Бесплатная техническая библиотека

Экспозиция, динамический диапазон, баланс белого и зебра

Справочник / Искусство видео

 Комментарии к статье

A. Как "видит" камера - динамический диапазон

Камера фиксирует окружающую действительность не так, как ее видит человеческий глаз. В чем основная разница? В количестве различаемых оттенков света от самого темного до самого светлого. Здесь мы приходим к понятию "динамический диапазон". Это разница между самым светлым и самым темным участком изображения, которые может зафиксировать камера. По сути, это разрешающая способность камеры по контрасту воспринимаемого света. У нашего глаза динамический диапазон гораздо больше, чем у любой видеокамеры (природа постаралась, ведь от зрения зависит наша жизнь, а от качества съемки зависит разве что жизнь оператора :) ). Это означает, что при сильном контрастном освещении мы способны видеть как детали, освещенные максимально ярким светом, так и детали в глубоких тенях. Диапазон контрастности, видимый человеческим глазом, по различным оценкам колеблется от 800:1 до 1200:1, в то время как фиксируемый пленкой - примерно 100:1, видео - 40:1.

Представим, что вы находитесь в комнате, где горит настольная лампа и в окна светит яркий дневной свет. Вы без труда видите все детали, находящиеся в тени, предметы, освещенные лампой, и дерево за окном. Если вы эту картину снимете на видеокамеру, то ее динамического диапазона не хватит, чтобы зафиксировать и предметы, находящиеся в тенях, и детали в ярко освещенных областях комнаты. Будут либо детали в тенях и пересвет в окне и от лампы, либо черные тени и отсутствие в них деталей и хорошо проработанные окно и освещенный стол.

Эта особенность видеокамер приводит к тому, что для того, чтобы получить натурально выглядящую и красивую картинку, приходится искусственным образом понижать контраст изображения, используя постановочный свет. С нашим примером с комнатой, нужно было бы поднять освещенность в тенях до такой интенсивности, чтобы камера "увидела" темные объекты и в то же время не потеряла яркие детали в окне и на столе.

Важность правильного света на вашей съемке трудно переоценить, так как помимо только что описанной чисто технической стороны, существует еще художественная. Снимая, вы буквальным образом рисуете светом, и он создает настроение вашего фильма, расставляет акценты и создает тонкие подсознательные намеки. В дальнейшем мы подробнее коснемся художественных законов работы постановочного света, а сейчас важно, чтобы мы уяснили техническую сторону дела.

B. Экспозиция

1. Суть: диафрагма, выдержка и как они влияют на результат

Основным контролируемым параметром при съемке является экспозиция. Экспозиция - это сочетание величины диафрагмы и выдержки. Диафрагма определяет, насколько открыто отверстие, пропускающее свет к сенсору/пленке. Выдержка определяет, насколько долго открыто это отверстие.

Диафрагма измеряется в относительных единицах (f/2.8, 3.5, 4.5, 5.6 ... 22 и др.), суть которых не так важна. Просто запомните, что чем меньше цифра, тем больше отверстие и тем больше света попадает на сенсор.

Выдержка измеряется в долях секунды (1/2 с, 1/30 с, 1/250 и т. д.) Это количество времени, в течение которого открыт затвор. Все остальное время он закрыт, и свет не попадает на пленку. Если речь идет о цифровых камерах, то физического затвора там нет, а выдержка реализуется электронным способом.

И тот, и другой параметр влияет на количество света, пропускаемого к сенсору, верно? Вместе диафрагма и выдержка - экспозиция - контролируют степень засветки чувствительного сенсора или пленки. Чем больше экспозиция, тем больше света попадает в кадр и тем сильнее он воздействует на сенсор - тем светлее получается изображение в кадре. Слишком много света - кадр засвечен. Слишком мало - недосвечен. Оптимальное значение экспозиции дает нам хорошо проэкспонированный кадр с проработанными деталями в тенях и без пересветов.

Пример пересвеченного (слева), недосвеченного (посередине) и нормально экспонированного кадра

Итак, как этим всем пользоваться на практике? У всех цифровых камер есть встроенный экспонометр. Это прибор, по различным принципам вычисляющий оптимальное значение экспозиции для данной сцены и автоматически устанавливающий либо оба параметра (автоматический режим), либо один из параметров (второй устанавливается оператором - режим приоритета выдержки или диафрагмы). Результат вы всегда можете увидеть в реальном времени на мониторе вашей камеры.

Как выбирать нужные значения экспозиции? Конечно, вы можете руководствоваться собственным глазом и просто судить по монитору о правильности экспозиции, но у выдержки и диафрагмы есть важные художественные особенности.

Главный художественный инструмент оператора с точки зрения экспозиции - это диафрагма. Чем больше открыта диафрагма, тем меньше получаемая глубина резкости. Чем более закрыта диафрагма, тем больше объектов в кадре будут резкими - глубина резкости растет с уменьшением диафрагмы. То есть если вы хотите снять крупный план человека с размытым фоном, вам нужно держать диафрагму открытой - возможно, около 3.5 - 5.6, если вы снимаете на 50 мм APS-C объектив. Если же вы снимаете пейзажный общий план и хотите, чтобы все объекты, попадающие в объектив, были резкими, то вы прикрываете дырку, допустим, до f/8 на 28 мм-объективе и выбираете выдержку таким образом, чтобы кадр был проэкспонирован нормально. Либо используете нейтральные фильтры, чтобы контролировать поток света - если не хотите использовать неоптимальную для ваших задач выдержку.

Как меняет получаемое изображение выдержка? Тут все достаточно логично и легче для понимания, чем вопрос с диафрагмой и глубиной резкости. Давайте вначале говорить о фотографии (то есть, мы снимаем один кадр) - так будет легче объяснить суть. Выдержка влияет на четкость зафиксированных движущихся объектов. Допустим, вы снимаете статичный кадр, и в кадре у вас движущаяся быстро машина. При выдержке в 1/30 с затвор открывается точно на это время, и машина успевает проехать определенное расстояние. В результате в кадре фиксируется начальное, конечное и промежуточные фазы движения машины - она выходит размытой. То есть выдержка "замораживает" определенный кусок времени, и все изменения в позиции объектов в кадре, которые произошли в это время отражаются в кадре в виде размытости движения. Здесь возникают различные художественные возможности.

Выдержка в 1/500 секунды

Если вы снимете быстро бегущего спортсмена с очень малой выдержкой (допустим, 1/1000), то каждая деталь в кадре будет четкой, вы получите замороженное мгновение реальности, с частичками песка, взлетевшими в воздух от удара кроссовка и т.п. А теперь представьте, что вы поставили фотоаппарат на штатив ночью над загруженным машинами шоссе и открыли объектив на 25 секунд. Машины, светящие фарами, буквальным образом нарисуют светящиеся линии своей траектории в вашем кадре, и вы получите залитую линиями света ночную дорогу.

Выдержка порядка минуты

Или простой пример - съемка струй фонтана. Струи состоят из множества капель, движущихся с большой скоростью. Если вы будете снимать фонтан с выдержкой в 1/30 например, то фонтан будет состоять из монолитных струй. Если вы установите выдержку в 1/500, то струи разобьются на тысячи капель, потому что каждая из них не успевает пролететь и миллиметра за 1/500 секунды и таким образом "зависает" в воздухе отдельно от своих товарищей.

Выдержка в 1/30с (слева) и в 1/500с (справа)

Хорошо, с одним кадром мы разобрались (мы обсуждали фотокадр). Какие особенности добавляет выдержка в видео? Давайте рассматривать видео как последовательность фотографий, меняющихся со скоростью 25 кадров в секунду (25 к/с - это стандартная частота кадров в том случае, когда в системе PAL показывается прогрессивная, то есть без чересстрочной развертки, трансляция). Стандартная выдержка в видео для 25 к/с - это 1/50 с. То есть каждый кадр экспонируется в течение 1/50 секунды. Это не очень короткое время, и многие объекты обычно успевают совершить определенное движение, что на кадре результирует в небольшой размытости движущихся объектов. Когда движение объекта быстрое, и размывается он больше, когда медленное - меньше. Это размытие движения от кадра к кадру помогает его передаче в результирующем видео и видео выходит плавным. Это одно из отличий фотографии и видео - скорее всего, вы не были бы так уж рады большинству стоп-кадров из видео с быстродвижущимися объектами, но складываясь вместе, такие кадры хорошо передают движение.

Что получится, если мы будем производить съемку с очень короткой выдержкой, например, 1/250 или 1/500? Каждый кадр будет практически лишен размытости движения. Если мы работаем со скоростью съемки в 25 прогрессивных кадров в секунду (стандарт, когда мы снимаем в PAL-стране), то получим несколько стробирующее видео при наличии движении камеры либо снимаемых объектов. Этот визуальный строб получается из-за того, что 25 кадров в секунду недостаточно для того, чтобы создать абсолютно плавную иллюзию движения, и теперь нет помощи в виде размытости движущихся объектов от кадра к кадру.

Однако это не всегда плохо. В ряде случаев такой эффект может использоваться для художественной задачи. Например, в "Спасении рядового Райана" Стивен Спилберг использовал короткую выдержку для боевых сцен и с помощью едва уловимого строба передал состояние крайней сосредоточенности и молниеносной скорости действия солдат в бою, состояние, в котором человек на адреналине воспринимает все вокруг с повышенной "четкостью". Другой пример. При съемке для спецэффектов бывает нужно чтобы объекты на каждом кадре были абсолютно четкими, чтобы было возможно их вырезать из фона и использовать отдельно, а размытие движения добавить впоследствии. Тогда также используется короткая выдержка. Но если у вас нет подобной цели, то стоит придерживаться классических величин выдержки при съемке, а при необходимости уменьшить количество света пользоваться нейтральными фильтрами (затемненная пластинка из специального стекла).

2. Чувствительность ISO

Пленка бывает разной чувствительности. Чем более чувствительна пленка, тем меньшее количество света нужно использовать для того, чтобы получить кадр. С чувствительностью, однако, растут паразитные шумы, примешивающиеся к изображению. Чувствительность измеряется в удельных единицах и существуют различные стандарты ее измерения. Сегодня практически везде используется стандарт ISO, поэтому мы будем оперировать этими единицами. Для примерного понимания, на пальцах: 80 ISO - это низкая чувствительность и практическое отсутствие шумов, 400 ISO - средняя чувствительность с минимумом шумов, чувствительность 800 ISO и выше можно считать высокой.

Просьюмерские и телевизионные камеры обычно имеют определенную, неизменяющуюся чувствительность, которую можно измерить в тех же единицах ISO. Существует возможность поднять чувствительность сенсора, применив так называемый GAIN - усиление сигнала. При этом вырастают шумы в изображении, что нежелательно, но при репортажной съемке порой нет другого выхода.

DSLR и цифровые кинокамеры имеют возможность выставления чувствительности сенсора в больших пределах, что очень хорошо для работы. Кроме того, из-за большого сенсора шумы даже при очень высокой чувствительности минимальны, что позволяет работать при минимуме света, ценность чего сложно переоценить.

3. Особенности цифрового видео (переэкспозиция)

Существуют определенные особенности того, как цифровой сигнал передает слишком большие значения. Когда в определенных частях кадра у нас слишком много света, происходит переэкспозиция. В случае с пленкой и даже аналоговым видео, такие участки перетекают к полной засветке постепенно и в них может сохраниться какая-либо графическая информация. В случае с цифровым видео, просто переполняется возможная сетка значений и весь участок становится (условно) белым, то есть - максимальной яркости. Никакой информации (деталей) в пересвеченных участках не сохраняется. Это ограниченность технологии и ее нужно учитывать при съемке. В общем и целом, в случае цифровой съемки лучше немного недоэкспонировать и потом вытянуть результат во время обработки, чем переэкспонировать и уже никогда не вернуть информацию из утраченных участков изображения.

4. "Зебра"

Во всех профессиональных камерах присутствует инструмент, призванный помочь вам в оценке экспозиции. Да, вы видите результат на мониторе камеры, но где заканчивается просто белый и где начинается переэкспозиция? Как корректно определить правильность экспозиции кадра, если в монитор бьет солнце, например, либо камера позволяет регулировать яркость и контраст монитора и вы получаете абсолютно разные картинки при одной и той же экспозиции? Где правда?

А правда в "зебре". Это функция, включающая штриховку областей изображения на мониторе при превышении ими определенных границ яркости. Допустим, вы можете сделать так, чтобы зебра появлялась, когда яркость области изображения достигает 100%. Тогда вы всегда будете видеть, какие участки кадра у вас переэкспонированы и сможете принимать решения, исходя из точной информации. Еще лучше, когда есть возможность включить две "зебры" одновременно. Одна будет показывать, например, уровень яркости в 70% (до этого уровня полезно довести светлые объекты), а вторая - 90-100% (белые объекты под прямыми лучами солнца, блики и т.д.) Используя этот инструмент, вы всегда будете уверены в своей экспозиции.

5. Баланс белого

Свет может быть разного цвета. Это зависит от источника света. Свет от свечи насыщенного желтого цвета, обычные лампы накаливания тоже светят желтым светом, солнце - ближе к синему. Поэтому существует понятие цветовой температуры источника света. Цветовая температура - это измеренная в градусах Кельвина температура идеального черного источника (да, звучит похоже на сферического коня в вакууме..), излучающего свет определенного оттенка. Цветовая температура лампы накаливания - 3200К (желтый оттенок), солнечного света - 5600К (синеватый оттенок). При росте цветовой температуры свет изменяется от "теплого" (желтого) к "холодному" (синему).

Наш глаз легко адаптируется к свету разной цветовой температуры, поэтому мы практически не замечаем разницы. Однако для камеры нужна точка отсчета - какой свет считать белым? Представьте, что мы снимаем лист белой бумаги при свете лампы накаливания. Если камера будет настроена на цветовую температуру солнца, бумага выйдет желтой. Мы знаем, что бумага белая, но камере нужно об этом сказать и дать ей таким образом точку отсчета. Мы делаем это, используя функцию "баланса белого".

Неправильный (слева) и правильный (справа) баланс белого

Обычно это делается так. Под основной источник света (лампа или солнце) ставится лист белой бумаги (либо серая карта). Камера наводится на этот лист таким образом, чтобы белый полностью заполнял собой кадр. Нажимается кнопка, и камера балансируется, а вы получаете правильные цвета.

Существует также возможность пользоваться предустановленными пресетами - обычно это 3200К и 5600К для ламп накаливания и солнца соответственно. Это удобно, когда нет времени устанавливать баланс белого вручную (в основном в репортажной и документальной съемке). Также в камерах присутствует автоматический режим, но он часто не может справиться со сложными условиями освещения и лучше им не пользоваться вообще.

Как поступить, когда у вас смешанные источники освещения? Например, солнечный свет из окна и лампа накаливания в помещении. В большинстве случаев лучше всего будет привести эти источники к одной цветовой температуре, то есть либо повесить на окна огромные желтые color gels (мягкие светофильтры), либо, что проще, использовать синий фильтр на желтом световом приборе. Возможны и обязательно будут у вас в практике художественные решения с использованием разных цветовых температур света, нужно только не бояться экспериментировать.

Автор: Александр Черный; Публикация: anti-gorod.com

Александр Черный - фриланс-режиссер монтажа, режиссер и оператор, работающий в Киеве и занимающийся рекламой, клипами и полнометражным кино. В его портфолио работы для таких брендов, как Tuborg, Черниговское, МТС, Киевстар, LG, Pepsi и др. Александр ведет профессиональный блог по адресу http://achorny.livejournal.com/, с ним можно связаться по адресу info@alexchorny.com.

 Рекомендуем интересные статьи раздела Искусство видео:

▪ Цветовые искажения при видеосъемке

▪ Запись спутникового ТВ с минимальными затратами

▪ Видеосъемка: советы любителя

Смотрите другие статьи раздела Искусство видео.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Полезная альтернатива утреннему кофе 12.03.2025

Многие люди не представляют свое утро без чашки крепкого кофе, однако недавнее исследование, проведенное учеными Университета Джорджии, показало, что существует более эффективный и полезный способ взбодриться. Оказывается, обычная лестница может стать отличной альтернативой утреннему кофе, обеспечивая заряд энергии и повышая работоспособность. В эксперименте приняли участие студенты, страдающие от недосыпа, которые были разделены на несколько групп. Одним давали таблетки с кофеином, другим - плацебо, третьим - содовую, а четвертым - предлагали подняться по лестнице в течение 10 минут, преодолев около 30 этажей. Результаты исследования показали, что кофеин, плацебо и содовая не оказали существенного влияния на уровень энергии и работоспособность участников. Однако физическая активность в виде подъема по лестнице привела к значительному повышению бодрости и мотивации. Ученые объясняют этот эффект тем, что физические упражнения стимулируют выработку эндорфинов - гормонов радости, ...>>

Морозоустойчивые натрий-ионные аккумуляторы 12.03.2025

Ученые Сианьского университета Цзяотун добились значительного прогресса в разработке натрий-ионных аккумуляторов, способных функционировать даже в условиях экстремального холода. Эта разработка открывает новые перспективы для использования электроники и транспорта в регионах с суровым климатом. Особенностью новых аккумуляторов является их способность работать при температуре до -40 °C, что делает их идеальными для использования в арктических условиях и в других местах с экстремально низкими температурами. В основе инновационной технологии лежит использование принципов инь и ян - объединение сильных и слабых растворителей. Такой подход позволил ученым создать прототип натрий-ионных аккумуляторов, которые сохраняют до 80% своей емкости даже при сильных морозах. В последние годы натрий-ионные аккумуляторы привлекают все большее внимание как перспективная альтернатива литий-ионным батареям. Доступность сырья и низкая стоимость делают их привлекательными для использования в электро ...>>

Автономный датчик для очистки питьевой воды 11.03.2025

Ученые разработали инновационный биосенсор, способный автономно обнаруживать и уничтожать опасные бактерии кишечной палочки (E. coli) в питьевой воде. Эта технология обещает кардинально изменить методы обеспечения безопасности воды по всему миру. Традиционные методы обнаружения бактерий, такие как культивирование и ПЦР, требуют много времени, специализированного оборудования и квалифицированного персонала. Существующие биосенсоры, хотя и быстрее, зависят от внешних источников энергии и со временем теряют эффективность. Новый биосенсор преодолевает эти ограничения благодаря уникальной трехкомпонентной системе. Ферментативный биотопливный элемент (EBFC) использует глюкозооксидазу для преобразования глюкозы в электроны и перекись водорода, обеспечивая автономное питание датчика. Фермент защищен от деградации с помощью металлоорганического каркаса. Система обнаружения на основе аптамеров (специализированных цепочек ДНК) специфически связывается с E. coli. Это вызывает электриче ...>>

Случайная новость из Архива Прочный полимер с эффектом памяти 16.02.2016 Ученые из Рочестерского университета в США под руководством Митча Энтаматтена (Mitch Anthamatten) разработали материал, который, меняя форму при нагревании и возвращаясь при остывании в исходное положение, способен поднимать грузы, в тысячу раз превышающие собственный вес. При этом достаточно нагреть полимер с комнатной температуры до 35 градусов по Цельсию, то есть температуры человека. При нагревании полимерные цепочки растягиваются и образуют высокоупорядоченные структуры. Их число постепенно растет, а материал приобретает новую форму. При этом химики научились настраивать полимер на нужную температуру работы за счет различных добавок. Ученые поработали над химическим составом материала, чтобы он стал максимально упругим, а значит, мог накапливать много потенциальной энергии и поднимать грузы, намного превышающие собственную массу. Исследователи приводят пример: резинка размером со шнурок для обуви, весом в 1 грамм, может таким образом поднять литровую бутылку содовой. "Наш полимер - это как резиновый пояс, который при растяжении фиксируется в определенной форме. Но достаточно к ней прикоснуться, как она вернется к исходной форме", - пояснил руководитель исследования. Ученые предполагают, что такой уникальный полимер будет полезен во множестве сфер. Например, в качестве нитей для особо прочных швов, для изготовления искусственной кожи, медицинских дозаторов, реагирующих на температуру тела и так далее.

Другие интересные новости:

▪ Инновационный лидар Velodyne VLS-128

▪ Гранаты вертолетам не страшны

▪ Часы CASIO G-SHOCK GMD-S5610IT

▪ Двухэтажный гараж на даче

▪ Автомобили подмигивают встречным

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПУЭ. Подборка статей

▪ статья Плоская острота. Крылатое выражение

▪ статья Что такое регенерация? Подробный ответ

▪ статья Спорынья. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Инфракрасный приемник электронного пароля с дешифратором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета и спичечный коробок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025