Fotíme s Koalou: ISO citlivost
29.7.2011, Milan Šurkala, návod
Jak ze svého fotoaparátu dostat maximum? Jak vyfotit i s obyčejným kompaktem hezkou fotku? Není to zas tak složité a s naší Koalou vám pomůžeme překonat nástrahy fotografie. V 8. díle se naučíme pracovat s ISO citlivostí.
V dnešním 8. díle vás Koala seznámí s další vlastností, která ovlivňuje expozici. Je jím ISO citlivost, jež udává zesílení signálu z čipu a výrobci se jako obvykle velmi rádi chlubí vysokými hodnotami. Koala vám nyní ukáže, co to ISO vlastně je a jak jej vlastně využívat ku prospěchu.
Trocha romantiky při západu Slunce na vysoké skále.
Pro demonstraci si Koala vzala dva 14MPx fotoaparáty. Jedním byl klasický kompakt s 1/2,3" čipem, druhým pak zrcadlovka s APS-C čipem. Pokud nevíte, čím se jednotlivé čipy liší, tak vězte, že velikostí. Zatímco v kompaktu máte snímač o velikosti asi nehtu na malíčku, v zrcadlovce je velký čip o velikosti větší poštovní známky (plochou asi 13x větší).
Koala pěstuje květiny, a právě na této fotce vám ukáže vliv ISO citlivosti.
Začneme s vysvětlováním tak trochu od konce. Aby to bylo názornější, fotografie jsou výřezy z oblasti očí Koaly, kdy nahoře bude zrcadlovka a dole kompakt. Nebyla by to Koala, aby se při demonstraci nepochlubila svými novými květinami. Podívejme se nejprve na ISO 100.
ISO 100 JPEG (nahoře zrcadlovka, dole kompakt)
Zrcadlovka má krásný detailní obraz, zatímco kompakt je o něco méně ostrý. V obou případech je ale šum nízký (u kompaktů to je dáno i odšumováním). Je vidět, že není 14 megapixelů jako 14 megapixelů. Pokud si myslíte, že např. váš nový 16MPx kompakt dělá lepší fotografie než kamarádova 10MPx zrcadlovka, protože má větší rozlišení, zklamu vás. Papír snese všechno, matematika taky, realita je ale úplně někde jinde.
ISO 1600 JPEG (nahoře zrcadlovka, dole kompakt)
Nyní Koala vyzkoušela citlivost ISO 1600. Když se výrobci tak honosí vysokými hodnotami, mělo by to být lepší, ne? Chyba lávky! Zatímco zrcadlovka má ještě docela detailní obraz, ale už přeci jen trochu neostrý, u kompaktů vidíte jen patlanici bez detailů a barevně flekatou. Co se to tady k čertu děje? K čemu je to vysoké ISO, když ta fotka je tak špatná? A proč se ty snímky tak rozostřují? Odpovíme si nejprve na to rozostření. Využijeme k tomu ale trochu vyšší citlivost ISO 3200.
ISO 3200 (nahoře konverze z RAW, dole JPEG)
Zde jsme s Koalou použili zrcadlovku na citlivosti ISO 3200. Nahoře je konverze z RAWu. RAW je takový formát fotografie, který není fotoaparátem upraven (resp. je upraven minimálně). Jde tedy o ta data, která vyfotí snímač ve vašem přístroji, ale není na ně aplikováno odšumění, doostření, vyvážení bílé a podobně. Jak vidíte, snímek je detailní, ale můžete vidět šum (různé barevné flíčky). Naproti tomu zpracovaný JPEG (po odšumění) vidíte dole. Flíčky zmizely, snímek je hladší, ale i detaily jsou slabší, rozmazané. Protože snímače v kompaktech šumí daleko více než ty v zrcadlovkách, musí být i odšumění (tedy rozmazání) silnější. To vysvětluje, proč je ISO 1600 u kompaktu tak rozmazané a neostré.
ISO 3200 (nahoře), ISO 100 (dole) - obojí z RAWu zrcadlovky
Když se podíváte na ISO 100 a ISO 3200 v nezpracované podobě, je vidět u vyšší citlivosti značně vyšší šum (barevné i jasové flíčky degradující obraz). Takže to máme jasné, vyšší ISO zhoršuje obraz. Tak proč tam vůbec vysoké hodnoty jsou? A proč jsou kompakty o tolik horší? Koala nám opět odpoví nejprve na druhou otázku. Vzpomeňte, že oba fotoaparáty mají stejné rozlišení 14 megapixelů. Předpokládejme, že máme stejné ISO.
U kompaktů je malinký snímač. 14 milionů pixelů si představte jako 14 milionů zkumavek na ploše velké třeba jako váš pokoj. Pokud snímáme jednobarevnou plochu, ve všech pixelech by měl být stejný jas. U zkumavek řekněme, že všude chceme 10 kapek vody. Jenže máme zde různé další vlivy, tepelný šum, elektromagnetické vlivy a spoustu dalších nepříjemností. U zkumavek by to mohl být třeba slabý déšť. Zatímco do některé zkumavky nespadne ani kapka, do některých třeba ano, v některých možná i dvě nebo tři. A to už je velký rozdíl hladin, zda máte 10 nebo 13 kapek. Budete mít 14 milionů zkumavek, ale s odlišnou hladinou.
Porsche bude opět sloužit k ukázce.
Stejné je to u obrazu. U malých pixelů stačí i doslova malý negativní vliv na to, aby výrazně změnil hodnotu jasu v pixelu. Když vezmeme zrcadlovku, máme také 14 milionů zkumavek, ale ty rozprostřeme na mnohem větší plochu (čip zrcadlovky je 13x větší). Takže teď nemáme plochu jednoho pokoje, ale třeba plochu tenisového hřiště. Naše zkumavky mohou být o hodně větší, takže sbírejme vodu třeba do 14 milionů hrnků. To se na tenisové hřiště vejde, Koala to určitě změřila. Aspoň mi to tedy tvrdila.
Protože hrníček je mnohem větší, pro stejně vysokou hladinu potřebujeme třeba 200 kapek. Pokud se nám opět spustí déšť a do hrníčku by nespadly třeba ony tři kapky, klidně kdyby jich bylo 10, stále je 10 a 13 kapek ze zkumavky výrazně větší "rozdíl" než třeba 200 a 210 kapek u větších hrníčků.
Navíc, zatímco u "kompaktů" je díky velkým kapkám a malým zkumavkám hodně pravděpodobné, že do jedné zkumavky kapka spadne a do druhé ne, u "zrcadlovky" s hrníčky, které jsou výrazně větší než kapky, je naopak pravděpodobné, že do všech hrníčků naprší zhruba stejně. Takže zatímco chceme mít 200 kapek, dostaneme třeba tu 208, tu 211, tu 209 kapek. Rozdíly budou malé. I proto je šum v zrcadlovkách o tolik menší. Díky velké ploše pixelů se šum projeví všude zhruba "stejně".
ISO 100, expoziční čas 1/2,5 sekundy
Takže, k čemu nám vlastně ty vyšší citlivosti jsou, když fotku jen ničí? Nebo tomu tak není? Představte si situaci, že Koala jede autem, vy máte citlivost ISO 100 pro nízký šum, je ale tak málo světla, že expoziční čas vyjde na 1/2,5 sekundy. I když jede Koala opravdu pomalu, na fotce je jen velká šmouha. Ale my přece šmouhu nechceme!
ISO 800, expoziční čas 1/20 sekundy
Nastavme ISO 800. A hele, fotka je podstatně méně rozmazaná! Proč? Je to jednoduché, ISO je v podstatě zesílení signálu. ISO 800 je tedy (když to zjednodušíme) jakoby 8krát zesílené ISO 100. Jenže kdybychom předchozí snímek 8krát zesílili, dostali bychom přesvětlenou fotku. Funguje to tedy tak, že fotoaparát snímá jen 1/8 času, vyfotí v podstatě velmi tmavý snímek a ten 8krát zesílí. Tím pádem dostane stejně světlý snímek jako v předchozím případě, jen není pohybově rozmazaný. Nyní nastává otázka, proč tedy Koala nefotí pořád jen na vysoké ISO s kratším časem, měla by přece všechny fotky ostré!
A zde právě přichází na řadu šum (a naše kapky). Řekněme, že na určité části snímku bychom očekávali jas o hodnotě 80. Při ISO 100 tedy nasnímáme světlo o této hodnotě a lehký šum nám to třeba rozstřelí do rozmezí 80 až 82 (někam kapka nespadne, někam spadnou třeba dvě). Rozdíl to není velký, fotografie bude docela čistá. Co se ale stane, když budu snímat s ISO 800? Při 8krát kratším čase nasnímáme jen jas 10 (ten chceme 8krát zesílit, abychom dostali cílovou hodnotu 80). Jenže co když se nám tu připlete šum, třeba znovu o hodnotě 2? Už máme jas 12, který osmkrát zesílíme a dostaneme jas 96. Zatímco u nízké citlivosti jsme se pohybovali jen kolem jasu 80-82, s vyšší citlivostí už máme 80-96, tedy výrazně "rozbouřené pixely".
ISO 6400, expoziční čas 1/160 sekundy
S citlivostí ISO 6400 citlivost zvyšujeme ještě dále 8krát (na 64násobek). Čas 1/160 sekundy už stačil ke zmrazení pohybu, i jedoucí auto vypadá jako stojící. Musíte ale počítat s tím, že jsme snímali sice výrazně kratší dobu, ale zesilování signálu mohlo opět velmi výrazně zvýšit šum (zejména u kompaktů i odšumování, s tím rozmazání a pokles barev). Na tomto snímku šum není moc vidět, protože Koala se nechala fotit kvalitní zrcadlovkou a v malém rozlišení se šum snadno ztratí.
Nyní už víme, jak s citlivostí zacházet. Pokud fotíme statické snímky nebo nám nevadí pohybová neostrost, držme se s citlivostí pokud možno co nejníže. Snímky budou mít nízký šum, budou detailnější a ostřejší. Pokud ale víme, že nám pohyb vadí (a to ať objektů na scéně nebo třes našich rukou - to v případě, že nedodržujeme pravidlo převrácené hodnoty ohniska z minulého dílu), určitě musíme zvážit zvýšení citlivosti ISO.
Většinou to za nás udělá automatika, ta má ale omezené rozsahy a občas je nutno nastavit hodnoty ještě vyšší. Naopak někdy automatika volí ISO zbytečně vysoko a v rámci vyšší kvality snímku můžeme zkusit zvolit nějaké střední ISO, které bude kompromisem mezi ostrostí a šumem. Pamatujte, že někdy vyšší citlivostí třeba eliminujete třes ruky, ale kvůli vyššímu šumu bude silnější odšumování a tedy fotku vám nerozostří dlouhý čas, ale odšumování.
Tato alchymie je ale opět zase na fotografovi, najít tu správnou hranici. Ideální je vzít svůj vlastní fotoaparát, vyfotit jednu a tutéž s scénu se všemi dostupnými nastaveními citlivosti a najít si tu hranici, kdy už je pokles kvality příliš drastický, a tedy které citlivosti se pokud možno vyvarovat. Pro dnešek má ale Koala citlivostí ISO už dost. Půjde si najít další téma na prostudování a mezitím...
... se bude věnovat i horolezectví.
Trocha romantiky při západu Slunce na vysoké skále.
Pro demonstraci si Koala vzala dva 14MPx fotoaparáty. Jedním byl klasický kompakt s 1/2,3" čipem, druhým pak zrcadlovka s APS-C čipem. Pokud nevíte, čím se jednotlivé čipy liší, tak vězte, že velikostí. Zatímco v kompaktu máte snímač o velikosti asi nehtu na malíčku, v zrcadlovce je velký čip o velikosti větší poštovní známky (plochou asi 13x větší).
Koala pěstuje květiny, a právě na této fotce vám ukáže vliv ISO citlivosti.
Začneme s vysvětlováním tak trochu od konce. Aby to bylo názornější, fotografie jsou výřezy z oblasti očí Koaly, kdy nahoře bude zrcadlovka a dole kompakt. Nebyla by to Koala, aby se při demonstraci nepochlubila svými novými květinami. Podívejme se nejprve na ISO 100.
ISO 100 JPEG (nahoře zrcadlovka, dole kompakt)
Zrcadlovka má krásný detailní obraz, zatímco kompakt je o něco méně ostrý. V obou případech je ale šum nízký (u kompaktů to je dáno i odšumováním). Je vidět, že není 14 megapixelů jako 14 megapixelů. Pokud si myslíte, že např. váš nový 16MPx kompakt dělá lepší fotografie než kamarádova 10MPx zrcadlovka, protože má větší rozlišení, zklamu vás. Papír snese všechno, matematika taky, realita je ale úplně někde jinde.
ISO 1600 JPEG (nahoře zrcadlovka, dole kompakt)
Nyní Koala vyzkoušela citlivost ISO 1600. Když se výrobci tak honosí vysokými hodnotami, mělo by to být lepší, ne? Chyba lávky! Zatímco zrcadlovka má ještě docela detailní obraz, ale už přeci jen trochu neostrý, u kompaktů vidíte jen patlanici bez detailů a barevně flekatou. Co se to tady k čertu děje? K čemu je to vysoké ISO, když ta fotka je tak špatná? A proč se ty snímky tak rozostřují? Odpovíme si nejprve na to rozostření. Využijeme k tomu ale trochu vyšší citlivost ISO 3200.
ISO 3200 (nahoře konverze z RAW, dole JPEG)
Zde jsme s Koalou použili zrcadlovku na citlivosti ISO 3200. Nahoře je konverze z RAWu. RAW je takový formát fotografie, který není fotoaparátem upraven (resp. je upraven minimálně). Jde tedy o ta data, která vyfotí snímač ve vašem přístroji, ale není na ně aplikováno odšumění, doostření, vyvážení bílé a podobně. Jak vidíte, snímek je detailní, ale můžete vidět šum (různé barevné flíčky). Naproti tomu zpracovaný JPEG (po odšumění) vidíte dole. Flíčky zmizely, snímek je hladší, ale i detaily jsou slabší, rozmazané. Protože snímače v kompaktech šumí daleko více než ty v zrcadlovkách, musí být i odšumění (tedy rozmazání) silnější. To vysvětluje, proč je ISO 1600 u kompaktu tak rozmazané a neostré.
ISO 3200 (nahoře), ISO 100 (dole) - obojí z RAWu zrcadlovky
Když se podíváte na ISO 100 a ISO 3200 v nezpracované podobě, je vidět u vyšší citlivosti značně vyšší šum (barevné i jasové flíčky degradující obraz). Takže to máme jasné, vyšší ISO zhoršuje obraz. Tak proč tam vůbec vysoké hodnoty jsou? A proč jsou kompakty o tolik horší? Koala nám opět odpoví nejprve na druhou otázku. Vzpomeňte, že oba fotoaparáty mají stejné rozlišení 14 megapixelů. Předpokládejme, že máme stejné ISO.
U kompaktů je malinký snímač. 14 milionů pixelů si představte jako 14 milionů zkumavek na ploše velké třeba jako váš pokoj. Pokud snímáme jednobarevnou plochu, ve všech pixelech by měl být stejný jas. U zkumavek řekněme, že všude chceme 10 kapek vody. Jenže máme zde různé další vlivy, tepelný šum, elektromagnetické vlivy a spoustu dalších nepříjemností. U zkumavek by to mohl být třeba slabý déšť. Zatímco do některé zkumavky nespadne ani kapka, do některých třeba ano, v některých možná i dvě nebo tři. A to už je velký rozdíl hladin, zda máte 10 nebo 13 kapek. Budete mít 14 milionů zkumavek, ale s odlišnou hladinou.
Porsche bude opět sloužit k ukázce.
Stejné je to u obrazu. U malých pixelů stačí i doslova malý negativní vliv na to, aby výrazně změnil hodnotu jasu v pixelu. Když vezmeme zrcadlovku, máme také 14 milionů zkumavek, ale ty rozprostřeme na mnohem větší plochu (čip zrcadlovky je 13x větší). Takže teď nemáme plochu jednoho pokoje, ale třeba plochu tenisového hřiště. Naše zkumavky mohou být o hodně větší, takže sbírejme vodu třeba do 14 milionů hrnků. To se na tenisové hřiště vejde, Koala to určitě změřila. Aspoň mi to tedy tvrdila.
Protože hrníček je mnohem větší, pro stejně vysokou hladinu potřebujeme třeba 200 kapek. Pokud se nám opět spustí déšť a do hrníčku by nespadly třeba ony tři kapky, klidně kdyby jich bylo 10, stále je 10 a 13 kapek ze zkumavky výrazně větší "rozdíl" než třeba 200 a 210 kapek u větších hrníčků.
Navíc, zatímco u "kompaktů" je díky velkým kapkám a malým zkumavkám hodně pravděpodobné, že do jedné zkumavky kapka spadne a do druhé ne, u "zrcadlovky" s hrníčky, které jsou výrazně větší než kapky, je naopak pravděpodobné, že do všech hrníčků naprší zhruba stejně. Takže zatímco chceme mít 200 kapek, dostaneme třeba tu 208, tu 211, tu 209 kapek. Rozdíly budou malé. I proto je šum v zrcadlovkách o tolik menší. Díky velké ploše pixelů se šum projeví všude zhruba "stejně".
ISO 100, expoziční čas 1/2,5 sekundy
Takže, k čemu nám vlastně ty vyšší citlivosti jsou, když fotku jen ničí? Nebo tomu tak není? Představte si situaci, že Koala jede autem, vy máte citlivost ISO 100 pro nízký šum, je ale tak málo světla, že expoziční čas vyjde na 1/2,5 sekundy. I když jede Koala opravdu pomalu, na fotce je jen velká šmouha. Ale my přece šmouhu nechceme!
ISO 800, expoziční čas 1/20 sekundy
Nastavme ISO 800. A hele, fotka je podstatně méně rozmazaná! Proč? Je to jednoduché, ISO je v podstatě zesílení signálu. ISO 800 je tedy (když to zjednodušíme) jakoby 8krát zesílené ISO 100. Jenže kdybychom předchozí snímek 8krát zesílili, dostali bychom přesvětlenou fotku. Funguje to tedy tak, že fotoaparát snímá jen 1/8 času, vyfotí v podstatě velmi tmavý snímek a ten 8krát zesílí. Tím pádem dostane stejně světlý snímek jako v předchozím případě, jen není pohybově rozmazaný. Nyní nastává otázka, proč tedy Koala nefotí pořád jen na vysoké ISO s kratším časem, měla by přece všechny fotky ostré!
A zde právě přichází na řadu šum (a naše kapky). Řekněme, že na určité části snímku bychom očekávali jas o hodnotě 80. Při ISO 100 tedy nasnímáme světlo o této hodnotě a lehký šum nám to třeba rozstřelí do rozmezí 80 až 82 (někam kapka nespadne, někam spadnou třeba dvě). Rozdíl to není velký, fotografie bude docela čistá. Co se ale stane, když budu snímat s ISO 800? Při 8krát kratším čase nasnímáme jen jas 10 (ten chceme 8krát zesílit, abychom dostali cílovou hodnotu 80). Jenže co když se nám tu připlete šum, třeba znovu o hodnotě 2? Už máme jas 12, který osmkrát zesílíme a dostaneme jas 96. Zatímco u nízké citlivosti jsme se pohybovali jen kolem jasu 80-82, s vyšší citlivostí už máme 80-96, tedy výrazně "rozbouřené pixely".
ISO 6400, expoziční čas 1/160 sekundy
S citlivostí ISO 6400 citlivost zvyšujeme ještě dále 8krát (na 64násobek). Čas 1/160 sekundy už stačil ke zmrazení pohybu, i jedoucí auto vypadá jako stojící. Musíte ale počítat s tím, že jsme snímali sice výrazně kratší dobu, ale zesilování signálu mohlo opět velmi výrazně zvýšit šum (zejména u kompaktů i odšumování, s tím rozmazání a pokles barev). Na tomto snímku šum není moc vidět, protože Koala se nechala fotit kvalitní zrcadlovkou a v malém rozlišení se šum snadno ztratí.
Nyní už víme, jak s citlivostí zacházet. Pokud fotíme statické snímky nebo nám nevadí pohybová neostrost, držme se s citlivostí pokud možno co nejníže. Snímky budou mít nízký šum, budou detailnější a ostřejší. Pokud ale víme, že nám pohyb vadí (a to ať objektů na scéně nebo třes našich rukou - to v případě, že nedodržujeme pravidlo převrácené hodnoty ohniska z minulého dílu), určitě musíme zvážit zvýšení citlivosti ISO.
Většinou to za nás udělá automatika, ta má ale omezené rozsahy a občas je nutno nastavit hodnoty ještě vyšší. Naopak někdy automatika volí ISO zbytečně vysoko a v rámci vyšší kvality snímku můžeme zkusit zvolit nějaké střední ISO, které bude kompromisem mezi ostrostí a šumem. Pamatujte, že někdy vyšší citlivostí třeba eliminujete třes ruky, ale kvůli vyššímu šumu bude silnější odšumování a tedy fotku vám nerozostří dlouhý čas, ale odšumování.
Tato alchymie je ale opět zase na fotografovi, najít tu správnou hranici. Ideální je vzít svůj vlastní fotoaparát, vyfotit jednu a tutéž s scénu se všemi dostupnými nastaveními citlivosti a najít si tu hranici, kdy už je pokles kvality příliš drastický, a tedy které citlivosti se pokud možno vyvarovat. Pro dnešek má ale Koala citlivostí ISO už dost. Půjde si najít další téma na prostudování a mezitím...
... se bude věnovat i horolezectví.
