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Entendendo a abertura da câmera e por que isso é importante

Índice:

Anonim

Nos últimos três anos, mais ou menos, toda vez que um telefone é anunciado e eles chegam à parte de sua câmera, a palavra "abertura" é lançada. Com o Galaxy S9 sendo revelado ao virar da esquina, você está prestes a ouvi-lo novamente. E se os rumores sobre uma lente de câmera com uma abertura que você pode ajustar forem verdadeiros, ouviremos pelo menos 200% da dose recomendada de conversa de abertura. Mas o que isso significa? O que é isso exatamente?

Na sua forma mais simples, uma abertura é um buraco pelo qual a luz viaja. Quando se fala de fotografia, o "buraco" é a abertura na frente de uma lente (não o diâmetro da lente), e a palavra abertura assume um significado maior e se torna um cenário ao qual o fotógrafo pode fazer referência. É um dos três pilares básicos da captura de imagem, juntamente com a ISO e a velocidade do obturador. Embora a ciência e a matemática envolvidas tornem a configuração da abertura importante por uma longa lista de razões, as duas mais importantes para quem tira uma foto são o ponto focal. e exposição. Pronto para cavar tudo isso até que faça sentido? Ótimo! Nós somos também.

Triângulo amoroso da fotografia

Mencionei anteriormente que a abertura é um dos três pilares da fotografia, juntamente com a ISO e a velocidade do obturador. Juntas, as três configurações são conhecidas como triângulo de exposição e cada uma pode ter um efeito dramático na qualidade de uma fotografia. Eles afetam mais do que a exposição (brilho) de uma imagem; portanto, não deixe o nome enganar você - juntos, eles são o principal fator para tornar uma imagem ótima ou horrível.

Qualquer alteração na abertura, obturador ou ISO afeta as três configurações.

As três configurações precisam ser equilibradas, para que você realmente não possa falar sobre uma sem explicar um pouco do que as outras pessoas podem fazer. Uma câmera precisa congelar um momento no tempo, recriar as cores certas nos lugares certos e definir as bordas certas, e abertura, ISO e velocidade do obturador são as três configurações que fazem isso acontecer. Você simplesmente não pode ajustar uma configuração sem ajustar pelo menos uma das outras, se desejar tirar uma ótima fotografia.

ISO

ISO é uma medida da sensibilidade do sensor da sua câmera à luz. Na época em que o filme real era usado, você comprava um filme com classificação ISO diferente porque não havia sensores e o ISO era uma parte não ajustável da exposição de uma imagem. Temos as coisas um pouco melhor agora. Com uma câmera digital moderna, podemos controlar a sensibilidade do sensor em tempo real. Tecnicamente, estamos controlando o nível de ganho pós-captura aplicado ao sinal, porque isso é mais fácil, aumentará consideravelmente a vida útil do sensor e fornecerá resultados idênticos.

Um ISO mais baixo significa menos ruído.

Idealmente, um ISO mais baixo é melhor porque isso significa que há menos ruído (pixels que não são uma recriação da configuração da vida real) no resultado final para que qualquer pós-processamento seja filtrado. Quando o processamento precisa remover o ruído, ele é feito com base nos pixels ao seu redor que não são barulhentos e faz um palpite. Menos adivinhação significa uma foto melhor. Mas não é prático usar uma configuração ISO super baixa na maioria das vezes porque a velocidade do obturador e / ou a abertura da abertura não podem compensar.

Aumentar a configuração ISO aumenta a sensibilidade à luz, o que permite tirar uma foto usando menos luz de qualquer fonte. Há três coisas a serem lembradas sobre a configuração ISO:

  • Quanto menor o número ISO, menos sensível é o sensor à luz. Quanto maior o número ISO, mais sensível é o sensor à luz.
  • O sinal capta mais ruído à medida que se torna mais sensível. Isso significa que números ISO mais baixos têm menos ruído e números ISO mais altos têm mais ruído.
  • Quando não é possível abrir mais a abertura ou não pode diminuir a velocidade do obturador, você usa um ISO mais alto para "congelar" o movimento e tirar uma foto que não esteja embaçada.

Velocidade do obturador

A velocidade do obturador é a medida de quanto tempo o obturador permanece aberto quando você tira uma foto ou captura uma moldura de um vídeo. Quando o obturador está aberto, a luz está chegando, então as velocidades mais rápidas do obturador não podem acumular tanto e a exposição é reduzida. Obviamente, o oposto é verdadeiro e uma velocidade mais lenta resulta em uma exposição mais alta. Pense na exposição quando usada dessa maneira como o brilho ou a escuridão da foto depois que tudo estiver pronto e você saberá o que isso significa.

Mais baixo é mais rápido quando se fala em velocidades do obturador.

Enquanto o obturador está aberto, o sensor está coletando dados sobre tudo o que pode "ver". Quando qualquer parte do enquadrado na frente do sensor está em movimento, o resultado fica embaçado; portanto, na maioria das vezes, uma velocidade mais rápida do obturador é melhor para obter uma foto nítida e focada.

  • Se você diminuir a velocidade do obturador (também conhecida como obturador mais rápido), precisará aumentar o ISO ou abrir a abertura para aumentar a exposição. Mas sua foto será mais nítida com um obturador mais rápido.
  • Se você aumentar a velocidade do obturador (um obturador mais lento), poderá ser necessário diminuir o ISO ou fechar a abertura para diminuir a exposição. Mas sua foto será menos nítida e talvez até embaçada com um obturador mais lento.

Toda câmera tem um obturador, até o seu telefone. As câmeras de filme precisam de uma cortina mecânica real para abrir e fechar, mas muitas câmeras digitais de pequeno sensor (incluindo o telefone) apenas cronometram a captura de dados como o obturador. É por isso que você pode ativar ou desativar o som do obturador em muitos telefones; nada está realmente se movendo para fazer barulho, é apenas gerado pelo software e cronometrado para o disparador.

Abertura

Abertura é a medida de quão aberta (ou fechada) a íris de uma lente de câmera é. É medido em f-stops, que são uma expressão da proporção da distância focal (distância do ponto de foco na lente até a frente do sensor) e o diâmetro da íris (o buraco na frente da lente). Você não precisa se lembrar disso ou fazer contas, mas precisa saber que um número f-stop menor é uma abertura maior e que permite que mais luz passe pela lente e alcance o sensor.

  • Uma abertura mais estreita (número f-stop mais alto) precisa de um obturador mais lento ou uma configuração ISO mais alta para aumentar a exposição.
  • Uma abertura maior (número f-stop menor) precisa de um obturador mais rápido ou uma configuração ISO mais baixa para diminuir a exposição.

Como você pode ver, a abertura é apenas uma parte do que torna uma foto adequadamente exposta. Mas, como a velocidade do obturador e o ISO, a abertura também afeta a nitidez. Cada parte do triângulo de exposição também altera outro elemento da sua foto quando ela é ajustada. Alterar o ISO pode aumentar o ruído, alterar a velocidade do obturador pode aumentar o desfoque de movimento e alterar a abertura muda o que é chamado de profundidade de campo.

Nem tudo está no modo retrato

Você pode estar se perguntando por que a abertura da câmera não é apenas super baixa para deixar entrar toda a luz possível. Bem, além de tornar as fotos superexpostas em muitos casos, a profundidade de campo seria muito estreita.

A profundidade de campo correta pode fazer uma boa imagem ser ótima.

Profundidade de campo é a distância entre a coisa mais próxima de uma foto que está em foco e a coisa mais distante em uma foto que ainda está em foco. Uma lente de câmera só pode focar as coisas em um ponto. Qualquer coisa fora desse ponto exato não está em foco e é borrada para fora a partir do ponto central na forma da abertura. As partes que parecem focar nossos olhos estão na profundidade de campo.

Quando algo está longe o suficiente, a diferença entre a abertura af / 5 (esquerda) e a abertura f / 25 (direita) é mínima, desde que o equipamento possa ajustar o ISO e a velocidade do obturador o suficiente para compensar. Seu telefone não pode e o resultado seria barulhento. Muito barulhento.

Ignorando abertura, ISO, obturador e exposição, a maior profundidade de campo de diâmetro que uma lente é capaz de criar é chamada de círculo de confusão. O diâmetro da profundidade de campo aumenta quanto mais a lente estiver do ponto em que está focada até atingir o círculo de confusão. Isso significa que tirar uma foto de algo do outro lado da rua tem uma profundidade de campo mais ampla que tirar uma foto de algo a alguns centímetros de distância, com exatamente as mesmas configurações. Aos nossos olhos, uma lente focada em algo distante o suficiente parece ter uma profundidade de campo de largura total, onde tudo o que podemos ver está em foco, mas os sensores das câmeras podem processar o que está à sua frente muito melhor do que nossos olhos.

O que vemos versus o que obtemos

O que importa mais é o que podemos ver, não o que a lente pode capturar.

A profundidade de campo é o que determina quais áreas em uma foto estão em foco. Normalmente, queremos uma imagem clara e nítida, mas com um ponto óbvio que chama a atenção. O fotógrafo precisa garantir que o assunto seja enquadrado de maneira a chamar a atenção, mas a profundidade de campo é o que torna esse ponto mais "nítido" do que o restante da foto. Idealmente, tudo está em foco e não podemos ver onde o ponto de foco real cai; apenas percebemos uma pequena diferença. Fotografia é parte da ilusão de ótica, juntamente com parte da arte e parte de tudo o mais.

Em resumo, as pessoas que trabalham para uma empresa que fabrica lentes de câmera têm muito a considerar e muita matemática complexa para resolver. Quando eles estão projetando uma lente fixa muito pequena em um smartphone, tudo fica ainda mais complicado. E é muito importante, porque, acima de tudo, queremos que nossas fotos tenham uma ótima aparência, independentemente dos números que são lançados para nós.

Retratos impressionantes

A fotografia de retrato é uma exceção à regra geral. Quando você tem um único assunto - que pode ser uma pessoa, um animal de estimação, um grupo de amigos ou qualquer outra coisa - que você deseja destacar contra um fundo simples, mas agradável, uma foto de retrato pode parecer incrível se for feita corretamente.

Normalmente, um retrato usa uma ampla abertura para criar uma profundidade de campo estreita. Juntamente com a exposição adequada e a cor levemente aprimorada, isso cria um resultado em que o objeto parece isolado do fundo. Isso é fácil para uma câmera com uma lente maior e mais rápida e controles manuais completos, mas não tão fácil para algo como um smartphone.

O Pixel 2 usa uma solução de software pura para tirar fotos normais (esquerda) e fotos do modo retrato (direita) ao mesmo tempo.

Diferentes empresas estão tentando fazer retratos de maneiras diferentes. Google e Huawei estão usando aprendizado de máquina junto com hardware capaz de criar retratos através de software e processamento. A Samsung está focando (perdoe o trocadilho) primeiro no hardware para fornecer vários ângulos e distâncias focais ao processador de imagem. A Apple está fazendo as duas coisas. Também não é novidade, vimos várias lentes e profundidade de campo ajustável por software de empresas como Nokia, ZTE, LG e mais nos últimos cinco anos, mas a tecnologia avançou e os resultados são muito melhores.

Observe que eu disse "melhor" e não perfeito. Embora seja possível obter uma ótima foto de retrato em qualquer telefone principal capaz, a maioria das fotos é na média, na melhor das hipóteses. Todos eles parecem não perceber a sutileza nas bordas da profundidade de campo e aplicam um desfoque uniforme ao fundo, fazendo as coisas parecerem pouco naturais. Criar um efeito de profundidade de campo com boa aparência sempre é difícil, mas estamos chegando lá.

Uma abertura ajustável em um smartphone?

Se os rumores forem verdadeiros, veremos uma câmera que possui uma abertura ajustável pelo usuário no Galaxy S9. Os detalhes são escassos; portanto, não sabemos se isso significa uma maneira mecânica real de abrir ou fechar a íris na tampa da lente ou no software que pode controlar a profundidade do efeito de campo.

Aposto que isso significa uma maneira de ajustar o ponto focal, como vimos em muitas empresas, e uma maneira de ajustar a profundidade real do efeito de campo, em vez de apenas desfocar algumas partes da foto após o processamento. Os veteranos de smartphones lembrarão que o recurso Refocus da Nokia fez algo muito semelhante ao que estou descrevendo. O hardware moderno deve ser capaz de adquirir todos os dados necessários muito mais rapidamente do que vimos em 2013, e tirar fotos não demorará tanto ou será complicado.

Não importa como a Samsung ofereça uma abertura ajustável, se o fizer, é fácil entender o porquê. Tudo remonta à profundidade de campo.

O hardware de 2017 deve ser muito melhor para ajustar uma profundidade de campo que a de 2013. E o hardware de 2013 não era ruim.

A maioria das lentes pequenas projetadas para os tipos de sensores de imagem usados ​​pelo telefone são modelados e retificados, de modo que sejam mais nítidos com uma profundidade de campo entre ƒ / 5.6 e ƒ / 8. Isso é muito estreito e não permite muita luz, mas reduz a aberração cromática, tornando as cores que sua câmera reproduz o mais próximo possível do original. O uso de um sistema de abertura fixa definido como f / 5.6 não produzirá fotos bem expostas sem um ISO alto (lembre-se, isso significa muito ruído) e / ou um obturador lento (o que significa fotos borradas). a abertura é ampliada e um pouco de nitidez é trocado por um sistema muito mais flexível.

À medida que as câmeras em nossos telefones se aproximam de ƒ / 0, 5 (o máximo teórico de acordo com a óptica fotográfica aplicada de Sidney F. Ray), mais e mais nitidez nas fotografias normais é sacrificada. É difícil diminuir a velocidade do obturador o suficiente para permitir uma exposição adequada e produzir fotos com foco e nitidez adequados, para aumentar o ISO e a SNR (relação sinal / ruído) aumenta cada vez mais. E isso não faz nada para lidar com a profundidade de campo estreita ao tirar fotos normais ou de grande angular.

Vimos o tamanho dos pixels crescer para compensar e o circuito da câmera é construído para lidar com o ruído muito melhor do que costumava ser, mas se você é uma empresa que deseja se concentrar em usar o hardware para obter melhores fotos e não software, a próxima O passo lógico é aperfeiçoar uma maneira de usar várias aberturas. Não sei exatamente o que esperar da Samsung com a câmera do Galaxy S9, mas a Samsung precisa dar o próximo passo e é mais do que capaz de fazê-lo.

Tire fotos melhores

Agora você sabe um pouco sobre o que é a abertura e como você afeta as fotos que tira. Então vá lá e pegue um pouco!

E lembre-se da próxima vez que alguém em um palco lhe disser que este incrível telefone novo tem uma incrível abertura f / algo, há muito mais para uma ótima câmera. Muito mais.

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