Förstå kamerapertur och varför det spelar någon roll

Under de senaste tre åren eller så, varje gång en telefon tillkännages och de kommer till delen om kameran, kastas ordet "bländare" runt. Med Galaxy S9 som avslöjas precis runt hörnet, kommer du att höra den igen. Och om rykten om ett kameralins med en bländare som du kan justera är sanna kommer vi att höra minst 200% av den rekommenderade dosen av bländarprat. Men vad betyder det? Vad är det exakt?

I sin enklaste form är en bländare ett hål som ljuset passerar igenom. När man talar om fotografering är "hålet" öppningen framför en lins (inte själva linsdiametern) och ordet bländare får en större betydelse och blir en inställning som fotografen kan referera till. Det är en av de tre grundläggande pelarna för bildtagning, tillsammans med ISO och slutarhastighet, och medan vetenskapen och matematiken involverar gör bländarinställningen viktig för en lång lista med skäl, de två viktigaste för alla som tar en bild är fokuspunkten och exponering. Är du redo att gräva i allt detta tills det är meningsfullt? Bra! Vi är också.

Fotografiets kärlekstriangel

Tidigare nämnde jag att bländaröppningen är en av de tre pelarna i fotografering tillsammans med ISO och slutartid. Tillsammans kallas de tre inställningarna som exponeringstriangeln och var och en kan ha en dramatisk effekt på hur bra ett fotografi ser ut. De påverkar mer än exponeringen (ljusstyrkan) på en bild, så låt inte namnet lura dig - tillsammans är de den största faktorn för att en bild ska se bra ut eller hemsk.

Alla ändringar av bländare, slutare eller ISO påverkar alla tre inställningarna.

De tre inställningarna måste balanseras, så att du verkligen inte kan prata om en utan att förklara lite av vad de andra kan göra. En kamera måste kunna frysa ett ögonblick i tiden och återskapa de rätta färgerna på rätt platser och kunna definiera de rätta kanterna, och bländaröppning, ISO och slutartid är de tre inställningarna som gör det att hända. Du kan helt enkelt inte justera en inställning utan att justera minst en av de andra om du räknar med att ta ett bra fotografi.

ISO

ISO är ett mått på kamerans sensors känslighet för ljus. Vägen tillbaka när den faktiska filmen användes köpte du en annan ISO-klassad film eftersom det inte fanns några sensorer och ISO var en icke-justerbar del av en bilds exponering. Vi har saker lite bättre nu. Med en modern digitalkamera kan vi styra sensorns känslighet i farten. Tekniskt kontrollerar vi nivån på förstärkningen efter inspelning som appliceras på signalen eftersom det är lättare, kommer att förlänga sensorns livslängd kraftigt och ger identiska resultat.

En lägre ISO betyder mindre brus.

Helst är en lägre ISO bättre eftersom det betyder att det är mindre brus (pixlar som inte är en rekreation av den verkliga miljön) i slutresultatet för alla efterbehandlingar att filtrera bort. När bearbetning måste ta bort brus gör det det baserat på pixlarna runt det som inte är bullriga och gör en utbildad gissning. Mindre gissning innebär ett bättre foto. Men det är inte praktiskt att använda en super-låg ISO-inställning för det mesta eftersom slutartiden och / eller bländaröppningen inte kan kompensera.

Att öka ISO-inställningen ökar ljuskänsligheten, vilket gör att du kan ta ett foto med mindre ljus från alla källor. Det finns tre saker att komma ihåg om ISO-inställningen:

• Ju lägre ISO-nummer, desto mindre känslig är sensorn för ljus. Ju högre ISO-nummer, desto känsligare är sensorn för ljus.
• Signalen tar upp mer ljud när det blir känsligare. Det betyder att lägre ISO-nummer har mindre brus och högre ISO-nummer har mer buller.
• När du inte kan öppna bländaren bredare eller inte kan bromsa slutaren använder du en högre ISO för att "frysa" rörelse och ta en bild som inte är suddig.

Slutartid

Slutarhastighet är mätningen av hur länge slutaren förblir öppen när du tar ett foto eller tar en bild av en video. När slutaren är öppen kommer ljuset in, så snabbare slutartider kan inte samla så mycket och exponeringen sänks. Naturligtvis är det motsatta sant och en lägre hastighet resulterar i en högre exponering. Tänk på exponering när du använder det här sättet som ljusstyrkan eller mörkret på fotot efter att allt är gjort och du har ett handtag om vad det betyder.

Lägre är snabbare när du pratar slutartider.

Medan slutaren är öppen samlar sensorn in data om allt den kan "se". När någon del av det som är inramat framför sensorn rör sig kommer resultatet att bli suddigt, så för det mesta är en snabbare slutartid bättre för att få ett skarpt och fokuserat foto.

• Om du sänker slutartiden (även känd som en snabbare slutare) måste du höja ISO eller öppna bländaren för att öka exponeringen. Men ditt foto blir skarpare med en snabbare slutare.
• Om du ökar slutartiden (en långsammare slutare), kan du behöva sänka ISO eller stänga bländaren för att minska exponeringen. Men ditt foto blir mindre vass och kanske till och med suddigt med en långsammare slutare.

Varje kamera har en slutare, även din telefon. Filmkameror behöver en verklig mekanisk gardin för att öppna och stänga, men många digitala små sensorkameror (inklusive din telefon) är bara tid för att fånga in data som slutaren. Det är därför du kan slå på eller stänga av slutarljudet på många telefoner; inget rör sig verkligen för att göra ljudet, det genereras bara av programvaran och tidsinställs till slutarutlösningen.

Öppning

Bländare är mätningen av hur öppen (eller stängd) iris i en kameralins är. Det mäts i f-stopp, som är ett uttryck för förhållandet mellan brännvidden (avståndet från fokuseringspunkten på linsen till framsidan av sensorn) till irisens diameter (hålet framför linsen). Du behöver inte komma ihåg det eller göra någon matematik, men du behöver veta att ett lägre f-stoppnummer är en bredare bländare och som gör att mer ljus kan gå igenom linsen och nå sensorn.

• En smalare bländare (högre f-stoppnummer) behöver en långsammare slutare eller en högre ISO-inställning för att öka exponeringen.
• En bredare bländare (lägre f-stoppnummer) behöver en snabbare slutare eller en lägre ISO-inställning för att minska exponeringen.

Som ni ser är bländaren bara en del av det som gör ett korrekt exponerat foto. Men som slutarhastighet och ISO har bländare också inverkan på skärpan. Varje del av exponeringstriangeln ändrar också ett annat element i ditt foto när de justeras. Ändring av ISO kan öka buller, ändra slutartid kan öka rörelsesuddighet och ändra bländarändringar vad som kallas fältdjup.

Allt är inte porträttläge

Du undrar kanske varför bländaren på kameran inte bara är extremt låg för att släppa in allt ljus det kan. Nåväl, förutom att göra bilderna överexponerade i många fall skulle fältdjupet vara för smalt.

Rätt fältdjup kan göra en bra bild bra.

Ett fältdjup är avståndet mellan det närmaste i ett foto som är i fokus och längst i ett foto som fortfarande är i fokus. Ett kameralins kan bara sätta saker i fokus på en plats. Allt utanför den exakta punkten är inte i fokus och suddas utåt från mittpunkten i form av öppningen. De delar som verkar vara i fokus för våra ögon är i djupet av fältet.

När något är tillräckligt långt borta är skillnaden mellan af / 5-bländare (vänster) och af / 25-bländare (höger) minimal så länge utrustningen kan justera ISO och slutartid tillräckligt för att kompensera. Din telefon kan inte och resultatet skulle vara bullrigt. Väldigt högljutt.

Att ignorera bländare, ISO, slutare och exponering av det största fältdjupet för ett lins som en lins kan skapa kallas förvirringens cirkel. Fältets djup ökar ju längre linsen är från den punkt den fokuseras på tills du når cirkeln av förvirring. Det betyder att ta en bild av något tvärs över gatan har ett större fältdjup som tar en bild av något några centimeter bort med exakt samma inställningar. För våra ögon verkar en lins som är inriktad på något långt bort borta ha ett fältdjup i full bredd där allt vi kan se står i fokus, men kamerasensorer kan bearbeta det som ligger framför det mycket bättre än våra ögon kan.

Vad vi ser kontra vad vi får

Det som är viktigast är vad vi kan se, inte vad linsen kan fånga.

Fältdjupet är det som avgör vilka områden i ett foto som står i fokus. Normalt vill vi ha en bild som är tydlig och skarp i hela, men med en uppenbar punkt som drar våra ögon. Fotografen måste se till att motivet är inramat på ett sätt som drar ögat till det, men skärpedjupet är det som gör den platsen mer "skarp" än resten av fotot. Helst är allt i fokus och vi kan inte se var den faktiska fokuspunkten faller av och istället uppfattar vi bara en liten skillnad. Fotografi är en del av optisk illusion tillsammans med delkonst och en del av allt annat.

Kort sagt, de personer som arbetar för ett företag som tillverkar kameralinser har mycket att tänka på och mycket väldigt komplex matte att sortera. När de utformar en mycket liten fast lins i en smartphone blir det allt ännu mer komplicerat. Och det är mycket viktigt eftersom vi framför allt vill att våra bilder ska se bra ut oavsett vilka siffror som kastas mot oss.

Fantastiska porträtt

Porträttfotografering är ett undantag från den allmänna regeln. När du har ett enda ämne - det kan vara en person eller ett husdjur eller en grupp vänner eller något annat - som du vill sticka ut mot en enkel men trevlig bakgrund kan ett porträttfoto se otroligt ut om det görs korrekt.

Normalt använder ett porträtt en bred bländare för att skapa ett smalt skärpedjup. Tillsammans med korrekt exponering och lätt justerad färg skapar detta ett resultat där motivet ser isolerat ut från bakgrunden. Detta är lätt för en kamera med ett större snabbare objektiv och full manuell kontroll, men inte så lätt för något som en smartphone.

Pixel 2 använder en ren mjukvarulösning för att ta vanliga foton (vänster) och porträttläge foton (höger) på samma gång.

Olika företag försöker göra porträtt på olika sätt. Google och Huawei använder maskininlärning tillsammans med kapabel hårdvara för att skapa porträtt genom programvara och bearbetning. Samsung fokuserar (förlåt ordalaget) på hårdvara först för att ge flera vinklar och brännvidder till bildprocessorn. Apple gör båda. Inte heller är nytt, vi har sett flera objektiv och programjusterbart fältdjup från företag som Nokia, ZTE, LG och mer under de senaste fem åren, men tekniken har kommit framåt och resultaten är mycket bättre.

Lägg märke till att jag sa "bättre" och inte perfekt. Även om det är möjligt att få ett bra porträttfoto från någon av de kapabla flaggskeppstelefonerna, är de flesta foton i bästa fall i genomsnitt. De verkar alla sakna subtiliteten vid kanterna av fältdjupet och tillämpa en enhetlig oskärpa i bakgrunden, så att saker ser lite onaturliga ut. Att skapa ett djup av fälteffekt som ser bra ut varje gång är tufft, men vi kommer dit.

En justerbar bländare på en smartphone?

Om rykten är sanna ser vi en kamera som har en användarjusterbar bländare på Galaxy S9. Detaljer är glesa så vi vet inte om detta betyder ett verkligt mekaniskt sätt att öppna eller stänga iris på linsskyddet eller programvaran som kan kontrollera djupet i fälteffekten.

Jag satsar på detta betyder ett sätt att justera kontaktpunkten som vi har sett från många företag och ett sätt att justera det verkliga djupet på fälteffekten jämfört med att bara göra vissa delar av fotot suddiga efter bearbetning. Smartphone-veteraner kommer att komma ihåg att Nokias Refocus-funktion gjorde något mycket liknande det jag beskriver. Modern hårdvara borde kunna skaffa all den information som behövs mycket snabbare än vi såg 2013 och att ta bilder tar inte så lång tid eller vara lika svårt.

Oavsett hur Samsung levererar en justerbar bländare, om de gör det är det lätt att förstå varför. Allt går tillbaka till djupet i fältet.

2017: s hårdvara borde vara mycket bättre på att justera ett fältdjup som 2013 var. Och 2013: s hårdvara var inte alls dålig.

De flesta små linser designade för de typer av bildsensorer som vår telefon använder är formade och slipade så att de är skarpast med ett fältdjup någonstans mellan ƒ / 5, 6 och ƒ / 8. Det här är mycket smalt och tillåter inte mycket ljus, men det minskar kromatisk avvikelse vilket gör att färgerna din kamera återger så nära originalet som möjligt. Att använda ett fast bländarsystem inställt på jämnt f / 5.6 kommer inte att producera foton som är väl exponerade utan hög ISO (kom ihåg, detta betyder mycket ljud) och / eller en långsam slutare (vilket betyder suddiga foton) så bländaren breddas och lite skarpa utbyts mot ett mycket mer flexibelt system.

När kameror i våra telefoner är närmare ƒ / 0, 5 (det teoretiska maximumet enligt Sidney F. Ray: s tillämpade fotografiska optik) offras mer och mer skärpa i normala fotografier. Det är svårt att bromsa slutaren tillräckligt för att möjliggöra korrekt exponering och producera foton som är riktigt fokuserade och skarpa, så ISO ökas och SNR (signal-till-brusförhållande) blir högre och högre. Och detta gör ingenting för att ta itu med det smala fältdjupet när du tar normala eller vidvinkelfoton.

Vi har sett pixelstorlekar växa för att kompensera och kamerakretsar är byggda för att hantera brus mycket bättre än tidigare, men om du är ett företag som vill fokusera på att använda hårdvara för bättre foton och inte programvara, är nästa det logiska steget är att perfekta ett sätt att använda flera bländare. Jag är inte säker på vad jag förväntar mig av Samsung med Galaxy S9s kamera, men Samsung måste ta nästa steg och är mer än kapabel att göra det.

Ta bättre bilder

Nu vet du lite om vad bländare är och hur ti påverkar bilderna du tar. Så kom ut och ta lite!

Och kom ihåg nästa gång någon på scenen säger att den här fantastiska nya telefonen har en fantastisk f / något- bländare, det finns mer en fantastisk kamera. Mycket mer.

Vi kan tjäna en provision för inköp med våra länkar. Läs mer.