Főoldal arrow Főoldal arrow Az expozíció optimalizálása
Az expozíció optimalizálása
Írta: Nagy Sándor (nasa@http.hu)   
2015. április 03.
© M. Reichmann2014. decemberben egy bevezető cikkben hívtam fel a FotoAgora látogatóinak figyelmét a digitális fényképezésben alkalmazandó (alkalmazható), a filmes fényképezésben kialakulttól eltér optimális expozícióra, a jobbszélre exponálásra (ETTR). Ezzel – némi utófeldolgozássa – alacsonyabb zaj, különösen a sötétebb részeken részletgazdagabb felvétel érhető el. Az ott tett ígéretemnek megfelelően eddig a ma már klasszikusnak számító, a módszert elsőként felvető cikket és egy érdekes cikk-részletet fordítottam le. Alább az ETTR-rel elsőként foglalkozó Michael Reichmann újabb cikkének fordítását adom közre.
A Luminous Landscape portálon olvasható cikk teljes terjedelmű fordítását, annak képanyagával együtt, a portál kiadója / főszerkesztője, Michael H. Reichmann szíves engedélyével közöljük. [A szerkesztő]
 
 
Az expozíció optimalizálása
Írta Michael Reichmann
 
© M. Reichmann
Lace and Forest. Clearview, Ontario. July, 2011 Fuji X100 @ ISO 400

Némi háttér informácó
2003-ban oktató anyagot írtam Expose Right címmel [Exponálj a jobbszélre, fordítása itt - a fordító]. Ismereteim szerint ez volt az első, általánosan hozzáférhető tanulmány, amely a digitális expozíció realitásait taglalta, szembeállítva a filmes fényképezés követelményével. Azóta az ott leírt technika ETTR-ként (E xpose T o T he R ight – exponálj a jobbszélre) vált ismertté.

Annak a tanulmánynak a fő megállapításai, aktualizálva, az alábbiak szerint összegezhetők:
  • A fényképezőgép érzékelője analóg eszköz. Ha egy érzékelő elemet (pixelt) fény ér, analóg jelet kelt. Ez a jel arányos az érzékelt fény mennyiségével.
  • Csak az érdekesség kedvéért, érdekes megjegyezni, hogy a film, természetét tekintve, alapvetően bináris (digitális). Egy ezüst-halogenid szemcse, amennyiben fény éri, az azt követő előhívás során vagy megfeketedik, vagy nem, különböző körülményektől függően. Ilyen körülmények, többek között, de nem kizárólagosan, a szemcsét érő fény mennyisége, és az előhívás mértéke. Folytonos tónusok keletkezését csak nagy számú ezüst részecske csoportjának tekintetében érzékelhetjük, a szerint, hogy egy adott területen hány szemcse változik [feketére], és hány nem.
  • Ez az analó feszültség kerül azután digitálissá átalakításra a fényképezőgépben egy Analóg Digitál Átalakítónak nevezett integrált áramnör által. Ez az átalakítás 12, 14 vagy 16 bitre, amely 4096 (12 bit), 16.384 (14 bit), vagy 65.536 (16 bit) különböző tónus értéket tartalmazhat.
  • Ezek a digitális adatpűok vagy a fényképezőgépre jellemző RAW fájlként kerülnek mentésre a memória kártyára, vagy átalakításra kerülnek a gépen belül JPG fájllá.
  • A JPG fájl 8 bites formátumú, amely mindössze 256 tónus értéket jelent, tekintet nélkül a fényképezőgép eredeti bitmélységére. Ráadásul a JPG sRGB színteret alkalmaz – ez jóval szűkebb, mint amit a fényképezőgép rögzíteni képes – és veszteségesen tömörített. (Ebből érthető, hogy a magas képminőségre törekvő fotósok miért nem alkalmazzák soha a JPG formátumot.)
  • A jelenlegi dSLR-ek és digitális hátlapok többségének dinamika tartománya 8 és 12 EV érték közötti.
  • A RAW fájlban az adatok lineárisak Semmilyen tónus görbe nem kerül alkalmazásra. Erre később, a RAW-feldolgozó programban ketrül sor.
  • A filmnek jellegzetes tónus görbéje van. Az emneri szem logaritmusan lát, de a digitális érzékelőeredendően lineáris.Ez utóbbi azt jelenti, hogy ha megduplázzuk a fényt, kétszer akkora feszültség jön létre. Ennek eredménye többé-kevésbé kétszer akkora [digitális] érték.
  • Egy tipikus nem professzionális dSLR érzékelő elemenként 12 bitet rögzít, azaz 4096 tónus szintet képes rögzíteni.
  • Ha 10 EV dinamika tartományt tételezünk fel, az alábbi eloszlást kapjuk …
  • A legvilágosabb EV tartományban 2048  tónus érték van
  • A következő legvilágosabb EV tartományban 1024 tónus érték van
  • A következő legvilágosabb EV tartományban 512 tónus érték van
  • A következő legvilágosabb EV tartományban 256 tónus érték van
  • A következő legvilágosabb EV tartományban 128 tónus érték van
  • A következő legvilágosabb EV tartományban 64 tónus érték van
  • A következő legvilágosabb EV tartományban 32 tónus érték van
  • Mint látható, minden egyes EV tartomány a legvilágosabbtól a legsötétebbig fele annyi [digitális] értéket tartalmaz, mint az azt megelőző.
  • Ez segít megérteni, miért a legsötétebb területeken látjuk a zajt. A legvilágosabb területeken az adatok igen nagy értékek, így a zajszint (ami mindíg jelen van) a teljes jelnek, azaz az adat nagyságának csak igen kis hányadát teszi ki. A sötétebb területeken, ahol az adatok kisebbek, a mindig jelenlevő zaj könnyen láthatóvá válik.
_________________________________________________________
 
És akkor mi van?
OK. Meglehet, hogy ezt részben, vagy akár teljes egészében eddig is tudta. De – és akkor mi van? Mi köze van mindennek a jelen tanulmány alcímében tett kijelentéshez, hogy a fényképezőgép gyártók 19. századi expozíciót ajánlanak nekünk, ami nem a legoptimálisabb. Olvasson tovább.

© M. Reichmann
Cloud Painting. Clearview, Ontario. July, 2011 Fuji X100 @ ISO 200

Fekete macskák és fehér macskák
Képzeljünk el két macskát. Egy feketét és egy fehéret. A fekete macska egy szénkupacon ül, a fehér meg egy hórakáson. Szegezze a fényképezőgépét a szénkupacon ülő fekete macskára, és készítsen róla felvételt. Azután szegezze a fényképezőgépét a hóhalmon ülő fehér macskára, és készítsen róla felvételt.
Hogyan néznek ki ezek a felvételek? Hacsak nem végzett expozíció kompenzációt, nagyon hasonlóak lesznek egymáshoz. A fekete macska és a szén szürke elsz, és a fehér macska és hó szintén szürke lesz.
Miért? Mert a fénymérő természetesen integrálja a hozzá érkező fényt, és olyan expozíciót állít be, ami 18 % szürkére centrálja azt. A Zóna 5-re, ha ismerős önnek a zóna rendszer. Ez nagyjából a beton tónusának felel meg.
Készítsen felvételt egy tipikus témáról, amiben világos tónusok, sötét tónusok és közép tónusok  is vannak. A fénymérő, vagy az SLR kitűnő 500 szegmenses szuper-mérője kiválóan megoldja a feladatát. De, mutasson ezek bármelyikének egy szürke kártyát, egy beton járdát, egy fekete macskát szénen, vagy egy fehér macskát havon, és a fénymérők által beállított expozíciók nagyjából  egyforma kinézetű [tónusú] felvételeket eredményeznek.
___________________________________________________________

A leleményes fotós
De, természetesen, mi leleményesebbk vagyunk, mint az ostoba fényképezőgépeink. Mi felmérjük a szituációt, és tudjuk, hogyan kell használni a gépünk expozíció kompenzációját. Tudjuk, hogy csökkentenünk kell az expozíciót egy vagy két EV értékkel, hogy a [fekete] macska meg a szén valóban fekete legyen, és növelnünk kell az expozíciót egy vagy két EV értékkel, hogy a fehér macska meg a hó valóban fehér legyen.
Igazunk van? Hát, igen, nagyjából. Ha filmre fényképezünk, különösen ha diára, ez a tökéletes módja annak, hogy minden szituációban a legjobb expozíciót kapjuk.
De – nem ám a digitálisnál!
A fehér macska és a hó esetében – igen – ugyanúgy kell eljárnunk, mint a film használatakor – meg kell növelnünk az expozíciót, hogy tökéletes legyen a kinézete. De a fekete macska és a szénkupac esetén épp az ellenkezőjét kell tennünk, mint amit tennénk a film használata esetén. Ahelyett, hogy csökkentenénk az exppozíciót annak érdekében, hogy a macska és a szén fekete legyen, ugyanúgy növelnünk kell az expozíciót, mint ahogy a fehér macska és a hó esetén tennénk.
_____________________________________________________________
 
Miért?
Nos, itt van a híres amerika bankrabló, Willy Sutton esete. Amikor végül letartóztatták, megkérdezték tőle, „Miért rabolod ki a bankokat? Hát, mert azokban tartják a pénzt.”
Hogy miért akarunk mindig úgy exponálni, hogy az adatok minél inkább a hisztogram jobboldalára essenek? Mert ott vannak az adatok [az információ nagyobb része]! És ugynez az a hely, ahol nincsen látható zaj. A látható zaj a sötétebb EV tartományokban van megbújva.
Valójában nagyobb a zaj a világos területeken, de mivel ott a jelek olyan nagyok, hogy az összes zaj láthatatlanná válik a nagyon magas jel/zaj viszonynak köszönhetően.
Egy kolléga méréseket végzattb a Canon 5D Mark II gépén, és az alábbiakról tájékoztatott.
Az 5D markII gépem zajszintje kb. 70 egység a 16.383 nagyságú maximális csúcsfényeknél (14 bites skálán), míg a sokkal sötétebb 16 egységnyi (azaz 10 EV értékkel sötétebb) jelszinten a zaj kb. 30 egység. A csúcsfények zajmentesek a kiváló jel/zaj viszonynak (16.383/70) köszönhetően. Az árnyékok rendkívül zajosak, mivel a jel/zaj viszony szörnyű (16/30) – valójában a jel eltűnik a zajban.
___________________________________________________________
 
Néhány figyelmeztetés
A biztonság kedvéért, nehogy bárki is félreértse – ez a megközelítés kizárólag a RAW fájlokra, nem pedig a fényképezőgépben létrehozandó JPG fájlokra vonatkozik. Másodszor, ez azt jelenfi, hogy az expozíciót a csúcsfények irányába, a hisztogram jobb oldala irányába kell módosítani. De, határozottan el kell kerülni a csúcsfények túlerősítését.
És, természetesen, nem minden fotós szituáció alkalmas erre a technikára. Napfényes napon, felhős eget, hegyet és erdőt bemutató felvétel bármely fényképezőgép dinamika tartományára kihívást jelent, így aligha kínál lehetőséget az expozíciónak a világosabb tónusok irányába történő módosítására a nélkül, hogy túl erősítenénk a felhőket. Erre nincs varázsszer. Egyszerűen az érzékelő fizikai adottságának a megfelelő fotós gyakorlattal egyeztetésének a kérdése.

© M. Reichmann
Early Corn. Clearview, Ontario. July, 2011 Fuji X100 @ ISO 200


Mivel a fényképezőgép tudja, mekkora többlet expozíciót alkalmazott a szokásos „átlagos” expozícióhoz képest [az optimális expozíció – ETTR – meghatározásakor – a fordító], egyszerűen elő tudja állítani a hátulján levő monitoron megjelenítendő „normalizált” képet, valamint az ugyancsak  „normalizált” JPG  képet. Valójában ez a teljes folyamat a fotós számára láthatatlanul történhet. Ugyanakkor abban nyilvánul meg, hogy a felvételek tinamika tartománya fél EV értéktől három EV értékig terjedően jobb lesz, következésképpen ugyanilyen mértékben alacsonyabb lesz a zaj.
A RAW fájl, amit a raw konverter számára exportál a gép, természetesen túlexponált lesz. Ezt természeteasen a fotósnak „normalizálni” kell. De nem feltétlenül. Mivel a fényképezőgép ismeri a technikailag optimális expozíció és a fénymérő rendszere által, szemre „legkedvezőbbnek” ítélt expzíció közötti különbséget, ugyancsak egyszerűen beírható a RAW fájlba egy olyan korrekciós faktor, amely később, bármely RAW feldolgozó programba beolvasva, felhasználható a kép „normalizárására” már azt megelőzően, hogy a fotós egyáltalán meglátta volna a képernyőn.
Egy, az egyik jelentős cég számára RAW feldolgozó programok készítésével hivatásszerűen foglalkozó kolléga az alábbi megjegyzést tette …
„A DNG-ben [Digital Negativ, szabványos RAW fájlformátum, a géptípusonként eltérő, nem szabványos RAW fájlok alternatívája – a fordító] van egy Baseline Exposure nevű paraméter, ami pontosan erre a célra használható. Például, ha a fényképezőgép az automatikusan mérthez képest 1,5 EV értékkel növelve készíti a felvételt, a gép a  Baseline Exposure paraméter helyre 1,5 értéket kell beírjon. A RAW feldolgozó szoftver úgy kompenzál, hogy az expozíciót az alapként használatoshoz képest 1,5 szeresére csökkenti. Igy a fotós élvezi az ETTR előnyét, miközben alapból egy ésszerűen átalakított képet lát, mindeféle külön bonyolult manipulációk nélkül.”
Még egy fontos ok, miért kellene a fényképezőgép gyártóknak alkalmazniuk kellene az auto-ETTR-t. Ez a fehéregyensúllyal kapcsolatos. Jelenleg nicsan egyszerű eljárás annak eldöntésére, hogy az egyes RAW [szín-] csatornák valamelyike (a fehéregyensúly módosítása ELŐTT) nem csordult-e túl. Itt van az ETTR valódi haszna. A gép hátoldali LCD monitorán megjelenő [élő – a fordító] hisztogram jelenleg a már átalakított (fehéregyensúly, színprofil, stb. alkalmazása utáni) adatokon alapul.
Ha például piros virágokat fényképezünk természetes napfényben egy tipikus dSLR-el, a gép monitorán a hisztogram általában a vörös színcsatornában túlcsordulást mutat. Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a RAW-ban is túlcsordul a vörös színcsatorna. Nem tudjuk eldönteni, hogy az ETTR érdekében növeljük-e az expozíciót, vagy épp ellenkezőleg, csökkentsük [a túlcsurdulás elkerülése érdekében – a fordító]. Legtöbb fotós ebben a helyzetben úgy reagál, hogy „Jajj, úgy tűnik, ezeken a virágokon kiég a vörös színcsatorna, tehát csökkentenem kell az expozíciót,egészen addig, míg a vörös színcsatorna hisztogramján eltűnik a túlcsordulás.” Sajnos, általában ez a rossz döntés. A nyers adatok vörös színcsatornája ritkán csordul túl egy tipikus dSLR-el, normál napfénynél készített felvételen, mivel [az érzélelő – a fordító] érzékenysége a vörösszínre alacsony (körülbelül 1,5 EV értékkel sötétebb, mint a zöld). Ha az expozíciót annyira lecsökkentjük, hogy a vörös színcsatorna hisztogramja ne jelezzen túlcsordulást, a RAW vörös színcsatornája ténylegesen rendkívüli mértékben alulexponált lesz, ami gyenge jel/zaj viszonyt eredményez. Az eredmény: zajos piros virágok.
Egy kolléga arról tájékoztatott, hogy megmérte dSLR gépének R,G és B relatív érzékenységét, 550 K-es napfénynél (a napfény-filmhez viszonyítva). A csatornák aránya közelítőleg (G:B:R) 5:2:1. Ez segít megérteni a fenti okfejtést. Lehet elmélkedni rajta.
Ha belegondolunk, az a komplex TTL fénymérő tendszer, amit a gyártók az elmúlt 60 évben a fényképezőgépekbe építettek, mindenképpen elavultak. A technikai szempontból legjobb  expozíció megállapításához csak az élő hisztogramra alapozott auto-expozícióra lenne szükség.

Mit vigyünk haza?

Tehát – itt állunk, több, mint egy évtizeddel a dSLR forradalom (és az új évszázad kezdete) után, és a fényképezőgép gyártók még mindig a25, ötven, sőt akár 100+ évvel ezelőtti expozíció technikákat alkalmazzák a legújabb  fényképezőgépekben is, Miért? Nem tudom megmondani, de vállaniuk kell annak felelősségét, hogy gépeik nem biztosítják azt a legjobb képminőséget, amire képesek lennének.
Jómagam 2003 óta propagálom az expozíció megválasztásának ETTR megközelítését, és mióta megjelentek az első élő keresőképes gépek, mintegy öt évvel ezelőtt, kollégákkal együtt azon tűnődünk, hogyan lehetne azt automatizálni a fényképezőgépekben.  Nem tudok olyan konferenciáról, vörksopról vagy szemináriumról, amelyikkel kapcsolatba kerültem az elmúlt néhány évben, amelyen ne vitattuk volna nagy hévvel ezt a témát. Úgy tűnik, hogy vezető fotográfusok, szakírók, oktatók és a képalkotás egyéb szakemberei egyetértenek abban, hogy z auto-ETTR a fényképezőgép gyártók régi adóssága.
Mindazonáltal, semmi jele annak, hogy a gyártókhoz ezek a megjegyzések eljutottak volna (vagy, valamilyen kifürkészhetetlen okból, figyelmen kívül hagyják azokat). A helyett a 2011-es évjáratú, érzékelő-alapú fényképezőgépeink 1960 évre jellemző expozíció technológiával készülnek. Talán a jelen tanulmány tüzet gyújt valamelyik, leginkább előrelátó fényképezőgép gyártó alatt, hogy elmozduljon a régmúlt filmes expozíció paradigmától a valóság, és a 21. század digitális képrögzítés igényének kielégítése irányába.

Michael Reichmann
2011. augusztus
___________________________________________________________
 
1. Megjegyzés:
Köszönetet mondok kollégáim azon csopportjának, akik elolvasták és véleményezték a jelen tanulmány korai változatát. Egyik-másik javaslatukat beépítettem acikkbe, sőt egyes szövegrészeket kiloptam emailjeikből, ha leírásaik jobbak voltak, mint amit magam elő tudtam volna állítani. Ezek az emberek a fotográfia és a digitális képalkotás legvilágosabban gondolkodó és legelismertebb szakértői közé tartoznak, így ha bármilyen hiba van a tanulmányban, az csaknem biztosan az én hibám.
2, Megjegyzés:
Ezen az oldalon megjelenő fotók mindegyike a lehető legmagasabb ETTR alkalmazásával készült. Ez biztosítja a maximális dinamika tartományt, elkerülve a többszörös exponálás és HDR szükségességét.
3. Megjegyzés:
Egy olvasó: „Tájékoztatásul, mi, akik a RAW f(eldolgozási iparban (üzem automatizálásban és gépi látásban) működünk, az Ön cikkében imertetett elgondolást követjük, standard eljárásként. Ebbe beletartozik az auto ETTR, amit negatív expozíció korrekciónak megfelelő igazítás követ,  ETTR megvalósítása érdekében.

Kiegészítve: 2015. március 29.


© M. Reichmann
Sky-Waves.jpg Sky Waves, Clearview, Ontario. July, 2011 Fuji X100 @ ISO 200
Michaelről
Michael Reichmann a Luminous Landscape alapítója. 1999-es indulása óta a LuLa a világ legnagyobb, a fotográfia művészi, mesterségbeli és technológiai vonatkozásaival foglalkozó oldalává vált. A LuLa-t minden hónapban több, mint egy millióan látogatják, a Földkerekség valamennyi országából. 
 
Hozzászólások
HozzáadásKeresés
Hozzászólást csupán a bejegyzett felhasználó tehet hozzá!
 
< Előző   Következő >
Advertisement
Advertisement
Advertisement