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写真講座

2019年5月19日 (日)

・ストロボのガイドナンバーとルーメン

最近はストロボの代わりに使えるような
大光量のLEDライトが増えてきました。
LEDライトの明るさを示す単位でよくつかわれるのがルーメンです。


一方ストロボで使われる光量の単位はガイドナンバー

同じような光量の単位なので、
このLEDライトはガイドナンバーだとどれくらいになるんだろう?
と気になることもありますが、
単純に比較できません。


なぜならば、ストロボ光は閃光、LEDは定常光と光の性質が全く違うためです。
ストロボはパッと一瞬光るだけに対して、LEDはずっと光り続けています。
そのため、ストロボではシャッター速度が制限されますが、
LEDはシャッター速度を長くすれば暗い光でも明るく写真を撮ることができます。


6
黄色い部分(ストロボ)と青い部分(LED)の面積は同じくらい。


 


違う概念の単位をなんとか変換できないか考えてみました。
カメラで使われる環境光の明るさの単位Lv(Ev)とluxの関係は
おおよそ以下です。


ISO100時に
LV1 = 5Lux
LV2 = 10Lux


1m離れた18%グレーを適正露出で撮影する場合を考えてみます。
8
このグレー被写体をフル発光で1mの距離でLV=10に照らせるストロボがあったとします。
このストロボのガイドナンバーはいくつになるだろうか。


 


LV=10 の環境で適正露出で撮影できる絞り、ISO、シャッター速度は
いくつになるのかまずは計算します。
ストロボの閃光時間は数千分の1秒~数万分の1秒なので、この値を実際に使うのは
あまり実用的ではない…。


同調速度に近く、比較的使われる1/125秒を使うことにしましょう。
ISO感度は計算を楽にするために基準のISO 100で。


Lv = Av + Tvの露出の計算式に当てはめると、
絞りはF2.8と算出されます。


ガイドナンバー = メートル x F値
です。


これに当てはめると、
GN = 1(m) × 2.8(F値) =2.8


ところで、Lv10のときはおおよそ 2600Luxです
2600Luxが何ルーメンか計算したいところですが
下記の図のように、ルーメンは光源から出る
あらゆる方向の光を総合したものです。
Akarusa_2


1m離れたところにある18%グレーのどの範囲を照らすのかで
変換したときの値が変わってきます。
1mの距離だと割と近いので28mm相当の焦点距離のレンズで
けられない範囲にしておきます。
28mmのレンズの対角画角は84.1°です。


この条件で計算すると
約4140ルーメン


GN=2.8というと非常に暗いストロボの印象。
(コンデジでもGN=6くらいはあります)


一方、4000ルーメンのLEDライトだとすごい眩しい印象。




結果:
ガイドナンバーとルクスは変換できない!
※途中計算はここのサイトを用いると簡単にできます。
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2019年5月11日 (土)

・蛍撮影に便利なライト

蛍はすごい暗い森の中にいるため、光に敏感です。
また、蛍撮影をしている人も光には非常に敏感になります。
蛍撮影方法の記事
暗い場所での撮影なので、明るいペンライトなどは絶対に使えません。
スマホの画面ですら明るい。
ただし、足元を照らしたり、カバンの中を照らす明かりは欲しい。
その時に便利なライトを教えてもらったので紹介します。


 

USB充電ができ、3種類の照射パターンがあります。

Resize168546
レーザポインタ
このレーザポインタの赤い点を使うことで
真っ暗な場所でも比較的容易にピントをあわせることができます。
ただし、他に撮影者がいる場合はじゃまにならないように注意。

Resize168548
ブラックライト
光量が小さく、ちょっと手元を照らしたりするのに便利です。

Resize168547
白色LED
若干明るいので、移動時に足元を照らすのに支えます。
また、このライトの良いところは、拡散性が弱く
足元以外の余計なところを照らさないという部分です。

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2019年4月30日 (火)

・星の軌跡と桜の撮影

Resize168437
桜ももう終わりですが最後に山中湖で撮影してきました。
山中湖は富士五湖で一番標高が高く980mほど。
東京都内に比べると3週間ほど遅く咲きます。

天気がいいこともwindyで確認していたので、
星と一緒に撮影。

星の軌跡の撮影方法はこちら

上の記事はペンタックス機での設定ですが、
基本はどのメーカも同じです。
Mモードにして、30秒露光、ISOは基本最低感度、
絞りは空の明るさによって変えます。
ホワイトバランスはAWB以外のものにします。
空の色の好みで決めればいいのですが、個人的には蛍光灯が好き。

太陽光
Resize168440

蛍光灯
Resize168441

電球
Resize168434

キヤノンやソニー等で
インターバル撮影機能のないカメラの場合
外部レリーズでインターバル撮影ができるものがあります。


 

入門機などで外部レリーズ端子がない場合、、
諦めてください。

撮影時に、最初の一枚など、どこかで
一枚だけは桜をLEDライトとかで照らしたカットを撮っておきます。
Resize168435

LEDで照らさないと桜が真っ暗になってしまいます。
Resize168436

ただし、有名な桜だとほかにも撮影している人とかがいるので
なるべくライトで照らさないように。怒られます。

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2019年4月24日 (水)

・クアッドピクセルセンサによるHDR


以前にセンサ上でHDRを行う技術について記載しました。

この方式は、時間方向に長秒露光と短秒露光を行います。
ハイライト付近では短秒露光の情報を用いて白飛びしないように、
シャドー付近では長秒露光の情報を用いて黒つぶれしないように制御します。
これによりダイナミックレンジを広げることができます。

5
露光の途中で読みだした情報が短秒露光になる

最近の中華スマホに搭載されているクアッドピクセルセンサでも
撮像素子上でHDR合成ができます。

クアッドピクセルセンサでは4つの画素を
一つの画素とみなして画像を作成します。
Quad

この時、隣接する各色の画素にそれぞれ
短秒露光、長秒露光の役割を与えることで
HDRを行うことができます。
Quadorahdr

ただし、通常撮影では4つの画素を画素加算することで
ノイズを1/2に減らせるのに対し
HDRでは2つの画素しか使えなくなるためノイズは増えます。

撮像素子上でHDRを行うのは
ダイナミックレンジとSN比のトレードオフになることが多い。

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2019年4月20日 (土)

・トレーサビリティとは

体重計はどのメーカのものを使っても、同じ結果になります。
同様に、カメラはどのメーカのものを使用しても、
同じ明るさのものを同じシャッター速度、絞り、ISOで撮影すれば
基本的に同じ明るさに映ります

これは、キログラム原器のような基準となる指標に合わせて
カメラが作られているためです。

光の基準としては、産業技術総合研究所が持つ機器が一番上位になります。
次に日本電気計器検定所がもがもつ電球です。

この電球を指定の電圧電流の時、
指定の距離で測定した値が基準の明るさになります。
メーカは基本的にこの電球に合わせた、
社内での基準電球を持っています。

この電球がそのメーカでのマスター電球になり、
これを用いて合わせこんだ下位の通常使用用の電球や
計測機器(輝度計)などでカメラの開発をしています。

計測機器は、社内標準電球に合わせてある
社内標準電球は日本電気計器検定所の電球に合わせてある、
日本電気計器検定所の電球は産業技術総合研究所の機器に合わせてある、
と追跡できることがトレーサビリティです。

電球や計測機器は経年変化や使用歴で劣化していきます。
そこで、数年に一度-一年に一度、上位の物に合わせこみを行う必要があります。
これを校正といいます。

校正では一定の範囲に入っているか確認、
一定の値に入っていない場合、調整が行われます。
一定の範囲に入っていない場合は面倒くさい。
校正外れがいつから起こっているか確認する必要があるためです。
校正外れの期間に製造されたカメラは
基準があっていないことになってしまいます。

このようなことにならないように、
定期的な校正と
もし校正範囲内でも、より中心値に機器を調整しておく必要があります。

 

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2019年4月16日 (火)

・スマホのディスプレイと色域

最近のiPhoneやXperia、Galaxyなどの
ハイエンドスマホは非常に良いディスプレイを搭載しています。
HDR表示などの最大輝度もそうですが、
色域もかなり広がっています。


パソコンのディスプレイはほとんどのものはsRGB、
映像や写真用の良いものでもAdobeRGBをカバーするくらい。
それに対し、スマホのディスプレイは
Display P3やそれ以上のBT.2020にせまるものもあります。
2


ちなみにiPhoneはDisplay P3ですが、
この規格はApple独自のもので一般的なDCI-P3と少し異なります。
F0274403_16332113


これまで、世の中にある殆どのディスプレイは
sRGBかそれ未満しか表示できなかったため、
Web上の多くのコンテンツはsRGB規格で作られています。
意識しなくても、パワーポイントやら普通のデジカメの写真は
このsRGB色域になっています。


しかし、最近はスマホでコンテンツを見ることも多くなったり
ディスプレイも良くなってきたので、この前提が崩れつつあります。
ハイエンドスマホでは、既存のsRGBのコンテンツも
独自のエンジンでP3規格などに拡張して
色鮮やかに表示しています。


更にiPhoneではiPhoneカメラで撮影した画像は
Display P3規格になります。
何も考えずにそのままWebにアップロードすると
正しい色で見えない可能性があります。
以前の記事※このときはDCI-P3と書いていましたがDisplay P3の間違いです。


iPhoneのカメラ写真をそのままアップロードして
それをXperiaなどで見ると、
アプリによってはP3で表示できないどころか
そこからディスプレイ側の色域拡張処理が入って
もう訳のわからない色空間になってしまいます。


 




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2019年4月12日 (金)

・シネマレンズと写真レンズの違い

最近は、シグマやサムヤンから
シネマ用のレンズが発売されています。
これらは写真用レンズの設計を流用して
基本的には鏡筒を変更しただけです。

では、これまでツァイスやフジノンなどから発売されていた
超高価なシネマ用レンズとは何が違うのか。
(ハリウッド映画撮影などでも基本はレンタル)

まず、シネマ用レンズは性能が非常に高いです。
これは像性能などはもちろんのこと、
求められるのは
 バリフォーカルじゃないこと、
 ブリージングがないこと
です。

・バリフォーカル
ズームレンズにおいて、焦点距離によって
ピントがずれてしまうレンズのことです。

Pentax DA16-85
T端でピント合わせ(等倍拡大)
Tele

そのままピントリングをいじらず
W端にして撮影
Wide

W端にするとピントが合っていないことがわかります。
写真ではその都度ピントをあわせるので
大きな問題になりません。

しかし、動画ではカメラワークの関係上
Rec中にズームをしたりすることがあります。
このときにピントがずれてしまっては台無し。

また、写真撮影をするときに厳密にピント合わせをする際は
ライブビューで拡大表示をしてピントを合わせます。
しかし、ビデオグラファーは
ズームした状態でピントを合わせます。
バリフォーカルではこの方法が全く使えない。

 

・ブリージング
ブリージングとはピント位置によって
像倍率が変わってしまうことです。
近いものと遠くのものを移したときに
微妙に焦点距離が変わる、とも言えます。

そんなこと起こるの?と思うかもしれません。
起こります。

手前にピントを合わせたとき
Resize168426

奥にピントを合わせたとき
Resize168427

右上の端をみてみると

Bri1

手前にピントを合わせたときのほうが、画角が狭いことがわかります。


これが起こると、Rec中にピント位置を変えると
不自然になってしまいます。

これらが起こらないような光学設計にすると
どうしても高価に、大きく重くなってしまいます。

しかし、最近の大口径フルサイズミラーレスのレンズ
(ニコンとか)はかなりよく、
ブリージングがほとんど起こりません。


 

 

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2019年4月 2日 (火)

・L*a*b*とは

以前にYCbCrの色空間について記載しました。

YCbCr空間はPCで扱うほとんどの画像(Jpeg)で使われる形式です。

これに似た形式で、L*a*b*があります。
L*が輝度、a*b*が色差を表します。
Photoshopではこの形式を採用しています。
L*a*b*は結構考えられた色空間です。

以前にマクアダムの楕円について記事を書きました。
これは、人間の目で色の違いが判らない範囲を示したものです。
XYZ空間にマクアダム楕円を記載したものが以下の図です。

Macadam_xyz 

実際の楕円は小さくて見にくいので7倍の大きさにしています。
この楕円を見ると、場所によって楕円の大きさがかなり異なることがわかります。
緑のあたりは大きくて、青のあたりは小さい。
つまり、XYZ空間座標では人間の色の感覚と座標上の距離に差が生じることになります。
図内の三角形はAdobeRGBを表しています。


そこで、この色空間的な距離と人間の感覚を縮めたのがL*a*b*空間です。
理想では各楕円が真円になり、等間隔に並ぶのがいいのですが、
まだそこまでは至っていません。

Macadam

L*a*b*空間にマクアダム楕円を書くと図のようになります。
まだ、楕円が等間隔ではありませんが、
当初のXYZよりは多少良くなっています。
ここでの五角形ぽい線もAdobeRGBを示しています。


現在、色の違いを計る際は、このL*a*b*での座標的距離
で求めることが多いです。
この距離が0.5以下であればほとんどの人が気づかない。
1以上だとほとんどの人が色の違いが認識できるとか、
この色空間で語られることが多いです。

今回の作図はcolorACというソフトを使わせていただきました。

 

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2019年3月22日 (金)

・望遠マクロ難民PENTAXの救世主 Irix150mm

ペンタックスのKマウントでは
実質、マクロレンズは100macroが一番望遠のマクロレンズでした。
※FA*200macroもあるがほぼ流通していない、値段は40万ほど。
キヤノンニコンではシグマなどから180macroが出ていたり、
純正もあったりするのですが、
ペンタックスは100mm。
望遠マクロならではの表現ができずにいました。

Irix 150macroをB&Hで購入したので確認。
送料込みで624ドル。
電子接点はあるので、F値などはカメラ側から入れられます。
また、MFのみですが、マクロ撮影時は基本的にMFなので
そこまで問題にはならないと思います。

・解像度の確認
遠景での解像度を確認。
比較としてDFA100macroを。
解放F2.8
Irix150macro
Resize166969
DFA100macro
Resize166971
等倍比較(左:Irix150mm 右:DFA100mm)
Imgp0093_all
焦点距離が違うため単純に比較できませんが、
Irix150macroのほうが、シャープで解放でも比較的
しっかり写っています。
さすがにDFA100macroは光学設計が古いので(FA100macroと同じ)
解放での解像度は最新設計よりは劣るのか。

F5.6
Irix150macro
Resize166970
DFA100macro
Resize166972
等倍比較(左:Irix150mm 右:DFA100mm)
Imgp0094_all

2段絞ればどちらもかなり良くなりますが、
特にirixはシャープ。


・ボケの質
いつものようにボケ確認チャートを使用。
比較はDFA100macroです。

解放F2.8
Irix150macro
Resize166965
DFA100macro
Resize166967

ピント位置付近(左:Irix150mm 右:DFA100mm)
Imgp0081_all
斜め上から撮影したので、画像上部と下部で
ピント面から外れてぼけています。
DFA100macroでは軸上色収差によるパープルフリンジが発生していますが
Irix150macroでは軸上の色収差はほとんどありません。
これはすごい。

ピント位置より後ろ(左:Irix150mm 右:DFA100mm)
Imgp0081_all1
ピント位置での像倍率はほぼ一緒になるように撮影しましたが
ボケ量が違います。
これは焦点距離によるもの。望遠のほうがぼけます。
ボケの形状はIrixは変な癖もなく非常にきれい。
DFA100macroは黄色っぽいフリンジが発生しています。

ピント位置より前(左:Irix150mm 右:DFA100mm)
Imgp0081_all2
軸上色収差の発生がやはり異なります。
Irix150macroはほぼ発生していない。
DFA100macroはパープルフリンジが発生しています。

F5.6
Irix150macro
Resize166966
DFA100macro
Resize166968
比較(左:Irix150mm 右:DFA100mm)
Imgp0082_all

Imgp0082_all1

Imgp0082_all2
絞ることによって軸上色収差は減るので、
理論通りの結果になっています。

・逆光耐性の確認
Resize166955

Resize166964
逆光気味のシーンだと盛大にフレアーが発生します。
ここはやはりコーディング技術の優れたペンタックスが上。
味ととらえるのもありといえばありかも。

・等倍マクロ領域実写
Resize166960

Resize166959

Resize166958

Resize166963

Resize166962

Resize166961
逆光に弱い、という弱点を除けば
結構いいレンズです。
三脚座もついていますが、DFA * 50mmよりも軽いのでいらない気がします。

※cocologのシステムが変わってFA*の星記号が使えない…。

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2019年3月20日 (水)

・デュアルピクセルAFは暗所に強い

最近はミラーレスが主流になり、
AFは像面位相差AFデュアルピクセルAFのどちらかを用いることが多くなっています。
像面位相差AFだと、AF用画素は欠陥画素になってしまうので
あまりたくさんの画素をAFに割り当てることができません。
Sensor_1_1
iPhoneXsの像面位相差画素はこれくらいの割合で配置されています。
黒い部分が像面位相差画素。
Xsから横方向だけでなく縦方向を判別するための像面位相差画素も配置されました。
この像面位相差画素はとても小さいので、
暗所ではISO感度を上げることで対処しますが、
ノイズに埋もれてAFができないときがあります。
一方で、デュアルピクセルAFは撮像素子的にはこのような構造になっています
Sensor-2_1
すべての画素が像面位相差画素のように使うことができます。
これにより、暗い場所では画素加算をすることで
ノイズを平均化して減らすことができます。
ノイズが減ればその分AFが有利になります。
デュアルピクセルセンサを用いたEOS Rでは-6EVでのAFを実現しています。
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キヤノン EOS R ボディ
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