Tonalność, matryca, ekspozycja
Temat jest tak bardzo powszechny w opracowaniach podręcznikowych i na stronach internetowych, że chyba nie powinno się go już więcej omawiać. Postanowiłem jednak dać wpis „dla opornych”. Nie będzie zatem wykresów/histogramów, a temat zilustruję kilkoma zdjęciami. Nie będzie „nauczania”, będzie natomiast wskazanie kilku problemów do rozważenia i samodzielnego rozwiązywania. Tonalność zdjęcia mieści się w obrębie spraw dotyczących jakości technicznej zdjęcia. Ale czy jakość techniczna ma być sprawą nadrzędną?
Tony, tonacja, tonalność – to właściwie pojęcia ze świata muzyki, ale na stałe zadomowiły się też w fotografii czarno-białej, a później i kolorowej. Zakres tonalny od głębokiej czerni do czystej bieli jest przebogaty w odcienie szarości. Kolor można również zinterpretować w tej samej skali w oparciu o stopień jego intensywności (nasycenie i poziom jasności). Kolorową scenę światłomierz w aparacie fotograficznym „czyta” jako czarno-szaro-białą, a wynik możemy ocenić na histogramie – od czerni po lewej do bieli po prawej.
Ale czy istnieje jakiś idealny histogram? W wielu przypadkach można uznać, że istnieje, i to nie jeden; dla każdej fotografowanej sceny będzie inny. Może raczej należałoby napisać – nie tyle idealny, co subiektywnie najlepszy. Decyzja dotycząca wyboru najlepszego histogramu należy do fotografa, który może korygować ilość światła padającego na matrycę w wystarczająco szerokim zakresie. Może korzystać z ustawienia czułości, otworu przysłony, czasu otwarcia migawki, no i właśnie z korygowania ekspozycji w oparciu o histogram.
W wizjerze lub na wyświetlaczu aparatu bez lustra możemy to zobaczyć i odpowiednio zareagować przed zrobieniem zdjęcia. Jest to podstawowy powód mojego wyboru tzw. bezlusterkowców, jak również dobrych kompaktów. Nie widzę wprawdzie lustrzankowej rzeczywistości, ale mam podgląd obrazka. który zarejestruję na matrycy. Widzę to, oceniam, zmieniam ustawienia, i dopiero po uzyskaniu oczekiwanego obrazu naciskam spust migawki.
W nowszych korpusach możemy analizować także histogram trzech podstawowych barw (czerwonej, zielonej, niebieskiej). Na końcową tonalność zdjęcia decydujący wpływ ma zapis tonalności fotografowanej sceny na matrycy.
Co może matryca aparatu cyfrowego
Tonalność, czyli intensywność szarości czy koloru mierzy się w jednostkami ekspozycji fotograficznej EV (ang. Exposure Value). Początkiem skali jest 0 EV, a wzrost intensywności o 1 EV oznacza dwukrotne zwiększenie ilości światła podczas naświetlania matrycy lub filmu. Można to uzyskać albo przez wydłużenie czasu naświetlania albo przez zwiększenie otworu przysłony o jedną działkę. Ludzkie oko może jednocześnie odbierać kontrastową scenę o rozpiętości tonalnej nawet powyżej 20 EV.
Teoretycznym ideałem byłoby, gdyby możliwości rejestracji na matrycy odpowiadały kontrastowi fotografowanej sceny. Matryca dobrego aparatu fotograficznego może zarejestrować tonalność mniej więcej dwa razy mniejszą. Rekordziści wśród matryc pełnoklatkowych (24×36 mm) Nikona, Pentaksa i Sony wg oceny serwisu DxO rejestrują różnice jasności ponad 14 EV. Rekordzistą wśród korpusów pełnoklatkowych, długo była lustrzanka Nikon 810 z wynikiem 14,8 EV. Obecnie zdaje się królować bezlusterkowiec Sony A7 SIII.
Najlepsze matryce w systemie m4/3 umożliwiają zapis różnicy przejść tonalnych ponad 12 EV, co – uwzględniając wielkość matrycy (ok. 4x mniejsza powierzchnia) i zawarte w niej piksele – należy uznać za wynik bardzo dobry. Niestety, wysoką jakość obrazu można uzyskać jednak tylko w przedziale znacznie mniejszym i ograniczając ustawianie czułości.
O jakości tonalnej zarejestrowanego obrazu decyduje jednak nie tyle zakres, co rozdzielczość tonalna, czyli liczba zarejestrowanych tonów przejściowych. Z kolei o rozdzielczości tonalnej zarejestrowanej na matrycy sceny decyduje nie liczba pikseli, ale ich wielkość. No to jak to jest z tonalnością w praktyce użytkowania aparatów z małymi (tzw. wycinkowymi) matrycami wuposażonymi w maluitkie piksele?
Przykłady
Niżej ilustracja możliwość pełnego zapisu tonalności sceny na matrycy typu 4/3 :
Zapis tonalności jest tu całkiem poprawny, ale zdjęcie nie budzi większych emocji, bo nie tworzy nastroju. To tylko ładne (tak przynajmniej mi się wydaje) kolorowe zdjęcie kwiatostanu gryki. A zatem dobrze zarejestrowana tonalność sceny nie wystarcza. Dużo ciekawiej prezentuje się obraz kwiatostanu borówki ameryka ńskiej, gdzie obok dużej zgodności kontrastu sceny i możliwosci jej rejestracji na matrycy do głosu dochodzi gra światła na temacie i w tle:
Na powyższym zdjęciu jest duża zgodność dynamiki matrycy z kontrastem sceny, co w fotografii przyrodniczej, zdarza się rzadko. Nie zawsze też kontrast jasności sceny przekracza możliwości rejestracyjnych matrycy. Bywa też, że jest odwrotnie, i wtedy możliwości matrycy nie są wykorzystywane. Jeżeli zakres tonalny sceny jest mniejszy od znacznie możliwosci matrycy można oczekiwać obrazu płaskiego i popzbawionego wyrazu.
Z zasady staramy się wtedy tak skorygować pomiar światła, żeby dosunąć histogram do prawej strony. Zapewnia to najlepszy zapis obrazu. Przykładem mogą być moje ulubione żurawie we mgle, gdzie prawie cały zapis obrazu mieści się w prawej połowie zakresu tonalności. Szczegóły wprawdzie pochłonęła mgła:
Zapis zgodnie z zaleceniem – dosuń histogram do prawej, nie zawsze nam odpowiada, bo może skutkować zbyt długim czasem naświetlania zdjęcia ruchomego obiektu, mino korzystania z mocno podwyższonej czułości i dużego otworu przysłony. Możemy wtedy skrócić czas naświetlania korygując w rozsądnych granicach ekspozycję (histogram) w lewo, czyli niedoświetlając. Dopiero później, w programie graficznym ustawiamy punkty bieli i czerni. Manipulując krzywymi tonalności lub środkowym suwakiem (w poziomach) możemy modyfikować jasność w różnych partiach obrazu albo w całym obrazie. Możemy też zwiększyć kontrast (żeby tylko nie przesadzić). Przykładem ilustrującym takie postępowanie jest zdjęcie borsuka iskającego się nad norą w ciemnym lesie o świcie:
Aparat Lumix GH1; obiektyw Sigma 150; przysłona f/3,2; ISO 3200, czas wynikowy 1/200 s.; statyw
Trzeba było wybrać kompromis między brakiem światła i koniecznością zastosowania krótkiego czazsu. Czułość ISO 3200 nie wystarczała; zapisane na matrycy zdjęcie było zdecydowanie niedoświetlone. Korzystając z histogramu dopiero w programie graficznym ustawiłem punkty bieli i czerni.
W krańcowo odmiennej (zwykle dominującej) sytuacji, kiedy zakres tonalny fotografowanej sceny przerasta możliwości rejestracji na matrycy, nadrzędną zasadą jest dobre ustawienie punktu bieli. Korygując ekspozycję powinniśmy zatem dokładnie ustawić wykres przy granicy prawego końca poziomej osi. Zaowocuje to oczywiście utratą szczegółów w głębokich cieniach. To co widzimy na wyświetlaczu dotyczy jednak bardzo skompresowanego zapisu w formacie JPG. W programie graficznym da się sporo odzyskać nawet z zapisu w JPGu. Ale wywołując RAWy odzyskamy dużo więcej.
Skorygowanie histogramu w prawo pozwoli na poprawienie szczegółowości w cieniach, ale nadmierna ekspozycja doprowadzi do wypalenia szczegółów w światłach obrazu. Czasem istnieje obiektywna konieczność zaakceptowania wypaleń w końcowym obrazie. Taka sytuacja występuje, kiedy fotografujemy obiekt na tle jasnego nieba, jak np. na zdjęciu z trzciniakiem:
Zwabiony głośnym śpiewem podpłynąłem bardzo blisko (nagrywałem), i z niewielkiej odległości musiałem fotografować z najgorszej perspektywy – z dołu do góry, na tle białego od chmur nieba. Tak się przecież nie fotografuje, najlepiej mieć aparat na poziomie zwierzęcia (podręcznikowe zalecenie dla ptasiarzy, i nie tylko). A „jeszcze lepiej” na poziomie jego oczu. Mało tego, światłomierz, uwzględniając biel tła, sugerował ekspozycję, przy której utopiony w cieniach zostałby rysunek upierzenia ptaka, a trzciny byłyby czarnymi krechami strasząc w obrazie. Koniecznym rozwiązaniem było mocne skorygowanie zalecenia światłomierza aparatu o +1,3 EV. Wynikiem było wypalenie tła, co pokazywał bardzo mocny, ale ucięty sygnał, nie mieszczący się na wykresie na prawym końcu histogramu. Wypalenie świateł w ocenie takiego zdjęcia schodzi na dalszy plan. Ważne staje się jak najlepsze pokazanie tego, co chcemy pokazać. Starajmy się tylko, aby wypalenia w końcowym obrazie były zminimalizowane i nie raziły.
Czy zawsze jest źle, jeżeli przy optymalnym ustawieniu punktu bieli po prawej dla zakresu tonalnego sceny bardzo przekraczającego możliwości matrycy dostaniemy wysoki poziom sygnału z lewej strony? Tracimy szczegóły w niedoświetlonym tle i ostatecznie dostaniemy tam na zdjęciu głęboki jednolity cień, a nawet czerń, co tylko wzmacnia odbiór obrazu.:
Podsumowanie
Dla mnie podstawowym parametrem fizycznym matrycy jest nie jej rozdzielczość, czyli liczba pikseli, lecz ich wielkość. Jest ona w zasadniczy sposób odpowiedzialna za dynamikę tonalną obrazu, określaną również jako rozdzielczość tonalna. Dotyczy ona zdolności do rejestracji różnic w intensywności sąsiadujących odcieni sygnału świetlnego (ilości fotonów). To tutaj właśnie duże piksele matrycy zdecydowanie wygrywają z małymi. Im większa jest powierzchnia pojedynczego piksela, tym mniejsze różnice w ilości padających na nie fotonów zarejestruje matryca. Przekłada się to wprost na znacznie większe zróżnicowanie tonalności obrazu i bardziej subtelne przejścia odcieni w zarejestrowanym obrazie.
Na tym korzyści z dużych pikseli na matrycy się nie kończą. Równie ważne są mniejsze szumy oraz znacznie lepsza ogólna jakość obrazu, zwłaszcza rejestrowanego przy podwyższonej czułości. Uznając te prawdy pozostaję cały czas przy lepszą dla mnie (i nie tylko dla mnie) propozycją oferowaną przez producentów aparatów mających małe matryce wycinkowe. Są one coraz lepsze, a nie bez znaczenia jest również dużo mniejsze gabaryty i masa takich rozwiazań.
