・ペンタックスの構図微調整機能でシフト効果を得る

一眼レフはレンズ交換が醍醐味ですが、
その中でも特殊レンズは使っていて特に面白いレンズです。
魚眼レンズやマクロレンズが特殊レンズに相当します。

その中でもマイナーなのが
ティルト・シフトレンズです。

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需要があまりないので値段が高く
なかなか手が出せません。

何ができるレンズかというと、
その名の通り、ティルト撮影、シフト撮影ができます。
今回はシフト撮影について簡単に説明します。

シフトレンズはレンズの光軸をセンサの中心からずらせるレンズです。

これで何の意味があるのか。
主に多用されるシーンは建築写真です。

普通、建物を見上げるようにして撮影すると
上のほうがすぼまるように写ります。
建築写真ではこういった問題を解決するために
シフトレンズを使います。
シフトレンズを使うことで建物の平面をきちんと撮影できます。

見上げるように撮影した時
建物とレンズが平行になるように撮影

シフトレンズで光軸をずらして撮影

ペンタックスの一眼レフの中級機
「K-7, K-5, K-3」に搭載されている機能で
構図微調整という機能があります。
この機能はセンサーシフト式手ぶれ補正機能を応用したもので
センサーの位置をずらして、構図を微調整するという機能です。

センサの位置をずらすので、シフトレンズでレンズの位置をずらした時と
同じような効果が得られます。

レンズシフト

センサシフト

上の写真が通常撮影
下の写真が構図微調整でシフト効果を得た時です。

・夜景を撮るときにガラスの映り込みを無くす

高いビルに上って夜景の写真を撮るときに
一番気になるのがガラスの反射の映り込みです。

ガラスの反射は明るい所から暗い所を見ると
特に目立ちます。
電車でトンネルに入ると
窓に自分の顔が反射するのと同じ。

ガラスの反射映り込みを無くし、
手っ取り早く綺麗に撮る方法が暗幕をカメラにかぶせる手法です。

これだとガラスの反射が写り込む。

暗幕で覆うと良い。

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特に専用の暗幕でなくとも、黒いTシャツや
上着で有れば問題ありません。

三脚で構図を決めて、
タイマー撮影モードにし、
タイマーのカウント中に暗幕で覆うのが楽だと思います。
ISO感度は100で絞りを若干絞ると綺麗に撮れます。

暗幕を使わない方法として、
ゴム製のレンズフードをレンズにつけて、
ガラスに押し当てる方法でも遮光できます。

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・カメラブレが発生しない電子先幕シャッター

最近何かと話題の電子先幕シャッター。
D810に搭載されたからでしょうか。
すでにソニーなどでは昔から搭載されています。
キヤノンでは静音撮影とかいう名前で搭載されている。

簡単に一眼のシャッターの仕組みを図で示します。

フォーカルプレーンシャッターでは先幕と後幕があり、
この二つで露光時間をコントロールしています。
詳しくはこの記事。

シャッターショックは先幕が開いた時の衝撃で発生します。
後幕が閉じた時の衝撃は、露光していない状態なので
撮影画像に影響はありません。
つまり、電子先幕を使うと露光中に
カメラ内で物理的に動くパーツが無いので
カメラブレが無くなります。

この電子先幕にも欠点があります。
物理幕と電子先幕(センサ上)で物理的に距離が離れているので
先幕の幕速を最適にしなければ、露光むらが出てしまいます。

先幕をコントロールするのにはレンズの情報が必要になります。
瞳位置やF値、ビネッティングなど。
レンズ情報が無い場合は、電子先幕と後幕の同期ができないので
ムラが発生します。
特に高速シャッターになるほど誤差の比率が大きくなるため
ムラも大きくなります。

・雷の撮り方

最近は夏になると、雷が突発的に発生します。
雷をカッコ良く撮るのはかなり至難の業です。

花火と違って雷はいつ光るか分かりません。
しかも一瞬です。
ここは長秒露光で…と行きたいところですが。
かみなりはストロボと同じ瞬間光です。
一方、昼間や街の明かりが明るい時は定常光が存在します。

定常光と瞬間光の関係の記事

シャッター速度長秒で撮影した場合

シャッター速度短秒で撮影した場合

短秒の方が雷がしっかり写っているのが分かります。
下の図のように、長秒で撮影をすると、定常光の割合が多くなり、
瞬間光の割合が少なくなります。

そのため、雷が光っていない時の空の明るさに合わせて
露光時間を短くする必要があります。
(昼間など明るければ短い。夜ならば長くても大丈夫)

短い露光時間で雷を確実に写すのは難しいです。
この際役に立つ撮影方法がインターバル撮影です。
インターバル撮影は一定間隔ごとに自動で撮影する方法です。
カメラの機能としてこの機能が入っている場合は良いのですが、
入っていない機種も多くあります。

その際はサードパーティ製のインターバルタイマー付きレリーズが必要です。

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最後に…一番大事なこと。
雷が光っているということは、雨が降る可能性があるということです。
雨が近づいている場合は大事なカメラを濡らさないように気をつけましょう。

二子玉川の花火大会

見てきました。
撮りに行ったのではなく見に行きました。
カメラはインターバルで自動的に撮影。

世田谷区の花火を見ましたが、ワイドスターマインなども有り
結構豪華でした。

ワイドスターマインは下のほうが白飛びしやすいので
ハーフNDがあったほうがいいかもしれない。

・白画素を使った液晶の利点欠点

最近のカメラの背面液晶にもRGBW液晶が使われるようになってきました。
ソニーα6000やニコンD810など。
ソニーが開発したものはWhiteMagicと呼ばれる液晶です。

採用しているカメラでは利点として様々な事が書かれています。
輝度が明るくなり見やすい、
消費電力が少なくなりバッテリーの持ちがよくなる、など。

これまでの液晶は光の三原色の
R=赤　G=緑　B=青　でほとんどの色を表していました。

白を表すにはRGB全てをフル発光させればよいです。
しかし、それでは3色全て発光させ、更にそれぞれの色は
カラーフィルタによって光量が減っているので
電力の無駄使いが発生しています。
そこで、W=白画素を使うことで、改善が図れます。

RGB液晶で白を表示させる場合

RGBW液晶で白を表示させる場合

バックライトの光量を下げても、
同じ白の光を出せます。

また、RGBW全てをフル発光させることで
白色の表示の最大輝度が上がり、屋外でも見やすくなります。

下の図はRGB液晶で白を表示した時を擬似的に表しています

下の図はRGBW液晶で白を表示した時を擬似的に表しています。

RGBWの方が明るくなっているのが分かるかと思います。

しかし、欠点もあります。
欠点は高彩度な画像を表示するときに目立ちます。

下の図はRGB液晶で黄色を表示した時を擬似的に表しています

下の図はRGBW液晶で黄色を表示した時を擬似的に表しています。

RGBW液晶の方が色が薄いです。
これは白画素を使ってしまうため、その分色が薄くなっています。
白画素を使わないようにすると下の図の様になります。

明るさが暗くなります。
そのため、同じ彩度で同じ明るさを得るためには
バックライトをもっと強める必要があります。

・ニコンの新機種D810の明瞭度とは

ニコンの新機種では画質設定の項目で「明瞭度」があります。
フォトショップCameraRAWやrightRoomを使っている方は
おなじみの機能かと思いますが、そもそも何なのか。

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明瞭度とは「ローカルコントラスト」の事です。
ローカルとは田舎とかそういう意味ではなく、局所的という意味。
部分的ともいえる。
局所的にコントラストをかけます。

そもそもコントラストを強めるのは、どういう処理なのか
簡単に説明します。

元の画像

コントラストを強めた画像

コントラストを強めると、くっきりするのが分かります。
コントラストを強めるとは、
明るい所をより明るく
暗い所をより暗くする処理です。

上の図のようにトーンカーブにおいて
S字のようにすることでコントラストを強める事ができます。
画像全体に処理がかかるので、「グローバルコントラスト」とも呼びます。
暗い所をより暗くする処理なので、お寺の屋根の陰の部分などが
真っ暗になってしまいます。

それに対し、ローカルコントラストをかけた画像が以下です。
元の画像

ローカルコントラストを強めた画像

全体的にしゃっきりした画像になりますが
お寺の屋根の陰がまっ黒になることはありません。
コントラストを局所的に強めているからです。

下の図は画像の一部を拡大したものです。
左側が元画像、右側がローカルコントラスト強です。

赤い丸が明るい部分
青い丸が暗い部分です。
赤い丸の部分はより明るく(すでに飽和していますが…)
青い丸の部分はより暗くなっているのが分かります。

このように画像全体ではなく、
局所的にコントラストを強めるのが明瞭度です。

実際に原理を理解するために処理を自分でやってみる方法

・水族館での撮影方法3

前回はアートアクアリウムのような小さい水槽を撮る時の話でした。
今回はメインの大水槽を撮る時です。
小さい水槽を撮る時はマクロレンズがオススメですが、
大水槽を撮る時は超広角レンズや魚眼レンズがオススメです。

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広角レンズで近づいて撮影すると迫力が出ます。
また、上の写真は-1.7Evに露出補正をしています。
水族館は水槽の中がよく見えるように、通路は非常に暗くなっています。
そのため、普通に撮影すると下の写真のように
水槽の魚が真っ白に白飛びしてしまいます。

そのため、露出補正をマイナスにすることが基本となります。
水槽の外も明るくするのであれば、アンダーで撮影した後に
レベル補正で中間調を持ち上げるのが良いです。

レベル補正を行った結果

また、水槽の中は意外と濁ってコントラストが低下するので
コントラストをあげるのもオススメです。

元

コントラストなどをいじった画像

ホワイトバランスもいじってみるといいかもしれません
ホワイトバランス太陽光で青みが増します。

2014夏休み

山、猫、水族館、花火...

去年はこちら

・花火撮影と花火観賞を同時に楽しむ方法

花火大会に行ったとき、花火がきれいなので写真に撮りたい、
という方も多いと思います。

しかし、花火を写真に収めるのは意外と難しい。
一眼レフとか良いカメラを持っていても腕がないとうまく撮れない
花火を撮るのに集中して、肝心の花火が全然見れなかったり…。

そこでオススメなのが、インターバル撮影機能を使った撮影方法です。

インターバル撮影は一定間隔ごとに撮影を行う方法です。
花火が綺麗に撮れる設定にしておけば
そのまま三脚においておくだけで、比較的きれいな写真が自動で撮れます。

今までの経験上でおすすめの設定が以下になります。

Mモード
シャッター速度13秒
絞り　F18
ISO 100
必ずRAWで撮る
マニュアルフォーカス
ホワイトバランスは3500K位。

撮影時
ピントは遠くのビルとかに合わせておきます。
三脚にカメラをセットして、向きを合わせます。
この時、打ち上げ地点、打ち上がる花火の高さを確認する必要があります。

高さが失敗していた例

この際は、打ち上がった後に、高さを確認して向きを少し調整します。

花火大会が終わったら家で仕上げ作業をします。
上記の花火撮影の設定は、スターマインで白飛びしない程度の露出です。
そのため、単発花火はとても暗くなってしまいます。

しかし、RAWで撮っておけば、暗い部分は明るく出来ます。

更に、比較明合成を駆使すれば、豪華なスターマインも自由自在。

自動でこれだけ撮れてしまいます。

自分で撮影に集中する場合は、露光間ピントずらしなどの技を駆使して
目で見るのと全く違う花火が表すことが出来ます。

・水族館での撮影方法2

前回(基礎編)

今回は最近はやりのアクアリウム、
アートアクアリウムの撮り方です。
アートいうだけあって、すでに展示として完成されているので、
ここからどのように構図を決めてとるかなどは
非常に難易度が高いです。

ふつうにとると下の写真のように、スマホで撮ったような
ありきたりな写真になります。

また、アートアクアリウムはLED光源が凝っていて
時間間隔ごと水槽の色が変わります。
このとき、赤一色や、青一色のときに撮影してしまうと
色飽和が起こり、どうしようもないので
白っぽい光になるまで待ちましょう。

赤一色のとき

青一色のとき

白っぽい光源のとき

また、金魚やLEDで色飽和しやすい被写体なので
カメラの設定で、鮮やかな設定は厳禁です。
ナチュラルとかそういうせっていがよいです。
輝度差も激しい被写体なので、金魚が白飛びしないように基本は-1Evぐらい
アンダーに撮影するのが良いかと思います。

鮮やかモード

ナチュラルモード

さらに、魚の動きが速く、シャッター速度を稼ぎつつ
絞りもある程度絞りたいのでTAvモードがお勧めです。
ペンタい以外の方はISO1600とかちょっと高めでとるのがお勧めです。

また、普通にとってもみな同じような写真を撮っているので、
どこかこだわってみるのがいいです。

尾にこだわってみた:

・水族館での撮影方法1

水族館で上手な写真を撮るのは結構難易度が高いです。

難易度が高い理由
・展示がすでに、目で見ることを前提に完成されている
・LEDなどの特殊光源のため、色がきれいに出せない。
・水、水槽のアクリル、空気のそれぞれの境界で屈折が発生。
・暗いので感度が上がってノイジーになりがち
・魚が速いのでぶれやすい

今回は水槽をとるときに気をつけることを説明します。
まず、レンズはマクロレンズを使います。
水槽をとると、屈折の関係で思ったほど近づけません。
そのため、被写体を大きくとるにはマクロレンズが最適です。
全体をとるだけなら、コンデジやスマホで十分です。
できれば中望遠系のマクロレンズがお勧め。

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撮影する時には水槽に対して垂直になるようにします。

OKの状態

NGの状態

これは屈折の影響を極力なくすためです。
水、水槽、空気の境界部分で屈折が生じますが
この時光の波長によって屈折率が変わります。
赤い光と青い光が下のように分かれてしまいます。

こうなると、ピントがどこにも合わなくなってしまい
ボケボケの写真になります。
斜めになればなるほど、この影響は大きくなります。

垂直に撮ったとき

斜めから撮った時

まずは上記の点だけでも気をつけて撮ると
それなりに魚を写すことが出来ます。

・バウンス撮影

今回はストロボの使い方の一つ、バウンス撮影についてです。
外付けストロボを使うと、発光部の向きを変えることができます。

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このとき、発光部を天井に向けて、天井に光を反射させる方法が
天井バウンスです。

直射照射

天井バウンス

直射で撮影をすると、いかにもストロボをたきました
のような、影ができてコントラストが高く
ぎらぎらした写真になってしまいます。

天井に光をバウンスさせると、
天井で反射した光が拡散するため
強い影ができずに柔らかい感じで明るくとれます。

猫なども、直射するのは
猫ちゃんにとっても良くないので、
バウンス撮影するのがお勧めです。

また、下の図のように
発光部のフレネルの後ろに、白い板や紙を設置すると
そこに反射した光がキャッチライトになって
人物撮撮影ではお勧めです。

黒目の部分にキャッチライト(光ってる部分)が入って
生き生きと見える。

・SONYの噂の曲面センサだと何がすごいの？

ここ最近、ソニーの曲面型センサの噂を聞きます。
センサは製造上の制約から平面だったのですが、
この曲面型だとどんな利点があるのか。

曲面センサは下の図のようにおわんの様な形をしています。

レンズには像面湾曲と言われる収差があります。
字のごとく、レンズのピント位置が光軸上と周辺でずれる現象です。

像面湾曲でのピント位置

ドットチャートを撮影した時のイメージ

曲面センサを、このレンズの像面湾曲によるピント位置に
ぴったり合わせる事ができれば、
像面湾曲による解像の低下が防げます。

ドットチャートが全面でピントが合うようになります。

また、周辺減光も減らせます。
下の図はセンサの周辺部で減光が起きている原因を示しています。

デジタルでは周辺減光がフィルムより大きくなりますが
曲面センサを使うと解決できます(コサイン4乗則などで完璧には無理です)。

上記二つだけ見ても、
かなり期待できる技術であるのが分かると思います。
周辺減光では、周辺部に入射する光量が増えるので
高感度にも強くなります。

しかし、この曲面センサの特性を最大限に生かすには
レンズの収差とセットで使う必要があるので、
交換レンズカメラには向かないのではないかと思います。
スマホ用カメラや、レンズ固定式カメラ(コンデジ)などで有効かと。

・ISO102400とか超高感度の意味

最近のデジカメはセンサの技術が発達して
ひと昔前では考えられなかった超高感度撮影ができるようになりました。

ISO102400

しかし、ISO102400が設定できるとはいえ、
使えるかどうかは別です。
上の画像を見ても分かる通り、ノイズだらけです。
実は、超高感度が設定できるから使えるとか
使えないとかあまり意味のない事です。

ここで、デジカメのノイズについて簡単に説明します。
下の図は低感度でのデジタル信号
1010010
を表しています。

デジタルでの信号は0と1、つまり
電圧がかかっているか、かかっていないかの二進数です。
電圧が一定以上より高い部分が1、低い部分が0です。

ノイズには主に二種類あります。
ランダムノイズと固定パターンノイズです。
上の図では、ランダムノイズは小さな波(高周波成分)に相当します。
固定パターンノイズは暗電流(オフセット)に相当します。
固定パターンノイズはセンサーの個体によってある程度、発生量が決まるので
減算をすることで消すことができます。
センサの種類ごとに差もあるし、同じ種類のセンサで個体差も有ります。

下の図は感度を上げたときです。

信号が増幅されるので、微細な信号も感じ取れるため
暗い所でも明るく写すことができます。
しかし、それと同時にノイズ成分も増幅されます。
この図では最初の信号がノイズの影響を受けています。

さらに感度を上げた図が以下です。

当然、暗電流も増幅されています。
暗電流は減算によって消せますが、
ここまで増幅されると暗電流の比率が大きく
また、誤差も生じるので、暗電流の引きすぎや、減算不足が
発生することもあります。

同じISO6400でもノイズが少なければ
もともとのセンサのノイズが少ないということなので、
ISO100などの低感度でもきれいに写真が撮れるといえます。

PENTAX Q　のISO6400

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カラーノイズが特に多い。
輝度ノイズはノイズ処理によって潰されている。
そのためディティールが失われる。

K-5のISO6400

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カラーノイズが少ない。
ホコリ等のディティールが残っている。

・猫を撮るならフィッシュアイ

猫を取る時にフィッシュアイ(魚眼)を使うと意外と面白いです。

猫を撮る時は基本的に、標準の明るい単焦点が背景をぼかせて
いい感じに撮りやすいです。
魚眼を使ってみると頭が大きくなって、まるで別の生き物のように。
猫カフェではご飯の時間を調べていくといいと思います。

・逆光でかっこ良く撮る

今回は逆光での写真の取り方の一例を紹介します。
逆光の撮影の時に一番意識したいのは「光」です。
写真というのは、物を写すのではなく、光を写す道具です。
逆光で人物を撮影すると顔が暗くなりがちです。
しかし、自然やスナップでは影になっても、
それはそれで問題ありません。

逆光撮影時は、影の部分を明るくしようとカメラが自動で判断し
全体的に明るい写真になりがちです。

こうなると空にいい感じの雲があったりしても、
真っ白になってしまいます。

そこで、逆光時はマイナス補正を行い
アンダーで撮るのがお勧めです。

被写体がシルエットになりけっこうカッコイイ感じになります。

その他の逆光写真

・デジタルになってフリンジが目立つようになった？

フリンジとは、写真で光源の周りに
紫などの色がつく現象です。
いわゆるパープルフリンジと言われることが多いです。

フイルムの時に比べて、デジタルの今の方が
気になりやすいのでデジタルならではの現象と言われることもあります。
センサでホワイトバランスゲインを、RとBをかけるから紫になるんだとか。

しかし、主原因はレンズの収差です。
パープルフリンジの原因の項目で昔書きましたが
軸上色収差と球面収差が主原因です。

デジタル時代になって、フリンジが騒がれるようになったのは
まず、写真の閲覧方法が変わったことが大きい。
フイルムのころは、ほとんどの人はL判の大きさでプリントしていました。
せいぜい大きくてもA4とか。

この大きさならあまり分からない。

その大きさであればフリンジは発生していても気づきにくい。
現在ではパソコンで等倍に拡大してみる環境が多いです。
そのため、少しでも発生していると気になってしまうことが多い。
そして一度気になると、ずっと気になり続けます。
等倍拡大切り出し

また、フィルムと撮像素子の平面性の違いも
フリンジの目立ち方に寄与している部分があります。
下の図は、フィルムと撮像素子での違いを示しています。

フィルムは感光部分に若干の厚みがあるため、
軸上色収差が発生してもわかりにくい。
それに対し、撮像素子では有る一点の距離で受光するので
軸上色収差がもろに目立ってしまいます。

・ダイナミックレンジ拡張

富士フイルムのカメラにはダイナミックレンジ拡張機能が付いています。
この機能は白飛びを減らす効果があります。
基本的な考え方は・D-レンジオプティマイザの弊害
の項目で書きましたが、もっと具体的に書こうと思います。

デジタルカメラはセンサーから出てくる出力信号が
12bitだったり、14bitだったりします。
12bitだと4096段階の階調をもった信号です。
一方、最終出力のJPEGは8bitで256段階の信号です。

この変換でガンマと呼ばれる非線形の入出力処理を行います。
下の図がガンマの例です。
実際にどのようなガンマを用いているかは不明なので
下記のガンマの数値は例えだと思ってください。

上記の図では入力信号が256の時に128の出力を返すことになります。
富士フイルムのダイナミックレンジ拡張機能では
100%、200%、400%とあります。
上記の図が、100%のときだと、200%、400%では下の図のようになります。

200%の時は、撮影時に1段分暗く撮影します。
例えばシャッター速度で
もし100%の時に　1/60sだったら、
1/120s で撮影をします。

そうすると、入力の光の量が半分になるために、
つじつまを合わせるために、100%だと入力256で出力128だったところを
入力128で出力を128にします。

シャッター速度を2倍に早めたのに、同じ明るさで写るため
ISO感度表記が2倍になります。
ダイナミックレンジ拡張をするとISO感度が2倍になる理由はこれです。

もう一度さっきの図を見てみます。

400%だと入力が64で出力が128になります。
入力に対して、出力の階調が足りなくなっています(実際の処理はわかりません)。
つまり、ダイナミックレンジ拡張を行うと、明るい部分の白飛びは減りますが、
暗部の階調が犠牲になります。
また、感度が上がったのと同等なので、ノイズも増えます。
このデメリットも理解した上で的確に使用することをオススメします。

・空間フィルタ3 ローパスフィルタ

前回までは空間フィルタでエッジ検出を行う話をしました。
空間フィルタは係数を変えることで、エッジ検出だけでなく
ローパスフィルタとして使用することもできます。
ローパスフィルタとは画像をぼかすことです。
下の図の係数のオペレータをかけます。

元画像

処理画像

ぼかし量を大きくするためには重ね掛けをすればよいです。
10回かけたときの画像

空間フィルタが9×9やそれ以上に大きくできれば一発で
大きくぼかせますが、空間フィルタが大きくなると計算量が
膨大になってしまいます。

そのほかの手法としては、縮小+拡大もぼかす方法として効果的です。
1/4に縮小+LPFを1回+4倍に拡大

縮小方法にもよりますがこっちの方が計算量が少ない。

あまり関係ないですが、ぼかした画像と元の画像を比較暗合成をすると
下の図のように、ちょっとアニメ調な感じで面白い結果になります。
こういった処理を色々工夫したのが、
最近流行りのアートフィルターやらデジタルフィルターです。