Comprensione dell'apertura della fotocamera e perché è importante

Negli ultimi tre anni circa, ogni volta che viene annunciato un telefono e arrivano alla parte relativa alla sua fotocamera, viene lanciata la parola "apertura". Con il Galaxy S9 che si svela proprio dietro l'angolo, stai per ascoltarlo di nuovo. E se le voci su un obiettivo fotografico con un'apertura che puoi regolare sono vere, sentiremo almeno il 200% della dose raccomandata di diaframmi di apertura. Ma cosa significa? Che cosa è esattamente?

Nella sua forma più semplice, un'apertura è un buco che la luce attraversa. Quando si parla di fotografia, il "buco" è l'apertura davanti a un obiettivo (non il diametro dell'obiettivo stesso) e l'apertura della parola assume un significato più grande e diventa un'impostazione a cui il fotografo può fare riferimento. È uno dei tre pilastri di base per l'acquisizione di immagini, insieme a ISO e velocità dell'otturatore, e mentre la scienza e la matematica coinvolte rendono l'impostazione dell'apertura importante per un lungo elenco di motivi, i due più importanti per chiunque scatta una foto sono il punto focale ed esposizione. Pronto a scavare in tutto questo fino a quando non ha senso? Grande! Lo siamo anche noi.

Triangolo amoroso della fotografia

In precedenza ho menzionato che l'apertura è uno dei tre pilastri della fotografia insieme a ISO e velocità dell'otturatore. Insieme, le tre impostazioni sono note come triangolo di esposizione e ognuna può avere un effetto drammatico sulla bellezza di una fotografia. Interessano più dell'esposizione (luminosità) di un'immagine, quindi non lasciatevi ingannare dal nome: insieme sono il fattore più importante per rendere un'immagine grandiosa o orribile.

Qualsiasi modifica a apertura, otturatore o ISO influisce su tutte e tre le impostazioni.

Le tre impostazioni devono essere bilanciate, quindi non puoi davvero parlarne senza spiegare un po 'di cosa possono fare gli altri. Una fotocamera deve essere in grado di congelare un momento nel tempo e ricreare i giusti colori nei punti giusti ed essere in grado di definire i bordi giusti e apertura, ISO e velocità dell'otturatore sono le tre impostazioni che lo rendono possibile. Semplicemente non puoi regolare un'impostazione senza regolare almeno una delle altre se ti aspetti di fare una bella foto.

ISO

ISO è una misura della sensibilità del sensore della fotocamera alla luce. Molto tempo fa, quando si utilizzava la pellicola effettiva, è stato acquistato un film con classificazione ISO diversa perché non c'erano sensori e ISO era una parte non regolabile dell'esposizione di un'immagine. Adesso le cose vanno un po 'meglio. Con una moderna fotocamera digitale, possiamo controllare la sensibilità del sensore al volo. Tecnicamente, stiamo controllando il livello di guadagno post-acquisizione applicato al segnale perché è più semplice, allungherà notevolmente la vita del sensore e fornirà risultati identici.

Un ISO inferiore significa meno rumore.

Idealmente, un ISO più basso è migliore perché ciò significa che c'è meno rumore (pixel che non sono una ricreazione dell'impostazione della vita reale) nel risultato finale affinché qualsiasi post-elaborazione possa filtrare. Quando l'elaborazione deve rimuovere il rumore, lo fa in base ai pixel circostanti che non sono rumorosi e fa un'ipotesi plausibile. Meno congetture significa una foto migliore. Ma non è pratico usare un'impostazione ISO bassissima per la maggior parte del tempo perché la velocità dell'otturatore e / o l'apertura del diaframma non possono compensare.

Aumentando l'impostazione ISO aumenta la sensibilità alla luce, che consente di scattare una foto utilizzando meno luce da qualsiasi fonte. Ci sono tre cose da ricordare sull'impostazione ISO:

• Più basso è il numero ISO, meno sensibile è il sensore alla luce. Maggiore è il numero ISO, più sensibile è il sensore alla luce.
• Il segnale raccoglie più rumore quando diventa più sensibile. Ciò significa che numeri ISO più bassi hanno meno rumore e numeri ISO più alti hanno più rumore.
• Quando non è possibile aprire il diaframma più largo o non è possibile rallentare l'otturatore, utilizzare un ISO più elevato per "congelare" il movimento e scattare una foto non sfocata.

Velocità dell'otturatore

La velocità dell'otturatore è la misura della durata dell'apertura dell'otturatore quando si scatta una foto o si acquisisce una cornice di un video. Quando l'otturatore è aperto, entra la luce, quindi i tempi di posa più rapidi non possono accumularsi e l'esposizione viene ridotta. Certo, è vero il contrario e una velocità più bassa si traduce in un'esposizione più elevata. Pensa all'esposizione quando usato in questo modo come alla luminosità o all'oscurità della foto dopo aver fatto tutto e avrai una comprensione di ciò che significa.

Più basso è più veloce quando si parla di velocità dell'otturatore.

Mentre l'otturatore è aperto, il sensore sta raccogliendo dati su tutto ciò che può "vedere". Quando una parte di ciò che è inquadrato davanti al sensore si sta muovendo, il risultato sarà sfocato, quindi il più delle volte una velocità dell'otturatore più elevata è migliore per ottenere una foto nitida e a fuoco.

• Se si riduce la velocità dell'otturatore (noto anche come otturatore più veloce), è necessario aumentare l'ISO o aprire l'apertura per aumentare l'esposizione. Ma la tua foto sarà più nitida con un otturatore più veloce.
• Se si aumenta la velocità dell'otturatore (un otturatore più lento), potrebbe essere necessario ridurre l'ISO o chiudere l'apertura per ridurre l'esposizione. Ma la tua foto sarà meno nitida e forse anche sfocata con un otturatore più lento.

Ogni fotocamera ha un otturatore, anche il tuo telefono. Le fotocamere a pellicola necessitano di una vera tenda meccanica per aprirsi e chiudersi, ma molte fotocamere digitali a piccolo sensore (incluso il telefono) puntano appena alla cattura dei dati come otturatore. Questo è il motivo per cui è possibile attivare o disattivare il suono dell'otturatore su molti telefoni; nulla si sta davvero muovendo per rendere il rumore, è appena generato dal software e temporizzato al rilascio dell'otturatore.

Apertura

Il diaframma è la misura di quanto sia aperta (o chiusa) l'iride di un obiettivo fotografico. Viene misurato in f-stop, che sono un'espressione del rapporto della lunghezza focale (distanza dal punto di messa a fuoco sull'obiettivo alla parte anteriore del sensore) al diametro dell'iride (il foro davanti all'obiettivo). Non è necessario ricordarlo o fare matematica, ma è necessario sapere che un numero f-stop inferiore è un'apertura più ampia e che consente a più luce di attraversare l'obiettivo e raggiungere il sensore.

• Un'apertura più stretta (numero f-stop più alto) richiede un otturatore più lento o un'impostazione ISO più alta per aumentare l'esposizione.
• Un'apertura più ampia (numero f-stop inferiore) richiede un'otturatore più veloce o un'impostazione ISO inferiore per ridurre l'esposizione.

Come puoi vedere, l'apertura è solo una parte di ciò che rende una foto correttamente esposta. Ma come la velocità dell'otturatore e ISO, l'apertura ha anche un effetto sulla nitidezza. Ogni parte del triangolo di esposizione cambia anche un altro elemento della foto quando vengono regolati. La modifica dell'ISO può aumentare il rumore, la modifica della velocità dell'otturatore può aumentare la sfocatura da movimento e la modifica dell'apertura cambia la cosiddetta profondità di campo.

Non tutto è in modalità verticale

Potresti chiederti perché l'apertura della tua fotocamera non è solo super-bassa per far entrare tutta la luce che può. Bene, oltre a rendere le foto sovraesposte in molti casi, la profondità di campo sarebbe troppo stretta.

La giusta profondità di campo può rendere fantastica una buona immagine.

Una profondità di campo è la distanza tra la cosa più vicina in una foto a fuoco e la cosa più lontana in una foto che è ancora a fuoco. Un obiettivo fotografico può mettere a fuoco le cose in un solo punto. Qualunque cosa al di fuori di quel punto esatto non è a fuoco e sfocata verso l'esterno dal punto centrale a forma di apertura. Le parti che sembrano essere a fuoco ai nostri occhi sono nella profondità di campo.

Quando qualcosa è abbastanza lontano, la differenza tra apertura af / 5 (sinistra) e apertura af / 25 (destra) è minima fintanto che l'apparecchiatura può regolare l'ISO e la velocità dell'otturatore abbastanza da compensare. Il tuo telefono non può e il risultato sarebbe rumoroso. Molto rumoroso.

Ignorando l'apertura, l'ISO, l'otturatore e l'esposizione, la profondità del campo di diametro maggiore che una lente è in grado di creare è chiamata il suo cerchio di confusione. Il diametro della profondità di campo aumenta quanto più l'obiettivo è dal punto su cui è focalizzato fino a raggiungere il cerchio di confusione. Ciò significa che scattare una foto di qualcosa dall'altra parte della strada ha una profondità di campo più ampia che scattare una foto di qualcosa a pochi centimetri di distanza con le stesse impostazioni esatte. Ai nostri occhi, una lente focalizzata su qualcosa di abbastanza lontano sembrerà avere una profondità di campo a tutta larghezza in cui tutto ciò che possiamo vedere è a fuoco, ma i sensori della fotocamera possono elaborare ciò che è di fronte molto meglio di quanto i nostri occhi possano fare.

Ciò che vediamo rispetto a ciò che otteniamo

Ciò che conta di più è ciò che possiamo vedere, non ciò che l'obiettivo può catturare.

La profondità di campo è ciò che determina quali aree di una foto sono a fuoco. Normalmente, vogliamo un'immagine che sia chiara e nitida, ma con un punto ovvio che attiri i nostri occhi. Il fotografo deve assicurarsi che il soggetto sia inquadrato in un modo che attiri lo sguardo su di esso, ma la profondità di campo è ciò che rende quel punto più "nitido" rispetto al resto della foto. Idealmente, tutto è a fuoco e non possiamo vedere dove il punto di messa a fuoco reale cade e invece percepiamo solo una leggera differenza. La fotografia è in parte illusione ottica insieme a parte arte e parte tutto il resto.

In breve, le persone che lavorano per un'azienda che produce obiettivi per fotocamere hanno molto da considerare e molta matematica molto complessa da risolvere. Quando progettano una lente fissa molto piccola in uno smartphone, tutto diventa ancora più complicato. Ed è molto importante perché, soprattutto, vogliamo che le nostre foto abbiano un bell'aspetto, indipendentemente dai numeri che ci vengono lanciati.

Ritratti fantastici

La fotografia di ritratto è un'eccezione alla regola generale. Quando hai un singolo soggetto - che potrebbe essere una persona o un animale domestico o un gruppo di amici o qualsiasi altra cosa - che vuoi distinguerti su uno sfondo semplice ma piacevole, una foto di ritratto può apparire incredibile se eseguita correttamente.

Normalmente, un ritratto utilizza un'ampia apertura per creare una ridotta profondità di campo. Insieme all'esposizione corretta e al colore leggermente ottimizzato, questo crea un risultato in cui il soggetto appare isolato dallo sfondo. Questo è facile per una fotocamera con un obiettivo più grande e più veloce e controlli manuali completi, ma non così facile per qualcosa come uno smartphone.

Pixel 2 utilizza una soluzione software pura per scattare foto normali (a sinistra) e in modalità Ritratto (a destra) contemporaneamente.

Diverse aziende stanno provando a fare ritratti in modi diversi. Google e Huawei stanno utilizzando l'apprendimento automatico insieme a hardware capace per creare ritratti attraverso software ed elaborazione. Samsung si sta concentrando (scusate il gioco di parole) sull'hardware prima di dare più angolazioni e lunghezze focali al processore di immagini. Apple sta facendo entrambe le cose. Né è nuovo, abbiamo visto più obiettivi e profondità di campo regolabili da software da aziende come Nokia, ZTE, LG e altri negli ultimi cinque anni, ma la tecnologia è andata avanti e i risultati sono molto migliori.

Notate che ho detto "meglio" e non alla perfezione. Sebbene sia possibile ottenere un'ottima foto di ritratto da uno dei telefoni di punta, la maggior parte delle foto è nella media al massimo. Sembrano tutti mancare della sottigliezza ai bordi della profondità di campo e applicare una sfocatura uniforme sullo sfondo, rendendo le cose un po 'innaturali. Creare un effetto di profondità di campo che sembra buono ogni volta è difficile, ma ci stiamo arrivando.

Un'apertura regolabile su uno smartphone?

Se le voci sono vere, vedremo una fotocamera con un'apertura regolabile dall'utente sul Galaxy S9. I dettagli sono scarsi, quindi non sappiamo se questo significhi un modo meccanico reale per aprire o chiudere il diaframma sul copriobiettivo o sul software in grado di controllare l'effetto della profondità di campo.

Scommetto che questo significa un modo per regolare il punto focale come abbiamo visto da molte aziende e un modo per regolare l'effetto di profondità di campo reale anziché sfocare alcune parti della foto dopo l'elaborazione. I veterani di smartphone ricorderanno che la funzione Refocus di Nokia ha fatto qualcosa di molto simile a quello che sto descrivendo. L'hardware moderno dovrebbe essere in grado di acquisire tutti i dati necessari molto più velocemente di quanto abbiamo visto nel 2013 e scattare foto non richiederà così tanto tempo o sarà complicato.

Non importa come Samsung offra un'apertura regolabile, se lo fanno è facile capire perché. Tutto risale alla profondità di campo.

L'hardware del 2017 dovrebbe essere molto migliore nel regolare una profondità di campo rispetto al 2013. E l'hardware del 2013 non è stato affatto male.

La maggior parte degli obiettivi di piccole dimensioni progettati per i tipi di sensori di immagine utilizzati dal nostro telefono sono sagomati e rettificati in modo da risultare più nitidi con una profondità di campo compresa tra ƒ / 5, 6 e ƒ / 8. Questo è molto stretto e non consente molta luce, ma riduce l'aberrazione cromatica rendendo i colori riprodotti dalla fotocamera il più vicino possibile all'originale. L'uso di un sistema di apertura fisso impostato anche su f / 5.6 non produrrà foto ben esposte senza un ISO elevato (ricordate, questo significa molto rumore) e / o un otturatore lento (che significa foto sfocate) quindi il l'apertura viene ampliata e un po 'di nitidezza viene scambiata per un sistema molto più flessibile.

Poiché le fotocamere nei nostri telefoni si avvicinano di poco a ƒ / 0, 5 (il massimo teorico secondo l'ottica fotografica applicata di Sidney F. Ray), viene sacrificata sempre più nitidezza nelle normali fotografie. È difficile rallentare l'otturatore abbastanza da consentire un'esposizione corretta e produrre foto che siano correttamente messe a fuoco e nitide, quindi l'ISO viene aumentato e il SNR (rapporto segnale-rumore) aumenta sempre più. E questo non fa nulla per affrontare la ridotta profondità di campo quando si scattano foto normali o grandangolari.

Abbiamo visto crescere le dimensioni dei pixel per compensare e la circuiteria della fotocamera è costruita per gestire il rumore molto meglio di prima, ma se sei un'azienda che vuole concentrarsi sull'uso dell'hardware per foto migliori e non sul software, il prossimo il passo logico è perfezionare un modo per usare più aperture. Non so esattamente cosa aspettarmi da Samsung con la fotocamera del Galaxy S9, ma Samsung deve fare il passo successivo ed è più che in grado di farlo.

Scatta foto migliori

Ora sai un po 'cos'è l'apertura e come ti influenza sulle foto che scatti. Quindi esci e prendine!

E ricorda che la prossima volta che qualcuno sul palco ti dirà che questo fantastico nuovo telefono ha un'incredibile apertura f / qualcosa, c'è di più su una grande fotocamera. Molto più.

Potremmo guadagnare una commissione per gli acquisti utilizzando i nostri link. Per saperne di più.