手持ちだと背景などの定常光部分がぶれます。
三脚を使う必要があります。

手持ちで撮影するときは感度を上げるしかありません。
どの程度までノイズが許せるかが人にもよりますが
ISO800-1600位にして
スローシンクロにして撮影します。

25

感度を上げるとストロボ調光で
自動的に発光量が少なくなります。
また、スローシンクロでもシャッター速度が
ある程度早くなるのでぶれも抑えられます。
これであれば失敗する可能性も低く
他の人に頼んで撮影してもらっても安心です。

今回は普通に使っていると
あまり気にしないであろう
定常光と瞬間光についてでした。

2014年1月23日 (木)

・その写真どうやって撮ったんですか?その7

今回は工作をして面白い写真を撮れるアイテムを作ります。
その名も「ハートボケ」

絞り開放で背景をぼかすと玉ボケになりますが
その玉の形をハートに変えてしまいます。

Resize055721
Resize055724
Resize055716
Resize055723
イルミネーションとか点光源がある被写体だと
とてもファンシーな写真になります。

ボケの形はレンズの「絞りの形」と同じ形になります。
なので、ハート形の絞りを使えばボケがハートになります。

黒画用紙をハートの形にカッターで切ります。
大きさは大きいほうがいいですが、
レンズの前玉よりは小さくしてください。

Resize055759

ハートの穴が開いた画用紙を
レンズの前にくっつければ完成です。

Resize055757

私はレンズにしっかりくっつけられるように
ステップアップリングとステップダウンリングを用いました。

ステップアップリングとは
レンズの径よりも大きなフィルターをつけるときに使います。
ステップダウンリングはその逆です。

例えば使っているレンズのフィルター径が62mmであれば
おおまかに62→72位のステップアップリングと
72→67位のステップダウンリングを使います。

Resize055755

62→72リングをつけて、
その上に丸く切ったハート絞りの画用紙をはめ込みます。
Resize055756

その上から72→67のステップダウンリングをねじ込めば
画用紙を挟み込む形で固定できます。

Resize055758

こうするとすぐに取り付けたり取り外したり
ハート以外の形にしたりできて楽ちんです。

パソコンで書いたハートをプリントして
黒画用紙と重ねてなぞるように切り抜けば綺麗に切り抜けます。

1_2

2014年1月22日 (水)

・その写真どうやって撮ったんですか?その6

今回も前回同様、比較明合成を使った撮影方法です。

Resize055734

滝の写真です。
この写真だけ見るとあまり不思議な感じがしないかもしれません。
しかし、普通に撮影しても
この写真の様になりません。

普通に撮影した時
Resize055733

水の量が明らかに違うのが分かると思います。
シャッター速度を早めにして(1/250位)
三脚に固定して、30枚ほど撮影したものを合成します。
すると水しぶきがたくさん発生した滝のようになり、
しょぼい滝でも豪華に見えます。
拡大してみるとキラキラしていて綺麗です。
Imgp0626_2

なぜ長秒シャッターではなくて比較明合成かというと、
長秒シャッターだと滝が白い線になるためです。
(これはこれできれいな写真です)

2014年1月21日 (火)

赤外調モノクローム

沖縄で撮影した写真を赤外調に画像処理してみました。
普通のモノクロと違いカッコ良いと思います。

Resize055739
Resize055740
Resize055742
Resize055745
Resize055747
Resize055748
Resize055749

2014年1月20日 (月)

・その写真どうやって撮ったんですか?その5

今回は面白い形の雲の写真の撮り方です。
そもそも雲はいろいろな形があって
自然が作り出した造形としても面白い形があります。
更に撮影技法によって不思議な雲を作り出す方法です。

Resize055729

ちょうど彩雲になっていたので
真珠の様なきれいな色が出ました。
今回の着目点は、雲の形が風に流されている様子が
現れていることです。

風で動く雲を一枚の画像に残す方法として
比較明合成を使っています。
長秒シャッターでも撮れますが、昼間だと明るすぎて
強いNDフィルタを入れなければなりません。
比較明合成をであれば20枚ほど撮影するだけで
このような写真が作れます。

撮影はインターバル撮影で間隔をなるべく短くして
30秒ほど撮影します。

Resize055730

次に撮影した複数の画像を
比較明合成します。

比較明合成とは、
それぞれの画像を比べて明るい所だけを合成する方法です。
雲は空より明るいので雲が動くと
動いた所だけ合成されます。

比較明合成はパソコンのソフトでできます
Kikuchi Magic

2014年1月19日 (日)

・その写真どうやって撮ったんですか?その4

今回は外付けストロボを使った撮影方法です。

Resize055697

外付けストロボはカメラのホットシューに着けるだけでなく
ワイヤレスで発光させることができます。
ワイヤレスで発光させるといろいろな方向から光をあてることができるので
それはそれで面白いです。

もっと面白い遊び方として
色付きセロファンをキセノン管の前につけるとカラーフラッシュになります。


Resize055692

セロファンをぴったりくっつけると
発光時の熱で溶けたりしますので注意してください。
これをぴかっと横方向から照射。

最初の写真では贅沢にも
二つの外部ストロボを使っています。

片方にはシアンのセロファンを、
もう片方にはマゼンタのセロファンを。
それぞれ別方向から照射すると
影に色がついたりします。

2014年1月18日 (土)

・倍率色収差とは

Resize055664
Imgp4737up

上の写真には倍率色収差が盛大に発生しています。

画像周辺部に色ずれが発生することがあります。
これが倍率色収差です。

下の図の様なチャートを撮影したとします。
15_2

倍率色収差が発生するとこのようになります。
15

上の図の場合、
緑色の像の像倍率が大きく、
マゼンタの像は像倍率が小さくなっています。

倍率色収差は横収差なので比較的簡単に補正ができます。

緑色とマゼンタ色の成分をそれぞれ
拡大縮小して像倍率を合わせます。
それによって色ずれが無くなります。
16
17

倍率色収差は下の図のように発生します。

18_2

光は波長によって屈折率が違うので
光軸に対して斜めに入射した光は
像面で異なる位置に像を結んでしまいます。
これにより、画像周辺ほど色ずれが発生してしまいます。

18
光軸上では光軸に対して平行な光が
波長による屈折率の違いにより像が
一点に結ばれず、
軸上色収差になります。



2014年1月17日 (金)

・歪曲収差とは

前回書いた像面湾曲は
光軸方向に発生する収差です。
こういう収差を「縦収差」といい、
画像処理で補正することは困難です。
絞ることで多少改善されるので、撮影時に注意する必要があります。

歪曲収差は水平線やビルの淵などの直線が曲がってしまう収差です。
ディストーションとよく呼ばれます。
このような画像平面上で発生する収差を「横収差」と言います。
横収差は絞ってもほとんど改善しませんが
画像処理で補正することが比較的容易です。

下の図は格子状の被写体を撮影した時です。
収差が無い場合はきちんと直線はまっすぐになります。

11

しかし、ディストーションがあるレンズだと
下の二つの図のように
タル型か糸巻き型の様にぐにゃっと曲がってしまいます。
特に画像周辺部が顕著です。

11_2
12
広角系のレンズだとタル型になることが多く
望遠系のレンズだと糸巻き型になることが多いです。
ズームレンズではディストーションが大きいことが多い。

ディストーションは直線が曲がりますが
結像性能には基本的に影響がありません。
そのため解像度が下がることはないです。
しかし、カメラ内でディストーション補正ONにすると
解像度が下がってしまいます。

ディストーション補正の仕組み

タル型の場合
13_2

糸巻き型の場合
14

どちらも収差によって曲がった分、
引っ張るような変形をさせてまっすぐにします。
湿布を引っ張るようなイメージです。
直線がまっすぐになるように変形させた後、
青線の部分で切り出したものが補正後の画像です。

ディストーションがなくなって直線になります。
しかし、本来撮影された範囲は図で言うと黒枠なので
画像の端の一部は切り取られてしまいます。
そのため、画角(焦点距離)が若干変わります。
また、周辺部ほど引き延ばされるので
その分解像度が失われて画質劣化につながります。

解像度劣化まで気にしているカメラだと
ディストーション補正ON/OFFができたりします。

ニコンP7000はON/OFFできますが
キヤノンG12はできません。
ペンタックスMX-1はできますが
オリンパスXZ-2はできません。

2014年1月16日 (木)

・像面湾曲とは

平面の建物の壁や、風景の遠景シーンで
どうしても全体にピントが合わない
という事がたまにあります。
中心にはピントが来ているのに、周辺はボケるなど。
特に安いレンズのコンパクトカメラにありがちです。
これは像面湾曲と呼ばれるレンズ収差が原因です。

像面湾曲は画像中央部と周辺部でピント位置が異なる現象です。
本来なら平面の被写体を撮影した時は
結像面も平面にならなければいけませんが
これが曲がってしまいます。

9

この図では画像中央ではピントが合っていますが
周辺では合っていません。

ドットチャートと呼ばれるチャートを撮影するとこんなかんじです。
Resize055678
周辺に行くほどピンボケになってしまいます。

逆に周辺にピントを合わせるとどうなるか。
9_2
Resize055677_2
中心でピントが合いません。
このようなレンズだと正解のピント位置がありませんが
湾曲の真ん中あたりに持ってくることによって
画像全体で大きくピンボケした場所をなくすことができます。
Resize055676

2014年1月15日 (水)

・口径食ってなに

口径食とはボケが丸くならないことです。
写真を見た方がすぐに分かります。

Resize0493292

上の写真では画像右の方で背景のボケが
円になっていないのが分かります。
ラグビーボール状の形になっています。
この現象が口径食です。

この現象が起こりやすいレンズは
開放F値が小さい明るい単焦点レンズです。
こういうレンズで絞り開放で撮ると発生します。
なぜ発生するのかというと、
レンズの鏡筒で光がケラれてしまうためです。

Resize055662

レンズを通して見た向こう側が
ラグビーボール状になっていることが分かります。
口径食をなくす方法は
「絞り値を大きくする」事です。

Resize055663

二段分絞った時です。
これであればレンズ鏡筒でケラれることがありません。
ただし、ボケの形が絞りの形状になるので
多角形になってしまいます。

Resize048856
この写真だと八角形。

では口径食をなくし
ボケが多角形にもならないようにするにはどうすればいいのか。

レンズによっては不可能です。
「円形絞り採用」と書かれているレンズならば多角形になりません。
円形絞りレンズはボケの形が綺麗になるレンズです。

2014年1月14日 (火)

・拡張感度 ISO 50では画質劣化

一眼レフなどで標準感度はISO100からスタートの機種でも
拡張感度でISO LOW や ISO50が選べる機種があります。
ISO感度は高くなるほどノイズが増えるので
感度が低い ISO LOWのほうが画質が良いと思う方もいます。
しかし、それは大きな間違いです。

下の画像はISO 50をカメラとほぼ同じ方法で擬似的に再現した画像です。

Resize055656

今度はISO100で撮影した画像です。

Resize055655

違いが一目瞭然かと思います。

ISO 50では白飛びがひどくなっています。
また白飛び付近の色もおかしなことになっています。
ISO LowやISO 50などの減感拡張感度をつかうと
ダイナミックレンジが狭くなります。

なぜこんなことになるのか。
・D-レンジオプティマイザの弊害
の項目で
白飛び補正の原理を説明しました。
簡単に説明すると

・白飛びを防ぐためにアンダーで撮影する。
 (ISO100,シャッター速度2倍)

 

Resize055661

・アンダーで撮影したものを明るくする。
 (ISO200相当のパラメータで現像。ただしハイライトは抑える)

 

Resize055660

参考:白飛び補正をしなかった時
Resize055659

の2ステップです。
ISO 50はその逆の様な事をやります。

・1段オーバーで撮影する。
 (ISO100,シャッター速度1/2倍)
・オーバーで撮影したものを暗くする。
 (ISO 50相当のパラメータで現像)

オーバーで撮影したものを減感します。
オーバーに撮って白飛びした所は暗く現像しても絶対に復活しません。

結果として白飛びが多くなります。

2014年1月13日 (月)

・フラッシュマチックとは

ストロボのTTL調光が発明される以前は
ストロボに調光機能がついていませんでした。
常にフル発光です(最強の発光をする)
そのため、絞り、シャッター速度、感度に加えて
被写体までの距離、ストロボのガイドナンバーを考慮する必要がありました。
これは超複雑な計算になります。

その頃の計算を楽にする方法としての調光方式がフラッシュマチックです。
ストロボ使用時に制限される項目として
シャッター速度があります。
フォーカルプレーンシャッターだと
同調速より速いシャッター速度にできない。

感度もフィルム時代は使うフィルムで決まるので固定です。
フラッシュマチックを使うときはガイドナンバーも固定です。
被写体までの距離も撮りたい構図などがある撮影条件では固定です。

つまり、露出を決める要素のうち
シャッター速度、感度、被写体距離、ガイドナンバーが定数です。
変数はF値のみ。
このF値を自動で計算して
反映してくれる仕組みがフラッシュマチックです。

被写体距離はピント位置で判別できます。
なので、フラッシュマチック搭載カメラでは
被写体距離によって自動的に絞りが制御されます。

現在もP-TTL調光がうまくできない場合など
フラッシュマチック方式が使われることがたまにあります。

ただ、被写体の反射率は考慮されません。

2014年1月12日 (日)

・ピクセルマッピングとは

デジカメについているけどよくわからない機能の一つ。
それがピクセルマッピングだと思います。
撮像素子の最適化を行うなどと説明書に書いてあります。

ピクセルマッピングはホットピクセルを消す機能です。

液晶パネルが付いている製品を買うと大体の説明書の
注意書きにこんなようなことが書かれています

「液晶パネルは非常に高度な技術で精密に作られています。
 まれに常時点灯しない画素や常時点灯する画素がありますが
 製品の不具合ではございません」

Resize055142
ドット欠けが!

撮像素子は液晶パネルよりもさらに精密技術で製造されているので
ドット欠けがよく発生します(撮像素子の場合画素欠陥といいます)。
撮像素子が製造された時点で沢山あります。
その数には個体差があり、画素欠がとても多いセンサもあります。
画素欠があるセンサで撮影すると、
その部分だけ赤の輝点とかが常に同じ場所に発生します。
とても気になります。
ホットピクセルとか言ったりします。

_imgp0849

撮像素子が製造された時点で画素欠がたくさん存在しますが
工場内の調整工程で画素欠部分を見つけて
周りの画素で補間することで見えなくしています。
そのため、カメラ出荷時にはホットピクセルは無い状態です。

しかし、カメラを使っているうちに
いつの間にかホットピクセルが発生していることがあります。
これは宇宙線とか放射線とかで画素にダメージを受けたりするからです。
精密なので。
そこで、後から発生したホットピクセルを見えなくする機能が
ピクセルマッピングです。
昔は修理依頼する必要がありましたが
最近はカメラ内のメニューでできることが多いです。

2014年1月11日 (土)

・コマ収差とは

最近のレンズ新製品のトレンドとして
「美しいボケ味と高い点像性能」があります。

高い解像性能は当然としながら
その先の
「レンズの味」
を目指しています。

代表的なものが

ニコン
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SIGMAのArtライン
SIGMA 50mm F1.4 DG HSM
です。

どちらも
「画面周辺部の点像が崩れないように」
というような表現があります。
この周辺部の点像の崩れの主原因がコマ収差です。
コマ収差が目立つのは夜景とか星の撮影。
こういう条件で更に写りのいいレンズを作ろうというのが
流行りの様です。

コマ収差は画像では輝点の周りに尾を引くような形で現れます。
尾は彗星の尾みたいなものです。

Resize055069_2
中心に近い所

Resize055070
画面端

光が三角形になっていて
マゼンタやシアン色の収差が発生しています。
彗星みたいな形なのでコマ収差といいます。

・発生原因は?
以前にパープルフリンジの項で球面収差について書きました。

5

球面収差は光軸に平行に入射する光によるものです。
これが入射する像高によって同じ部分に結像しません。
コマ収差は角度を持ってレンズに入射した光が
球面収差の様に一点に像を結ばないことによっておこります。

Brog3

コマ収差やそもそもの球面収差をなくすためのレンズ設計の基本は
屈折率が高くて、
かつ光の波長ごとの屈折率の差が少ないガラス(低分散ガラス)
の凹レンズと凸レンズをつける事です。
この方式をアクロマートとか言い
望遠鏡とかにも使われています。

2014年1月10日 (金)

・光が画像データになるまで 後半

前半

前半では各画素での光電変換を
バケツと水にたとえて説明しました。
その続きです。

・ベイヤデータの作成
各画素の電荷の値を12bitのデジタルデータに変換したとします。
このときセンサの画素数が1000万画素であれば
データ量は1億2千万bitです。
→1500万Byte
→約15MByte

つまり1000万画素のデジカメで12bit読み出しをすると
それぞれの画素の値をずらっと並べて約15メガバイトの容量になります。
このデータを適切に読み込んで表示すればとりあえず画像になります。

ただし、光の量しか記録していないので白黒画像です。
カラー画像で記録するには、光の三原色のデータを持つ必要があります。
一般的な方法は
光の三原色のR(赤)G(緑)B(青)の光を通すカラーフィルタをつけた画素を
ベイヤ配列で並べる方法です。

53

ベイヤデータで保存をしておけば後でカラー画像にすることができます。
ベイヤ画像自体はそれぞれの画素の出力値を並べただけなのでカラーではありません。

Bay2
ベイヤデータをそのまま読み込んだ画像の一部です。
この画像は右下が飽和しています。
ベイヤ画像にヘッダなどをつけて現像ソフトで
適切に読み込めるようにしたファイルがRAWデータと呼ばれます。
光の量をデジタル化しただけなので生データとか言われます。
データ量が大きくなるので可逆圧縮してたりもします。

・ベイヤデータからカラー画像を生成
ベイヤデータ自体はそれぞれの画素の値の配列でしかないので
そのまま読むとモザイク状の白黒画像です。
しかし、光の三原色RGBのデータを記録しているため
補間処理によってカラー画像にすることができます。

12

上の図では一番単純な補間方法です。
この補間のやり方によってはモアレが出にくかったり
ジャギーが出にくかったりします。

・画像の仕上げ
補間された画像は割とそれっぽく見えますが
写真としては色合いなどが微妙です。
そのため、ホワイトバランスゲインをかける(補間前のこともあり)
カラーマトリクスをかける、
γをかける、
シャープネスを調整する
などして写真に仕上げます。
この作業でカメラメーカの方向性によって
色味や質感やノイズ感に影響します。

・JPEG形式に圧縮
画像ファイル形式にはいろいろなものがありますが
写真はほとんどがJPEGという形式です。
この形式は見た目での画質劣化が比較的少なく
ファイル容量をとても小さくすることができます。
JPEG変換の原理は長くなるので別の時に書こうと思います。

以上が光が画像データになるまでです。
あえて書かなかった部分とかもありますが
大体の流れはこんな感じです。

2014年1月 9日 (木)

・光が画像データになるまで 前半

デジタルカメラは光を画像データにする道具です。
どういう原理で画像データになっているのか
つらつら書いていこうと思います。
写真撮影に直接は関係ないと思いますが
知っていると便利なこともあるかと思います。

・光がカメラの中に入ってくる
像を結ぶためにはレンズが必要です(ピンホールでも可)。
人間の目も当然水晶体と呼ばれるレンズがあります。
レンズを通過した光は撮像面に像を結びます。

50


・撮像素子で光電変換
撮像素子はフォトダイオードが碁盤の目状にずらっと並んでいます。
ここで、碁盤の目状に並んでいるため
像は平面方向に連続値から離散値になります。

51_2
実際はもっと細かいです。
1000万個以上あります。

フォトダイオードは光の素である光子が当たると
素子の中にある電子が励起され電荷がたまります。


・A/D変換
それぞれのフォトダイオードにたまった電荷を
デジタル値に変換します(CMOSの場合)。
CCDは全てのフォトダイオードの電荷を一括変換します。
アナログ→デジタル変換をA/D変換といいます。
分かりやすいように電荷を水の量として図で示します。

52

一つ一つのフォトダイオードはバケツです。
何やら単位は分かりませんが目盛があります。
とりあえずmlにします。
この目盛は1mlごとにふられています。
めいっぱいの所が4095mlになっています。
上の図だと2048ml入っています。
これをデジタルデータにします。

コンピュータでは二進数で数値を扱います。
電流on/offの2つなので。
2048は2進数で表すと
0100000000000
です。

今回のバケツは4095mlまで目盛りが振ってありますが
ひとめもりより小さい値は読めません。
例えば2048.256だったとしても2048に小数点以下を切り捨てるとします。
このバケツでは0から4095までの4096段階の
離散的な数値になります。
離散値にすることがデジタル化です(量子化ともいいます)

4095mlより多い水が入った場合はバケツから溢れてしまいます。
これ以上は計れません。
この状態を飽和と言います。
飽和すると画像は白飛び、もしくは色飽和になります。

上の図のバケツでは4095まで計れますが
2の12乗なのでデジタルデータではこのバケツの水の量は
12桁なので12bitで表すことができます。
14bitで表すならば16383まで目盛りを振ることが出来ます。
ただし、バケツが大きくなるわけではありません(※超重要!)

5_2_2

バケツの大きさは変わりません。
目盛りの幅が細かくなるだけです。
2048ml入っていた水は14bitバケツでの目盛は8196になります。

そのため、飽和する水の量は同じです。
4095のバケツでは1mlごとに計れますが
16383のバケツでは1/4mlごとに細かく計れるということです。

つまり、写真で言うハイライト側のダイナミックレンジは広がりません。
シャドー側は細かく見れる分広がります。
一番重要なのは階調が豊かになることです。

取り敢えず前半はここまで。

2014年1月 8日 (水)

・CP+が開催されます

CP+とは日本最大のカメラ・写真関連展示ショーです。
モーターショーとかゲームショーのカメラ版。

2/13(木)-2/16(日)で
パシフィコ横浜で開催。
有名メーカーの中の人と話したり、最新製品の試用
いろんな写真家の話が聞けたりします。
SIGMAのでかいレンズを試したりとかも。

ウェブ登録をしておけば無料です。
http://www.cpplus.jp/

写真に興味がある人にとっては
とても面白いイベントだと思うので
行ってみるといいと思います。

2014年1月 7日 (火)

・その写真どうやって撮ったんですか?その3

今回は小道具を使った写真です。

Resize055066

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使った道具はアクリル玉です。
ハンズとかで500円弱で買えます。

直径が大きいのは高いので
20mm位の物でいいと思います。
アクリル玉の中に写った景色にピントを合わせて
写真を撮ります。
指でつかんでもいいし、どこかにおいてもいいです。

注意する点は、マクロレンズを使用する必要があります。
寄って撮影できるレンズで無いとピントが合いません。

似たものとして
「宙玉レンズ」というものが売っています。

これを使うと、指でつかまなくてもOKです。
いろいろ小道具を使用すると面白い写真が撮れます。

2014年1月 6日 (月)

・フィルターの吸収タイプと反射タイプ

カメラは光学機器なので
光学部品特有の用語も出てくることがあります。
今回はブルーライトカット眼鏡の
クリアタイプと色付きタイプがわかりやすいのでそれについて書きます。

クリアタイプのフィルター
Resize054962 色付きタイプのフィルター
Resize054958

この二つの種類はカメラで使われる
レンズの前に着けるプロテクトフィルタや
カメラ内のセンサの前にあるローパスフィルタと同じです。

UVカットフィルタやレンズ表面のコーティングは
クリアタイプと同じ仕組みです。
NDフィルタやスカイライトフィルタは
色付きタイプと同じ仕組みです。

クリアタイプの仕組み
Resize054961

クリアタイプはコーティング技術で
特定の波長の光だけを反射させています。
コーティングは薄膜の光の干渉という光の性質を利用しています。
そのため、この方法を干渉型と呼びます。

シャボン玉がいろいろな色に見えるのと同じです。
シャボン玉の厚みはランダムですが、
同じ厚みであれば特定の色だけを反射させることができます。
この方法の欠点は反射した光がカメラ内部に入るとフレアやゴーストが発生することです。
また、角度をつけて入射した光は設計通りの反射ができません。



カラータイプの仕組み
Resize054960
この方法はガラス自体に特定の物質を混ぜて
色をつける方法です。
ブルーライトカット眼鏡では黄土色(アンバー)の色が付いています。
青系の光がガラスの中で吸収されてしまいます。
そのため吸収型と呼ばれます。

混ぜる物質の種類で色を変えることができます。
サファイアとルビーは混ざっている物質の量が違うだけで
同じものです。

この方法の欠点は光を吸収するので
強い光を浴びると熱を帯びることです。

単純にレンズフィルターといっても
仕組みによってこのように二種類に分けることができます。

2014年1月 5日 (日)

・ブラケットってどんな時に使うの?

カメラにはオートブラケットとか露出ブラケット
といった機能が付いています。
大体の機種は三枚写真を連写します。
でも普通の連写とは違います。

ブラケット撮影は設定を変えた3枚の写真を撮ります。
ブラケット撮影をすると
設定をいちいち変更して同じ場面を何回も撮らなくてすみます。

一般的なブラケットは「露出ブラケット」です。
露出ブラケットは
・明るい写真
・暗い写真
・ちょうどいい写真

Resize054955
Resize054954
Resize054953
露出ブラケットは適正露出がすぐに分からない
難しい場面で設定するととても便利な機能です。
取り返しの効かない人物撮影とか
明るい部分と暗い部分が混在する風景とか。

そのほかにもブラケットは
ホワイトバランスとかも機種によってできます。

どの設定がベストか分からない時は
ブラケット撮影を是非してみてください。

2014年1月 4日 (土)

・スマホじゃダメな理由 最終回:レンズ性能

第1回:塗り絵画質とは
第2回:ダイナミックレンジの違い
番外編:スマホでデジカメ以上の写真を撮る方法

スマホにかぎらず、カメラで一番大事な性能は
どこに求められるでしょうか。
画素数ではありません。
レンズです。

iPhone5と
レンズ評判のよいMX-1(コンデジ)を比較してみました。

いつも指標としているシーンです。

1 1_23

画素数の違いは有りますが
違いは一目瞭然。
しかし、この違いはiPhoneの画像処理の下手さが主原因です。
ノイズ処理でディティールを潰しているのと、エッジ強調が強い。
あと、ピント精度。

遠景シーンでも確認しました。

Resize054952 Resize054951_2

1_3 意外と健闘しているのではないでしょうか。
等倍で見ないとわからないかも。
2万円以下の安いコンデジよりよっぽど写ります。
本来なら解像チャートを撮影すべきですが、
あいにく手元にありません。

カメラは光をうつす道具です。
その光の入口のレンズが最も大切です。
レンズがヘボくて入ってくる光がぼやけていたら
その後はどんなに頑張っても画質が良くなることはありません。

画素数は
数値にできるので消費者がわかりやすいのですが
レンズ性能はどうでしょう。
一応、F値というのが数値化できる指標としては有ります。
この数値が小さいほど、暗い場所で綺麗に写せます。

しかし、多くの人が写真を撮るのは明るい場所です。
明るい場所でのレンズ性能の差はどのように表せるのか。
解像度が高いレンズがいいのですが
これは数値に表せません。
一応、MTF曲線というグラフが有りますが
公開していないことも多いです。

ではどうやってレンズ性能を見極めればいいのでしょうか。
いままでの経験上、ここが良ければだいたいいいだろうという
指標があります。

それはズームでの一番望遠にした時のF値です。
これが低いほどいいです。
一番ワイドでF値が小さいのはたくさんありますが
望遠で小さいのはあまりありません。

その条件に当てはまるカメラは以下です。

・スマホじゃダメな理由 番外編:スマホでデジカメ以上の写真を撮る方法

第1回:塗り絵画質とは
第2回:ダイナミックレンジの違い

スマホじゃダメと言いながら
スマホでも綺麗に撮れるぜ!という矛盾した記事。
なので番外編。
そして、デジカメ以上は言いすぎですが…。

この方法を使えばスマホのダイナミックレンジの狭さを
改善することが出来ます。
あくまでダイナミックレンジだけなので
レンズ性能の改善とかは無理ですが
これだけでもかなり印象が変わります。
ただ、一手間かかってしまいます。
その辺はコンデジのほうが手間がかからずにできる点有利。

普通にとった写真がこちら
Resize054892

裏ワザを使った方法
Resize054893

空の白飛びが減っていることが分かります。
この方法は夜景を撮る時に特に力を発揮します。

普通に撮った写真
Resize054894

裏ワザを使った方法
Resize054895

注目箇所をピックアップします。

111
看板が白飛びして文字が消えてしまっていたのが
ちゃんと読めるようになっています。

221_2
普通に撮った写真では
ピンクの垂れ幕の上のほうが
黄色っぽい変な色になっています。
これも特定の色が飽和して発生しているので
「ダイナミックレンジの狭さ」が原因です。

ダイナミックレンジの狭さが
画像の見た目にものすごく影響するのがわかるかと思います。
一眼レフで撮影した写真がきれいなのは
「ダイナミックレンジが広い」からです。
(それ以外の要素も当然有りますが)

スマホでダイナミックレンジを広げる裏ワザを紹介します。
まず撮影する時にわざと暗く撮影します。

普通に撮った時
Resize054894_2

わざと暗く撮った時
Resize054897

暗く撮る方法は、
撮影する時にライトなどがあって一番明るい部分をタップしてください。
すると、画像全体が暗くなると思います。
その状態でシャッターボタンを押します。
もしあまり暗くならない場合は、明かりがある所にスマホの向きを変えます。
iPhoneであれば、明るい部分を長押しでAEロックが出来ます。
その状態で撮りたいものに向けてシャッターを押します。
暗い状態で撮れば看板も白飛びとかしません。

え、これじゃあ、真っ暗な写真でだめじゃん?
実はデジカメ(スマホのカメラも)は白飛びはすぐにしますが
暗い部分は画像処理で簡単に明るくできるのです。
それ用のアプリを入れます。
私はPicsPlayというアプリを使っています(無料です)

Img_9009

アンドロイドのかたは
「写真 レベル補正」とかで検索してみてください。

アプリを立ち上げて写真を開きます。

Img_9010

カーブという項目を選びます。

Img_9011

最初は直線ですが、これをこんなかんじに曲げます。

Img_9014

Img_9012

すると写真の暗い部分だけが明るくなります。
こうすることで白飛びしない夜景画像を作ることが出来ます。

どうでしょうか?
めんどくさいですか?
質は下がりますがもっと簡単なやり方もあります。

iPhoneにはHDRという機能が入っていると思います。
名前は見たことあるけど、よくわからない機能だから使っていない人も多いかと。
HDRは「High Dynamic Range」の略でダイナミックレンジを拡大する機能です。
この機能を使えば文字通りで白飛びとかしにくくなります。
Resize054898_2
ただし、飽和付近の色が変になるのはこの機能では改善できないようです。

2014年1月 3日 (金)

あけましておめでとうございます

2014年
本年度もよろしくお願い致します。

江ノ島に行ってきました。

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