Цифровая фотография

с ПЗС. Для использования с цифровыми фотоаппаратами нужны специальные высокочастотные источники флуоресцентного освещения (30-50 кГц). Прерывистое излучение, создаваемое основными электрическими разрядами, лежит в основном в зеленой зоне спектра. В то же время дополнительное флуоресцентное излучение, производимое стеклянной трубкой с фосфорным покрытием, дает сбалансированный свет непрерывного диапазона волн, имеющий сходство с дневным светом..

 Широкий диапазон цветовых температур (до-6000 оК).

 Высокочастотные осветители пригодны для использования с подвижными датчиками с ПЗС.

 Высокий кпд при малом тепловыделении.

 Большой срок службы.

 Дают рассеянный свет (что целесообразно в большинстве случаев).

 Требуется время для разогрева.

 Дискретный диапазон излучения [может быть скомпенсирован системой управления цветами (CMS)].

 Сравнительно высокая стоимость.

 Ограниченные возможности для переноски.

 Освещение может быть неустойчивым (чтобы исключить появление провалов в низкочастотном диапазоне может понадобиться специальный выпрямитель).

Стандартные перекальные фотолампы с нитью накаливания (3400 оК) горят с перекалом для того, чтобы повысить интенсивность освещения за счет сокращения их срока службы, который может составлять всего 3 часа. Срок службы ламп накаливания может быть значительно увеличен, если поместить вольфрамовую нить в колбу из кварцевого стекла, заполненную галогенным газом (чаще всего йодом). Использование ламп такой конструкции привело к появлению различных названий: кварцевые йодные, кварцевые галогенные, галогенные с нитью накаливания. Цветовая температура для галогенных ламп (3200 оК) несколько ниже, чем у ламп накаливания.

 Невысокая стоимость.

 Источник непрерывного света для подвижных датчиков с ПЗС.

 Дают свет в красно-желтой части спектра (3200-3400 оК).

 Высокий кпд при малом тепловыделении.

 Ограниченные возможности для переноски.

 Сравнительно непродолжительный срок службы.

Фотоаппараты с ПЗС

В общем случае цифровые фотоаппараты, компьютеры и электронное оборудование подвержены воздействию температуры. Если осветительное оборудование в студии выделяет избыточное количество тепла, помещение должно иметь хорошую вентиляцию или снабжено кондиционером. Фотоаппараты с ПЗС нужно размещать в стороне от прямого действия источников непрерывного света или других источников тепла. В этом плане идеальными являются электронные вспышки, но они пригодны только для некоторых типов аппаратов с ПЗС (см. «Выбор вашего фотоаппарата» и «Принцип действия чувствительных элементов»).

Баланс белого

Общий разбаланс составляющих КЗС, даваемых источником света, может быть скомпенсирован регулировкой баланса белого, предусмотренного интерфейсом многих цифровых аппаратов. Может быть предусмотрена вводимая в программу коррекция цветов для специфических источников света. При выборе установки для ламп накаливания будет либо увеличено время, допустимое для формирования зарядов синего и зеленого элементов ПЗС, либо ПЗС усилит их после восприятия. Более эффективным решением является автоматическое управление балансом белого, при котором усредненные показания о воспринимаемом свете считываются на реальном объекте съемки. После этого производится автоматическая компенсация любого разбаланса цветов. Свет, отраженный от объектов с большой гаммой цветов, может повлиять на усредненные показания и привести к неправильной компенсации разбаланса цветов. Интерфейс студийных фотоаппаратов зачастую обеспечивает возможность баланса белого. За счет этого можно получить нейтральную серую поверхность в любой точке снимаемой сцены, которую можно считать эталоном для измерения цветовой температуры. По этой методике можно добиться точного баланса белого для любого объекта съемки. Нельзя добиться компенсации баланса белого при пиковых значениях в спектре непрерывных источников света; для их компенсации потребуется наличие систем управления цветом.

Искусственные глаза

Реальное восприятие

Для получения достоверных изображений нужно, чтобы устройства для восприятия фотографических изображений и их регистрации обеспечивали их передачу как можно более близко к человеческому восприятию. В наших глазах хрусталик переворачивает и фокусирует изображения на сетчатку. На сетчатке есть два типа световых рецепторов: около 120 миллионов «палочек» воспринимают тональные изменения и 6 миллионов «колбочек» дают каждому глазу информацию о цветах. Мозг интерпретирует, переориентирует и воспроизводит эту поступающую в оба глаза сложную информацию в виде трехмерных изображений.

Небольшой участок в центре сетчатки, известный как ямка сетчатки, воспроизводит человеку резко цветные детали. В ямке имеются только колбочки, каждая из которых соединена с мозгом уникальным нервным волокном. Три различных типа колбочек восприимчивы, главным образом, либо к красному, либо к зеленому, либо к синему цвету. В усредненном виде ямка имеет наибольшую чувствительность к желто-зеленой части спектра. Далее от центра ямки колбочки постепенно сменяются палочками. Палочки объединены в группы, они снижают резкость восприятия, но повышают чувствительность. Палочки обеспечивают монохроматическое периферическое зрение в условиях низкой освещенности. Наши глаза имеют очень широкий диапазон чувствительности, адаптируясь к различным условиям освещенности двумя способами. Радужная оболочка в передней части глаза регулирует величину отверстия зрачка, изменяя интенсивность действия света на сетчатку. Чувствительность палочек и колбочек также меняется в течение нескольких минут, адаптируясь к изменяющимся уровням освещенности за счет внутренних химических изменений.

Когда мы наблюдаем два очень схожих цвета, расположенных рядом друг с другом, мы различаем довольно легко самые небольшие вариации цветов. Тем не менее, точное восприятие одного изолированного цвета очень сложно, поскольку наш мозг учитывает окружающее освещение, постоянно адаптируя наше восприятие. Мы воспринимаем лист бумаги, рассматриваемый при свете лампы накаливания, в котором преобладает желтая часть спектра, скорее белым, чем желтым.

Серебряные глаза

Элементы традиционного фотоаппарата в механическом плане работают аналогично глазу. Свет проходит через объектив, который дает на плоскости пленки обращенное и сфокусированное изображение. Интенсивность света, действующего на пленку, изменяется с помощью регулируемой ирисовой диафрагмы или апертуры. Несмотря на то, что диафрагма обеспечивает частичное управление экспозицией, эмульсия фотопленок имеет гораздо меньший диапазон чувствительности по сравнению с нашими глазами и не адаптируется к источникам света с различным цветовым спектром. Поэтому для регистрации объектов съемки, освещаемых дневным или искусственным светом различной интенсивности, выпускается целый ряд эмульсий различных типов.

Цветные фотопленки имеют несколько светочувствительных слоев, содержащих обычно кристаллы галоидного серебра. Под действием света из ионов галоидного серебра выбиваются отрицательно заряженные электроны, которые захватываются примесями кристаллов. В свою очередь, они притягивают свободные, положительно заряженные ионы серебра, образуя скопления металлического серебра. Такие изменения на молекулярном уровне приводят к образованию скрытого негативного изображения, которое становится видимым во время проявления, когда скрытое изображение усиливается примерно в миллион раз. В обычной пленке слой галоидного серебра, ближайший к объективу, чувствителен только к синему свету. Расположенный за этим слоем желтый фильтр не пропускает синий свет к следующему слою, который воспринимает зеленый свет. Последний слой реагирует с красным светом. И зеленый, и красный слои чувствительны также к синему свету, но желтый фильтр не пропускает его. Во время обработки скрытые серебряные изображения заменяются красителями дополнительного цвета. Красное скрытое изображения окрасится в голубой цвет, зеленое станет пурпурным, а синее – желтым. В результате получится негативное изображение голубого-пурпурного-желтого (ГПЖ) цвета, которое экспонируется на цветную фотобумагу. Дополнительная чрезмерная экспозиция и проявление обращаемой фотопленки приводят к тому, что участки, на которых нет изображения, соединятся с голубым-пурпурным-желтым (ГПЖ) красителями, создавая вместо этого позитивное изображение.

Кремниевые глаза

Из-за сложности изготовления матричные чувствительные элементы ПЗС зачастую меньше формата 35-мм фотопленки. Их конструкция имеет большее сходство с глазом, чем фотопленка. Миллионы элементов для восприятия фильтрованных красного, зеленого и синего цветов или фотоэлементов (photosites) в большой матрице можно сравнить с колбочками в центре сетчатки. Интенсивность освещения преобразуется в электрические сигналы как в глазе, так и в ПЗС. В ПЗС частицы света, называемые фотонами (photons), попадают на кремниевый элемент или на подложку элемента, давая дополнительную энергию, нужную для высвобождения атомами кремния отрицательно заряженных электронов. Каждый элемент имеет присоединенный к нему электрический контакт или элемент. При подводе к этому контакту определенного напряжения участок кремния под ним начнет захватывать свободные электроны, то есть он будет функционировать как емкость или приемник электронов. Общий отрицательный заряд свободных электронов, скопившихся в приемнике, пропорционален интенсивности света, поступающего к элементу. О том, как отдельные заряды, накопленные в тысячах рядов элементов