A fényképezés alapjai - Mélységélesség

Tartalom

A mélységélesség és a hiperfokális távolság fogalma
A mélységélesség a gyakorlatban
    Fényképezés adott fényképezőgéppel
    Különböző méretű képérzékelők
Fókusz sorozat (fókusz eltolás, focus stacking)
Változtatható gyújtótávolságú objektív fényereje
Hiányzó rekesz szerkezet
Élesség a végtelenben
Mélységélesség megállapítása
A digitális kompakt gép és a mélységélesség


Kevés szó esik erről a digitális kompakt fényképezőgépek kapcsán, annál több a DSLR gépek esetén. Ha az élességre gondolunk, azt szeretnénk, ha felvételünk éles lenne. De mindenhol egyformán élesnek kell lennie? Nem feltétlenül. Ha a fő téma éles, mögötte a háttér életlen, akkor ez mintegy kiemeli a témát a környezetéből.


A képrészleten a háttér elmosódott, ezáltal az éles téma térbelisége sokkal jobban érződik.

A mélységélesség és a hiperfokális távolság fogalma

A mélységélesség

Ha a fényképet megtekintjük, azt tapasztalhatjuk, hogy nemcsak az élesre állítás síkjában lévő tárgypontokat látjuk szubjektíven élesnek, hanem bizonyos határig élesnek látjuk attól a fényképezőgép felé eső, és attól távolabb lévő tárgyrészleteket is. Az élességnek mélységbeli kiterjedése van. Az élességnek ezt a szubjektív mélységbeli kiterjedését nevezzük mélységélességnek.

A fogalom régebbi elnevezése "mélységi élesség" volt, amely szerintem jobban kifejezi a dolog lényegét, mint a mai, rövidített név. Az 1930-as években Hevesy Iván a HA-FA sorozatban még "Mélységi élesség" címmel írt könyvet.

Természetesen "borotvaélesek" csak az élességállítás síkjában lévő képpontok lesznek.

A hiperfokális távolság

A hiperfokális távolság olyan távolságbeállítás a fényképezőgépen, amelynél (az adott képérzékelő méret, a beállított rekesznyílás átmérő, illetve adott gyújtótávolság esetén) a mélységélesség távoli határa a megengedett szóródási körre vonatkozóan a végtelen. Hiperfokális távolság beállítása esetén a mélységélesség közeli határa a hiperfokális távolság fele, távoli határa pedig a végtelen. A hiperfokális távolság megegyezik a végtelenre állított objektív mélységélességének közeli határával.

Ha fényképezőgépünkön ezt a távolságot állítjuk be, a képen a mélységélesség közeli határától a végtelenig szubjektíven minden éles lesz. A hiperfokális távolságot beállítva lesz legnagyobb a mélységélesség (az egyéb tényezők változatlanul hagyása mellett).

A mélységélesség és a hiperfokális távolság fogalmáról, és arról, hogy mely tényezőktől hogyan függ, az Alapfogalmak című fejezetben írok részletesen.

A mélységélesség a gyakorlatban

Tudjuk, hogy a mélységélesség függ az objektív gyújtótávolságától és a felvételi távolságtól is. Egy nem messze lévő fél méter széles, mélységi kiterjedéssel bíró tárgyat szeretnénk lefényképezni. Kezdjük 80 mm gyújtótávolságú objektívvel, felállítjuk gépünket állványra úgy, hogy a tárgy kellően kitöltse a képmezőt. Beállítunk például f/8 rekeszt, de nem vagyunk megelégedve a mélységélességgel, mert az túl kicsi. A nagyobb mélységélesség reményében átállítjuk zoom objektívünket 30 mm gyújtótávolságra, hiszen tudjuk, hogy a kisebb gyújtótávolság - egyéb tényezők változatlanul hagyása mellett - nagyobb mélységélességet eredményez. A mélységélesség meg is nőtt, azonban így a tárgy túl kicsi lett a képen. Mit tudunk tenni? közelebb megyünk a tárgyhoz, hogy az hasonlóan töltse ki a képfelületet, mint a 80 mm-es esetben. Tudomásul vesszük azt is, hogy ezáltal a kép perspektívája is megváltozott. A mélységélesség viszont függ a felvételi távolságtól is, és csökkent azáltal, hogy közelebb mentünk a tárgyhoz. Már csak az a kérdés, hogy a második esetben valóban nagyobb mélységélességet kaptunk-e, vagy az objektív gyújtótávolságának csökkenése által megnövekedett mélységélességet esetleg kompenzáltuk is azáltal, hogy közelebb mentünk a témához?. Ennek belátása nem egyszerű feladat. A mélységélesség átlátása nem egyszerű.

Fényképezés adott fényképezőgéppel

A helyzet viszonylagos bonyolultsága miatt egyszerűsíteni kell, még akár a pontosság árán is.

Az első esetben azt tárgyalom - szigorúan a gyakorlat szemszögéből -, hogy egy adott fényképezőgéppel egy adott valamit adott nagyságban szeretnénk lefényképezni, akkor hogyan alakul a mélységélesség, illetve mitől függ.

A felvételi távolságot három részre osztom.

  • A távoli tartomány, ahol egyre inkább szerepet játszik a végtelenbeli élesség (közelítünk hozzá). Tekintsük ennek határát úgy, hogy az a hiperfokális távolságra állított objektív közelpontja (hiperfokális távolság fele, illetve ennél távolabbi felvételi távolságok).
  • Közeli tartomány, amikor a hiperfokális távolság közelpontjánál közelebb elhelyezkedő tárgyat szeretnénk úgy lefényképezni, hogy az nagyjából kitöltse a képmezőt. A tárgy mérete a fél métertől néhány (5-7) méterig terjedhet.
  • A közelfényképezés tartománya.

Az első eset legjellemzőbben tájképek esetén fordul elő, a rekeszérték és a gyújtótávolság függvényében a hiperfokális távolság figyelembevételével határozhatjuk meg a mélységélességet.

Ha a távolságot a hiperfokális távolságra állítjuk, akkor a hiperfokális távolság felétől a végtelenig minden éles lesz.
Ha a távolságot a végtelenre állítjuk, akkor a hiperfokális távolságtól a végtelenig minden éles lesz.

A második tartomány lefedi a leggyakoribb témákat, az arckép vagy egész alakos portré készítésétől egy autó lefényképezéséig.

Ezekben az esetekben - a fenti 80 mm-es és 30 mm-es gyújtótávolság példájához hasonlóan - a gyújtótávolság változtatása és az azonos képkitöltés miatt szükséges felvételi távolság változtatás a mélységélesség szempontjából megközelítőleg kompenzálják egymást, ezért ebben a tartományban gyakorlatilag csak a rekeszértékkel változtathatjuk meg a mélységélességet, az objektív gyújtótávolságával nem.

A harmadik tartomány a közelfényképezés tartománya. Ebben a tartományban egy adott rekeszértékhez tartozó mélységélesség a leképezési aránytól függ, és nem függ attól, hogy milyen gyújtótávolságú objektívvel értük el az adott arányt. Tehát egy adott leképezési arány esetén a mélységélességet csak a rekeszértékkel tudjuk befolyásolni.

Különböző méretű képérzékelők

A második esetben azt nézzük meg, hogyan alakul a mélységélesség, ha egy adott témát - például egy arcképet - két, egymástól különböző nagyságú képérzékelőjű fényképezőgéppel szeretnénk lefényképezni úgy, hogy egyformán töltse ki a téma a képmezőt.

Tekintsünk egy Full-Frame (24x36 mm) képérzékelőjű fényképezőgépet és egy Canon APS-C (22,2x14,8 mm) képérzékelőjű fényképezőgépet. A Canon APS-C ekvivalens gyújtótávolság szorzótényezője 1,6. Fényképezzünk le valamit ugyanarról a helyről, példánkban 4 m távolságból mindkét fényképezőgéppel. A Full-Frame gépen használjunk ehhez 80 mm gyújtótávolságú objektívet, ugyanakkora látószög elérésére az APS-C méretű érzékelőhöz 80/1,6=50 mm gyújtótávolságú objektív szükséges, használjuk azt. A Full-Frame gépen állítsunk be f/4 rekesznyílást. A kérdés az, hogy milyen rekesznyílást kell beállítanunk ahhoz az APS-C érzékelőjű vázon, hogy közel azonos mélységélességet kapjunk mint a Full-Frame fényképezőgéppel.

Ennek megállapítására a http://www.dofmaster.com/dofjs.html oldalon található mélységélesség kalkulátort használtam.

Lássuk a Full-Frame esetét:

fullframe
Láthatjuk, hogy az f/4 rekesznyílás esetén a mélységélesség közeli határa (Near limit) 3,73 m, távoli határa (Far limit) 4,32 m, mélységélesség (az ábrán Total) a kettő különbsége, azaz 0,59 m.

És ugyanez az APS-C érzékelő esetén:

apsc
Láthatjuk, hogy f/2,5 rekesznyílást kell választanunk ahhoz, hogy megközelítően ugyanakkora, 0,61 m legyen a mélységélesség.

Ez az összefüggés általánosan is igaz, az APS-C érzékelős fényképezőgépen a fenti feltételek mellett (azonos tárgy azonos távolságból azonos képkitöltés melletti fényképezése) körülbelül 1 egész 1/3 értékkel tágabb rekesznyílás beállítása mellett kapunk hasonló mélységélességet, mint a Full-Frame érzékelővel rendelkező fényképezőgép esetén. Más szavakkal: azonos mélységélességű kép elérésére 1 egész 1/3 értékkel tágabb rekesznyílás (illetve hasonlóan kis mélységélesség elérésére ennyivel fényerősebb objektív) szükséges APS-C érzékelő esetén.

A kalkulátor segítségével ehhez hasonlóan más méretű fényképezőgépeket is összehasonlíthatunk.

Fókusz sorozat (fókusz eltolás, focus stacking)

Ennek lényege az, hogy állvány használatával a témáról több felvételt készítünk úgy, hogy az élességet a téma más és más síkjára állítjuk. Ezzel elérjük, hogy a téma minden részét valamelyik kép élesen ábrázolja. Az így kapott képeket szoftver segítségével egyesítjük, az eredmény nagy mélységélességű kép lesz. Egyszerűbb esetekben 3-10, speciálisabb esetben akár 100 db képből állítjuk össze a végleges képet.

Ez a módszer csak álló témák esetén alkalmazható.

Hiába használunk állványt, az objektív sajátosságai miatt a téma különböző részére állított élességű képek nem fogják pontosan fedni egymást. Az eltérést a képek egyesítése során kell korrigálni.

Ezzel a módszerrel elérhetjük például azt, hogy az előtérben, az objektívhez közel lévő virág, és a távolabb lévő kastély is tökéletesen éles legyen. Ezt másképpen nem érhetjük el, esetleg a hatást megközelíthetjük kis érzékelő méretű kompakt géppel.

Ügyelni kell arra, hogy fénymérés csak az első képnél történjen, vagy manuális módot kell használni, mert azonosan exponált, azonos rekesznyílással, azonos záridővel, azonos érzékenységgel készített felvételeket kell egyesítenünk.

Közelfelvételek készítésénél is előszeretettel használják ezt a módszert.

Változtatható gyújtótávolságú objektív fényereje

A változtatható gyújtótávolságú objektívek fényereje (azaz a maximális nyílású rekesz értéke) a legtöbb objektívnél változik a gyújtótávolság (zoom) függvényében.

Ezt fel is tüntetik az objektíven, például:  "6 mm - 72 mm f/2,7 - f/3,5". Ez azt jelenti, hogy 6 mm-es gyújtótávolságú állásban a maximális fényerő (legnagyobb beállítható rekesznyílás) f/2,7, 72 mm-es tele állásban pedig a fényerő f/3,5-re csökken.

 Tele állás (legnagyobb gyújtótávolság) felé haladva a zoom beállításával kompakt gépeknél szinte minden esetben csökken az objektív fényereje (persze nem mindegy, milyen mértékben). A rekesz számértékében a kisebb szám jelzi a nagyobb fényerőt. A nagyobb fényerejű objektív képes fényesebb képet vetíteni ugyanarról a témáról az érzékelőre.

DSLR gépek esetén például a drága felső kategóriás objektívek között van olyan, amelynek fényereje nem változik a gyújtótávolság függvényében. Más gyártó esetén is ez leginkább a drága objektíveknél igaz.

Hiányzó rekesz szerkezet

Egyes digitális kompakt fényképezőgépekben nincs valódi rekesz szerkezet (irisz blende), hanem semleges szürke szűrő van beépítve helyette, amely a fény útjába be- illetve kiiktatható, és az érzékelő felületére vetített kép fényerejét csökkenti.

Számos ilyen géptípus létezik, kompakt gépek tucatjai tartoznak ide, sok-sok géptípus.

Ha manuális üzemmódba kapcsoljuk a rekesz szerkezetet nem tartalmazó fényképezőgépet, akkor azt láthatjuk, hogy mindig csak két rekeszérték közül választhatunk, hogy melyik kettőt, az a beállított gyújtótávolságtól függ, mert annak függvényében változik az objektív fényereje.

A szűrő be- vagy kiiktatása semmilyen hatással nincs a mélységélességre, hiszen általa nem változik a nyílás átmérője, amelyen a fény áthalad. Az ilyen gépnél a rekeszérték változtatásával történő mélységélesség változtatás rekesz szerkezet híján igen korlátozott, az objektív fényereje (és ezzel mélységélessége) a fókusztávolság állításával (zoom állítás) együtt változik. Azaz ha tele állás felé állítjuk a zoomot, akkor a fókusztávolság növekedése miatt csökken egy adott felvételi távolságra vonatkoztatott mélységélesség, de ezzel egyidejűleg csökken az objektív fényereje is (maximális rekeszértéke), amely viszont növeli a mélységélességet.

Élesség a végtelenben

Ez nem tűnik problémának. Nem is igen lehet róla információt találni az interneten sem. Végtelenre állítjuk fényképezőgépünkön az élességet, és akkor a távoli tárgyak élesek lesznek. A látszat ez, de néha a valóság problémásabb ennél.

Canon S2IS géppel a távoli tárgyakat sehogyan sem lehet teljesen élesen lefényképezni. Ha tele állásban (420mm ekvivalens gyújtótávolság), manuális élesre állítással, végtelenre állított élesség mellett lefényképezzük a Holdat, nem az elvárt, megszokott élességet kapjuk. Ha Sony F717 géppel (mindössze 190mm ekvivalens gyújtótávolsággal) tesszük ugyanezt, sokkal élesebb képet kapunk. Ugyanez a helyzet egy 3-4 km-re lévő távközlési torony fényképezésekor.

Egy darabig nem értettem a helyzetet, de amikor a Canon gépre telepített CHDK segítségével láttam, hogy a gép élességét legfeljebb 65565 mm távolságra állíthatjuk, minden világos lett. Ez a gép úgy van tervezve, hogy a végtelent a 65,5 méter jelenti, és ennél távolabb lévő témára nem állít élesre, ettől távolodva a téma egyre életlenebb lesz. Ez a tulajdonság a legtöbb téma esetén egyáltalán nem jelent problémát.

Bizonyára van más gép is, amely az S2IS-hez hasonlóan viselkedik. Ha fontos a végtelenbeli élesség, akkor figyeljünk erre.

Mélységélesség megállapítása

A filmes korszakban az egyszerűbb fix gyújtótávolságú (optikai zoommal nem rendelkező) objektívek távolságállító skáláján általában leolvasható volt a beállított távolság és rekesznyílás függvényében a mélységélesség határai. Ennek megállapítása a digitális kompakt gépek esetén nem ilyen egyszerű. A kijelző kisebb felbontása, kis mérete miatt a legtöbb esetben nem látszik jól, hogy valójában mi mennyire lesz éles képünkön.

DSLR gép esetén az objektívet lerekeszelhetjük a beállított (vagy a gép által kiválasztott) rekeszértékre, és a kijelzőn láthatjuk a mélységélességet. Azonban sok esetben az nem látszik (mert az objektíven nincs távolság skála), hogy milyen távolságra állított élesre a gép.

Ha Canon kompakt gépünk van, és fel van telepítve a CHDK, akkor a kijelzőn felvételkészítés előtt láthatjuk az adott beállításhoz tartozó mélységélességi határokat, az aktuális beállításhoz tartozó hiperfokális távolságot. Ha manuális élességállítás módban ez utóbbit állítjuk be gépünkön, akkor az adott rekeszhez, gyújtótávolsághoz tartozó legnagyobb mélységélességet kapjuk, melynek távoli határa a végtelen.

A digitális kompakt fényképezőgépek esetén a kisfilmes gépek 50 mm-es gyújtótávolságú objektívjének megfelelő (azonos látószögű) gyújtótávolság a képérzékelő méretétől függően mindössze 9-12 mm, azaz jóval kisebb. A jóval kisebb gyújtótávolság lényegesen nagyobb mélységélességet eredményez. A kisfilmes (24x36 mm filmméretű) fényképezőgéppel azonos mélységélességi viszonyok akkor lennének digitális gépünk esetén, ha annak képérzékelője is 24x36 mm-es méretű lenne, és az objektívek fényereje (beállított blende értéke), gyújtótávolsága is megegyezne. A Full-Frame méretű (24x36 mm-es) érzékelővel rendelkező DSLR gépek mélységélesség viszonyai megegyeznek a kisfilmes fényképezőgépével.

A digitális kompakt gép és a mélységélesség

A digitális kompakt fényképezőgépek esetén a beállítható legszűkebb rekeszérték leggyakrabban f/8-as, és nem állítható be f/11-es, f/16-os vagy f/22-es érték. Ennek korlátozó hatása a gyakorlatban nem elsősorban a mélységélesség kapcsán jelentkezik, hanem korlátozza a hosszabb záridővel történő fényképezést. Bizonyos esetekben hosszabb záridőhöz már olyan szűk rekeszérték lenne szükséges, amely nem áll rendelkezésre. Ekkor úgynevezett ND (semleges szürke színű) színszűrő használata segíthet. A színszűrők használatáról külön fejezetben szólok.

Ha egy patakon a kis vízesést úgy szeretnénk lefényképezni, hogy a vízesés selymesen elmosódva jelenjen meg a képen, akkor azt 1-2 másodperces záridővel, állvány használatával kell lefényképezni. Ennyi idő alatt az f/8-as rekesznyíláson át túl sok fénymennyiség éri a képérzékelőt, a kép túlexponált lesz. Ilyen esetben nem lehet megúszni a semleges szürke szűrő használatát, amely a fény erősségét kellő mértékben gyengíti. Sajnos minden szűrő kismértékben rontja a képminőséget. Talán akkor járunk a legjobban, ha gépünkön olyan rekeszértéket állítunk be, amelynél az objektív rajza a legjobb (ha a szükséges mélységélesség ezt lehetővé teszi), és olyan szűrőtényezőjű szürke szűrőt alkalmazunk, hogy ahhoz 1-2 másodperces expozíció váljék szükségessé.

Nem beszéltem részletesen az érzékenységről. Azért nem, mert a digitális kompakt fényképezőgépek esetén általában korlátozott a használhatósága. A legtöbb ilyen gépnél maximum ISO 200 érzékenységig kapunk elfogadható zajú felvételt. A legkisebb érzékenység pedig nem szokott ISO 50-nél kevesebb lenni. DSLR gép esetén jobban kihasználhatjuk, hogy nagyobb ISO érzékenységen is kis zajú képeket készíthetünk.

Tájkép esetén a nagy részletgazdagság (kiválóan rajzoló objektív) és nagy mélységélesség a fő követelmény. A digitális kompakt gépek esetén a nagy mélységélesség adott. A nagy részletgazdagság sajnos nem mindig.

Egy nem túl nagy téren szeretnénk portrét készíteni úgy, hogy a házak a háttérben életlenek legyenek. Portrét általában legalább 90-100 mm ekvivalens gyújtótávolsággal szokás készíteni, mert kisebb gyújtótávolság (pl. 35-50 mm ekvivalens) esetén ahhoz, hogy a modell elég nagy legyen a képen, közel kell menni hozzá, és a perspektivikus torzítás miatt az arc nem hat természetesnek (például túl nagynak látszik a képen a modell orra). Ha távolabbról, nagyobb gyújtótávolságot (zoom) állítunk be, akkor sok géptípus esetén egyúttal a maximálisan alkalmazható rekesznyílás (objektív fényereje) is lecsökken (pl. f/2,8-ról f/5,6-ra), amely a kis mélységélesség ellen hat.

Ha "mindent" élesen akarunk az elkészült fényképen látni, akkor (csak) ebből a szempontból előnyösebb a kisebb képérzékelő, ha élni kívánunk a kisebb mélységélesség nyújtotta lehetőségekkel, akkor a nagyobb érzékelő a jobb (és általánosságban is, minden szempontból az a jobb, kivéve a nagy mélységélességű képek készítése).

A digitális kompakt gépek többségénél többféle automatikus élesre állítási lehetőség közül választhatunk.

  • Több mezős (gyakran például hét mezős) élesre állítás, amely a készítendő kép több különböző területét veszi figyelembe, és úgy próbálja beállítani az élességet, hogy minden mező, azaz gyakorlatilag a képen minden, a lehető legélesebb legyen.
  • Egy mezőben (például a kép közepén) lévő tárgyra állít élesre, az lesz a legélesebb. 

Ha ezt az utóbbi beállítást használjuk, ne feledjük, hogy nem kell az élesen ábrázolt tárgynak feltétlenül a kép közepén elhelyezkednie. Ennek elérésére tegyük a következőket:

  • Állítsuk a kép közepén lévő mezőbe azt az objektumot, amelyet legélesebben szeretnénk látni a képen.
  • Nyomjuk le félig az exponálógombot, megtörténik a fénymérés és az élesre állítás.
  • A gombot tartsuk félig lenyomott helyzetben, komponáljuk meg a képet, majd nyomjuk le teljesen.

A digitális kompakt fényképezőgépek kis képérzékelőjéből eredő nagy mélységélessége behatárolja lehetőségeinket. Előnyös lenne nagy, legalább f/2 fényerejű objektív használata, de ez elég kevés fényképezőgépen található meg. Előnyös lenne olyan objektív is, amelynek fényereje nem csökken jelentősen tele állásban sem. Ilyennel is csak elég kevés digitális kompakt fényképezőgép rendelkezik. Fényképezőgépünk rekesz prioritás üzemmódjában (Av) módunkban áll megválasztani a rekeszértéket, és ezáltal befolyásolni a mélységélességet. Akit mélyebben érdekel a téma itt: http://elit.jaisz.hu/~flash/dof/index.php vagy itt: http://dofmaster.com/lengths.html találhat mélységélesség kalkulátort és fényképezőgépéhez mélységélességgel kapcsolatos adatokat.

Bereczky Péter - bykyny