Het diafragma van de camera begrijpen en waarom het ertoe doet

De afgelopen drie jaar of zo, wordt elke keer dat een telefoon wordt aangekondigd en ze het gedeelte over de camera bereiken, het woord "diafragma" rondgegooid. Met de onthulling van de Galaxy S9 om de hoek hoor je hem weer. En als geruchten over een cameralens met een diafragma die u kunt aanpassen waar zijn, horen we ten minste 200% van de aanbevolen dosis diafragma praten. Maar wat betekent het? Wat is het precies?

In zijn eenvoudigste vorm is een opening een gat waar licht doorheen reist. Wanneer we het over fotografie hebben, is het "gat" de opening voor een lens (niet de lensdiameter zelf), en het woord diafragma krijgt een grotere betekenis en wordt een instelling waarnaar de fotograaf kan verwijzen. Het is een van de drie basispijlers van het vastleggen van afbeeldingen, samen met ISO en sluitertijd, en hoewel de wetenschap en wiskunde de diafragma-instelling om een ​​lange lijst van redenen belangrijk maken, zijn de twee belangrijkste voor iedereen die een foto neemt het brandpunt en blootstelling. Ben je er klaar voor om dat allemaal te onderzoeken? Super goed! Wij zijn ook.

De liefdesdriehoek van fotografie

Eerder noemde ik dat diafragma een van de drie pijlers van fotografie is, samen met ISO en sluitertijd. Samen staan ​​de drie instellingen bekend als de belichtingsdriehoek en elk kan een dramatisch effect hebben op hoe goed een foto eruit ziet. Ze beïnvloeden meer dan de belichting (helderheid) van een foto, dus laat je niet misleiden door de naam - samen zijn ze de grootste factor om een ​​foto er geweldig of vreselijk uit te laten zien.

Elke wijziging in diafragma, sluiter of ISO heeft invloed op alle drie de instellingen.

De drie instellingen moeten in balans zijn, dus je kunt er echt niet over praten zonder een beetje uit te leggen wat de anderen kunnen doen. Een camera moet een moment in de tijd kunnen bevriezen en de juiste kleuren op de juiste plaatsen kunnen maken en de juiste randen kunnen definiëren, en diafragma, ISO en sluitertijd zijn de drie instellingen die ervoor zorgen dat het gebeurt. U kunt eenvoudig niet een instelling aanpassen zonder ten minste een van de andere aan te passen als u een geweldige foto verwacht.

ISO

ISO is een meting van de gevoeligheid van de sensor van uw camera voor licht. Lang geleden toen de echte film werd gebruikt, kocht je een andere ISO-geclassificeerde film omdat er geen sensoren waren en ISO een niet-aanpasbaar onderdeel was van de belichting van een afbeelding. We hebben het nu een stuk beter. Met een moderne digitale camera kunnen we de gevoeligheid van de sensor direct regelen. Technisch gezien regelen we het niveau van de post-capture-versterking die op het signaal wordt toegepast, omdat dat eenvoudiger is, de levensduur van de sensor aanzienlijk verlengt en identieke resultaten oplevert.

Een lagere ISO betekent minder ruis.

In het ideale geval is een lagere ISO beter, omdat dat betekent dat er minder ruis (pixels die geen recreatie van de praktijkinstelling zijn) in het eindresultaat voor eventuele nabewerking om uit te filteren. Wanneer de verwerking ruis moet verwijderen, gebeurt dit op basis van de pixels eromheen die niet luidruchtig zijn en een weloverwogen gok doet. Minder gissen betekent een betere foto. Maar het is niet praktisch om meestal een super lage ISO-instelling te gebruiken, omdat de sluitertijd en / of opening niet kunnen compenseren.

Het verhogen van de ISO-instelling verhoogt de gevoeligheid voor licht, waardoor u een foto kunt maken met minder licht van elke bron. Er zijn drie dingen om te onthouden over de ISO-instelling:

• Hoe lager het ISO-nummer, hoe minder gevoelig de sensor is voor licht. Hoe hoger het ISO-nummer, hoe gevoeliger de sensor is voor licht.
• Het signaal vangt meer ruis op naarmate het gevoeliger wordt. Dat betekent dat lagere ISO-waarden minder ruis hebben en hogere ISO-waarden meer ruis.
• Als u het diafragma niet breder kunt openen of de sluiter niet kunt vertragen, gebruikt u een hogere ISO om beweging te "bevriezen" en een foto te maken die niet wazig is.

Sluitertijd

Sluitertijd is de meting van hoe lang de sluiter open blijft wanneer u een foto maakt of een frame van een video maakt. Wanneer de sluiter open is, komt er licht binnen, dus snellere sluitertijden kunnen niet zoveel verzamelen en de belichting wordt verlaagd. Het tegenovergestelde is natuurlijk waar en een lagere snelheid resulteert in een hogere belichting. Denk aan de belichting wanneer deze op deze manier wordt gebruikt, als de helderheid of duisternis van de foto nadat alles is gedaan en u weet wat dit betekent.

Lager is sneller bij het praten over sluitertijden.

Terwijl de sluiter open is, verzamelt de sensor gegevens over alles wat hij kan "zien". Wanneer een deel van wat er voor de sensor is ingelijst, beweegt, is het resultaat wazig, dus meestal is een snellere sluitertijd beter voor het maken van een scherpe en scherpgestelde foto.

• Als u de sluitertijd verlaagt (ook bekend als een snellere sluiter), moet u de ISO verhogen of het diafragma openen om de belichting te vergroten. Maar uw foto wordt scherper met een snellere sluiter.
• Als u de sluitertijd verhoogt (een langzamere sluiter), moet u mogelijk de ISO verlagen of het diafragma sluiten om de belichting te verminderen. Maar je foto is minder scherp en misschien zelfs wazig met een langzamere sluiter.

Elke camera heeft een sluiter, zelfs je telefoon. Filmcamera's hebben een echt mechanisch gordijn nodig om te openen en te sluiten, maar veel digitale camera's met kleine sensoren (inclusief uw telefoon) hebben net de tijd nodig om gegevens vast te leggen als sluiter. Daarom kunt u op veel telefoons het sluitergeluid in- of uitschakelen; niets beweegt echt om het geluid te maken, het wordt alleen gegenereerd door de software en getimed op de ontspanknop.

Opening

Diafragma is de meting van hoe open (of gesloten) de iris van een cameralens is. Het wordt gemeten in f-stops, wat een uitdrukking is van de verhouding van de brandpuntsafstand (afstand van het focuspunt op de lens tot de voorkant van de sensor) en de diameter van de iris (het gat voor de lens). U hoeft dat niet te onthouden of wiskunde te doen, maar u moet wel weten dat een lager f-stopgetal een groter diafragma is en meer licht door de lens laat gaan en de sensor bereikt.

• Een smaller diafragma (hoger f-stopnummer) heeft een langzamere sluiter of een hogere ISO-instelling nodig om de belichting te verhogen.
• Een groter diafragma (lager f-stopnummer) heeft een snellere sluiter of een lagere ISO-instelling nodig om de belichting te verminderen.

Zoals u kunt zien, is het diafragma slechts een deel van wat een goed belichte foto maakt. Maar net als de sluitertijd en ISO heeft het diafragma ook een effect op de scherpte. Elk deel van de belichtingsdriehoek verandert ook een ander element van uw foto wanneer ze worden aangepast. Veranderende ISO kan ruis verhogen, veranderende sluitertijd kan bewegingsonscherpte vergroten, en veranderen van diafragma verandert wat scherptediepte wordt genoemd.

Alles is niet portretmodus

Je vraagt ​​je misschien af ​​waarom het diafragma op je camera niet alleen super laag is om zoveel mogelijk licht binnen te laten. Nou ja, naast het in veel gevallen overbelicht maken van de foto's, zou de scherptediepte te smal zijn.

De juiste scherptediepte kan een goede foto geweldig maken.

Een scherptediepte is de afstand tussen het dichtstbijzijnde ding in een foto dat in focus is en het verst in een foto die nog steeds in focus is. Een cameralens kan dingen maar op één plek scherpstellen. Alles buiten dat exacte punt is niet scherp en wazig naar buiten vanaf het middelpunt in de vorm van het diafragma. De delen die in onze ogen lijken te liggen, bevinden zich diep in het veld.

Wanneer iets ver genoeg weg is, is het verschil tussen diafragma af / 5 (links) en diafragma af / 25 (rechts) minimaal zolang de apparatuur de ISO en sluitertijd voldoende kan aanpassen om te compenseren. Je telefoon kan dat niet en het resultaat zou luidruchtig zijn. Zeer luidruchtig.

Het negeren van diafragma, ISO, sluiter en belichting, de grootste scherptediepte met een diameter die een lens kan creëren, wordt de cirkel van verwarring genoemd. De diameter van de scherptediepte neemt toe naarmate de lens verder van het punt waarop deze is gefocust, totdat u de cirkel van verwarring bereikt. Dat betekent dat het nemen van een foto van iets aan de overkant van de straat een grotere scherptediepte heeft dan het nemen van een foto van iets een paar centimeter verderop met exact dezelfde instellingen. Voor onze ogen lijkt een lens die is gefocust op iets ver genoeg weg, een velddiepte over de volle breedte te hebben waar alles wat we kunnen zien scherp is, maar camerasensoren kunnen wat er voor staat veel beter verwerken dan onze ogen.

Wat we zien versus wat we krijgen

Het belangrijkste is wat we kunnen zien, niet wat de lens kan vastleggen.

De scherptediepte is wat bepaalt welke gebieden in een foto scherp zijn. Normaal willen we een beeld dat overal helder en scherp is, maar met een voor de hand liggend punt dat onze ogen trekt. De fotograaf moet ervoor zorgen dat het onderwerp zodanig wordt ingekaderd dat dit de aandacht trekt, maar de scherptediepte maakt die plek "scherper" dan de rest van de foto. In het ideale geval is alles scherp en kunnen we niet zien waar het werkelijke focuspunt wegvalt en in plaats daarvan nemen we slechts een klein verschil waar. Fotografie is deels optische illusie, deels kunst en deels al het andere.

Kortom, de mensen die werken voor een bedrijf dat cameralenzen maakt, hebben veel te overwegen en veel zeer complexe wiskunde om uit te zoeken. Wanneer ze een heel kleine vaste lens in een smartphone ontwerpen, wordt het allemaal nog ingewikkelder. En het is heel belangrijk omdat we bovenal willen dat onze foto's er geweldig uitzien, ongeacht welke cijfers naar ons worden gegooid.

Geweldige portretten

Portretfotografie is een uitzondering op de algemene regel. Als u een enkel onderwerp hebt - dat kan een persoon of een huisdier of een groep vrienden of iets anders zijn - dat u wilt opvallen tegen een eenvoudige maar aangename achtergrond, kan een portretfoto er ongelooflijk uitzien als u dit correct doet.

Normaal gebruikt een portret een groot diafragma om een ​​kleine scherptediepte te creëren. Samen met de juiste belichting en enigszins getweakte kleur, creëert dit een resultaat waarbij het onderwerp geïsoleerd van de achtergrond lijkt. Dit is gemakkelijk voor een camera met een grotere snellere lens en volledig handmatige bediening, maar niet zo gemakkelijk voor zoiets als een smartphone.

De Pixel 2 maakt gebruik van een pure softwareoplossing om normale foto's (links) en portretmodusfoto's (rechts) tegelijkertijd te maken.

Verschillende bedrijven proberen op verschillende manieren portretten te maken. Google en Huawei gebruiken machine-learning samen met capabele hardware om portretten te maken door middel van software en verwerking. Samsung richt zich eerst (excuseer de woordspeling) op hardware om de beeldprocessor meerdere hoeken en brandpuntsafstanden te geven. Apple doet beide. Geen van beide is nieuw, we hebben de afgelopen vijf jaar meerdere lenzen en software-instelbare scherptediepte gezien van bedrijven als Nokia, ZTE, LG en meer, maar de technologie is vooruitgegaan en de resultaten zijn een stuk beter.

Merk op dat ik "beter" zei en niet perfec. Hoewel het mogelijk is om een ​​geweldige portretfoto te krijgen van alle geschikte vlaggenschip-telefoons, zijn de meeste foto's op zijn best gemiddeld. Ze lijken allemaal de subtiliteit aan de randen van de scherptediepte te missen en passen een uniforme vervaging toe op de achtergrond, waardoor dingen er een beetje onnatuurlijk uitzien. Het is moeilijk om een ​​scherptediepte-effect te creëren dat er elke keer goed uitziet, maar we komen er wel.

Een instelbaar diafragma op een smartphone?

Als de geruchten waar zijn, zien we een camera met een door de gebruiker instelbaar diafragma op de Galaxy S9. Details zijn schaars, dus we weten niet of dit een echte mechanische manier is om de iris op de lensdop of software te openen of te sluiten die het scherptediepte-effect kan regelen.

Ik wed dat dit een manier is om het brandpunt aan te passen zoals we dat van veel bedrijven hebben gezien en een manier om de werkelijke scherptediepte-effect aan te passen versus alleen het vervagen van sommige delen van de foto na verwerking. Veteranen van smartphones zullen zich herinneren dat de Refocus-functie van Nokia iets deed dat erg leek op wat ik beschrijf. Moderne hardware zou alle benodigde gegevens veel sneller moeten kunnen verzamelen dan we in 2013 zagen en het nemen van foto's zal niet zo lang duren of minder lastig zijn.

Ongeacht hoe Samsung een instelbaar diafragma levert, als ze dat doen, is het gemakkelijk te begrijpen waarom. Het gaat allemaal terug naar de scherptediepte.

De hardware van 2017 zou een stuk beter moeten zijn in het aanpassen van een scherptediepte dan die van 2013. En de hardware van 2013 was helemaal niet slecht.

De meeste kleine lenzen die zijn ontworpen voor de soorten beeldsensoren die onze telefoon gebruikt, zijn zo gevormd en geaard dat ze het scherpst zijn met een scherptediepte ergens tussen ƒ / 5.6 en ƒ / 8. Dit is erg smal en laat niet veel licht toe, maar het vermindert chromatische aberratie waardoor de kleuren van uw camera zo dicht mogelijk bij het origineel worden gereproduceerd. Het gebruik van een vast diafragmasysteem ingesteld op zelfs f / 5.6 levert geen foto's op die goed worden belicht zonder een hoge ISO (onthoud, dit betekent veel ruis) en / of een langzame sluitertijd (wat wazige foto's betekent) dus de het diafragma wordt verbreed en een beetje scherpte wordt ingeruild voor een veel flexibeler systeem.

Naarmate camera's in onze telefoons dichter bij ƒ / 0, 5 komen (het theoretische maximum volgens de toegepaste fotografische optica van Sidney F. Ray) wordt meer en meer scherpte in normale foto's opgeofferd. Het is moeilijk om de sluiter lang genoeg te vertragen om een ​​juiste belichting mogelijk te maken en foto's te produceren die goed zijn scherp en scherp, dus de ISO wordt verhoogd en de SNR (signaal-ruisverhouding) wordt steeds hoger. En dit doet niets om de smalle scherptediepte aan te pakken bij het nemen van normale of groothoekfoto's.

We hebben pixelgroottes zien groeien ter compensatie en cameracircuits zijn gebouwd om ruis veel beter aan te pakken dan vroeger, maar als je een bedrijf bent dat zich wil richten op het gebruik van hardware voor betere foto's en niet op software, de volgende logische stap is het perfectioneren van een manier om meerdere openingen te gebruiken. Ik weet niet precies wat ik van Samsung mag verwachten met de camera van de Galaxy S9, maar Samsung moet de volgende stap zetten en is meer dan in staat om dit te doen.

Neem betere foto's

Nu weet je een beetje over wat diafragma is en hoe ti de foto's die je maakt beïnvloedt. Dus ga erop uit en neem wat!

En onthoud dat de volgende keer dat iemand op een podium je vertelt dat deze geweldige nieuwe telefoon een geweldig f / iets- diafragma heeft, er is meer aan een geweldige camera. Veel meer.

We kunnen via onze links een commissie verdienen voor aankopen. Kom meer te weten.