Смартфон – искусство цифровой фотографии

Артур Юрьевич Газаров, 2021

Книга предназначена для увлеченных пользователей смартфона, не мыслящих себя без фотосъемки. Подойдет всем, кто собирается привозить из отпуска занимательные снимки, поможет получить хорошие фотографии, которые можно использовать в презентациях, для иллюстраций и демонстрации своей работы, для объявлений о продаже товаров и услуг и т.д. Все внимание уделено непосредственно практике съемки. Главная задача – как улучшить качество фотографий, как сделать их яркими и запоминающимися. Вопросы обработки фотографий рассматриваются вскользь, так как это достаточно объемная сторона дела, требующая отдельного пособия. Вы встретите много рекомендаций для разных видов съемки. Книга была написана давно, долгое время она «созревала», дорабатывалась на основе многолетнего собственного опыта. Одной техники недостаточно, нужно освоить несложные приемы, которые привлекут зрителей внимание к вашему творчеству. Уделено внимание вопросам композиции, работе со светом и многим другим слагаемым мастерства.

Основные термины цифровой фотографии

Когда человек садится за рояль, не зная нот, даже если каждый день наслаждается музыкой, общается с музыкантами и композиторами, вряд ли может рассчитывать на большой успех, ценители классической музыки недолго усидят на таком концерте.

Рассматривая фотографии, выполненные людьми, имеющими в душе большой творческий потенциал, но не знакомыми с азами теории фотографии так и хочется сказать — друзья, а ведь стоит потратить хотя бы немного времени, чтобы изучить основы фотодела. Полезно уделить немного внимания и приложить усилия для закрепления знаний на практике. В итоге снимки засверкают как драгоценный камень, вам не придётся виновато улыбаться и оправдываться, что вообще-то фото сделано на телефон, можно бы и скидку дать. Пусть зрители, узнав, что фотография снята на смартфон, широко раскроют глаза.

Если вы ставите перед собой задачу расширить границы собственного творчества, то почему бы вам не посмотреть на мир глазами уверенного в себе художника.

Базовый теоретический материал это в первую очередь надёжный фундамент, на который стоит возводить дальнейший творческий подъем.

Светочувствительность

Технически фотография это фиксация окружающего мира с помощью светочувствительного материала. В прошлом веке использовались фотопластины и плёнки, с приходом цифровых технологий эстафета передана матрице, в которой светочувствительные элементы — пиксели (фотодатчики) преобразовывают свет в электрический сигнал. Как и в случае с плёнками фотограф, снимая на цифровой фотоаппарат, может использовать разную светочувствительность.

От светочувствительности, которая установлена в камере в момент съёмки, зависит время экспонирования.

Светочувствительность измеряется в безразмерных единицах определяемых ISO (International Organization for Standardization — Международная организация по стандартизации). Условно в литературе, инструкциях и на корпусах цифровых фотокамер светочувствительность обозначают значком «ISO» — для краткости: ISO 100, ISO 200, ISO 400 и т.д.

Чем выше это число, тем соответственно более короткой может быть выдержка при одной и той же установленной диафрагме для оптимальной экспозиции кадра. С увеличением значения светочувствительности (единиц ISO) возрастает восприимчивость матрицы к свету. Повышение светочувствительности позволяеть снимать относительно комфортно при недостаточном освещении.

Минимальная светочувствительность зависит от конкретной модели камеры — 50, 80, 100 или 200 единиц ISO. Когда объект освещён ярко, всегда устанавливают минимальную светочувствительность, что позволяет обеспечить наилучшее качество фотографии.

Правило номер один для фотографа: всегда полезнее использовать наименьшую светочувствительность, которую можно установить в конкретной ситуации, получив при этом технически более качественный снимок.

Увеличение светочувствительности обратно пропорционально экспозиции, при увеличении светочувствительности экспозиция уменьшается вдвое.

На самом деле матрица имеет фиксированную светочувствительность, повышение светочувствительности это дополнительное усиление электрического сигнала, получаемого со светочувствительных элементов матрицы — светодиодов (пикселей).

Повышение светочувствительности неизбежно связано с возрастанием шумов. Чем больше светочувствительность, тем выше шумы. Они на фотографии проявляются в виде произвольного отклонения цвета точки, явно видны цветные вкрапления. Причём этот процесс идёт нелинейно, чем выше установленная светочувствительность, тем в большей степени шумы портят снимок. Технологии не стоят на месте. С каждой новой моделью смартфона, цифровой камеры конструкторы существенно улучшают качество, как самого сенсора, так и электронных схем и алгоритмов, участвующих в обработке сигнала. Если матрицы несколько лет назад при чувствительности 400 единиц ISO выдавали совершенно непригодную картинку, то современные выглядят гораздо привлекательнее. Некоторые смартфоны выдаю весьма приличную картинку при ночной съемке.

Верхняя граница светочувствительности матриц постоянно раздвигается, увеличение рабочей светочувствительности происходит не такими быстрыми темпами. Тем не менее, любое повышение чувствительности связано с ухудшением изображения — шумами, т.е. цветными вкраплениями на фотографии. Степень искажения зависит от конкретной модели камеры.

Многие современные программы для обработки изображения имеют функцию шумоподавления. Следует помнить, что такие программы это не выход из положения. Изображение после обработки теряет детализацию, снижается чёткость, в целом картинка теряет привлекательность.

Свет, который фиксирует матрица, должен попадать в строго дозированном количестве.

Искусство фотографии во многом определяется умением фотографа грамотно, в зависимости от цели и задачи, «засветить» матрицу. Иначе говоря — проэкспонировать.

Экспозиция определяется двумя ключевыми понятиями в фотографии — диафрагмой и выдержкой. На этом стоит акцентировать внимание с самого начала. От твёрдого знания основных терминов, понимания как они влияют на снимок, зависит дальнейший успех, даже если вы все снимаете на смартфон.

Вместе диафрагма и выдержка задают возможность для света, количество которого поступит за строго определённое время на матрицу. Установленные значения величин диафрагмы и выдержки называют экспопарой.

Освещённость

Освещённость характеризуется отношением светового потока, который падает на участок поверхности к его площади. Освещённость уменьшается с увеличением расстояния. Объекты, расположенные в два раза дальше от источника света, освещены в четыре раза слабее.

Диафрагма

Диафрагма — это отверстие объектива, через которое свет поступает на матрицу. Образно прохождение светового потока через диафрагму можно сравнить с трубой заданного диаметра. Чтобы наполнить цистерну водой через тонкую трубку ждать придётся долго, пройдёт немалый интервал времени. Но если воду пустить через самую широкую трубу, то цистерна заполнится быстро — поток воды широкий, соответственно, он довольно быстро зальёт ёмкость. Точно также и с диафрагмой — чтобы быстро проэкспонировать матрицу при заданной светочувствительности достаточно увеличить диаметр отверстия диафрагмы, и наоборот.

Диафрагменное число

Одна из важнейших характеристик объектива это диафрагменное число. Оно обозначается латинской буквой F и является величиной, обратной значению относительного отверстия объектива. Диафрагма определяется отношением фокусного расстояния к диаметру входного зрачка объектива. В различных источниках встречаются разные обозначение — диафрагма, соответствующая показателю 2,8, будет обозначаться f/2.8 либо f:2.8.

Меняя F на одну ступень (или F-стоп), получаем изменение диаметра отверстия диафрагмы в 1,4 раза. Количество света, попадающего на матрицу, при этом изменяется в два раза.

Ряд значений F стандартизирован — 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; 32.

С уменьшением диафрагменного числа диафрагма открыта больше, следовательно, объектив пропустит больше света. В этом случае длина выдержки сократится, и фотограф сможет снимать в условиях ограниченного освещения.

Светосила оптики — способность пропускать большее количество света за единицу времени. Светосила определяется как отношение диаметра отверстия объектива к фокусному расстоянию. Условно если взять два объектива с фокусным расстоянием — 35 мм, пусть один будет f/2.8, второй f/1.4. При одной и той же установленной выдержке и одинаковой светочувствительности, в одних и тех же съёмочных условиях изображение вы получите более яркое и светлое при диафрагме f/1.4.

При большей светосиле объектива вы можете установить более короткую выдержку. Это преимущество, когда нужно снять движущийся объект. Также большая светосила объектива полезное преимущество при съёмке, когда освещения недостаточно: например, съёмка в помещении вечером — вечеринка, концертный зал и т.п.

Оптика с максимальной диафрагмой — f/0.75, f/1.0,f/1.2, f/1.4, f/1.8, f/2.0, f/2.4, f/2.8 считается светосильной.

В смартфонах используется светосильная оптика, что для фотографа является большим преимуществом.

Выдержка

Выдержка — интервал времени, на который открыт затвор камеры, это время, в течение которого экспонируется (освещается) матрица камеры.

Значение выдержки записывается в долях секунды, к примеру, 1/30 с, 1/60 с, 1/125 с, 1/250 с. Часто на экране камер отображается лишь знаменатель — 30, 60, 125. Нередко длинные выдержки отображаются числом с кавычками — 0"8, 2"5. Существует стандартный ряд выдержек: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000 с. Смежные величины отличаются на одну ступень — экспозиция кадра меняется, соответственно, в два раза.

Если при заданной светочувствительности и диафрагме выдержка установлена слишком длинная, то кадр получится переэкспонированным (засвеченным). Если же выдержка слишком короткая при той же светочувствительности и диафрагме, то снимок получится недоэкспонированным (тёмным). Задача фотографа установить подходящую выдержку или так настроить автоматику камеры, чтобы выдержка в паре с установленной диафрагмой и вместе с выставленной светочувствительностью обеспечила точную экспозицию, в результате кадр должен быть проэкспонирован оптимально.

В этом отношении автоматика смартфонов на высоте — с задачей они справляются прекрасно.

В таблице приводится влияние диафрагмы и выдержки на результат

Диафрагма

На что влияет

Малая

Способствует увеличению ГРИП, возрастает число резких объектов в кадре. Подходит для съёмки пейзажа и макросъёмки

Средняя

Это некий компромисс. Как правило, в средних величинах диафрагмы объектив обеспечивает наилучшие характеристики. При этом на снимке получается меньше оптических искажений и виньетирования

Большая диафрагма

Уменьшается ГРИП. Большая диафрагма позволяет на портретных снимках получить размытый фон. При открытой диафрагме аберрации объектива максимальны.

Выдержка

На что влияет

Короткая

Позволяет заморозить движение, используется для съёмки спорта, движущихся объектов. При низкой светочувствительности сложно использовать короткую выдержку.

Средняя

Основное рабочее значение вплоть до 1/f, где f — фокусное расстояние. Если выдержка длиннее, дрожание рук становится заметным, снимки получатся размытыми.

Длинная

Используется, когда освещение недостаточно, малая диафрагма. Даже в дневное время требуется надёжная фиксация камеры. Длинная выдержка используется, например, при съёмке движения воды.

Короткая выдержка позволит «заморозить» движение, добиться максимальной резкости движущегося объекта — автомобиль, летящая птица т.д. Помимо того, короткая выдержка позволит избавиться от смазанных кадров по причине тряски камеры в руках фотографа.

Величина выдержки имеет большое значение для передачи на снимке воды. Если выдержка короткая, то вода напоминает замерзшие «стекляшки». Когда вы установите слишком длинную выдержку, то смазанность создаст впечатление отсутствия резкости. Для съёмки медленного ручья или реки полезны выдержки от 1/30 до 1/125 с. При более ветреной погоде, когда на море волны с «барашками», используются выдержки от 1/125 до 1/250 с. Стремительные горные речки или разбивающиеся о скалы волны желательно снимать на более короткой выдержке — порядка 1/1000 с. Она позволит хорошо проработать мелкие брызги. Если при этом вы удачно направите камеру, брызги будут играть солнечными бликами. При съёмке фонтанов, водопадов предпочтительна длинная выдержка — она позволит передать на снимке движение воды.

Рис. 1.1. Короткая выдержка позволила «заморозить» воду

Длинная выдержка позволяет оптимально проэкспонировать кадр, особенно когда освещение недостаточное — в сумерках, ночью, также снять интересные сюжеты. Так как при длинной выдержке есть вероятность появления «шевеленки» — смазывания, то желательно использовать любой доступный способ стабилизации.

Продолжительная выдержка позволит при ночной и вечерней съёмке получить красивый «огненный» шлейф — длинный светящийся след от автомобильных фар. Для ночной съёмки желательно использовать светосильную оптику. В этом плане у смартфона есть большие преимущества. Соответственно, желательно установить на штатив или обеспечить неподвижность иными способами. Хорошо, если вы используете автоспуск для уменьшения вибраций при съёмке. С рук ночную съёмку применяйте, когда улица достаточно освещена.

Рис. 1.2. Пример использования длинной выдержки

Определить, достаточно ли проэкспонирован кадр, получится на глаз, сделать это несложно. С появлением цифровых технологий разработана такая удобная функция, как гистограмма. Это график распределения плотности пикселей в тёмных и светлых участках кадра.

Если в смартфоне нет функции просмотра гистограммы на дисплее, то вы можете это сделать на экране компьютера в графическом редакторе.

При оптимальной экспозиции график выстраивается равномерной горочкой — плавно возрастает из левого нижнего края к максимуму в центре и также плавно спускается к правому левому углу.

Если линии гистограммы «рванные», идут всплесками, то изображение имеет слишком высокий контраст, т.е. тени провалены в черноту, лучше, когда график плавный — тональные переходы мягче.

Баланс белого

На матрицу свет может падать от разных источников. Солнце, луна, лампа накаливания, лампа дневного света и т.д. Функция баланса белого позволяет учитывать различия в цветовой температуре и обеспечивать правдивую цветопередачу на фотографии.

Если фотограф снимает при ярком солнечном свете, он установит баланс белого на «Дневной свет», а при съёмке в свете ламп накаливания соответственно на «Лампы накаливания». Если при съёмке на обычную фотокамеру на это не обратить внимания, то, снимая при свете ламп накаливания с установкой баланса белого «Дневной свет», снимок получит желтовато-красноватые оттенки.

Во всех моделях есть разные настройки баланса — «Авто», «Солнечно», «Пасмурно», «Лампа накаливания», «Люминесцентный свет» и т.д. Остаётся правильно выставить баланс белого в зависимости от характера света, ориентируясь на соответствующий символ. Если освещение меняется часто, например, на сцене театра, фотограф не успеет менять баланс белого в том же темпе, с которым переключаются цвета прожекторов, в таком случае поможет автоматический баланс белого.

Даже если в смартфоне только автоматический баланс белого, со своей задачей многие модели справляются достойно, цветопередача правдивая, хорошо передают цвета смартфоны и при искусственном освещении.

Для творческих целей вы можете использовать специальные программные приложения, позволяющие менять цветопередачу, чтобы придать картинке тот или иной характер.

Разрешение

Разрешение кадра — максимальное число пикселей, создающих изображение.

Обозначается числом пикселей по длинной и короткой стороне, разрешение задается через меню фотокамеры. Снижать разрешение кадра нежелательно. Чем больше разрешение, тем выше качество изображения, которое вы сохраняете и тем большего размера снимок вы сможете отпечатать на бумаге. Запас карман не тянет — хорошо, когда разрешение максимально. Вы сможете оставить запас по кадрированию, удалить лишнее, сжать в случае, если изображение слишком «шумное».

Проще сохранить качественные снимки, чем «растягивать» картинку программно, ничего хорошего из этого не выйдет. Ужать вы всегда успеете, но вот увеличить без потери качества намного сложнее. Поэтому, если вы планируете съёмку на длительный период, без переписывания снимков в компьютер, перед тем, как приобрети, есть смысл обратить внимание на модели с большим объемом памяти. Никто не запрещает докупить карту памяти.

Встроенные в мобильные устройства камеры необыкновенно быстро преодолели начальный рубеж 1 — 2Мп. До этого в основном были 0,3 — 0,5 мегапиксельные камеры, изображение с которых едва годится для печати на формат 9х13. Число мегапикселей растет быстрыми темпами, это будет происходить и в дальнейшем. По данному параметру смартфоны далеко обогнали современные цифровые камеры.

Что ж неплохо, когда снимок с мобильного устройства вы посмотрите на большом телевизоре или отпечатаете на выставочный формат.

Объектив

Объектив ключевой элемент фотокамеры, оптика в первую очередь определяет будущую фотографию. По большому счету, чем выше качество оптики, тем лучше снимок технически, на современном этапе это в большей степени влияет на изображение, чем сама матрица. Объектив это оптическая конструкция, включающая в себя систему линз, которая позволяет захватить поток света, сфокусировать и направить его на матрицу. Помимо светосилы характеризуется ещё и таким важным параметром, как фокусное расстояние.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние — это длина отрезка от точки, в которой преломляются оптические лучи в объективе до плоскости матрицы. Фокусное расстояние объектива определяется при фокусировке на «бесконечность».

В современных смартфонах несколько камер, которые позволяют фотографировать с разными фокусными расстояниями.

Рис. 1.3. Объект снят широкоугольным объективом

Рис. 1.4. Объект снят длиннофокусным объективом

Фокусировка

Фокусировка — способность объектива наводить резкость в определённой точке пространства (на нужном объекте). Фокусировка в объективах цифровых фотокамер может проводиться как вручную, так и автоматически — автофокусировка. В первом случае фотограф механическим вращением кольца на объективе наводит резкость на нужную точку, во втором автоматика самостоятельно проводит фокусировку по фокусировочной точке, которая установлена в системе камеры. Нужную точку фокусировки задаёт фотограф, либо камера по своему усмотрению (заданному алгоритму) выбирает точку фокусировки. В первом случае режим обозначается — MF (Manual Focus), во втором — AF (Automatic Focus).

Удобно, что точку фокусировки вы можете задать, касаясь пальцем нужной области на ЖК-экране.

Минимальная дистанция фокусировки

Объектив фотокамеры фокусируется от фиксированного минимального расстояния до бесконечности.

Минимальное дистанция фокусировки — наименьшее расстояние до объекта, при котором объектив обеспечивает резкое изображение на матрице, то есть при котором фокусировка ещё сохраняется. При съёмке предмета на расстоянии меньшем, чем минимальное расстояние фокусировки, изображение окажется нерезким.

Минимальная дистанция фокусировки это не расстояние от передней линзы объектива, а расстояние от объекта до плоскости матрицы.

Возможность снимать с близкого расстояния сама по себе ещё не даёт преимуществ.

Из-за разницы в расстояниях между разными точками объекта до объектива создаются геометрические искажения.

ГРИП

Следующее ключевое понятие фотографии это ГРИП (глубина резко изображаемого пространства). Иначе говоря, если мысленно на снимке проложить вглубь линию, объекты, расположенные на разном удалении от фотографа, могут иметь разную степень резкости. Наверняка вы замечали, что на одних фотографиях резко все — от травинок под ногами и до очертания объектов и облаков на дальнем плане, а на других снимках лишь один объект или даже его часть едва попадает в зону резкости, все остальное в размытии. От чего это зависит?

Рис. 1.5. Малая ГРИП

Рис. 1.6. Большая ГРИП

На ГРИП влияет несколько факторов.

Фокусное расстояние. Чем больше фокусное расстояние, т.е. чем больше оптическое приближение объектива, тем меньше величина ГРИП — глубина резкости. Меньшая глубина резкости у длиннофокусных (телеобъективов), которые используются для портретной съёмки, фотоохоты, съёмки дикой природы, спорта, военных действий и т.д.

У широкоугольного объектива смартфона соответственно большая ГРИП.

Диафрагма. Второй фактор, от которого значительно зависит ГРИП — это светосила объектива. От того, как широко открыта диафрагма, зависит не только количество попадающего света, но и глубина резкости. Чем больше открыта диафрагма, тем меньше ГРИП. Другими словами диафрагма это наиболее мощный инструмент для управления ГРИП. Используя творчески диафрагму, фотограф получает возможность контролировать глубину резкости. Изменить диафрагму владелец смартфона, даже если не может, нетрудно это сделать с помощью обработки — приложений или на компьютере.

Ещё один параметр, определяющий глубину резкости это площадь поверхности матрицы. Чем больше площадь поверхности матрицы камеры при одном и том угле обзора объектива, тем проще добиться меньшей ГРИП, тем труднее получить кадр, в котором все резко — от края до края. И наоборот, чем меньше матрица по площади, тем проще все получается на снимке резким и тем труднее добиться размытия фона, т.е. ограничить глубину резкости.

Расстояние до объекта. Чем больше дистанция до объекта, тем больше ГРИП.

В таблице сведены параметры, определяющие ГРИП

Параметр

Малая ГРИП

Большая ГРИП

Диафрагма

Большое относительное отверстие

Малое относительное отверстие

Фокусное расстояние

Большое ФР

Малое ФР

Площадь матрицы

Большая площадь матрицы

Малая площадь матрицы

Расстояние до объекта

Малое расстояние

Большое расстояние

Глава 2