Экспозиция фотоаппарата: Мастерская творчества

Содержание

Что такое экспопара. Треугольник экспозиции

Содержание страницы

Экспопара — составляющая треугольника экспозиции. Треугольник экспозиции это соотношение трех значений для получения правильно экспонированного (освещенного) кадра. (выдержка, диафрагма, ISO).

Преимущественно в фотографии используется понятие «Экспопара«.

Экспопара в фотографии

Экспопара в фотографии — это сочетание, классически, параметров диафрагмы и выдержки. С приходом цифровых камер, третьим параметром, который возможно менять «на лету» — стала светочувствительность матрицы камеры. Установка экспопары основывается на установленной светочувствительности материала, в свою очередь, все три параметра (актуально больше для цифровой фотографии) образуют треугольник экспозиции. В экспопару входят:

  • Выдержка — время, на которое открывается затвор.
  • Диафрагма — размер относительного отверстия объектива, через которое дозируется ширина светового пучка (освещенность).

Треугольник экспозиции

Он включает в себя следующие понятия:

  • Экспозиция — параметр, рассчитывающий количество света, которое получит светоматериал фотоаппарата.

Корректная экспозиция выбирается для того, чтобы получить необходимое количество света на фотоматериале в процессе экспонирования (засветки фотоматериала), и рассчитывается как произведение освещенности на выдержку.

  • Выдержка — время, на которое открывается затвор.

Чем короче выдержка, тем меньше света попадает на матрицу фотоаппарата.

  • Диафрагма — размер относительного отверстия объектива, через которое дозируется ширина светового пучка (освещенность).

Чем уже диафрагма, тем уже пучок света, идущий на матрицу.

  • Светочувствительность матрицы (ISO).

Сколько света может принять матрица за единицу времени (на сколько сэкспонироваться). Чем выше значение, тем больше «шума» издает матрица, или светочувсвтительный материал (производственные ограничения).

В фотоаппаратах определяется как ISO — стандарт измерения светочувствительности, который пришел на смену «устаревшему» немецкому DIN.

Экспопара в треугольнике экспозиции

Представьте себе окно с подвижными ставнями. Диафрагмой будет у нас размер окна, — чем больше проем, тем больше света поступает в комнату. Скорость затвора — это количество времени, на которое ставни открываются. Чем дольше они открыты, тем больше света проходит внутрь. Когда вы находитесь в комнате — оденьте очки, тем самым вы уменьшите чувствительность ваших глаз к свету (низкое значение ISO). Есть несколько способов увеличения освещенности в комнате — открыть ставни шире, снять очки, или увеличить размер оконного проема (.

Реалии

В фотографии все параметры связаны, и образуют свой треугольник. Увеличивая чувствительность матрицы мы получаем возможность сокращения скорости затвора, чтобы получить картинку более четкой и «запечатлеть», например, движущиеся объекты при недостатке освещения.

Также, для достижения того же эффекта, можно либо открыть диафрагму, либо изменить скорость затвора.

Ступени

В фотографии «стоп», или «ступень» — понятие распространенное. В контексте всей системы увеличение параметров на один «стоп» обозначает изменение пропускаемого к матрице количество света в 2 раза. К корректировке системы в целом, (также, как и каждому отдельному параметру) применителен шаг, равный стопу или его части. Обычно это либо 1/2, либо 1/3 стопа. Можно изменять как параметр отдельного органа (скорость затвора, светочувствительность матрицы, отверстие диафрагмы), так и всего треугольника в целом — зависит от текущей настройки камеры.

Например, если вы услышите, что вам нужно было увеличить экспозицию на 1 ступень, это означает, что необходимо было захватить в два раза больше света, чем вы получили на фотоснимке.

Так как параметры треугольника в отдельности имеют разные единицы измерения, то и был изобретен унифицированный способ сравнения параметров — применение стопов-ступеней.

Взаимозаменяемость

Одну и туже освещенность матрицы можно получить различным парным сочетанием остальных параметров (экспопара) — увеличение выдержки на одну ступень с одновременным закрытием на такое же значение диафрагмы, не изменит экспозицию. Это свойство называется законом взаимозаместимости (Бунзена-Роско).

Диафрагма и выдержка связаны золотым правилом. Чтобы сохранить правильную экспозицию при одном ISO — нужно либо закрыть диафрагму и увеличить выдержку, либо, открыть диафрагму и уменьшить выдержку.

Курсы для фотографа:

Переходники для фотоаппаратов и объективов
Иногда я покупаю фототехнику СССР и не только. Свое предложение можете написать мне. Комментарии можно оставлять без регистрации и смс

Навигация по записям

Что такое экспозиция — DigiPortfoolio OÜ печать на масках в Нарве

Экспозиция – это количество света, которое попадает на матрицу вашего цифрового аппарата. Экспозиция – это сочетание «f/» числа (диафрагмы) и выдержки. Пример: f/4 и 1/25с, f/6.3 и 1/10с,  f/8 и 1/6с – диафрагма и выдержка разные, а вот экспозиция во всех замерах одинакова.

Выдержка — это время (в сек.) воздействия световых лучей на фотоматериал. Иными словами — это время, в течение которого затвор фотоаппарата открыт для получения (экспонирования) кадра. Например, 1/250 — затвор открыт 1/250 сек.
Для съемки с руки рекомендуется использовать выдержки не ниже 1/60 сек. С телеобъективами действует правило: минимальная выдержка при съемки с рук должна быть не больше 1/F, т.е. для 300мм объектива — выдержка не больше 1/250. Применение больших выдержек ведет, как правило, к смазыванию кадра из-за естественного дрожания руки. Для съемки быстро движущихся объектов рекомендуется использовать минимально возможную выдержку. Во многих фотоаппаратах есть специальный режим «спорт», который автоматически подберет оптимальную выдержку для съемки.

Вместе выдержка и диафрагма образуют пару которую можно изменять, сохраняя правильную экспозицию пленки, например: уменьшить выдержку и соответственно увеличить диафрагму для спортивной съемки или увеличить отверстие диафрагмы для получения малой глубины резкости (портретная съемка), уменьшив соответствующим образом выдержку.
Например: если пара 8-1/125 дает правильную экспозицию, то и пары 4-1/500, 5.6-1/250, 11-1/60, 16-1/30 дадут нормально экспонированный кадр.

Приоритет выдержки/диафрагмы — это режим, в котором Вы задаете выдержку/диафрагму, а камера автоматически подбирает соответствующую диафрагму/выдержку для правильной экспозиции кадра. Например: для портретной съемки Вы задаете диафрагму (фактически глубину резкости), а при съемке быстро движущихся объектов — короткую выдержку. Не заданный параметр подбирает камера.

Выдержка от руки (BULB) — это режим работы фотоаппарата, при котором затвор камеры открыт, пока удерживается нажатой кнопка спуска (на камере или пульте д/у ). Этот режим полезен при съемке очень слабо освещенных объектов (ночное небо, ночная улица и т.п.), так как подавляющее большинство аппаратов могут автоматически отработать выдержку, только до 30 сек. Этого может оказался недостаточно для получения нормально экспонированного кадра.
При съемке с выдержкой от руки рекомендуется использовать штатив.

Коррекция экспозиции.

Фотографируем, смотрим на экран фотоаппарата, если кадр получился слишком тёмный, находим на фотоаппарате функцию – «коррекция экспозиции» (на многих фотоаппаратах есть даже специальная кнопка, обозначается «+/-») и загоняем экспозицию в «+», если сильно светлый, то в «-».

Делая коррекцию экспозиции, в зависимости от условий съемки, вы станете получать намного более качественные фотографии.

Основы фотографии. Устройство фотоаппарата. Экспозиция. Диафрагма. Выдержка Фокусировка. Глубина резкости ISO

1. «Основы фотографии»

Занятие № 1
Устройство фотоаппарата
Экспозиция. Диафрагма. Выдержка
Фокусировка
Глубина резкости
ISO
«ОСНОВЫ
ФОТОГРАФИИ»
Устройство фотоаппарата
Экспозиция
Экспозииция — количество света, получаемого светочувствительным
элементом.
Экспозиция в фотографии определяется двумя параметрами – значениями
диафрагмы и выдержки.
Экспозиция
Экспозиция — это количество света, которое попадает на светочувствительную поверхность –
матрицу.

Количество света, идущего от области съемки и попадающего через оптику камеры на пленку (или
матрицу), зависит от уровня общей освещенности, свойств снимаемого объекта. То есть для
получения нужной картинки требуется определенное количество света ,попавшего на матрицу.
Матричный замер экспозиции
Замер экспонометра камеры делается по нескольких точкам кадра (более качественные камеры
делают больше замеров, а затем подсчётами просчитывают сюжет кадра и подходящую
экспозицию.
Центровзвешенный замер
В этом режиме показания снимаются со всей картинки, но середине кадра придаётся больший
коэфициент. Замер происходит экспозиции по всему кадру, но приоритет отдаёт центру, где обычно
находится основной объект.
Точечный замер экспозиции
При точечном замере фотоаппарат измеряет освещённость только в небольшой точке
изображения. Это либо середина кадра, либо во многих фотоаппаратах можно передвигать эту
точку.
на количество света, формирующего изображение в фотоаппарате, можно влиять двумя
способами — изменением диафрагмы и изменением выдержки.

5. Диафрагма

• Диафрагма фотоаппарата — это
характеристика, которая влияет сразу на два
свойства изображения: светосилу (количества
света, проходимого внутрь фотоаппарата) и
глубину резкости (расстояние от камеры между
ближней и дальней границами, предметы в
котором находятся в фокусе, то есть четко
видны и не размыты).
• Физически диафрагма фотоаппарата — это
описание диаметра открытого отверстия
внутри объектива. Диафрагма фотоаппарата —
это тонкие металлические лепестки,
находящиеся по кругу вдоль обода объектива.
В момент съемки они могут закрывать поток
света, соединяясь и образовывать малый или
большой диаметр.
Значения диафрагмы
Диафрагма — это размер(диаметр) отверстия, обозначается f.
Отверстие, о котором идёт речь, изменяется с помощью лепестков
внутри объектива.
Величины, в которых измеряется диафрагмы — это обратные
значения относительного отверстия объектива. То есть, чтобы
увеличить количество проходящего светового потока, необходимо
увеличивать это отверстие(диаметр, ещё говорят «увеличить дырку
объектива»), это значит надо «приоткрыть» диафрагму, а именно
выставить меньшее числовое значение диафрагмы.
Диафрагма обозначается так f/2.8 или f:2.8, определяется как отношение
фокусного расстояния к диаметру входного отверстия объектива. Очень часто
путаются понятия открытой, большой диафрагмы (f/2.8) и большого
диафрагменного числа f/16. Чем меньше число в обозначении диафрагмы,
тем больше она открыта.
Меняя F на одно значение, количество света попадающего в камеру меняется
в 2 раза. Это называется ступенью экспозиции. Любые изменения (по шкалам
фотоаппарата) экспозиции происходят с шагом в 1 ступень. Для точности
ступень делят на трети, если это необходимо.
Чем больше число диафрагмы — тем меньше пройдет света
через объектив. Чем меньше это число, тем больше света
пропустит объектив.
Большая диафрагма обозначается меньшим числом.
Меньшая диафрагма— большим числом диафрагмы!!!!
Увеличиваем диафрагму = снимаем на «закрытой» дырке.
Уменьшаем диафрагму = снимаем на «открытой» дырке.
Глубина резкости ( ГРИП)
Глубина резкости (ГРИП) — это
та область фотографии, которая
находится в фокусе при съёмке.
Это расстояние между ближней
и дальней границами, в
пределах которых объекты
находятся в фокусе.
Диафрагма влияет на глубину
резкости увеличивая либо
уменьшая это расстояние.
Следовательно, большая или
меньшая часть фотографии
окажется в фокусе в
зависимости от расстояния до
фотоаппарата.
Широко открытая диафрагма (низкие значение)
делает небольшую глубину резкости.
В то время как узко закрытая диафрагма
делает большую глубину резкости, с
большим количеством предметов в фокусе.
Фокусировка
Автоматический выбор точки
фокусировки
Ручной выбор точки фокусировки
Режимы фокусировки
Покадровая следящая автофокусировка (AF-S)
В этом режиме фотокамера фокусируется на объекте и блокирует фокус,
пока спусковая кнопка затвора нажата наполовину. Фотокамера не
изменяет фокусировку в то время, как спусковая кнопка затвора нажата
наполовину, даже в случае перемещения объекта съемки. При
использовании настроек фотокамеры по умолчанию спуск затвора
возможен только в том случае, если изображение сфокусировано
(приоритет фокуса).
Этот режим лучше всего использовать для съемки неподвижных
объектов, например пейзажей, а также в студийной съемке.
Непрерывная следящая автофокусировка (AF-C)
В режиме непрерывной следящей автофокусировки фотокамера
продолжает фокусироваться, пока спусковая кнопка затвора нажата
наполовину. Если объект движется во время фокусировки, система
автофокусировки будет следить за объектом и прогнозировать скорость
его перемещения, чтобы обеспечить точность фокусировки на момент
спуска затвора. При использовании настроек фотокамеры по умолчанию
съемка возможна независимо от того, сфокусировано изображение или
нет (приоритет срабатывания затвора).
Режим непрерывной следящей автофокусировки лучше всего подходит
для съемки спортивных событий и динамичных сюжетов, в которых
объект съемки движется.
Режимы фокусировки
Ручная фокусировка (M)
Режим ручной фокусировки предоставляет фотографу
полный контроль над фокусировкой фотокамеры. В этом
режиме фотокамера не изменяет фокус автоматически.
Фокусировка осуществляется пользователем с помощью
фокусировочного кольца на объективе. При использовании
объективов с максимальной диафрагмой f/5,6 или с
большей светосилой точность фокусировки можно
проверить с помощью индикатора фокусировки в
видоискателе.
Ручной режим фокусировки обычно используется в
условиях недостаточного освещения, когда
автоматическая фокусировка может быть затруднена, а
также в случаях, когда требуется высокая точность
фокусировки, например при макросъемке.
Какая тут диафрагма?
Диафрагма – очень мощный визуальный инструмент. Максимально
открытая диафрагма даёт очень маленькую глубину резкости
изображаемого пространства (ГРИП). Малая ГРИП визуально выделяет
объект на размытом фоне.
Для получения большой ГРИП используется максимально закрытая
диафрагма. Чтобы получить большую глубину резкости в кадре,
используйте диафрагменное число 8 и больше. Однако, играя величиной
диафрагмы, помните, что приближаясь к крайним значениям диафрагмы
есть следующие опасности. При открытой – наихудшие показания
резкости, а при закрытой вся пыль на матрице будет видна на кадре (для
цифровых фотоаппаратов).
Выдержка
Выдержка – интервал времени на который открывается затвор для
пропускания света на светочувствительный элемент.
Выдержка всегда измеряется в секундах и миллисекундах.
Обозначается как: 1/200, в камере может отображаться только
знаменатель: 200. Если выдержка секунда или длиннее, обозначается
так 2″ т.е. 2 секунды.
Длинная выдержка
подчёркивает движение
объектов.
Например, проводка – при
длинной выдержке, 1/60 и
длиннее, камера следует
за объектом, таким
образом фон размывается,
а объект остаётся резким.
Текущая вода на длинной выдержке превращается в замороженные
фигуры.
Очень короткие выдержки, используют для остановки мгновения, такого
как брызги упавшей капли или полёт пули.
Короткая выдержка
Съемка динамичных сцен и движущихся объектов
Спортивные мероприятия, дети
В ясную солнечную погоду
Для избегания шевеленки и смаза
Выдержка 1/125 остановит кадр
! Присмотритесь к тому, как вы нажимаете на кнопку. Это должно быть
легкое движение при котором камера должна оставаться неподвижной.
Это главное правило борьбы с шевеленкой. И когда вы будете
обращать на это внимание, то в последствии «набьете» себе руку, что
позволит вам снимать сцены на более длительных выдержках.
Длинная выдержка
• Условия плохой освещенности
• В помещении и в ночное время
• Творческая съемка ( ночной город, freeze light)
Единственным условием для применения в процессе
фотосъемки длительных выдержек является штатив.
Чувствительность ISO
Чувствительность ISO – это чисто техническое понятие, обозначающее
чувствительность матрицы (или плёнки) к свету.
Представьте загорающих людей на пляже. Тот у кого кожа более
чувствительная загорит быстрее, т.е. ему надо меньше света для этого.
Другому же наоборот, надо больше света, чтобы загореть, потому, что у
него низкая чувствительность.
Чувствительность напрямую связана с количеством шумов. Чем больше
ISO тем больше шумов, а у плёнки размер зерна.
При ISO 100 сигнал снимается с матрицы без усиления, при 200 –
усиливается в 2 раза и так далее. При любом усилении появляются
помехи и искажения и чем больше усиление, тем больше побочных
эффектов. Они и называются шумами.
Интенсивность шумов разная на разных камерах. При минимальном ISO
шумы не видны и так же менее проявляются при обработке фотографии.
Начиная с ISO 600 почти все камеры достаточно сильно шумят.
ISO – это светочувствительность фотокамеры к свету. Чем выше ISO,
тем выше светочувствительность и тем больше шумов у вас на
фотографии.
Режимы съемки
P, Av, Tv и M (в других фирмах используют иногда P, A, S и M соответственно,
от слов program/aperture/shutter/manual)
P — автомат
Av — (или A) — приоритет диафрагмы. Выставляем диафрагму вручную, а
выдержку автомат подбирает по освещённости
Tv — (или S) — приоритет выдержки. Ставим желаемое значение выдержки,
автомат подбирает диафрагму
M — полностью ручной режим. Пользователь сам ставит и выдержку, и
диафрагму, а камера в лучшем случае ему подсказывает типа «ты вроде
пересветил на два деления».
Диафрагма
Светочувствительность ISO
Выдержка
Режим съемки
Режим
экспозамера
Режим съемки
(покадровая или
Баланс белого
Экспозиция
серийная)
Режим фокусировки
Качество изображения

Экспозиция и фокус цифровой камеры

Как и в случае с пленкой, цифровая камера должна контролировать количество света, попадающего на матрицу. Два компонента, которые он использует для этого, апертура и скорость затвора , также присутствуют в обычных камерах.

  • Диафрагма: Размер отверстия в камере. В большинстве цифровых камер диафрагма устанавливается автоматически, но некоторые из них допускают ручную настройку, что дает профессионалам и любителям больший контроль над окончательным изображением.
  • Скорость затвора: Количество времени, в течение которого свет может проходить через диафрагму. В отличие от пленки, датчик света в цифровой камере можно сбросить электронным способом, поэтому цифровые камеры имеют цифровой затвор , а не механический затвор.

Эти два аспекта работают вместе, чтобы захватить то количество света, которое необходимо для создания хорошего изображения. Говоря фотографическим языком, они устанавливают экспозицию сенсора. Вы можете узнать больше об апертуре камеры и скорости затвора в разделе Как работают камеры.

Помимо управления количеством света, камера должна регулировать линзы, чтобы контролировать, как свет фокусируется на датчике. В целом объективы цифровых камер очень похожи на объективы обычных камер — некоторые цифровые камеры могут даже использовать обычные объективы. Большинство из них используют методы автоматической фокусировки, о которых вы можете узнать больше в статье «Как работают камеры с автофокусом».

Фокусное расстояние , однако, является одним из важных различий между объективом цифровой камеры и объективом 35-мм камеры.Фокусное расстояние — это расстояние между объективом и поверхностью сенсора. Датчики от разных производителей сильно различаются по размеру, но в целом они меньше куска 35-мм пленки. Чтобы спроецировать изображение на датчик меньшего размера, фокусное расстояние укорачивается в той же пропорции. Дополнительную информацию о размерах сенсоров и сравнении с 35-мм пленкой можно найти на веб-сайте Photo.net.

Фокусное расстояние также определяет увеличение или зум, когда вы смотрите в камеру.В 35-мм камерах объектив 50 мм дает естественный вид объекта. Увеличение фокусного расстояния увеличивает увеличение, и кажется, что объекты становятся ближе. Обратное происходит при уменьшении фокусного расстояния. Зум-объектив — это любой объектив с регулируемым фокусным расстоянием , а цифровые камеры могут иметь оптический или цифровой зум — некоторые имеют оба. Некоторые камеры также имеют возможность макрофокусировки , что означает, что камера может делать снимки с очень близкого расстояния от объекта.

Цифровые камеры имеют один из четырех типов объективов:

  • Объективы с фиксированным фокусом и фиксированным зумом — это виды объективов на одноразовых и недорогих пленочных камерах — недорогих и отлично подходят для моментальных снимков, но довольно ограничены.
  • Объективы с оптическим зумом и автоматической фокусировкой — Подобно объективам видеокамер, они имеют параметры «широкий» и «телефото» и автоматическую фокусировку. Камера может поддерживать или не поддерживать ручную фокусировку. Они фактически изменяют фокусное расстояние объектива, а не просто увеличивают информацию, попадающую на сенсор.
  • Цифровой зум — При цифровом зуме камера берет пиксели из центра матрицы изображения и интерполирует их для получения полноразмерного изображения. В зависимости от разрешения изображения и датчика этот подход может создать зернистое или нечеткое изображение. Вы можете вручную сделать то же самое с помощью программного обеспечения для обработки изображений — просто сделайте снимок, вырежьте центр и увеличьте его.
  • Системы сменных объективов — аналогичны сменным объективам 35-мм камеры.Некоторые цифровые камеры могут использовать объективы 35 мм.

Далее мы узнаем о том, как камера сохраняет снимки и передает их на компьютер.

6. Аппаратное обеспечение камеры — Picamera 1.13 Документация

В этой главе представлен обзор того, как камера работает в различных условиях. условия, а также знакомство с программным интерфейсом, который picamera использует.

6.1. Теория работы

Многие вопросы, которые я получаю о пикамере, основаны на неправильном понимании как работает камера. В этой главе делается попытка исправить эти недоразумения. и дает читателю основное описание работы камеры. То Глава намеренно следует модели лжи детям, представляя сначала технически неточная, но полезная модель работы камеры, то уточнение его ближе к истине позже.

6.1.1. Заблуждение №1

Модуль камеры Pi — это, по сути, модуль камеры мобильного телефона. Мобильный телефон цифровые камеры отличаются от более крупных и дорогих камер (DSLR) тем, что мало уважения.Наиболее важным из них для понимания камеры Пи является заключается в том, что многие мобильные камеры (включая модуль камеры Pi) используют затвор для захвата изображений. Когда камере нужно сделать снимок, она считывает пиксели с сенсора построчно, а не захватывает все значения пикселей одновременно.

Фактически, «глобальный затвор» на цифровых зеркальных фотокамерах обычно также считывает пиксели в строке с время. Основное отличие состоит в том, что у DSLR будет физический затвор, который закрывает датчик. Следовательно, в DSLR процедура захвата изображения заключается в следующем. откройте затвор, позволяя датчику «просмотреть» сцену, закройте затвор, затем считывать каждую строку с датчика.

Таким образом, понятие «захват изображения» немного вводит в заблуждение по сравнению с тем, что мы на самом деле означает «считывание каждой строки с датчика по очереди и сборка их обратно в изображение».

6.1.2. Заблуждение №2

Представление о том, что камера бездействует до тех пор, пока мы не скажем ей захватить кадр также вводит в заблуждение.Не думайте о камере как о фотокамере. Думайте об этом как о видеокамере. В частности, тот, который, как только он инициализируется, постоянно передает кадры (или, скорее, ряды кадров) вниз по ленточный кабель к Pi для обработки.

Камера может казаться бездействующей, и ваш скрипт может ничего не делать с камерой, но в фоновом режиме все еще выполняются многочисленные задачи (автоматическое усиление управление, время экспозиции, баланс белого и ряд других задач, которые мы обложка позже).

Именно из-за этой фоновой обработки большинство примеров скриптов для пикамер, представленных в предыдущие главы включают строку sleep(2) после инициализации камеры.То Оператор sleep(2) приостанавливает ваш скрипт на пару секунд. Во время этого пауза, прошивка камеры постоянно получает ряды кадров с камеру и регулирует усиление сенсора и время экспозиции, чтобы кадр выглядел «нормальный» (не переэкспонированный или недоэкспонированный и т. д.).

Итак, когда мы просим камеру «захватить кадр», мы действительно просим заключается в том, что камера дает нам следующий полный кадр, который она собирает, а не использовать его для получения выгоды и демонстрации, а затем отказываться от него (как это постоянно происходит в фон в противном случае).

6.1.3. Время экспозиции

Что на самом деле обнаруживает датчик камеры ? Он определяет количество фотонов; в чем больше фотонов попадает на сенсорные элементы, тем больше эти элементы увеличиваются. их счетчики. Поскольку у нашей камеры нет физического затвора (в отличие от DSLR), мы не можем предотвратить попадание света на элементы и увеличение счетчиков. На самом деле мы может выполнять только две операции с датчиком: сбрасывать ряд элементов или читать ряд элементов.

Чтобы понять типичный захват кадра, давайте рассмотрим захват пара кадров данных с гипотетического сенсора камеры, только с 8х8 пикселей и без фильтра Байера.Сенсор сидит при ярком свете, но как только что инициализировался, все элементы начинаются со счетчика 0. элементы сенсора показаны слева, а буфер кадра, который мы будем читать значения в, справа:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  
0 0 0 0 0 0 0 0                  

Первая строка данных сбрасывается (в данном случае это не меняет состояние любой из сенсорных элементов). При сбросе этой линии свет по-прежнему падает на все остальные элементы, поэтому они увеличиваются на 1:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                
1 1 1 1 1 1 1 1                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  

Вторая строка данных сбрасывается (на этот раз меняются состояния некоторых сенсорных элементов). Все остальные элементы увеличиваются на 1. Мы еще ничего не читали, потому что хотим оставить задержку для первой строки, чтобы «увидеть» достаточно света, прежде чем мы ее прочитаем:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
1 1 1 1 1 1 1 1                  
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                
2 2 2 2 2 2 2 2                  
2 2 2 2 2 2 2 2                  
2 2 2 2 2 2 2 2                  
2 2 2 2 2 2 2 2                  
2 2 2 2 2 2 2 2                  
2 2 2 2 2 2 2 2                  

Третья строка данных сброшена. Опять же, все остальные элементы увеличиваются на 1:

. 20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
2 2 2 2 2 2 2 2                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                
3 3 3 3 3 3 3 3                  
3 3 3 3 3 3 3 3                  
3 3 3 3 3 3 3 3                  
3 3 3 3 3 3 3 3                  
3 3 3 3 3 3 3 3                  

Теперь камера начинает чтение и сброс. Первая строка читается и четвертая строка сбрасывается:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
3 3 3 3 3 3 3 3 -> 3 3 3 3 3 3 3 3
2 2 2 2 2 2 2 2                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                
4 4 4 4 4 4 4 4                  
4 4 4 4 4 4 4 4                  
4 4 4 4 4 4 4 4                  
4 4 4 4 4 4 4 4                  

Вторая строка считывается, а пятая строка сбрасывается:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
4 4 4 4 4 4 4 4   3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3 -> 3 3 3 3 3 3 3 3
2 2 2 2 2 2 2 2                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                
5 5 5 5 5 5 5 5                  
5 5 5 5 5 5 5 5                  
5 5 5 5 5 5 5 5                  

К этому моменту должно быть достаточно ясно, что происходит, поэтому давайте перемотаем вперед. до точки сброса последней строки:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
7 7 7 7 7 7 7 7   3 3 3 3 3 3 3 3
6 6 6 6 6 6 6 6   3 3 3 3 3 3 3 3
5 5 5 5 5 5 5 5   3 3 3 3 3 3 3 3
4 4 4 4 4 4 4 4   3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3 -> 3 3 3 3 3 3 3 3
2 2 2 2 2 2 2 2                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                

В этот момент камера может снова начать сброс первой строки во время продолжаем читать оставшиеся строки с датчика:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст 3 3 3 3 3 3 3 3
7 7 7 7 7 7 7 7   3 3 3 3 3 3 3 3
6 6 6 6 6 6 6 6   3 3 3 3 3 3 3 3
5 5 5 5 5 5 5 5   3 3 3 3 3 3 3 3
4 4 4 4 4 4 4 4   3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3 -> 3 3 3 3 3 3 3 3
2 2 2 2 2 2 2 2                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  

Перемотаем вперед до состояния, когда была прочитана последняя строка. Наш первый кадр теперь завершен:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 1
2 2 2 2 2 2 2 2   3 3 3 3 3 3 3 3
1 1 1 1 1 1 1 1   3 3 3 3 3 3 3 3
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст 3 3 3 3 3 3 3 3
7 7 7 7 7 7 7 7   3 3 3 3 3 3 3 3
6 6 6 6 6 6 6 6   3 3 3 3 3 3 3 3
5 5 5 5 5 5 5 5   3 3 3 3 3 3 3 3
4 4 4 4 4 4 4 4   3 3 3 3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3 3 -> 3 3 3 3 3 3 3 3

На этом этапе кадр 1 отправляется на постобработку, а кадр 2 считываться в новый буфер:

20 3 сенсорных элемента
-> Рама 2
3 3 3 3 3 3 3 3 -> 3 3 3 3 3 3 3 3
2 2 2 2 2 2 2 2                  
1 1 1 1 1 1 1 1                  
0 0 0 0 0 0 0 0 Рст                
7 7 7 7 7 7 7 7                  
6 6 6 6 6 6 6 6                  
5 5 5 5 5 5 5 5                  
4 4 4 4 4 4 4 4                  

Из приведенного выше примера должно быть понятно, что мы можем контролировать время экспозиции кадра, изменяя задержку между сбросом строки и ее чтением (reset и чтение на самом деле не происходят одновременно, но они синхронизированы, что все, что имеет значение для этого процесса).

6.1.3.1. Минимальное время воздействия

Существуют естественные ограничения на минимальное время экспозиции: считывание строки элементы должны занимать определенное минимальное время. Например, если есть 500 строк на нашем гипотетическом датчике, и чтение каждой строки занимает минимум 20 нс, тогда потребуется как минимум прочитать полный кадр. Это минимум экспозиций нашего гипотетического сенсора.

6.1.3.2. Максимальная частота кадров определяется минимальным временем экспозиции

Частота кадров — это количество кадров, которые камера может снимать в секунду.В зависимости от времени, необходимого для захвата одного кадра, выдержки, мы можем захватывать только определенное количество кадров за определенное время. Например, если это считывание полного кадра занимает 10 мс, тогда мы не можем захватить больше чем кадров в секунду. Отсюда максимальная частота кадров наших гипотетических 500 датчик строки 100fps.

Это можно выразить уравнением слова: откуда мы можем видеть обратную зависимость. Чем ниже минимум время экспозиции, тем больше максимальная частота кадров и наоборот.

6.1.3.3. Максимальное время экспозиции определяется минимальной частотой кадров

Чтобы максимизировать время экспозиции, нам нужно снимать как можно меньше кадров за один раз. во-вторых, т.е. нам нужна очень низкая частота кадров. Поэтому максимальная экспозиция время определяется минимальной частотой кадров камеры . Минимальная частота кадров во многом определяется тем, насколько медленно датчик может считывать строки (на на аппаратном уровне это зависит от размера регистров для хранения таких вещей, как время считывания строк).

Это можно выразить уравнением слова:

Если представить, что минимальная частота кадров нашего гипотетического сенсора составляет ½ кадра в секунду. тогда максимальное время экспозиции будет .

6.1.3.4. Время экспозиции ограничено текущей частотой кадров

В более общем смысле, частота кадров установка пределов камеры максимальное время экспозиции данного кадра. Например, если мы установим частота кадров до 30 кадров в секунду, то мы не можем тратить больше, чем на захват любого данного кадра.

Таким образом, атрибут Exposure_speed , сообщающий о время экспозиции последнего обработанного кадра (которое действительно кратно время считывания строки датчика) ограничено частота кадров .

Примечание

Крошечные настройки частоты кадров, выполненные с помощью framerate_delta , достигаются путем чтения дополнительных «фиктивных» строк в конце кадра. то есть чтение строки, но затем отбрасывание ее.

6.1.4. Коэффициент усиления датчика

Другим важным фактором, влияющим на количество сенсорных элементов, помимо линии время считывания, является коэффициентом усиления датчика. В частности, выигрыш, обеспечиваемый Analog_gain атрибут (соответствующий digital_gain — это просто постобработка, которую мы рассмотрим позже).Однако есть очевидный вопрос: как это усиление «аналоговое», если мы иметь дело с цифровым подсчетом фотонов?

Время раскрыть первую ложь: сенсорные элементы не простые цифровые счетчики, но на самом деле являются аналоговыми компонентами, которые накапливают заряд по мере увеличения числа фотонов. Ударь его. Аналоговое усиление влияет на то, как накапливается этот заряд. Ан аналого-цифровой преобразователь (АЦП) используется для преобразования аналогового заряда в цифровое значение во время считывания строки (на самом деле скорость АЦП составляет большую часть минимального времени считывания строки).

Примечание

Сенсоры камеры также обычно имеют границу из нечувствительных пикселей (элементы закрытые от света). Они используются для определения уровня заряд представляет собой «оптически черный».

На элементы камеры воздействует тепло (тепловое излучение ведь это всего лишь часть электромагнитного спектра, близкая к видимому часть). Без нечувствительных пикселей вы получите другой черный цвет. уровней при различных температурах окружающей среды.

Аналоговое усиление не может напрямую управляться в пикамере, но может атрибуты могут быть использованы для «влияния» на него.

  • Установка Exposure_Mode на «выкл. » блокирует аналоговый (и цифровой) усиливается при их текущих значениях и не позволяет им корректироваться при все, что бы ни случилось с сценой, и какая бы ни была другая камера атрибуты могут быть скорректированы.

  • Установка Exposure_Mode на значения, отличные от 'выкл' позволяет усилениям «плавать» (изменяться) в соответствии с режимом автоматической экспозиции выбрано. Там, где это возможно, прошивка камеры предпочитает усиление, а не цифровое усиление, потому что увеличение цифрового усиления производит больше шума.Некоторые примеры корректировок, сделанных для разных режимы автоэкспозиции включают:

    • «Спорт» уменьшает размытость при движении, предпочтительно увеличивая усиление, а не чем время экспозиции (т.е. время считывания строки).
    • 'ночь' предназначен для режима фотосъемки, поэтому он допускает очень длительную выдержку раз, пытаясь сохранить прибыль низкой.
  • Атрибут iso эффективно представляет другой набор режимы автоэкспозиции с определенным усилением:

    • С модулем камеры V1 ISO 100 пытается использовать общее усиление, равное 1. 0. ISO 200 пытается использовать общее усиление 2,0 и так далее.
    • С модулем камеры V2 ISO 100 дает общее усиление ~1,84. ИСО 60 дает общее усиление 1,0 и ISO 800 14,72 (модуль камеры V2 была откалибрована по стандарту чувствительности пленки ISO).

    Следовательно, можно подумать, что iso обеспечивает средства фиксации прибыли, но это не совсем так: Exposure_mode настройка имеет приоритет (установка режим экспозиции 'выкл' исправит усиление независимо от того, какой ISO будет позже установлен, а некоторые режимы экспозиции, такие как «прожектор» , также переопределяют режимы с поправкой на ISO. прибыль).

6.1.5. Разделение труда

К этому моменту читатель, знакомый с теорией операционных систем, может быть вопрос, как операционная система не реального времени (не RTOS), такая как Linux, может возможно, считываются линии с датчика? В конце концов, чтобы убедиться, что каждая строка считывать в точно такое же время (чтобы обеспечить постоянную экспозицию в течение весь кадр) потребовала бы чрезвычайно точной синхронизации, чего невозможно достичь в не-RTOS.

Время вскрыть вторую ложь: строки не «читаются» активно с сенсора.Скорее датчик настраивается (через его регистры) со временем на строку и количество строк для чтения. После запуска датчик просто считывает строки, нажимая данные на Pi с настроенной скоростью.

Это заботится о том, чтобы время считывания каждой строки оставалось постоянным, но все же не отвечает на вопрос, как мы можем гарантировать, что Linux на самом деле слушаете и готовы принять каждую строку данных? Ответ довольно прост что Linux не . Процессор не взаимодействует с камерой напрямую.Фактически, никакая обработка камеры не происходит на ЦП (под управлением Linux) вообще. Вместо этого это делается на графическом процессоре Pi (VideoCore IV), который работает самостоятельно. ОС реального времени (VCOS).

Примечание

Это еще одна ложь: VCOS на самом деле является уровнем абстракции поверх ОСРВ, работающая на графическом процессоре (ThreadX на момент написания статьи). Однако, учитывая что ОСРВ изменилась в прошлом (отсюда и уровень абстракции) и что пользователь все равно не взаимодействует с ним напрямую, возможно, проще думайте о графическом процессоре как о чем-то, называемом VCOS (не задумываясь слишком много о том, что это на самом деле).

На следующей диаграмме показано, что система BCM2835 на кристалле (SoC) состоит из процессора ARM Cortex под управлением Linux (под которым работает myscript.py , который использует picamera) и графический процессор VideoCore IV с VCOS. Хост-интерфейс VideoCore (VCHI) — это система передачи сообщений, предназначенная для разрешить связь между этими двумя компонентами. Доступная оперативная память разделена между двумя компонентами (128 Мб — это типичное разделение памяти графического процессора при использовании камера). Наконец, над SoC показан модуль камеры.Это связано с SoC через интерфейс CSI-2 (обеспечивающий пропускную способность 2 Гбит/с).

Изображенный сценарий выглядит следующим образом:

  1. Сенсор камеры настроен и постоянно передает кадры линии по интерфейсу CSI-2 к GPU.
  2. Графический процессор собирает полные буферы кадров из этих строк и выполняет постобработка этих буферов (мы подробнее остановимся на этом часть в следующем разделе).
  3. Тем временем на процессоре myscript.py выполняет вызов захвата , используя пикамера.
  4. Библиотека picamera, в свою очередь, использует API MMAL для выполнения этого запроса. (на самом деле здесь довольно много вызовов MMAL, но ради для простоты изображаем все это одной стрелкой).
  5. API MMAL отправляет сообщение через VCHI с запросом захвата кадра (опять же, на самом деле действий гораздо больше, чем одно сообщение).
  6. В ответ GPU инициирует передачу DMA следующего полного кадра. от его части оперативной памяти к части процессора.
  7. Наконец, GPU отправляет обратно через VCHI сообщение о том, что захват полный.
  8. Это приводит к тому, что поток MMAL инициирует обратный вызов в библиотеке picamera, который в свою очередь извлекает кадр (в реальности для этого требуется больше MMAL и VCHI деятельность).
  9. Наконец, пикамера вызывает , записывает в объект вывода, предоставленный myscript. py .

6.1.6. Фоновые процессы

Мы кратко упомянули о некоторых процессах обработки GPU в разделах выше (управление усилением, время экспозиции, баланс белого, кодирование кадра и т. д.).Время чтобы раскрыть последнюю ложь: GPU не является, как показано в предыдущем разделе, одним дискретная составляющая. Скорее, он состоит из множества компонентов, каждый из которых играют роль в работе камеры.

На приведенной ниже диаграмме более точно представлена ​​сторона графического процессора SoC BCM2835. Отсюда мы получаем первое представление об обработке кадров. «трубопровод» и почему он так называется. На схеме показано видео h364. записано. Компоненты, через которые проходят данные, следующие:

  1. Начиная с модуля камеры, происходит незначительная обработка.Конкретно, перевороты (горизонтальные и вертикальные), пропуск строк и объединение пикселей. настраивается в регистрах датчика. Биннинг пикселей на самом деле происходит на сам датчик, перед АЦП, чтобы улучшить отношение сигнал/шум. Видеть hflip , vflip и режим_датчика .

  2. Как описано ранее, строки кадров передаются через интерфейс CSI-2. к ГПУ. Там его получает компонент Unicam, который записывает строковые данные в ОЗУ.

  3. Затем процессор сигналов изображения (ISP) графического процессора выполняет несколько этапы постобработки данных кадра.

    К ним относятся (по порядку):

    • Транспозиция : Если запрошен какой-либо поворот, ввод транспонируется для поворота изображения (поворот всегда осуществляется каким-то сочетание транспонирования и флипа).
    • Компенсация уровня черного : Используйте нечувствительные к свету элементы (обычно в крытой границе), чтобы определить, какой уровень заряда представляет собой «оптически черный».
    • Затенение объектива : В прошивку камеры включена таблица, в которой хроматические искажения от объектива стандартного модуля. Это одна из причин почему модули сторонних производителей с другими объективами могут показывать неравномерный цвет по всему кадру.
    • Баланс белого : Усиление красного и синего применяется для коррекции цветовой баланс. См. awb_gains и awb_mode .
    • Цифровое усиление : Как упоминалось выше, это прямой шаг постобработки, который применяет усиление к значениям Байера.Видеть цифровой_усиление .
    • Bayer de-noise : Это алгоритм шумоподавления, работающий на кадре. данные, пока они все еще в формате Байера.
    • Демозаика: Данные кадра преобразуются из формата Байера в формат YUV420. который является форматом, используемым оставшейся частью конвейера.
    • YUV de-noise : Еще один алгоритм шумоподавления, на этот раз с кадр в формате YUV420. См. image_denoise и video_denoise .
    • Повышение резкости : Алгоритм улучшения краев изображения. Видеть резкость .
    • Цветовая обработка : Яркость , контрастность и насыщенность настройки реализованы.
    • Искажение : Искажение, вносимое объективом камеры, исправленный. В настоящее время этот этап ничего не дает, так как штатный объектив не является линза «рыбий глаз»; он существует в качестве опции, если будущий датчик потребует Это.
    • Изменение размера : На этом этапе размер кадра изменяется до запрошенного вывода. разрешение (все предыдущие этапы были выполнены на «полных» данных кадра при любом разрешении, на которое настроен датчик). Видеть разрешение .

    Некоторыми из этих шагов можно управлять напрямую (например, яркостью, шумом и т. д.). уменьшение), на другие можно только влиять (например, аналоговое и цифровое усиление), а остальные вообще не настраиваются пользователем (например, демозаика и объектив затенение).

    В этот момент кадр фактически «завершен».

  4. Если вы производите «незакодированный» вывод (YUV, RGB и т. д.), конвейер заканчивается в этот момент данные кадра копируются в ЦП через прямой доступ к памяти. Интернет-провайдер может использоваться для преобразования в RGB, но это все.

  5. Если вы производите закодированный вывод (h364, MJPEG, MPEG2 и т. д.) следующий шаг — один из блоков кодирования, в данном случае блок h364. Блоки кодирования представляют собой специализированное аппаратное обеспечение, разработанное специально для производить определенные кодировки.Например, блок JPEG будет включать оборудование для выполнения множества параллельных дискретных косинусных преобразований (DCT), в то время как блок h364 будет включать оборудование для выполнения движения. предварительный расчет.

  6. После кодирования выходные данные копируются в ЦП через DMA.

  7. Эти компоненты координирует VPU, компонент общего назначения в GPU с VCOS (ThreadX). VPU настраивает и контролирует другие компонентов в ответ на сообщения от VCHI.В настоящее время наиболее полным документация по VPU доступна в репозитории videocoreiv.

6.1.7. Петли обратной связи

В описанном конвейере работает несколько циклов обратной связи. над. Когда Exposure_Mode не 'выкл' , автоматическое усиление управление (AGC) собирает статистику из каждого кадра (до фазы демозаики в провайдере). Он настраивает аналоговое и цифровое усиление, а также время экспозиции. (время считывания строки) попытка подтолкнуть последующие кадры к цели Y (яркость) значение.

Аналогично, когда awb_mode не 'выкл' , автоматически белый баланс (AWB) собирает статистику с кадров (опять же, до демозаики). Обычно анализ AWB происходит только в 1 из каждых 3 потоковых кадров, поскольку это вычислительно дорого. Он регулирует усиление красного и синего. ( awb_gains ) пытаясь подтолкнуть последующие кадры к ожидаемый цветовой баланс.

Вы можете довольно легко наблюдать эффект петли АРУ при дневном свете. Убедитесь, что модуль камеры направлен на что-то яркое, например на небо или посмотреть через окно и запросить аналоговое усиление камеры и время экспозиции:

 >>> камера = PiCamera()
>>> камера.start_preview (альфа = 192)
>>> float(camera.analog_gain)
1,0
>>> camera.exposure_speed
3318
 

Заставьте камеру использовать более высокое усиление, установив iso на 800. Если у вас запущен предварительный просмотр, вы увидите очень небольшую разницу в место действия. Однако, если вы впоследствии запросите время экспозиции, вы обнаружите, что прошивка резко уменьшила его, чтобы компенсировать более высокий коэффициент усиления сенсора:

 >>> камера.iso = 800
>>> camera.exposure_speed
198
 

Вы можете принудительно увеличить время экспозиции с помощью Shutter_speed атрибут, после чего сцена станет довольно размытой (потому что оба усиление и время экспозиции теперь фиксированы). Если вы снова позволите выигрышу плавать на установив iso обратно на автоматический (0), вы должны найти усиление уменьшается соответственно, и сцена возвращается более или менее к нормальной:

 >>> camera.shutter_speed = 4000
>>> camera.exposure_speed
3998
>>> камера.iso = 0
>>> float(camera.analog_gain)
1,0
 

Петля АРУ камеры пытается создать сцену с целью Y (яркость) значение (или значения) в пределах ограничений, установленных такими вещами, как ISO, скорость затвора и так далее.Целевое значение Y’ можно отрегулировать с помощью атрибут Exposure_compensation , измеряемый в с шагом 1/6 диафрагмы. Таким образом, если время экспозиции фиксировано, вы увеличиваете яркость, на которую нацелена камера, на пару стопов, затем подождите несколько секунд, вы должны обнаружить, что усиление увеличилось соответственно:

 >>> camera.exposure_compensation = 12
>>> float(camera.analog_gain)
1.48046875
 

Если вы позволите времени экспозиции еще раз плавать (путем установки Shutter_speed обратно в 0), затем подождите несколько секунд, вы должны найдите, что аналоговое усиление уменьшается до 1. 0, но время экспозиции увеличивается до поддерживать преднамеренно переэкспонированный вид сцены:

 >>> camera.shutter_speed = 0
>>> float(camera.analog_gain)
1,0
>>> camera.exposure_speed
4244
 

6.2. Режимы датчика

Модули камеры Pi имеют дискретный набор режимов, которые они могут использовать для вывод данных на GPU. На модуле V1 они следующие:

# Разрешение Соотношение сторон Частота кадров Видео Изображение поле зрения Биннинг
1 1920×1080 16:9 1 < кадров в секунду <= 30 х   Частично Нет
2 2592×1944 4:3 1 < кадров в секунду <= 15 х х Полный Нет
3 2592×1944 4:3 1/6 <= кадров в секунду <= 1 х х Полный Нет
4 1296×972 4:3 1 < кадров в секунду <= 42 х   Полный 2×2
5 1296×730 16:9 1 < кадров в секунду <= 49 х   Полный 2×2
6 640×480 4:3 42 < кадров в секунду <= 60 х   Полный 4×4
7 640×480 4:3 60 < кадров в секунду <= 90 х   Полный 4×4

В модуле V2 это:

# Разрешение Соотношение сторон Частота кадров Видео Изображение поле зрения Биннинг
1 1920×1080 16:9 1/10 <= кадров в секунду <= 30 х   Частично Нет
2 3280×2464 4:3 1/10 <= кадров в секунду <= 15 х х Полный Нет
3 3280×2464 4:3 1/10 <= кадров в секунду <= 15 х х Полный Нет
4 1640×1232 4:3 1/10 <= кадров в секунду <= 40 х   Полный 2×2
5 1640×922 16:9 1/10 <= кадров в секунду <= 40 х   Полный 2×2
6 1280×720 16:9 40 < кадров в секунду <= 90 х   Частично 2×2
7 640×480 4:3 40 < кадров в секунду <= 90 х   Частично 2×2

Примечание

Это , а не набор возможных выходных разрешений или частоты кадров. Эти являются просто набором разрешений и частот кадров, которые может обеспечить сенсор . вывод напрямую на GPU. Блок ISP графического процессора изменит размер на любой требуемое разрешение (в пределах разумного). Читайте подробности о режиме выбор.

Примечание

Режим датчика 3 на модуле V2 кажется дубликатом, но это преднамеренный. Сенсорные режимы модуля V2 были разработаны, чтобы имитировать ближайшие эквивалентные режимы датчика модуля V1. Длинные выдержки на Модуль V1 требовал отдельного режима датчика; это не требовалось на V2 модуль, ведущий к дублированию режима 2.

Режимы с полным полем зрения (FoV) захватывают со всей области датчик камеры (2592×1944 пикселей для камеры V1, 3280×2464 для камеры V2 камера). Режимы с частичным захватом поля зрения от центра сенсора. То комбинация ограничения поля зрения и биннинга используется для достижения требуемого разрешающая способность.

Изображение ниже иллюстрирует разницу между полным и частичным полем вид для камеры V1:

В то время как различные поля зрения для камеры V2 показаны на следующее изображение:

Режим датчика можно принудительно установить с помощью параметра sensor_mode в Конструктор PiCamera (с использованием одного из значений из столбца # в таблицы выше). Этот параметр по умолчанию равен 0, указывая на то, что режим должен быть выбирается автоматически на основе запрошенного разрешения и частота кадров . Правила, определяющие, какой режим датчика выбирается следующие:

  • Режим захвата должен быть приемлемым. Все режимы можно использовать для видео записи или для захвата изображения с видеопорта (т.е. когда use_video_port равно True при вызовах различных методов захвата). Изображение захватывает, когда use_video_port равно False должен использовать режим изображения (из которых существует только два, оба с максимальным разрешением).
  • Чем ближе запрошенное разрешение к разрешению режима. разрешение тем лучше, но уменьшение масштаба от более высокого разрешения сенсора до более низкое выходное разрешение предпочтительнее масштабирования с более низкого датчика разрешающая способность.
  • Запрошенная частота кадров должна находиться в диапазоне сенсорный режим.
  • Чем ближе соотношение сторон запрашиваемого разрешения к разрешение режима, тем лучше. Попытки установить разрешение с аспектом соотношения, отличные от 4:3 или 16:9 (которые являются единственными соотношениями, напрямую поддерживаемыми режимами в таблицах выше) выберет режим, который максимизирует результирующее поле зрения (FoV).

Ниже приведены несколько примеров, поясняющих работу этой эвристики (примечание в этих примерах предполагается модуль камеры V1):

  • Если установить разрешение на 1024×768 (соотношение сторон 4:3), и частота кадров на что-то менее 42 кадров в секунду, 1296×972 будет выбран режим (4), и GPU уменьшит результат до 1024×768.
  • Если установить для разрешения значение 1280×720 (широкоэкранное соотношение сторон) и кадров в секунду на что-либо менее 49 кадров в секунду, режим 1296×730 (5) будет выбран и соответствующим образом уменьшен.
  • Установка разрешения на 1920×1080 и частота кадров до 30 кадров в секунду превышает разрешение как Режимы 1296×730 и 1296×972 (т. е. требуют апскейлинга), поэтому Вместо этого выбран режим 1920×1080 (1), несмотря на то, что он имеет уменьшенное поле зрения.
  • Разрешение 800×600 и частота кадров 60 кадров в секунду выберет режим 640×480 60 кадров в секунду, даже если это требует масштабирование, потому что алгоритм считает, что частота кадров имеет приоритет в Это дело.
  • Любая попытка захвата изображения без использования видеопорта будет (временно) Выберите режим 2592×1944, когда выполняется захват (это это то, что вызывает мерцание, которое вы иногда видите, когда просмотр работает во время фиксируется неподвижное изображение).

6.4. ММАЛ

Слой MMAL ниже Picamera предоставляет значительно упрощенный интерфейс для прошивка камеры работает на графическом процессоре. Концептуально он представляет камеру с три «порта»: фотопорт, видеопорт и порт предварительного просмотра.То В следующих разделах описано, как эти порты используются программой picamera и как они влиять на поведение камеры.

6.4.1. Неподвижный порт

Во-первых, неподвижный порт. Всякий раз, когда это используется для захвата изображений, оно (кратко) переводит камеру в один из двух поддерживаемых режимов неподвижных изображений (см. режимы сенсора), так что изображения захватываются с использованием всей площади датчик. Он также использует сильный алгоритм шумоподавления на захваченных изображениях, поэтому что они кажутся более качественными.

Неподвижный порт используется различными методами capture() , когда их параметр use_video_port равен False (по умолчанию).

6.4.2. Видео порт

Видеопорт несколько проще, поскольку он никогда не меняет режим камеры. Видеопорт используется методом start_recording() (для записи видео), а также используется различными функциями capture() методы, когда их параметр use_video_port равен True . Изображения, полученные из видеопорт, как правило, имеет «зернистый» вид, что больше похоже на видео кадров, чем изображения, захваченные неподвижным портом (это связано с тем, что неподвижный порт с использованием более сильного алгоритма шумоподавления).

6.4.3. Порт предварительного просмотра

Порт предварительного просмотра работает более или менее идентично порту видео. То порт предварительного просмотра всегда подключен к какой-либо форме вывода, чтобы гарантировать, что алгоритм автоматического усиления может работать. Когда экземпляр PiCamera построен, порт предварительного просмотра изначально подключен к экземпляру Пинуллсинк . Когда вызывается start_preview() , этот нуль приемник уничтожен, а порт предварительного просмотра подключен к экземпляру Пипревиеврендерер .Обратное происходит, когда Вызывается stop_preview() .

6.4.4. Трубопроводы

В этом разделе делается попытка предоставить подробную информацию о том, какие конвейеры MMAL конструкции в ответ на различные вызовы методов.

Прошивка предоставляет различные энкодеры, которые можно прикрепить к неподвижным и видеопорты для вывода (например, изображений JPEG или H. 264 закодированное видео). К порту в любой момент времени может быть подключен один энкодер. время (или ничего, если порт не используется).

Энкодеры подключаются непосредственно к неподвижному порту. Например, при захвате изображение с использованием неподвижного порта, состояние камеры концептуально перемещается через эти штаты:

Как вы, наверное, заметили на диаграмме выше, видеопорт немного более сложный. Чтобы обеспечить одновременную видеозапись и захват изображения через видеопорт постоянно подключается «сплиттерный» компонент к видеопорт пикамерой, а энкодеры в свою очередь подключаются к одному из ее четырех выходные порты (пронумерованные 0, 1, 2 и 3).Таким образом, при записи видео настройка камеры выглядит так:

И при одновременном захвате изображений через видеопорт во время записи, конфигурация камеры проходит через следующие состояния:

Когда параметр resize передается одному из вышеупомянутых методов, Компонент resizer размещается между портами камеры и энкодером, вызывая размер вывода должен быть изменен до того, как он достигнет кодировщика. Это особенно полезно для записи видео, так как кодек H.264 энкодер не справляется с полной ввод разрешения (аппаратное обеспечение графического процессора может обрабатывать ширину кадра только до 1920 пикселей). Следовательно, при выполнении полнокадровой видеозаписи настройки камеры выглядит так:

Наконец, при выполнении незакодированных захватов энкодер (естественно) не требуется. Вместо этого данные берутся непосредственно с портов камеры. Однако, различные ограничения прошивки требуют акробатики в конвейере для достижения запрашиваемые кодировки.

Например, в старых прошивках невозможно настроить фотопорт камеры. для вывода RGB (из-за ошибочной проверки размера буфера).Однако они могут быть настроен для вывода YUV, поэтому в этом случае пикамера настраивает неподвижный порт для вывода YUV прикрепляется как ресайзер (настроен с тем же вводом и выводом разрешение), затем настраивает вывод средства изменения размера для RGBA (изменение размера не поддерживают RGB по какой-то причине). Затем он запускает захват и удаляет лишние альфа-байты от данных.

В последних прошивках исправлена ​​проверка размера буфера, поэтому с этими пикамерами будет просто настройте неподвижный порт для вывода RGB (начиная с версии 1.11):

6.4.5. Кодировки

Порты, используемые для соединения компонентов MMAL, передают данные изображения в определенные кодировки. Часто это кодировка YUV420 (это «предпочтительный» внутренний формат конвейера). В редких случаях это RGB (RGB — большой и довольно неэффективный формат). Однако другой формат иногда используется кодировка «OPAQUE».

«OPAQUE» — наиболее эффективная кодировка для использования при соединении компонентов MMAL. поскольку он просто передает указатели под капотом, а не полные данные кадра (как таковая, это вообще не кодировка, но она рассматривается как таковая MMAL-фреймворк).Однако не все кодировки OPAQUE эквивалентны:

  • Кодировка OPAQUE порта предварительного просмотра содержит одно изображение.
  • Кодировка OPAQUE видеопорта содержит два изображения (используется для оценка различными энкодерами).
  • Кодировка OPAQUE неподвижного порта содержит полосы одного изображения.
  • Кодер изображения JPEG принимает формат полос OPAQUE порта неподвижных изображений.
  • Видеокодер MJPEG , а не не принимает формат полос OPAQUE, только варианты с одним и двумя изображениями, предоставляемые портами предварительного просмотра или видео.
  • Видеокодер h364 в старых прошивках принимает только двойное изображение Формат OPAQUE (хотя вместо этого он будет принимать полнокадровый ввод YUV). В более новых прошивок теперь он также принимает формат одиночного изображения OPAQUE (предположительно построение самого второго изображения для оценки движения).
  • Сплиттер принимает одиночное или двойное изображение OPAQUE на входе, но только на выходе вход одиночного изображения OPAQUE (или YUV; в более поздних прошивках также поддерживает вывод RGB или BGR).
  • Изменение размера VPU ( MMALResizer ) теоретически принимает ввод OPAQUE (хотя автору не удалось заставить это работать на время написания), но будет производить только вывод YUV, RGBA и BGRA, а не RGB или BGR.
  • Изменитель размера ISP ( MMALISPResizer , в настоящее время не используется используется высокоуровневым API пикамера, но доступен на веб-сайте mmalobj слой) принимает ввод OPAQUE и производит почти любой незакодированный вывод (включая YUV, RGB, BGR, RGBA и BGRA), но не НЕПРОЗРАЧНЫЙ.

Слой mmalobj , представленный в picamera 1.11, знает о эти различия кодирования OPAQUE и попытки настроить соединения между компонентов с использованием наиболее эффективных возможных форматов.Однако не в курсе версий прошивки, поэтому, если вы играете с компонентами MMAL через этот уровень будьте готовы немного повозиться, чтобы ваш конвейер заработал.

Обратите внимание, что приведенное выше описание сильно упрощено MMAL. презентация конвейера визуализации. Это далеко от того, что на самом деле происходит на уровне ISP графического процессора (примерно описано в предыдущих разделах). Однако, поскольку MMAL — это API, лежащий в основе библиотеки picamera (наряду с официальный распистил и распивид приложения) стоит понимание.

Другими словами, используя пикамеру, вы проходите через (как минимум) два слои абстракции, которые неизбежно затемняют (но, надеюсь, упрощают) «настоящая» работа камеры.

Расширенные настройки камеры — Экспозиция — База знаний поддержки Trinity Laban AV

Расчетное время чтения: 4 минуты

Воздействие

Понимание экспозиции необходимо для понимания некоторых расширенных настроек камеры, описанных в этих статьях. Экспозиция — это процесс обеспечения правильной яркости изображения.Это означает, что самые светлые и самые темные части изображения насыщены, но не обрезаны .

Если на матрицу камеры попадает недостаточно или слишком много света, она не может точно записывать изображение, которое вы снимаете. В результате происходит отсечение, и вы теряете четкость в частях изображения. Часто это невозможно исправить на этапе постпродакшна. Поэтому рекомендуется экспонировать изображение, чтобы запечатлеть как можно больше деталей, а затем использовать программное обеспечение для постобработки, чтобы изменить внешний вид изображения.

Когда мы думаем о фотографии или видео, мы часто представляем экспозицию в виде треугольника. Треугольник экспозиции   описывает взаимосвязь между тремя настройками камеры: ISO, диафрагмой и выдержкой. Эти три параметра необходимо сбалансировать, чтобы получить изображение с хорошей экспозицией.

Как видно из диаграммы выше, когда вы меняете одну из трех настроек, вы должны изменить другую, чтобы обеспечить правильную экспозицию. Например, это может означать уменьшение диафрагмы при увеличении скорости затвора.

Точки треугольника – ISO, диафрагма, выдержка

Но что делает каждый из трех параметров?

У нас есть три статьи, по одной о каждой настройке, в которых подробно объясняется настройка. Мы также покажем вам, как изменение каждой настройки повлияет на изображения, которые вы создаете, и как найти их на камерах Laban.

Статьи можно найти здесь:

Обеспечение хорошей экспозиции

Итак, как узнать, правильно ли экспонированы ваши изображения?

Вы можете использовать определенные настройки камеры, чтобы убедиться, что экспозиция правильная.

Одним из таких параметров является подсветка «зебра». Это помещает черные и белые полосы на области изображения, которые камера считает переэкспонированными. Эти полосы не появляются на финальном изображении, они видны только на ЖК-дисплее сзади камеры. Вы можете настроить отображение зебры при определенных пороговых значениях. Наиболее распространены 70% и 100%.

Вот как можно включать и выключать зебр.

 

 

 

 

Если установлено значение 70%, зебры появляются на всем, яркость которого превышает значение 70%. Это выделяет области, которые переэкспонированы, а также области, которые могут стать переэкспонированными.

 

Если установлено значение 100%, зебры появляются на чем угодно с яркостью выше значения 100%. Это выделяет области, которые переэкспонированы.

 

 

Динамический диапазон

Иногда способ распределения света в кадре означает, что экспозиция не может быть установлена ​​таким образом, чтобы захватить все вокруг вас.Именно здесь на сцену выходит то, что называется динамическим диапазоном .

Динамический диапазон может относиться к двум разным вещам, поэтому важно знать, что вы имеете в виду, когда используете динамический диапазон. Динамический диапазон может относиться к условиям сцены, которую вы фотографируете. Это также может относиться к возможностям сенсора вашей камеры и разнообразию света и тени, которые он может уловить.

Если ваша камера не может захватить диапазон от светлого до темного, присутствующего в сцене, или вы хотите создать атмосферное изображение, иногда вы можете оставить некоторые части изображения недодержанными или переэкспонированными.

 

Что такое остановка экспозиции? Как это повлияет на мою фотографию?

«Стоп» — это единица измерения, используемая во всех аспектах фотографии. Он используется фотографами для определения правильной экспозиции, он является неотъемлемой частью выбора настроек вашей камеры и значительно упрощает общение между фотографами.

Определение:

Остановка экспозиции — это удвоение вдвое количества света, с которым работает человек во время конкретной экспозиции.Это может быть количество окружающего света в комнате, это может быть количество света, которое мы добавляем к сцене с помощью стробоскопов, это может быть количество света, попадающего в камеру.

Важно отметить, что стоп — это не абсолютная единица измерения, как фут, метр, галлон, унция и т. д., а скорее относительная единица измерения. Это зависит от значений, с которых мы начинаем. Увеличение доступного света для экспозиции вашей фотографии между одной восковой свечой и дополнительной такой же восковой свечой составляет одну ступень света, но увеличение между 1 солнцем и дополнительным идентичным солнцем также является всего одной остановкой. Видеть? Это относительно количества света, с которого мы начали.

Пример:  Вот рабочий пример. Представим, что мы сидим в абсолютно черной комнате, лишенной света. Сейчас я зажгу одну свечу.

Если бы я попросил вас увеличить окружающее освещение в комнате на 1 стоп, что бы вы сделали? Вы можете зажечь еще одну такую ​​же свечу. Это удвоило бы количество окружающего света в комнате, тем самым увеличив доступный свет для нашей камеры на 1 стоп.

Теперь, если мы хотим увеличить экспозицию вашей фотографии на 1 ступень, у нас есть дополнительные параметры.

Окружающий свет:  Мы все еще можем зажечь дополнительную свечу (или добавить точно такое же количество света, как 1 свеча, используя любой источник света). Это увеличило бы экспозицию нашей фотографии на 1 стоп.

НО мы могли бы также изменить количество света, попадающего в саму камеру (вместо изменения доступного окружающего света в комнате). Это можно сделать, изменив настройки камеры.

Скорость затвора:  Мы могли бы удвоить время, в течение которого наш затвор открыт.(например, от 100 до 50 кадров в секунду. Это удвоит количество света, попадающего в камеру, и, таким образом, увеличит экспозицию нашей фотографии на 1 ступень.

Диафрагма:  Мы можем увеличить размер диафрагмы в нашем объективе на 1 ступень. (подробнее о настройках диафрагмы см. ниже). Таким образом, изменение диафрагмы с f/4 на f/2,8 удвоит количество света, попадающего в камеру, и, таким образом, увеличит экспозицию нашей фотографии на 1 ступень.

ISO: значение ISO на 1 ступень (подробнее о настройках ISO см. ниже).Таким образом, изменение ISO со 100 до 200 может удвоить чувствительность датчика камеры и, таким образом, увеличить экспозицию нашей фотографии на 1 стоп.

EV камеры (значение экспозиции) Настройки:

При изменении значения экспозиции (EV) в качестве единицы измерения используются стопы. В большинстве случаев камеры вносят изменения с шагом в 1/3 ступени; однако это обычно можно изменить в настройках вашей камеры на шаг ½ или 1/1 (полная остановка). 1/3 обеспечивает максимальный контроль над экспозицией.

Ниже перечислены значения, которые вы увидите при постепенном изменении ПОЛНОЙ ступени для каждого из трех параметров экспозиции камеры (диафрагма, выдержка затвора, ISO). свет записывается в нашем изображении.

диафрагма

(измерено в «F / остановках»):
1.4 2.0 2.8 4.0 5.6 8.0 11 16 22

Затворная скорость: (измеряется в долях секунды):
8-й 15 30 откуда 60 125 — 250-й 500-й 1 000 человек


100 200 400 800 1600 3200 6400 12800

Вы, вероятно, узнаете эти номера, образующие свою камеру.

Значения ISO и скорости затвора очень легко запомнить. Просто удвойте или уменьшите вдвое начальное число (обратите внимание на некоторые очень небольшие изменения правила в пределах выдержки, например, от 8-го до 15-го — это не совсем идеальное удвоение числа). В основном они интуитивно понятны.

Aperture, с другой стороны, вам просто нужно запомнить эти числа, поскольку они не имеют интуитивного смысла. Числа, используемые для, называются f-Stops.

F-стоп — это одно и то же?

№F-стоп (часто пишется как f-stop) — это числовое значение, представляющее отношение фокусного расстояния объектива к диаметру входного зрачка. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ! Да, я знаю. Достаточно сказать, что фотографы используют эти значения f-stop для отображения изменений «ступени экспозиции» при изменении размера диафрагмы. f-ступени связаны с ступенями экспозиции, но это не одно и то же.

Как выглядит стопор экспозиции?

На этом графике представлена ​​визуальная разница между EV (значениями экспозиции) с шагом в 1 ступень.Вы заметите, что к тому времени, когда вы достигнете 5 ступеней, изображение потеряет большую часть своих деталей, визуализируя почти полностью белое или черное изображение в зависимости от добавления или вычитания света.

Готовы улучшить свои навыки фотографии? Посетите один из многочисленных фотосеминаров Big Sun здесь, в Денвере.

Идеальные экспозиции с широкоформатными камерами

Идеальные Экспозиции с Большой Форматные камеры
© 2006 KenRockwell.ком

я получить мои вкусности на Amazon и Адораму.
Это помогает мне опубликовать этот сайт, когда вы тоже получаете свой по этим ссылкам.

ВВЕДЕНИЕ

Правильно экспозиция с широкоформатными камерами связана с большим количеством проблем чем другие пленочные и цифровые камеры. Не волнуйся, Ансель. Адамс и все остальные имели дело с этим более 100 лет. Они являются:

1.) Нет сквозного объектива (TTL) замер. Вы должны вручную компенсировать что-либо, например фильтры, которые могут изменить свет, проходящий через объектив.

2.) Нет Матричный или оценочный замер. Вы должны компенсировать свет или темные объекты вручную.

3.) Механический жалюзи, не электронные. Механические жалюзи работают как заводные механические часы. Часто они отличаются от заявленных скоростей.

4.) Большой формат камеры используют более крупную пленку. Они работают на больших увеличениях. для любого заданного состава. Им может потребоваться ручная экспозиция коррекция на близких расстояниях.

1.) НЕТ TTL ИЗМЕРЕНИЯ

Так как вы не используете объектив, вы должны вручную компенсировать любые фильтры.

Используйте предложения для большинства цветных фильтров.Поляризаторы могут отличаться наполовину стоп от спецификаций, поэтому меру ваши собственные факторы фильтрации для достижения наилучших результатов.

Это просто. Делайте пробные снимки с разной экспозицией и записывайте. Верное фактор фильтра — это фактор, который при добавлении к экспозиции при съемке через этот фильтр дает ту же экспозицию, что и без фильтра.

Сделайте несколько снимков при разной выдержке с фильтром и на одном снимке без.Использовать коэффициент, соответствующий двум совпадающим выстрелам. Легкий!

2.) БЕЗ МАТРИЧНОГО ЗАМЕРА

Матрица замер сделал замер экспозиции простым, так как Nikon FA 1980-х годов. Поскольку у нас нет матричных счетчиков в большом формате мы используем внешние счетчики и правильные их, если объект темный или светлый.

Обычный счетчик читает, чтобы все, на что вы указываете, выглядело средне-серым.Если у тебя есть равномерное сочетание светлого и темного, без проблем. Если выстрел в основном светлый или темный, используйте систему зон.

Счетчик дает вы средне-серый, независимо от того, куда вы его указываете. Вы должны добавить экспозиции, чтобы белый выглядел белым, или вычесть, чтобы получить темные выглядеть темным. Точечный измеритель является наиболее точным.

Если вы считываете показания счетчика только с:

Затем:

Средне-серый или зеленый Использовать чтение как есть.
Тень Вычтите два стопа.
Белый, или снег, или песок Добавьте две остановки.
Светлая кожа обнаженной девушки (или светлый лоб) Добавить одну остановку.
Темно-серый или темно-коричневый красный Вычесть стоп.
Черный Вычтите два стопа.
ярко-желтый Добавить 2/3 упора

Легко!

Вы можете указывать цифровую камеру на предмет и скопировать чтение. См. Использование цифровая камера как люксметр.

Вы можете использовать счетчик инцидентов (с белым куполом). держите в том же свете, что и объект, и указывая назад на свет) и не беспокойтесь о легкости предмета.

См. также Воздействие.

3.) МЕХАНИЧЕСКИЕ ЖАЛЮЗИ

Механический затворы часто отличаются от их отмеченных скоростей.

я купил Калумет Тестер затвора 15 лет назад. Это стоило 69,95 долларов. Сегодня то же самое продается за 109,99 долларов. Я проверяю каждый затвор и записываю таблицу коррекции для каждой платы объектива.

если вы слишком скупы, чтобы купить тестер, подкупить мастерскую по ремонту фотоаппаратов.

Если вы слишком скупы, чтобы подкупить ремонтную мастерскую, используйте эти значения. Большинство объективы делают так:

1 сек. : быстрая от 1/6 до 1/3 ступени

1/2 сек.: быстрая от 1/6 до 1/2 ступени

1/4 — 1/125: обычно нормально.

1/250: добавить 1/3 стопа

1/500: добавьте 2/3 к 1 точке.

Подсказка: Вы вероятно, вы делаете что-то не так, если снимаете камерой 4×5 на быстрее 1/30 секунды. Я обычно снимаю даже на полном солнце на 1/15!

Подсказка: Мой таблица коррекции не говорит стопами. Это заставит вас сумасшедший с умственными расчетами. Вместо этого я делаю таблицу меток с помощью реальная скорость затвора. Это делает вычисление тривиальным диафрагма на шкале расчета экспозиции на моем пятне Pentax метр. Я избегаю счетчиков с ЖК-дисплеем. Вы, наверное, никогда выяснить, как использовать их, чтобы сложить и вычесть все факторы.Если в моей таблице указано, что фактическая скорость составляет 1/25 секунды, я смотрю на посмотрите, какой f/stop лежит напротив 1/25.

Я работаю на 1/3 ступени, так мой Pentax и большинство счетчики калибруются.

Вот пример корректировочной таблицы. Я округляю скорость до ближайшей 1/3 стопа.

Шпенкер 147 мм f/4,75, испытан в июле 1492 г.

Указанный

Фактический (Проверено)

1

1.2

2

2

5

5

10

12,5

25

30

50

50

100

100

250

160

400

200

4. ) ФАКТОРЫ УДЛИНЕНИЯ СИЛЬФОНОВ

Как ты стоишь линзы, чтобы сфокусироваться ближе, свет должен пройти дальше от объектив к пленке. F/стоп — это фокусное расстояние, деленное на апертуру Объектив. Отверстие 150-мм объектива при f/16 составляет 9,4 мм. (150/9,4 = f/16.) Если вы выдвинете объектив, чтобы сфокусироваться ближе, эффективная f/число становится больше. Если вы его вытащите На 20 мм больше, чем при фокусировке на бесконечность, вы снимаете с диафрагмой f/18.(150 + 20) / 9,4 = 170 / 9,4 = 18,

Это почти никогда не бывает проблем с обычными камерами, потому что их маленькие линзы расширяться очень мало при фокусировке близко. Любой сильфонный фактор корректируется автоматически, потому что их счетчики считываются через линзу.

Большой формат камеры используют более длинные объективы и должны расширять гораздо больший процент их фокусных расстояний при фокусировке на более близких расстояниях.

Например, 50-мм объектив цифровой зеркальной фотокамеры, сфокусированный на расстоянии шести футов, требует незначительного Коррекция стопа 0,073 при коэффициенте увеличения 1:40. Это исправлено автоматически по показанию прибора через линзу в любом случае.

Камера 4×5 дюймов нужен объектив 300 мм, чтобы получить ту же композицию на большой пленке! На расстоянии шести футов от объектива 300-мм объектив необходимо выдвинуть на два дополнительные дюймы для фокусировки для коэффициента увеличения 1: 5.7. Это требует дополнительная экспозиция на полступени, которую не увидит ваш ручной измеритель. Вы должны добавить этот полустоп или получить недоэкспонированные изображения.

Купить калькулятор от Калумет. Ставишь мишень на тему и читаешь поправку от линейки на вашем матовом стекле. Это легкий! Calumet продает их за 10,99 долларов.

я дешевый и хорошо разбираюсь в математике, поэтому я вычислил и нарисовал свои собственные весы.Ты можешь найти формулы в книге Анселя «The Отрицательный». Вы читаете по разным шкалам для каждой линзы. нарисуйте их на линейке, которую я кладу на свою фокусирующую кровать, и прочитайте множители из моих пользовательских весов.

5.) ПОВОРОТЫ И НАКЛОН

Вы можете игнорировать это.

Наклон пленка распространяет свет на большую площадь. Теоретически вы можете захотеть добавить больше выдержки как косинус угла падения, но я никогда не считал это проблемой.

Мы используем только несколько градусов наклона в реальной фотографии. Мы никогда не используем сумасшедшие наклоны, на которые способны наши камеры. Даже сумасшедшие 10 градусов для наклона требуется всего на 0,02 ступени больше экспозиции.

В непостижимые 60 градусов наклона свет распространяется более чем в два раза больше площади, что требует дополнительной остановки.

Поскольку у меня есть мой калькулятор, вот таблица:

Наклон

Компенсация, упоры

0 градусов

0.000

5 градусов

0,006

10 градусов

0,020

20 градусов

0,090

30 градусов

0,210

35 градусов

0. 290

40 градусов

0,380

45 градусов

0,500

60 градусов

1.000

Вот пример расчета для 60 градусов:

Компенсация, стопы = (Log [основание 2] (Косинус угла наклона))

Компенсация, упоры = (Log [основание 2] (Косинус 60 градусов))

Компенсация, стопы = (Log [основание 2] (0.5))

Компенсация, упоры = -1

Подсказка: При использовании качелей и наклоны вместе, рассчитать коэффициенты на основе градусов и добавить стопы компенсации. Например, при 10 градусах наклон и поворот на 20 градусов, 0,02 + 0,09 = 0,11 ступени, что слишком мало, чтобы беспокоиться о.

Подсказка: Движение вперед имеет меньшее значение, чем движение назад, если линза компенсируется светом спад.

Подсказка: логарифма по основанию 2 вычисляются на карманном калькуляторе нажатием Log [10 или e] и деление этого результата на Log [10 или e] из 2. Используйте одно и то же основание, 10 или e, каждый раз.

Большая подсказка: забудьте этот раздел. я никогда не приближаюсь к десять градусов наклона в реальной фотографии.

ОБЗОР

Все это легко сделать. Сделайте это, и вы будете в полном контролируйте экспозицию и делайте каждый снимок с первого раза.

Это было критично Анселу Адамсу. Энсел писал, что брекетинг — для слабаков, и что то, что он снимает, не всегда дает время на догадки. Его «Восход луны, Эрнандес, Нью-Мексико» был свет меняется так быстро, что у него был только один шанс. Он даже не успели снять показания счетчика! Он использовал солнечный Правило f/16 основано на яркости луны и сделано его экспозиция. (На самом деле Ансель работал в фут-свечах и поместил диск луны в той зоне, которую он хотел, но сегодня выполняет то же самое, что и Солнечное правило f/16.Яркость лунного диска постоянна.)

ЗАГЛУШКА

Если вы найдете это так же полезно, как книга, которую вам, возможно, пришлось купить, или семинар вам, возможно, пришлось взять, не стесняйтесь помочь мне написать больше с пожертвованием. Спасибо! Кен.

Камера сканирования области времени экспозиции

Расчет правильного времени экспозиции в случае движущихся частей предотвращает смазывание изображений. Они возникают, когда пиксели смещаются в диапазоне камеры во время экспонирования.В зависимости от применения возможны различные допуски. Эффект размытия размером от 0,5 до 2 пикселей в большинстве случаев не виден глазу, однако он все же влияет на точность измерений. Тем не менее, это значение приемлемо для многих стандартных приложений. Тем не менее, установка все более короткого времени затвора не является неограниченным: при 30–50 мкс изображение становится «зернистым» во многих ПЗС-сенсорах. Минимальное время затвора сильно зависит от используемого сенсорного чипа. Изображение также может ухудшиться при чрезмерном времени выдержки (500 мс и более), изображение становится шумным.На практике типичные значения часто находятся в диапазоне от 0,1 до 20 мс.

Совет:
Онлайн-мастер для расчета времени экспозиции движущихся объектов находится в области «Сервис».

Пример расчета для камеры сканирования области:

Скорость конвейера 6 метров в минуту предполагается контролировать с помощью поля изображения камеры 128 мм. Максимально допустимый эффект смазывания не должен быть больше половины пикселя. Камера имеет разрешение 1280 x 1024 пикселей.

Расчет камеры:

  • Разрешение камеры 1280 x 1024 пикселей
  • Размер детали 128 мм
  • Разрешение соответствует 1280 пикселей на 128 мм, т. е. 10 пикселей/мм

Расчет конвейера:

  • Скорость конвейера 6 м в минуту
  • Это соответствует 6000 мм за 60 секунд
  • т.е. конвейер перемещается со скоростью 100 мм в секунду в поле изображения камеры
  • 100 мм (разрешение камеры 10 пикселей/мм) соответствуют 1000 пикселям, на которые перемещается конвейер во время контроля.

Расчет времени экспозиции:

  • 1000 пикселей соответствуют 1 секунде конвейерной тележки
  • 1 пиксель соответствует 1/1000 секунды
  • Ошибка 1/2 пикселя соответствует 1/2000 секунды.

В нашем примере время экспозиции 500 микросекунд приведет к эффекту размытия 0,5 пикселя.

Профили камеры — Программное обеспечение экспозиции

Описание проекта

Профили камеры управляют интерпретацией цвета из данных RAW определенных камер.Это позволяет воспроизводить цвета с реалистичной точностью.
В этом видеоролике показано, как создавать и использовать профили камеры на изображениях с помощью систем проверки цвета.

Фото: Pooja Photography


Стенограмма

Создание профиля камеры

Точной цветопередачи в реальном мире можно добиться путем калибровки с помощью карт проверки цвета, снятых в контролируемых условиях освещения. Карты проверки цвета имеют точно созданные образцы цветов, которые используются для создания файла DCP для этих условий.Мы рекомендуем создать файл DCP с двумя источниками света. Это скорее DCP общего назначения, который калибрует рендеринг для работы с более широким спектром условий освещения. Дополнительным преимуществом является то, что он сохраняет вашу библиотеку DCP в чистоте, поскольку нет необходимости иметь профиль для каждого типа освещения.

Для начала сфотографируйте xRite Color Checker Passport при двух определенных условиях освещения. Калибровка с различными условиями освещения позволяет программе рассчитать, как обрабатывать цвета в других условиях освещения. Используйте полный спектр или дневной свет для одного, а для другого используйте вольфрамовую лампу накаливания. При съемке карты убедитесь, что все цвета на диаграмме правильно экспонированы, особенно яркие белые.

Затем преобразуйте изображения в файлы DNG. Мы будем использовать инструмент Adobe Digital Negative Converter.

Затем используйте программу проверки цвета xRite для обработки изображений и создания профиля камеры.

Откройте программу Color Checker Passport, выберите Dual Illuminant DNG и перетащите файлы DNG.Затем нажмите Создать профиль и экспортируйте файл DCP.

Если вы снимаете в ситуации, когда освещение всегда одинаковое, вы можете создать DCP для этих условий, выполнив калибровку по одному снимку. Процесс создания файла DCP такой же, за исключением того, что он точен только для этого конкретного сценария освещения.

Использование профилей камеры

Чтобы использовать профиль камеры, просто выберите его на панели «Основные». Назначение этого параметра является одним из наиболее важных для применения.Мы рекомендуем установить профиль камеры, прежде чем выполнять какие-либо другие действия с фотографией, так как это изменит внешний вид изображения.

Возможность выбора профиля камеры отображается только при редактировании изображений RAW. В списке показаны все файлы DCP, совместимые с камерой, используемой для съемки изображения.

Как создать предустановки камеры

Предварительные настройки камеры автоматически применяют профили камеры к изображениям с определенной камеры. Настройте их на панели «Настройки», вкладка «Предварительные настройки камеры».Самое простое использование этой функции — автоматическое применение определенного DCP для конкретной камеры.

Кроме того, файлы DCP можно настроить на автоматическое соответствие модели камеры, серийному номеру камеры или даже диапазонам значений ISO. Предустановки камеры могут включать в себя другие настройки, такие как коррекция объектива, шумоподавление или повышение резкости.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.