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写真講座

2019年1月16日 (水)

・デジカメが苦手とする色

デジタルカメラでは色を作るために
光の3原色のカラーフィルタを通したセンサの画像を使っています。

このカラーフィルタが通す光の波長は、
人間の眼の3つの錐体の分光感度に近づくように設計されています。

しかし、デジカメで撮影したカラー画像と、
人間の見た目で感じる色にどうしても差が出てしまいます。
その理由は人間の脳内では記憶に基づき
色を補正していたりすることが殆どですが、
どうしてもデジカメの原理的に苦手とする色もあります。

その代表的な色が、青紫色。
アジサイや藤の花の色です。

実際に数値でどうなっているかを確認してみます。

Resize166019
日中屋外(D65 6552Kの太陽光下)で、カメラで撮影したマクベス

この写真のチャートの各色パッチの数値と
チャートのメーカーで公開されている
正式な値を比較してみました。
Color

上のグラフは、マクベスのパッチの各色の情報を
a*b*平面上にプロットしたものになります。
青のプロットが正式な値、
黄色のプロットがカメラで撮影した色です。

グラフの見かたとしては、中心の原点は無彩色、
周辺に行くほど彩度が高い色になります。
また、青と黄色のプロットが離れているからといって
色が全く異なるというわけではありません。

Color2

例えば上の図の14番のパッチ(green)は
黄色と青のパッチのプロット位置は離れています。
しかし、原点からの方向は一致しています。
つまり、彩度が違うだけで、色の種類としては同じです。

左:マクベスの理論値 右:撮影した画像の色

Green

※輝度は揃えてあります。

グラフを見ると色味がかなり異なるパッチと

ほぼ一致しているパッチがあることが分かります。

Color3

上の図の丸で囲ったパッチは色相(色の種類)がかなりずれています。

黄色-オレンジ
マゼンタ-青
このあたりの色のズレが大きい。

逆に緑-青系の色や肌色は
ほぼ一致しています。

これは、写真でよく撮られる被写体が
植物の緑や、空の青、人の肌だったりするため
これらの色相はなるべく正確に
色再現をするという思想があるためです。

一方、デジタルカメラの色づくりでは
ある色を重視して設計するために
カラーマトリクスなどを調整すると
引っ張られて別の色まで影響を受けてしまいます。

この影響を受ける色が青紫だったりします。
(黄色系は見栄えのためにあえてずらしていることもある)

左:マクベスの理論値 右:撮影した画像の色
Puplblue

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2019年1月14日 (月)

・あしかがフラワーパークのイルミネーション

あしかがフラワーパークのイルミネーションに行ってきました。
5月の藤の時期には毎年行っているので
どこに何があるかは把握していましたが
イルミネーションは初めて。

藤の花の色をイメージしたイルミネーションがされています。

5月のとき
Resize166011

イルミネーション
Resize166016

デジカメは基本的に肌色や空の青、植物の緑の色再現に
重点を置いて開発されるので、微妙な色である紫色の再現が苦手です。
藤の花ですら見た目に近い色を出すのが難しいのに
単色光のLEDだと更に難易度が上がる。

青の洞窟以上に難しいです。

カメラの設定での色
Resize166009

RAW現像で頑張ってみた結果
Resize166014

これ以上は厳しい。

見栄えのする写真をとるには
構図だけでなくて、HDRなどの露出制御や
ソフトフィルターを用いたり、いろいろ工夫する必要がある。

Resize166017
Resize166015

Resize166012

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2019年1月 7日 (月)

・ファインダー倍率とは

前回:ファインダー視野率とは
一眼カメラのファインダーの性能の一つにファインダー倍率があります。
ファインダー倍率は大きいほど
ファインダー像が広く見え、覗いたときの感覚が良くなります。
ファインダー倍率が低い一眼だと、像が見えにくく
「井戸底」などと呼ばれたりします。

Resize166002

 
Resize166003

ファインダー倍率の大きいカメラと小さいカメラ

ファインダー倍率は、フルフレーム一眼レフでは0.75倍とか、
APS-C一眼レフでは0.95倍とか、そんな感じの数値になっています。
この数値だけ見ると、フルフレーム一眼レフのほうが
ファインダーが小さく感じますが、実際は逆です。
APS-Cサイズのセンサのカメラでは焦点距離が1.5倍になるため、
ファインダー倍率も1.5倍になっています。

APS-Cで0.95倍のファインダーの場合、フルフレーム換算すると
0.63倍になります。

そもそも、センサの大きいカメラのほうが、
ミラーもプリズムも大きくなるので
ファインダー倍率も大きくしやすいです。

ペンタプリズムの大きさ比較
左:APS-C 右:35mm版フルフレーム
Resize166004

ところで、このファインダー倍率、
レンズの焦点距離に依存しますが
カタログを見ると、どのレンズを使ったときか等の
条件が記載されています。

( 50mmレンズ・∞・-1m^(-1) )

上記が一般的によく使われる条件です。
ここが違うと、メーカー間でどれだけ性能が違うのか比較できません。

ここで記載されている50mmのレンズというのは
文字通り、焦点距離が50mmのレンズを付けたとき、という事です。
大体は50mmF1.4の単焦点レンズです。

次の∞は
ピント位置が無限遠にいるときを表しています。
これは、ピント位置(被写体距離)によって
若干焦点距離が変わってしまう為です。

花を多重露出で撮る記事のように、
イルミネーションを多重露出で撮影するとよくわかります。

Resize165999

この写真はピントが合った画像と、
わざとぼかした画像を重ねています。
中心付近はぴったり一致しているのですが、
周辺になると、ボケた画像のほうが
外側になっていることがわかります。

これはピントをずらした画像のほうが
像倍率が大きいため(焦点距離が少し長い)です。

そのため、
ピント位置が無限遠のときのファインダー像が
実際に見える被写体の何倍の大きさで見えるかを定めています。

-1m^(-1)は視度調節を-1m^(-1)にした時を示しています。

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2018年12月31日 (月)

・同じ高感度でも夜だとノイズが目立つ理由

ここ最近、カメラのセンサの性能が上がり
高感度でのノイズが少なくなったり
ダイナミックレンジが広くなったりしています。

高感度ノイズは前の機種より1段分良くなったとか
よく聞きます。
一段良くなるとは、
例えば今までISO 3200までしか
ノイズレベル的に許せなかった人が
ISO 6400まで許せるようになるという事です。

5年前のカメラでのISO 3200
Resize165991
最新のカメラでのISO 6400
Resize165990

拡大
左:古いカメラ 右:新しいカメラ
1

2

3


しかし人間の欲は深く、良いものが出ると
やはり、ISO 3200までしか許せない、
となることが多い。

本題ですが、同じISO 6400でも
昼間に撮影したISO 6400の画像と
夜に撮影したISO 6400の画像では
夜の画像のほうがノイズが多く感じます。

昼間のISO 6400
Resize165989

夜のISO 6400
Resize165987

拡大
1_2

これは撮像素子のベースノイズと
信号の比 SN比によるものです。

13

このグラフでは横軸を明るさ、
縦軸を信号量としています。
このグラフの例では、明るいところの信号量は
150-255でノイズ量は0-3程度、
だいたい、比率だと1%ちょっとなのでほとんど無視できます。

しかし、暗い領域では信号量が0-50程度なので
ノイズ量は10-20%程度となり、かなり気になってしまいます。

夜間の撮影では暗い領域が多いので
同じISO 6400でもノイズが多く感じるのです。

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2018年12月26日 (水)

・動画のレンジ リミテッドとフル

これまで、このブログでは主に写真という静止画について
触れてきました。
しかし、最近は、カメラマンにも動画を撮るスキルを求められています。
パソコンなどで扱えるよう量も増えて、
動画も撮れなければ食べていけないプロカメラマンも多いです。

ただし、動画は、映画系コンテンツと放送系コンテンツで
違う規格があったり、
表示デバイス(ブラウン管テレビ)の制約上、厄介な
制限事項が残ったままになっていたりします。

その一つが動画のレンジ問題。
レンジはダイナミックレンジのレンジと同じような意味です。

写真では当たり前のように、0-255の値(8bit)で画像を作っています。
0_255

しかし、動画のフォーマットの中には、
16-235の値で映像を作っているものもあります。
これはアナログの放送規格の時の制約が
そのまま引き継がれてしまっているためです。
アナログの時は白とびを255にしてしまうと
伝送の揺らぎとかで白とびしなくなってしまう恐れがあるので
余裕をもって235を白とびにしています。

放送系では16-235のレンジですが、
PCで画像データを扱うときは基本的に0-255です。
そのため、16-235の映像を0-255の映像として
間違って読み込んでしまうとコントラストのない
眠い映像になってしまいます。

間違って読み込んでしまったイメージ画像
16235

正しく読み込んだイメージ画像
0255

放送系の規格は
昔のテレビ機器でも見れるように後方互換を非常に重視しています。
HDR規格のハイブリッドログガンマも同様の考えで
規格化されています。

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2018年12月24日 (月)

・ファインダー視野率100%とは

デジタル一眼カメラではファインダーを覗いて
フレーミングを決める機種も多いですが、
一眼レフでは視野率というものが一つの重要点になります。

視野率が100%じゃないとどうなるのか。

Finder

上の図がファインダーで覗いたときのイメージです。

そして実際撮影できた画像
Resize165985_2

左端に余計な黒いものが写り込んでいます。
視野率が100%未満だと、
実際に写る画像と、ファインダー像の画角が異なります。

例えば視野率95%の場合。

11

実際に写る部分(緑部分)に比べて
ファインダーで見える部分(青部分)は
縦横で95%分しか見えないことになります。
面積比率が95%というわけではありません。

視野率100%のファインダーだとしっかり映る範囲が見えますが、
カメラの組立時に精密に組み立てなければいけなかったりなど
緻密な作業になるため、高級機にしか搭載されていません。
また、光学部品もペンタプリズムなど
高価なものが必要になります。

ペンタックスではエントリー機種から
視野率100%ですが、
これは手ぶれ補正のSR機構を利用することで、
撮影の瞬間に調整した中心にセンサーを
ずらすことで実現しています。
(そのためレリーズタイムラグが他社よりある)

ミラーレスカメラでは撮像素子に当たる像を
そのまま電子ファインダーに出すため、
視野率は基本的に100%です。
※撮影時の画質設定がそのまま見えているわけではない。
 撮影時はセンサ駆動モードが違うことが多い。

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2018年12月19日 (水)

・画質確認チャートを少し改良

以前からよく使用している画質確認チャートを少し変えました。
どういう視点で変えたのかを簡単に説明します。

一番最初に造ったときの状態
Resize165978

以前のチャート
Resize165979

新しくしたチャート
Resize165980

手前のフィギュアの配置などは
その都度変わるので気にしないでください。

変えた部分は、今まで画質評価にほとんど利用していなかった被写体です。

左が新しく配置したもの
1_2

赤とピンクの彩度の高いフェルトです。
どの色も飽和しやすく、フェルトの細かい質感が失われがちです。
以前も小さいパッチとして存在しましたが
小さいと差分がわかりにくいので思い切って大きくしました。

その上にはわずかに紫がかった造花を配置。
この僅かな紫は、高感度になると
色ノイズ処理で色が失われがちです。

Dd
100円ショップで見つけた割とリアルな人工芝を配置。
以前から芝生の写真を貼り付けていたが、
光の当たりでディティールが難しい芝生は

カメラごとに差分が出やすい。
さりげなく、蛍光色のシールも貼っておきました。

13
空をイメージしたグラデーション
本当はもっと広い面積で欲しかったが、
スペースの都合上ここにしか設置できず。
空に発生しやすい階調飛びを見るためのものです。

その他に、雪ミクのフィギュアの後ろあたりに
赤外線をよく反射する黒い布をおいてみましたが
今の所、使用方法が思いついていません。

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2018年12月13日 (木)

・青の洞窟のイルミネーションを撮る

渋谷の青い洞窟のイルミネーション、
このイルミネーションは撮影するのが非常に難しい被写体です。

Resize165975_3

・青色LEDはデジカメにとって難しい光源

渋谷の青の洞窟のイルミネーションを少し離れたところで見ると
イルミネーションの部分だけ視覚のピントが合わないように感じました。
カメラと同様に人間の眼も、青の単色光では
光の波長の関係でピントが合わせずらいのかもしれない。
「目がチカチカする」と言っている人も多かった。

上記の画像のRAWデータから、彩度やホワイトバランスを変えて
頑張って見栄えのする写真を作り出したのがこちら。

Resize165973_2  

夜空の部分は多少色がありますが、
青のイルミネーションの部分は青の情報しかなく、
これ以上良くするのは私では困難です。

また、カメラによっては、青の部分が紫色に色が回ったり
シアンに色が回ったりします。

Resize165976
上の写真はGoogleのスマホpixel3で撮影したものですが、
キヤノンも紫になりがちです。
これは、写真の絵作りの時に、
どの色を重要視するかの思想による物が大きいです。
青色LEDのような極端な光源はレアケースの為
重要視されず、別の色の色再現のしわ寄せがきているのです。

また、LED光源は目で見た感じだと真っ青なのですが、
写真で撮ると光が強すぎて飽和してしまい、
白くなってしまいます。

Mini

すでに撮影済みの画像から処理をして見栄えをよくするのには限界があるので
撮影時に工夫をします。

露出を変えた複数の画像からHDR画像を生成
Resize165971

LED電球が白とびしないように
かなりアンダーで撮影した画像も用いてHDR画像を作成しました。
全部で5枚のRAW画像を合成。

それでも写真としては微妙。。

さらにブラックミストフィルタを使用
Resize165972

微妙。

特殊環境すぎて、写真映えしません。
玉ボケなどをうまいこと利用するくらいしか

きれいに撮る方法が思いつきません。
または、ストロボなどで別の光源を足すなど。

Resize165974

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2018年12月 7日 (金)

・シャッター速度の表示について

カメラのシャッター速度表示で
意外と知らない人が多かったりするので意味について改めて説明します。

2

上記のシャッター速度は 30 と記載されていますが
これは30秒ではなく1/30秒です。
基本的にカメラのシャッター速度は分数の分母を表記します。
4000 ならば、1/4000秒という高速シャッターになります。

また、30 と記載されていますが正確には 1/32秒です。
同様に 15 と記載されていた時は1/16秒です。

このことについて書いた記事

写真の露出で言われる一段、二段とかは
カメラに入ってくる光の量が2倍、4倍になることを示しているので
2の指数倍が正しい数値という事になります。

ところで、写真を撮るとき多くのシーンではシャッター速度は1秒よりも短いのですが
夜景など三脚を使うシーンでは1秒よりも長秒シャッターを切るときがあります。
この時にたとえば、10秒撮影したくて 10 に合わせたところ、
真っ暗で何も映っていない、という失敗をするかもしれません。

10秒だと思って 1/10秒で撮影してしまったためです。

10秒の時はどういう表示になるかというと下の図のようになります。
3

10" のように数値の後にダブルクオーテーションがある場合に
10秒を表します。

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2018年11月29日 (木)

・K-1 IIの手持ちリアレゾの確認

K-1からK-1 IIに改造して
ある程度使用してみました。
手持ちリアレゾもどんなものかを確認。

・Pentax K-1とK-1IIの画質比較 1

・Pentax K-1とK-1IIの画質比較 2

まず最初に危惧していた電池持ち。
RAWにノイズ処理がかけられるアクセラレータユニットを搭載した
PENTAX KPの電池餅がとても悪いことから
ここが一番心配でした。
(ライブビューをするとすぐになくなる
 花火撮影や星撮影では予備バッテリー3個ほどは必要)

電池持ちは実感できるレベルで悪化していました。
無印K-1では撮影に行く前に充電を忘れていても、
気にせず一日は撮影することができました。
(私の使い方で)
改造後は、出かける前に満充電をしないと、
途中でバッテリー切れになったり、赤表示になったりします。
特にライブビューを使用すると減りが早い。

とはいえ、KPとは違い、容量の大きいバッテリーのため
満充電さえしておけば、気にせず一日は使えます。

本題の手持ちリアレゾ(RRS)について。
雑誌に載っていた開発者インタビューによると、
これまでのRRSでは、手振れ補正機構を利用して、
各画素にRGBすべての光を当てるようにしています。

詳しい記事はこちら。

手持ちRRSでは、これまでセンサシフトで
一画素ずつずらしていた部分を
手振れの微妙な振動で置き換えているとのことです。
なので、手持ちRRSの時は三脚を使うとだめらしい。

RRS off
Resize165959

RRS on
Resize165962

2倍拡大
左:OFF 右:ON
Imgp6546_all

屋根のディティール部分がかなり出ていることがわかります。
手持ちでここまでできるなら十分かも。

2倍拡大
左:OFF 右:ON
Imgp6546_all1
木の幹は質感が出ていることがわかりますが、
葉っぱ部分はあまり変化がありません。
低輝度で低振幅の信号がしっかり出てくるという印象。
逆に元からエッジがある部分にはあまり効果がないのか、
風などの動きによってRRSが行われないのか。
少なくとも動き補正は入っているだろう。

RRS off
Resize165960

RRS on
Resize165963

2倍拡大
左:OFF 右:ON
Imgp6736_all

この写真では全く効果が見られません。
船の上から撮影したため、RRS4回撮影の
ショット間のずれが大きすぎて合成できなかったのだろう。
手持ちRRSをやる際にはぶれないようにしっかりと構える必要がある。

RRS off
Resize165961_2

RRS on
Resize165964_2

2倍拡大
左:OFF 右:ON
Imgp7472_all
このシーンでは、空に不自然なノイズが生じてしまっています。

2倍拡大
左:OFF 右:ON
Imgp7472_all2
また、木の部分には縞模様のアーティファクトが生じています。
通常のRRSで水面など動くものがあるときに生じるような模様です。

このシーンも撮影時の手振れの周波数がよくなかったのだろうか。

手持ちRRSはハマるとすごく威力を発揮しますが
まだ発展途上で失敗することもあるようです。
ファームアップデートで改善されるかも。
RAWで撮影しておけば失敗したときにも救うことができます。

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