Asiaa valosta. Digitaalinen valokuvaus tuo valon mittaukseen ennennäkemättömän

Transkriptio

1

2 Asiaa valosta Digitaalinen valokuvaus tuo valon mittaukseen ennennäkemättömän tarkkuuden. Kehittyneet kamerat voivat esimerkiksi näyttää mistä tahansa kuvasta histogrammin, joka on periaatteessa kaavio siitä, miten kuvan eri sävyt (tummista vaaleisiin) jakautuvat. Kun kuva on siirretty kamerasta tietokoneeseen, sitä voidaan analysoida tällä ja monella muulla tavalla. Nämä eivät ole pelkkiä teoreettisia harjoituksia, vaan käytännöllisiä tapoja poimia ja esittää visuaalista tietoa parhaalla mahdollisella tavalla hyödyntää valoa ja värejä mahdollisimman täydellisesti. Digitaalinen valokuvausprosessi alkaa kameran valokennon jokaisen mikroskooppisen anturin tasolla. Siihen osuva valo tallentuu sähkövaraukseksi, jonka suuruus on suhteessa valon intensiteettiin. Miljoonien tällaisten yksiköiden muodostamasta kuviosta tulee lopullinen valokuva. Jotta kuvasta tulisi hyvä, kameran ja objektiivin on hallittava valon määrää, sen väritasapainoa ja (salamaa käytettäessä) synkronointia. Määrä tarkoittaa käytännössä valotusaikaa, sillä kenno tarvitsee tietyn määrän valoa, jotta kuva olisi erotettavissa. Tässä on jonkin verran pelivaraa, koska herkkyyttä voidaan säätää valaistusolosuhteiden mukaan, mutta toisaalta se merkitsee laadun heikkenemistä. Filmityyppien valitseminen on nyt historiaa koko käytettävissä oleva skaala on käytännössä upotettu yhteen ainoaan valokennoon. Tämä on yksi muuttuja valon määrää säädettäessä. Kaksi muuta ovat suljin ja aukko, jotka kumpikin säätelevät valon määrää. Niillä on myös muita toimintoja, ja monissa kuvaustilanteissa on mahdollista valita, kummalla on suurempi prioriteetti suurempi suljinnopeus pysäyttää liikkeen, kun taas pienempi aukko parantaa syvyysterävyyttä. Jollei säätöjä ohiteta manuaalisesti, useimmat nykyiset kamerat säätävät suljinnopeuden ja aukon automaattisesti, ja kuvaaja voi luottaa siihen, että valotus on kelvollinen. Valo sisältää myös enemmän värejä kuin ihmissilmä tavallisesti pystyy havaitsemaan. Silmä sopeutuu niin hyvin valon väriin keskipäivän auringon valkoiseen valoon, varjojen sineen, hehkulamppujen oranssiin valoon ja loisteputkien vihertävään sävyyn että kaikki valo näyttää yleensä normaalilta. Kamera on uskollisempi alkuperäiselle lähteelle ja tekee vähemmän kompromisseja, mistä aiheutui filmin aikakaudella usein epämiellyttäviä yllätyksiä, kun kuvista tuli voimakkaasti värittyneitä, eikä suinkaan aina halutulla tavalla. Digikuvauksessa tämä asia hoidetaan kahdella tavalla: tulos näkyy välittömästi ja kamerassa on mahdollista tehdä sävysäätöjä. Nykyiset digikamerat huolehtivat tällaisista teknisistä seikoista yleensä automaattisesti, mikä onkin hyvä, koska todella tärkeät ratkaisut koskevat valon laatua. Tämä tarkoittaa sitä, että otetaan huomioon, millainen valaistus toimii tehokkaimmin eri kuvauskohteille ja -tilanteille; miten voidaan käyttää vallitsevia valaistusolosuhteita hyväksi parhaalla mahdollisella tavalla, jos niitä ei voi muuttaa; ja miten otetaan huomioon eri valaistustyyppien luomat erilaiset tunnelmat.

3 Spektri Valo on näkyvä osa paljon suuremmasta säteilyspektristä: se ei ole enempää tai vähempää kuin kaikki mitä näemme. Sateenkaaren värien kirjo Yksi tavallisimmista luonnossa esiintyvistä spektreistä on sateenkaari. Sadepisarat toimivat pienoisprismoina, jotka hajottava "valkoisen" auringonvalon osaväreihinsä. Heikoista sateenkaarista puuttuu yleensä toinen ääripää (punainen tai violetti). Valo on säteilyä. Erityisesti se on ihmissilmän näkemää säteilyä, mutta se on vain kapea kaistale koko sähkömagneettisen säteilyn spektristä. Tämä spektri koostuu erilaisista aallonpituuksista, jotka valon lisäksi kattavat gammasäteet, röntgensäteet, radioaallot ja paljon muuta. Näiden ryhmien välissä ei ole selviä rajoja eikä spektrissä ole aukkoja: se on yhtenäinen aallonpituuksien jatkumo. Aallonpituus erottaa kaikki nämä säteilytyypit toisistaan. Spektrin lyhyessä päässä ovat gammasäteet, joiden aallonpituudet ovat nanometrin sadasmiljoonasosan luokkaa. Toisessa päässä ovat radioaallot, joiden aallonpituudet voivat olla kymmeniä kilometrejä. Näiden ääripäiden välissä on ihmissilmälle näkyvä valo, jonka aallonpituudet ovat 400 ja 700 nanometrin (1 nm = 10-9 m) välissä. Useimmat aallonpituuksien vaihtelut tuottavat säteilyä, jolla on hyvin omaleimaisia ominaisuuksia, ja myös näkyvän valon kapea kaista sisältää erilaisia

4 piirteitä. Silmä näkee nämä pienet erot eri väreinä. Lyhin näkyvä aallonpituus näyttää violetilta ja pisin punaiselta. Näiden ääripäiden välissä ovat spektrin tutut värit, joista silmä erottaa normaalisti seitsemän selvää väriä. Nämä värit "ovat olemassa" vain silmässä ja ihmismielessä: valoaalloilla ei sinänsä ole väriä. Lisäksi näköaisti eroaa muista aisteista siinä, että se ei pysty erottelemaan valon komponentteja toisistaan. Pystymme erottamaan toisistaan tietyn makuaistimuksen osatekijät tai orkesterin soittimien äänet, mutta valon suhteen pystymme vain näkemään aallonpituuksien sekoituksen yhtenä värinä. Valkoisen valon "neutraalius" johtuu vain siitä, että silmämme ovat kehittyneet sen hallitsemissa olosuhteissa auringon alla. Väriksi nimittämämme ilmiö koostuu todellisuudessa monista tekijöistä. Värin näkemistapaa kuvataan termeillä sävy (englanniksi hue), kylläisyys (saturation) ja kirkkaus (brightness) eli yhdessä kirjanyhdistelmällä HSB. Sävy on se, mikä erottaa punaisen vihreästä ja vihreän keltaisesta aallonpituus. Kylläisyydellä (josta käytetään toisinaan myös nimitystä chroma) tarkoitetaan tuon sävyn puhtautta. Kirkkaus tuskin kaipaa selityksiä. Silmän herkkyys Ihmissilmä ei ole yhtä herkkä kaikille aallonpituuksille: se on herkin keskialueella vihreän ja keltaisen tienoilla. Alla olevassa kuvassa on esitetty silmän visuaalinen luminositeettikäyrä. Karkeasti ilmaistuna näemme paremmin vihreässä kuin punaisessa valossa. Herkkyys Aallonpituus nanometreinä Sähkömagneettinen spektri Näkyvät aallonpituudet muodostavat vain pienen osan koko sähkömagneettisen säteilyn spektristä infrapunan ja ultravioletin välisen nanometrin pätkän. Röntgensäteet ja gammasäteet ovat paljon lyhyempiaaltoisia ja energeettisempiä, ja ne voivat läpäistä monenlaista kiinteää ainetta. Pitkien radioaaltojen energia on niin vähäinen, että ihmiskeho ei voi niitä havaita. Pitkä 10 cm 1 cm 0,1 mm nm 5 nm Sähkömagneettinen spektri Pitkät radioaallot Tutka-aallot Mikroaallot Infrapuna Ultravioletti Röntgen 100X-U Gammasäteet 1X-U Kosmiset säteet Lyhyt 1 nanometri (nm) = 10-9 m Aallonpituus (nanometreinä) Taajuus (yksikössä Hz)

5 Kirkkaus Jos valokuvauksessa on olemassa keskivertovalonlähdettä, se on päivänvalo. Suljinnopeuksien ja aukkojen skaalat sekä kameran perusherkkyys on säädetty sen mukaan. Auringonvalo Paitsi valokuvauksen tavallisin valonlähde, auringonvalo on myös kirkkain tavallisissa olosuhteissa. Suoraan aurinkoa kohti kuvattaessa kirkkausskaala on niin laaja, että mikään filmi tai anturi ei pysty tallentamaan sitä kokonaan. Useimmissa digikameroissa korkeaa laatua vastaa herkkyysasetus ISO 100 tai 200, jolloin tavallinen aukkoarvo kirkkaassa päivänvalossa on noin f16 valotusajalla 1/125 tai 1/250 sekuntia. Tähän päivänvalon standardiarvoon verrattuina useimmat keinovalonlähteet ovat heikkoja. Normaali koti- tai katuvalaistus, joita ei ole tarkoitettu valokuvauksen valonlähteiksi, aiheuttavat luonnollisesti ongelmia valokuvaajalle. Jopa kuvausvalaisimet aiheuttavat enemmän ongelmia liian vähäisen valon kuin liiallisen valon määrän takia. Pienillä etäisyyksillä, kuten asetelmia kuvattaessa, tämä ongelma on harvoin vakava, mutta jos lavasteet ovat kovin suuria, niiden riittävään valaisemiseen tarvitaan tavallisesti kalliita laitteita. Valon intensiteettiin vaikuttaa kolme tekijää: lähteen teho, valon muokkaustapa ja etäisyys kohteesta. Aurinko on tärkein valonlähde, mutta valokuvauksessa voidaan käyttää vaihtelevalla menestyksellä useita keinotekoisia valonlähteitä. Joitakin näistä, kuten tavallisia volframilamppuja, käytetään vain, koska ne ovat helppo tapa tuottaa valoa, vaikka tämä valo ei juurikaan vastaa päivänvaloa. Toiset valonlähteet, esimerkiksi loistelamput, jäljittelevät päivänvaloa pienessä mittakaavassa. Lisäksi on salamavalon kaltaisia valonlähteitä, jotka on tarkoitettu pelkästään valokuvauksen erityistarpeisiin. Päivänvalon lisäksi käytettävissä on kolme pääasiallista valonlähdetyyppiä: hehkulamput, loistelamput ja purkauslamput sekä elektroniset salamavalot. Hehkulampun toiminta perustuu voimakkaaseen lämpöön. Tavallisin hehkulampputyyppi on volframilamppu, jossa sähkövirralla kuumennettu volframilanka hehkuu ja tuottaa valoa. Loistelamput ja purkauslamput tuottavat valoa virittämäl-

6 lä kaasumolekyylejä sähkövirralla. Elektroninen salamavalo perustuu sähköpurkaukseen, joka tapahtuu yksittäisenä, hyvin lyhytaikaisena pulssina umpinaisessa kaasulla täytetyssä putkessa. Aurinko on niin kaukana, että sen valo on yhtä voimakasta kaikkialla. Toisin sanoen maisemakuvan horisontin ja etualalla olevien kohteiden välinen etäisyys on mitättömän pieni verrattuna auringon ja Maan etäisyyteen. Sen sijaan kaikki keinovalo heikkenee etäisyyden kasvaessa. Tämä on huomattava tekijä käytettäessä kuvausvalaisimia tai vallitsevaa valaistusta öiseen aikaan. Auringonvalo ja volframilamput ovat jatkuvia ja ainakin valotuksen kannalta tasaisia valonlähteitä. Loistelamput sen sijaan sykkivät tuottaen nopeasti Käänteisen neliön laki vaihtelevaa valoa. Salamavaloputket toimivat pulssiperiaatteella: yksi jatkuva, kohdistettu purkaus valottaa valokuvan yhtä tehokkaasti kuin jatkuva heikompi valo. Salamavalon pulssin tahdistaminen kameran sulkimen avautumisen kanssa on ensiarvoisen tärkeää valokuvan valotuksen säätelyssä. Volframilamppu Päivänvalon jälkeen tavallisin valaistus on sisävalo. Valon intensiteetti on riippuvainen huoneen koosta sekä ikkunoiden ja lamppujen sijainnista, mutta päiväsaikaankin valon määrä on todennäköisesti noin 7 aukkoa päivänvaloa pienempi. Tuli Heikoin tavallisesti valokuvauksessa käytetty valonlähde on luultavasti kynttilä. Vaikka liekki on aina riittävän kirkas kuvan tallentamiseen, liekin valossa kuvaaminen vaatii pitkiä valotusaikoja. Valo vähenee suhteessa etäisyyden neliöön: kaksinkertainen matka valonlähteestä merkitsee valon vähenemistä neljännekseen. Silmiinpistävin seikka tässä valokuvauksen päävalonlähteiden vertailukaaviossa on, että auringonvalo ei näytä muuttuvan etäisyyden kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että Maan ja auringon välimatka on paljon suurempi kuin maanpäälliset etäisyydet. Suhteellinen kirkkaus 60 watin volframihalogeenilamppu Etäisyys jalkoina Auringonvalo 800 joulen studiosalama (ohjeluku 210) kameran salamavalo (ohjeluku 40) 800 watin volframihalogeenilamppu

7 Kameran anturi Digikamerassa filmin korvaa miljoonista tiiviisti pakatuista valokennoista koostuva anturiryhmä. Tämä komponentti on avainasemassa kuvaa luotaessa ja säädettäessä. Anturiryhmät koostuvat CCD- tai CMOS-antureista. Molemmat anturityypit toimivat samalla periaatteella. Jokainen ryhmän valoanturi sieppaa yhden lopulliseen kuvaan tulevan tietoalkion eli yhden pikselin. ("Pikseli" on väännös englannin kielen kuva-alkiota tarkoittavasta termistä "picture element".) Pikseleiden voi ajatella vastaavan filmin rakeita. Vastaavuus ei ole täydellinen, mutta se kuvaa osuvasti sitä mittakaavakynnystä, jota suuremmalla Värisuodinmatriisi (CFA) CCD-kennoston fotodiodit ovat itse asiassa yksivärilaitteita, jotka eivät pysty erottamaan valon eri aallonpituuksia toisistaan. Väri-informaation keräämistä varten CCD on peitetty värisuodinmatriisilla (Colour Filter Array, CFA), joka päästää kuhunkin fotodiodiin vain yhtä väriä. Koska kukin pikseli kerää vain kolmanneksen todellisesta väri-informaatiosta, loput kaksi kolmasosaa on interpoloitava viereisten fotodiodien keräämistä tiedoista. CFA:t eivät yleensä sisällä yhtä paljon punaisia, vihreitä ja sinisiä suotimia, sillä värit halutaan mukauttaa ihmissilmän näkökykyyn. Useissa digikameroissa on käytössä Bayerkuviomatriisi, joka sisältää enemmän vihreitä suotimia, koska silmä on herkempi tälle värille. CCD ja CMOS Kennojen toteuttamisessa on kaksi kilpailevaa tekniikkaa, joskin molemmat ovat rakenteeltaan ja toiminnaltaan melko samanlaisia. CCD (Charge-Coupled Device) on alkuperäinen ja yhä yleisin tekniikka, jossa jokaista pikseliä edustaa fotodiodi. Signaalin vahvistamiseen ja muuntamiseen tarvitaan lisäelektroniikkaa. Uudempi CMOS-tekniikka (Complementary Metal Oxide Semi-conductor) lisää kuhunkin fotodiodiin vahvistimen ja valintapiirit. Se kuluttaa vähemmän tehoa ja on halvempi valmistaa. Haittapuolena on, että pikselien lisävirtapiirit vähentävät valonkeruuseen käytettävissä olevaa pinta-alaa, joten herkkyyttä on lisättävä muilla keinoin. Canonin EOS-1DS ottaa väreiltään ja kirkkaudeltaan erinomaisia kuvia 11 megapikselin 35 mm:n full frame -CMOS-kennolla ja siihen liittyvällä elektroniikalla. Nikonin D100 käyttää perinteisempää 6 megapikselin 28,4 mm:n CCD-kennoa.

8 Kennon pitäminen puhtaana Toisin kuin filmi, joka liikkuu kamerassa valotusten välillä, digikameran kenno pysyy paikallaan, eikä se vaihdu valotusten välillä. Siksi sen puhtaana pitäminen on ehdottoman tärkeää: yksi ainoa pölyhiukkanen tallentuu jokaiseen kuvaan, ja vaikka pölyn voi retusoida pois digitaalisesti, se voi aiheuttaa melkoisesti harmia. Kiinteäobjektiiviset kamerat ovat tiiviitä, mutta järjestelmäkamerat ovat alttiita kennon pinnalle pääseville epäpuhtauksille. Seuraavia varotoimia on syytä noudattaa paljon huolellisemmin kuin filmikameraa käsiteltäessä: c Vaihda objektiivit mahdollisimman puhtaissa olosuhteissa. c Peitä aukko suojuksella aina, kun objektiivi ei ole paikallaan. c Tarkasta kuvat säännöllisesti tietokoneella sadan prosentin suurennuksella pölyn varalta. c Jos epäilet kennossa olevan pölyä, avaa suljin ja nosta peiliä kameran valmistajan ohjeiden mukaisesti. Etsi pölyhiukkasia valaisemalla kennoa kirkkaalla valolla eri suunnista. c Jos pölyä on, käytä harjatonta puhallinta tai varovaisesti paineilmaa sopivalta etäisyydeltä. Älä kosketa kennon pintaa. c Jos pöly ei lähde näillä keinoilla, vie kamera valtuutetulle myyjälle. tarkkuudella kuvantamisprosessi tulee näkyviin. Resoluutio riippuu suoraan kuvan pikselimäärästä: yksi megapikseli on miljoona pikseliä, ja tekniikan kehittyessä yhä suuremmat pikselimäärät tulevat mahdollisiksi. Jokainen pikseli reagoi valoon varautumalla sähköisesti. Varaus on suhteessa valon määrään mustasta (ei valoa) valkoiseen (eniten valoa). Pikselit keräävät tietoa myös väreistä, mutta siinä ne tarvitsevat apua. Tavallinen keino on suodattaa yksittäiset pikselit punaisiksi, sinisiksi tai vihreiksi tietyn kuvion mukaan koko kennon alueella. Tällöin tallentuu vain kolmannes täsmällisestä väri-informaatiosta ja tulos täytyy interpoloida käyttämällä hyväksi viereisten pikselien tietoja. Tämä saattaa kuulostaa huonolta ratkaisulta, mutta käytännössä tulos on täysin kelvollinen, kunhan kirkkaus tallentuu täysin tarkasti. Yksi syy tähän, että ihminen tulkitsee värejä parhaissakin olosuhteissa hyvin sumeasti ja subjektiivisesti. On vain harvoja tilanteita tavallisesti tieteessä ja taideteosten jäljentämisessä joissa värien ehdoton täsmällisyys on välttämätöntä. Useimmissa valokuvaustilanteissa riittää, että tulos näyttää oikealta. Kaikkien pikselien varaus luetaan ja muunnetaan digitaaliseen muotoon, jolloin kameran keskusyksikkö voi muokata sitä. Tässä vaiheessa tehdään erilaisia säätöjä, kuten valkotasapainon korjaus, terävöittäminen ja kuvan muuntaminen haluttuun tiedostomuotoon. Tämän jälkeen kuva siirtyy puskurimuistin kautta muistikortille. Pikselien varaukset pyyhitään, ja laite on taas valmis uuteen valotukseen. Bittisyvyys Useimmissa kuluttajakameroissa pikselien jännitteet muunnetaan lukuarvoiksi kahdeksanbittisellä ADCmuuntimella. Tämä tarkoittaa, että kamera pystyy erottamaan 256 erillistä valoisuusarvoa mustan ja valkoisen välillä. Ammattikuvaajille suunnattujen mallien ADC-muuntimissa on suurempi bittisyvyys, ja ne voivat erotella sävyjä tarkemmin: 10-bittinen muunnin jakaa välin 1024 tasoon ja 12-bittisessä niitä on Jos kennon dynamiikka (kyky tallentaa laaja kirkkausskaala) on suuri, se voi hyödyntää tätä lisätarkkuutta.

9 Herkkyys ja väri Uusimmat anturitekniikan saavutukset pyrkivät parantamaan herkkyyttä ja värien luonnonmukaista toistumista. Jokaisen fotodiodin suorituskyky perustuu sen herkkyyteen pinnalle osuvalle valolle ei ainoastaan valon määrälle, vaan myös värille. Tähän liittyvä tekniikka on varsin mutkikasta: siinä pyritään parantamaan sekä valon tallennusta että tallennetun signaalin käsittelyä. Fotodiodin täyttöasteella tarkoitetaan sitä osuutta pikselistä, joka pystyy vastaanottamaan valoa, ja tämä osuus pienenee antureissa, joissa on lisäelektroniikkaa. Mikrolinssit ovat yksi keino täyttöasteen parantamiseksi. Lisää herkkyyttä, lisää kohinaa Kennon herkkyyden lisääminen mahdollistaa heikoissa valaistusolosuhteissa kuvaamisen, mutta se tuo mukanaan kohinaa. Tämä muistuttaa herkissä filmeissä esiintyvää rakeisuutta, ja vaikka ilmiöillä on eri syyt, lopputulos on samanlainen. Yli sekunnin pituisilla valotusajoilla ilmenevää kohinaa sanotaan stationääriseksi kohinaksi. Tällaista kohinaa voi vähentää kotikonstein ottamalla toisen kuvan samoilla kamera-asetuksilla, mutta linssi peitettynä, jolloin tuloksena on musta kuva. Tässä mustassa kuvassa on sama kohinakuvio kuin alkuperäisessä kuvassa yhdistämällä kuvat myöhemmin Photoshopissa. Kopioi musta kuva alfakanavaan siten, että kohinakuviosta tulee valinta. Vähennä sitten kohinaa säätämällä kirkkautta (brightness). Kehittyneissä kameroissa kohinaa voidaan vähentää kuvaushetkellä automaattisesti samalla tekniikalla (vaikka se lisää kuvan käsittelyaikaa).

10 Yksi digitaalisen anturin eduista on, että valon vaikutuksesta syntyvää signaalia voi vahvistaa, mikä tarkoittaa, että vakioherkkyyttä (esimerkiksi ISO 100) voi suurentaa, jos valoa on vähän. Kuvan laatu heikkenee (katso kehys), mutta on yhä täysin käyttökelpoinen. Joissakin kameroissa on ohjelmia, jotka säätävät tätä asetusta automaattisesti yhdessä suljinnopeuden ja aukon kanssa. Kuten filmissä, digikameroissa hyödynnetään sitä, että kaikki ihmissilmän näkemät värit voidaan muodostaa kolmesta perusväristä: punaisesta, vihreästä ja sinisestä. Yhdistäminen on mahdollista, koska nämä kolme väriä ovat jakautuneet spektrin alueelle varsin tasaisesti, ja niiden väliset värit voidaan muodostaa yhdistämällä päävärejä sopivissa suhteissa. Digikameroiden vakiotekniikka värin tallentamiseen on kennon peittäminen punaisten, vihreiden ja sinisten väritilkkujen muodostamalla mosaiikilla. Jokainen fotodiodi peitetään tietyllä värillä niin, että se vastaanottaa vain kyseistä väriä eikä kahta muuta. Koska ihmissilmän erottelukyky ja värien tunnistuskyky ovat parhaimmillaan vihreässä valossa, värimatriisit on suunniteltu niin, että vihreitä pikseleitä on kaksinkertainen määrä punaisiin ja sinisiin verrattuna. Tämä tarkoittaa, että kuhunkin pikseliin tallentuu vain kolmasosa väreistä, ja täysvärikuvan luomiseen tarvitaan kehittyneitä interpolointialgoritmeja. Uudemmassa tekniikassa tämä ongelma ratkaistaan pinoamalla jokaiseen pikseliin kolme valoanturia (katso kehys). Värin interpolointi Interpolointia käytetään paljon kaikessa digitaalisessa kuvankäsittelyssä puuttuvan informaation palauttamiseen. Siinä aukot täytetään laskennallisesti luoduilla tarkoilla pikseleillä. Tähän laskentaan käytettyä menetelmää sanotaan algoritmiksi. Algoritmit vaihtelevat sen mukaan, miten kuvaa halutaan käsitellä: esimerkiksi suurentaa mittakaavaa, terävöittää yksityiskohtia tai lisätä väriinformaatiota. Digikuvauksen väri-interpolaatiossa punaisen, vihreän ja sinisen värin muodostamia kuvioita käytetään luomaan kelvollinen arvio siitä, minkä värinen kukin kuvan pikseli olisi todellisuudessa ollut. Kolmivärianturit Foveon, digitaaliseen kuvantamiseen erikoistunut yritys, on kehittänyt CMOS-anturiryhmän, jossa kolme valoanturia on upotettu pystysuunnassa piilevyyn jokaisessa pikselissä. Tässä tekniikassa hyödynnetään piin kykyä absorboida värejä selektiivisesti. Vihreä valo tunkeutuu sinistä syvemmälle ja punainen vihreää syvemmälle, ja jokainen kolmesta pinotusta anturista on herkkä vain yhdelle värille. Periaatteessa tämä idea vastaa värifilmin kolmikerrosrakennetta ja jäljentää värit tarkemmin kuin normaali mosaiikkirakenne. Mosaiikkirakenne Valoanturit on peitetty värisuodinmatriisilla (CFA), joka luo verkon punaisia, vihreitä ja sinisiä pikseleitä. Foveon X3 TM -rakenne Jokainen pikseli vastaanottaa vain yhtä aallonpituutta punaista, vihreää tai sinistä. Kamera luo jokaiseen pikseliin täydellisen RGB-signaalin interpoloimalla erilliset väri-informaatioverkot. Kolme valoanturia on upotettu päällekkäin. Jokainen kerros on herkkä vain yhdelle valon värille. Sininen valo tunkeutuu vain ensimmäiseen kerrokseen ja vihreä pysähtyy toiseen. Vain punainen valo pääsee kolmanteen saakka. Tuloksena jokaiseen pikseliin muodostuu todellinen RGB-värisignaali, joten Foveonin CMOS-tekniikka tuottaa tarkempaa väri-informaatiota.

11 Värilämpötila Valokuvauksessa värilämpötila on tavallisin menetelmä kuvata valon värieroja. Valon yleisväri voi vaihdella punertavan oranssista siniseen. Digikamerat voivat kompensoida näitä eroja valkotasapainon säädöllä. Värilämpötila-asteikko valokuvauksessa Käytännössä hyödyllisten värilämpötilojen skaala ulottuu 2000 kelvinistä (liekit) noin kelviniin (syvänsinisen taivaan väri). Mired-arvot on esitetty kelvinasteikon vieressä. Niitä lisäämällä tai vähentämällä voi laskea eroja ja valita käytettävän suodattimen. Valo voi olla minkä väristä tahansa, mutta auringonvalo, joka on tärkein valonlähteemme, vaihtelee aivan erityisellä tavalla. Keskipäivän aurinko näyttää valkoiselta, auringonlasku on punainen ja kirkas taivas on sininen. Nämä värit sijoittuvat asteikolle, jota sanotaan värilämpötilaksi; sama värimuutosten skaala esiintyy ainetta kuumennettaessa. Kuumuuden lisääntyessä ensimmäinen merkki väristä on punainen hehku, joka muuttuu vähitellen oranssiksi ja keltaiseksi ja lopulta valkohehkuiseksi. Valkohehkuista kuumempi aine säteilee sinistä valoa. Jotkin tähdet ovat niin kuumia, mutta sellaiset lämpötilat ovat normaalikokemuksemme ulkopuolella. Tällä asteikolla värin voi määrittää täsmällisesti ilmoittamalla sen lämpötilan. Tämä tieto on tarpeellinen, koska monissa tilanteissa tarvitaan neutraalia (valkoista) valaistusta. Silmä mukautuu yleensä värin muutoksiin: hehkulampun valoon tottuu nopeasti niin, että se alkaa pian näyttää jokseenkin valkoiselta. Sen sijaan kameran anturi jäljentää värit täsmälleen sellaisina kuin se ne havaitsee. Valokuvauksessa valkoinen väri vastaa lämpötilaa K (K = kelvin, termodynamiikassa käytetty K Mired Luonnonlähde Keinolähde lämpötilan vakioyksikkö), joka 10, sininen taivas varjo sinisen taivaan alla varjo osittain pilvisen päivänvalo, syvä pilvinen taivas sähkösalama taivaan alla varjo normaali keskipäivän on kesäisen keskipäiväauringon valon värilämpötila. 100 watin volframilampun värilämpötila on 2860 K. Valokuvassa sellaisen lampun valo näyttää varsin oranssilta. Jotta valokuva auringonvalo salamavalolamppu näyttäisi ihmissilmässä alkupe varhainen aamu/ 333 "päivänvalo" loistelamput ylijännitelamput auringonlasku fotolamput/studio ilta-aurinko iltapäiväaurinko "lämmin valo" (3400K) loistelamput volframi (3200 K) räisen kohteen kaltaiselta, siihen on lisättävä vastaväriä toisin sanoen on lisättävä sinistä, jotta hehkulampun valo näyttäisi valkoiselta. Kameran valkotasapainosäädöllä tehdään juuri tavallinen volframi kynttilänvalo tämä valinta (katso lisätietoja sivuilta 28 29).

12 Valkoinen Keskipäivän auringonvalon värilämpötila on ihmisen näön vertailuarvo kelvinissä tämä valo on meistä neutraali. Tässä White Sandsin kipsidyynit näyttävät puhtaan valkoisilta. Lyhyiden aallonpituuksien sironta antaa taivaalle sinisen värin: varjossa pelkästään tämä valo tuottaisi korkean värilämpötilan. Värilämpötilaero: noin 1500 K Valon intensiteettiero: noin 4 aukkoa Liekit Värilämpötilaskaalan vastakkaisessa päässä liekit näyttävät oransseilta ja keltaisilta, ja niiden lämpötila on huomattavasti alle 3000 kelviniä. Vaikka tuli tuntuu kuumalta, se on viileää verrattuna auringon pinnan valkoiseen hehkuun.

13 Mittaus ja valotus Ihannevalotus on yleensä sellainen, jossa kaikki tärkeät yksityiskohdat näkyvät, ja jossa esiintyy riittävä skaala värisävyjä ja kylläisiä värejä. Tämä on valotusmittarin tehtävä, mutta siinä tarvitaan myös kuvaajan harkintakykyä. Valotuksella tarkoitetaan kennoon tulevan valon määrää. Jos valoa on liikaa, kuvasta tulee kalpea ja haalistunut, kun taas liian vähän valoa tuottaa tumman ja samean kuvan. Oikea valotus riippuu kennon herkkyydestä, jota voidaan säätää useimmissa kameroissa (katso sivu 17). Sisäänrakennettu mittari pystyy mittaamaan valon ja säätämään valotuksen automaattisesti. Jos kohde on valaistu oudosti tai jos halutaan luoda erikoinen vaikutelma, automaattiset asetukset on ohitettava. Itse käytän monissa tilanteissa käsisäätöä se vaatii valaistusolojen huolellista huomioonottamista, mutta senhän teen joka tapauksessa. Kamera ohjaa valotusta sulkimen ja objektiivin aukon avulla. Suljinnopeus vaikuttaa siihen, miltä liike näyttää kuvassa, ja se päästää kameraan annoksen valoa lyhyen tai pitkän valitun asetuksen mukaa. Aukko, objektiivin putkessa oleva monilehtinen himmennin, vähentää valon määrää, kun sitä pienennetään. Nämä kaksi mekanismia ovat yhteydessä mittausjärjestelmään, joka mittaa kameraan tulevaa valoa ja säätää valotuksen sen mukaan. Kameroissa on eri tapoja valotuksen määrittämiseksi. Kameramallin Suljinnopeuden ja aukon käsisäätö mukaisesti käyttäjä valitsee aukon ja Käsisäädössä käyttäjä muuttaa aukko- ja suljinasetuksia suoraan. Kuten filmikamerassakin, nämä arvot kytkeytyvät digikamerassa toisiinsa vastavuoroisesti: jos toista arvoa lisätään yhdellä askelella ja kamera säätää suljinnopeuden (tätä sanotaan aukkoautomatiikaksi) tai toista vastaavasti vähennetään yhdellä, tuloksena on sama valotus. Aukon ja sulkimen säädöt on järjestetty askeliksi. Yksi kokonainen vaihtoehtoisesti käyttäjä valitsee suljinnopeuden ja kamera säätää aukon askel toiseen suuntaan kaksinkertaistaa valotuksen ja toiseen suuntaan puolittaa sen. Tämä helpottaa sulkimen ja aukon yhteiskäyttöä: jos halutaan käyttää suurempaa suljinnopeutta valotusta muuttamatta, tämä onnistuu avaamalla aukkoa samalla askelmäärällä. (suljinautomatiikka). Kamera voi myös määrittää molemmat tiettyjen sääntöjen mukaisesti (ohjelma-automatiikka). Oletetaan, että kuvataan 1/60 sekunnin valotusajalla ja aukkoarvolla f5.6, ja halutaankin lisätä suljinnopeutta, koska kuvauskohde liikkuu nopeasti. Kun suljinnopeussäädintä käännetään kaksi askelta 1/250 Tai käyttäjä voi tehdä kaiken itse, jolloin etsimessä näkyy, tuleeko kuvasta sekuntiin ja aukkoa kaksi askelta arvoon f2.8, valotus pysyy samana. Kehittyneet automaattikamerat toimivat portaattomasti, mutta niiden näytössä käytetään yhä tuttuja suljinnopeuksia ja f-lukuja. yli- tai alivalottunut (käsisäätö).

14 f-luvut Objektiivin aukon koko ilmoitetaan f- lukuina. Tämän erikoisen merkintätavan syynä on, että monenlaisille objektiiveille voidaan ilmoittaa samat luvut. Kukin f-luku vastaa samaa kennoon tulevaa valomäärää riippumatta siitä, mikä objektiivi on käytössä. Esimerkiksi 35 millimetrin objektiiville f4 on itse asiassa pienempi aukko kuin 200 millimetrin teleobjektiiville, koska niiden optiset rakenteet ovat erilaiset, mutta valotus on kuitenkin sama. f-lukuasteikko näyttää oudolta, koska luvut ilmaisevat aukon ja polttovälin suhteen, mutta kukin aukko päästää lävitseen vain puolet valosta verrattuna yläpuolella olevaan. f1 f1.4 Haarukointi Haarukoinnilla tarkoitetaan mitattua arvoa vaaleampien ja tummempien lisävalotusten tekemistä. Tavallisesti kolmen arvon haarukka olisi seuraava: +1/2, normaali, -1/2. Viiden arvon haarukka olisi puolestaan +1, + 1/2, normaali, -1/2, -1. Tämä tekniikka auttaa, kun valaistusolot ovat vaikeat, eikä ole aikaa tarkistaa nestekidenäytöltä, mikä valotus olisi oikea. Monissa kameroissa tämä on automaattisena toimintona. Matriisimittaus Matriisimittaus toimii siten, että kuva-alue jaetaan segmentteihin ja jokainen segmentti luetaan erikseen, minkä jälkeen kuviota verrataan tunnetuista tilanteista koostuvaan "kirjastoon". Kokonaisvalotusta säädetään tämän mukaisesti. Jos valmistajan valotustietokanta on riittävän laadukas, tämä on ehkä paras menetelmä poikkeavien tilanteiden käsittelyyn, kuten tässä esimerkissä, jossa aurinko paistaa ylhäällä vasemmalla olevan lehvistön läpi. f2 f2.8 f4 f5.6 f8 f11 f16 f22 f32

15 Mittausmenetelmät Useimmat sisäänrakennetut mittarit tulkitsevat kuvaa niin, että valotus painottuu todennäköisiin sommitelmatyyppeihin, ja monissa kameroissa menetelmän voi valita. Keskustapainotteisen alueen tunteminen Valitse kohde, jossa etsimen läpi katsottuna näkyy terävä raja kahden toisistaan jyrkästi poikkeavan sävyn välillä. Tässä esimerkissä Nikon D100 -kameran tarkennusrasterin keskusympyrä on läpimitaltaan 12 mm. Mittauksessa suurin paino annetaan tämän sisällä olevalle 8 millimetrin ympyrälle. Voit etsiä painotuksen tarkat rajat liikuttamalla kameraa ja tarkkailemalla valotuslukemaa nähdäksesi, miten se reagoi kohteessa olevaan rajaan. Kun olet täysin selvillä mittauksen painotuksesta, voit missä tahansa kohteessa tähdätä poispäin ja tehdä mittauksia eri alueista tai käyttää kokonaan toisesta näkymästä saatuja korvaavia lukemia. Valotusmittari mittaa kennoon tulevan valon parhaan mahdollisen valotuksen arvioimiseksi, mutta mittarit on suunniteltu suosimaan tiettyjä osia kuva-alasta. Tämä johtuu siitä, että jos kuva-alan kohteiden kirkkaudet poikkeavat toisistaan ja näin on useimmiten laita yhdelle osalle sopiva valotus on toiselle huono. Toisin sanoen valotuksen valinta riippuu paljolti kohteen valinnasta, jota käsitellään laajemmin sivuilla Useimmat kameroiden mittarit yrittävät analysoida kuvaa ja arvata, mitä kuvaaja haluaa. Matriisimittaus on menetelmä, jota on kehitetty vuosien mittaan, ja nykyisin se on kaikkein kehittynein mittausmenetelmä. Tässä menetelmässä kuva-alue jaetaan segmentteihin ja jokaisen segmentin valoarvot luetaan erikseen. Tällä tavoin saatua kuviota verrataan sitten järjestelmän muistiin ohjelmoituihin kuvatyyppeihin. Jos kuvalle löytyy vastine näiden tyyppien joukosta, valotuksen pitäisi onnistua lähes täydellisesti. Jotkin valmistajat käyttävät vertailuun algoritmisesti simuloituja kuvia, kun taas toiset käyttävät oikeista valokuvista koostuvaa kirjastoa (esimerkiksi Nikonin kirjastossa on kuvaa). Jos kohde on erikoisesti valaistu, kannattaa kuitenkin varoa. Matriisimittaus perustuu kuvatyyppeihin. Johtavat kameranvalmistajat ylpeilevät sillä, että ovat tutkineet useimmat mahdolliset yhdistelmät, mutta siltikään haluttu kuva ei ehkä sovi malliin tai se sopii siihen väärin. Joissakin harvoissa tapauksissa matriisimittaus tulkitsee kuvaajan tarkoituksen väärin. Kaksi muuta mittausmenetelmää, joita ei ole kaikissa kameroissa, ovat keskustapainotteinen mittaus ja pistemittaus. Molemmat menetelmät on tarkoitettu avustamaan kuvaajan omaa harkintaa, ja siksi ne ovat yksinkertaisuudestaan huolimatta matriisimittausta luotettavampia. Keskustapainotteisetmittaukset tehdään kuva-alan keskellä olevasta alueesta, joka saattaa olla merkitty etsimeen. Tässä näkyvä esimerkki Nikonin järjestelmäkamerasta on halkaisijaltaan 8 millimetrin kokoinen reunoiltaan häivytetty ympyrä, joka sisältyy etsimessä näkyvään 12 millimetrin kokoiseen ympyrään. Pistemittaus on tarkempi. Kummassakin tapauksessa on suotavaa tehdä mittaus kohteen tärkeimmästä osasta ja joko lukita valotus ja rajata kohde uudelleen tai säätää valotus käsin. Onneksi tulos näkyy heti nestekidenäytössä, joten lisäsäädöt ovat tarvittaessa helppoja tehdä. Studiokuvauksessa ja silloin, kun halutaan ymmärtää valonmittaus mahdolli-

16 Muita vaihtoehtoja Edellisillä sivuilla esitellyn matriisimittauksen lisäksi käytetään yksinkertaisempia malleja, jotka vaativat vähemmän laskentaa kamerassa. Näitä ovat keskustapainotteinen, oletettua taivasta hylkivä mittaus (yllä), keskustaympyrä (oikealla alhaalla) ja piste (oikealla ylhäällä). Pistemittauksessa ideana on tähdätä keskipiste mitattavaan alueeseen ja rajata sitten kuva uudelleen. simman hyvin, erillinen valotusmittari on vailla vertaa, vaikka digikameroiden nestekidenäyttöjen tarjoaman välitön palaute on tehnyt niistä turhia useimmille valokuvaajille. Käsikäyttöisellä mittarilla voidaan suorittaa toinen, niin sanottu kohdistuvan valon mittaus. Läpikuultavaa kupua käyttämällä voidaan mitata valo kohteesta riippumatta, jolloin voidaan jättää huomiotta kysymys siitä, onko kohde keskimääräistä tummempi vai vaaleampi.

17 Histogrammi Koska kuvat tallennetaan digitaalisesti, ne voidaan mitata ehdottoman tarkasti. Joissakin kameroissa on sisäinen histogramminäyttö, joka kertoo heti, millainen kuvan valotus on. Yksi digikuvauksen suurimmista eduista on sen tarjoama välitön palaute: kuvan voi tarkistaa heti ottamisen jälkeen. Tämä seikka on muuttanut perusteellisesti monien valokuvaajien työtapoja varsinkin tilanteissa, joissa tulos on epävarma. Valotuksen tarkkuus hyötyy välittömästä palautteesta: otoksen tarkastamismahdollisuus poistaa haarukoinnin tarpeen niinkin hankalissa tilanteissa kuin vastavalossa ja siluettikuvissa. Tämä voi kuitenkin tuoda mukanaan liiallisen itsevarmuuden tunteen, ja toisinaan otos tulee tarkastettua vain pintapuolisesti. Kameran nestekidenäytössä on kaksi haittapuolta valotuksen arvioinnin kannalta. Toinen niistä on katselukulman vaikutus: jos näyttöä katsoo muutamankin asteen kulmassa, kuva voi näyttää todellista tummemmalta tai vaaleammalta. Toinen on ympäröivän valon vaikutus: kuva näkyy parhaiten hämärässä, ja auringonvalo voi haitata arvioimista. Joissakin kameroissa on mahdollista nähdä histogrammi jokaisesta kuvasta. Tämä on tarkka ja puolueeton mittapuu. Histogrammi voidaan esittää käyränä tai pylväskaaviona. Se esittää kuvan sävyjakautuman: vasemmassa laidassa on musta, keskellä harmaat sävyt ja oikeassa laidassa valkoinen. Ensi silmäyksellä tämä saattaa vaikuttaa turhankin tekniseltä, mutta kun histogrammeja tottuu lukemaan, sen Hyvä perusvalotus Tätä hankaloittaa mahdollisten kuvien paljous, mutta keskivertokohteessa, jossa on täysi sävyjakautuma tummasta vaaleaan, onnistunutta valotusta kuvaavassa histogrammissa on kaksi piirrettä, jotka tulevat pian tutuiksi: c käyrä täyttää suurimman osan vaaka-akselista vasemmasta oikeaan reunaan c käyrän huippu on lähellä keskikohtaa. Toisin sanoen tummat sävyt ovat tummia, mutta eivät täysin vailla piirteitä, vaaleimmat alueet ovat lähes mutta eivät täysin valkoisia ja keskisävyt (huipun muodostava massa) ovat keskellä niin kuin pitääkin. Photoshop ja sävyt Jos kamerassa ei ole histogramminäyttöä, näitä tietoja voi katsella myöhemmin kuvankäsittelyohjelmassa, kuten Photoshopissa. Tässä tapauksessa yksi ratkaisu hankalaan valotustilanteeseen on haarukointi ja tarkastaminen myöhemmin tietokoneella. pystyy tulkitsemaan yhdellä silmäyksellä, usein paljon nopeammin kun analysoimaan varsinaisen kuvan.

18 Ylivalotus Kun kennoon pääsee liikaa valoa, kuvassa ei ole lainkaan tummia sävyjä ja siinä on liikaa vaaleita, haalistuneita sävyjä. Histogrammista näkyy, että koko käyrä on siirtynyt oikealle ja puristunut vaaleaan päähän, ja vasemmalla on tyhjää. Alivalotus Kun kennoon ei pääse tarpeeksi valoa, tummat sävyt ovat sankkoja, kun taas vaaleat alueet ovat sameita. Histogrammista tämän huomaa helposti koko käyrä on siirtynyt vasempaan päähän ja oikealla on tyhjää. Valkean tarkistus Joissakin kameroissa on keino tarkistaa mahdollinen ylivalottuminen: kirkkaimmat sävyt vilkkuvat tai ne väritetään silmääpistävästi. Näiden alueiden pitäisi yleensä olla pieniä ja harvassa.

19 Esimerkkejä: histogrammit Kun opit lukemaan histogrammeja, elämästä (tai ainakin valotuksesta) tulee helpompaa ja täsmällisempää. Erityisesti on hyvä oppia yhdistämään histogrammin osat kuvan eri elementteihin. Tämän aukeaman esimerkkeihin tutustumalla saat käsityksen tästä esitystavasta. Histogrammi on tavallaan kuvan kartta. Lehmä Tässä intialaisessa seinämaalauksessa on vaaleita värejä lähes valkoisella taustalla, joka vie suuren osan alasta. Useimmat sävyt ovat odotetusti oikeassa reunassa. Tummat sarvet ja sorkat näkyvät kapeana viivana vasemmalla. Taivas Tämä pilvinen kaupunkikuva jakautuu histogrammissa kolmeen sävyryhmään: sininen taivas ja tummemmat rakennukset on niistä suurin, sen oikealla puolella ovat pilvien vaaleanharmaat osat, ja viimeisenä oikealla on valkoinen pilvi. Patsas Yli kolmannes kuvasta on syvää varjoa: vasempaan reunaan pakkautuvat sävyt viittaavat yksityiskohtien puuttumiseen, mutta varpaat ja kaksi henkilöä sisältävät sävyskaalan, joka ulottuu oikealle saakka. Valkoinen kangas näkyy ohuena viivana oikeassa reunassa.

20 Peura Tämä histogrammi muistuttaa viereisen sivun intialaisia palvojia: vasemmalla on syvä varjomassa, ja käyrä putoaa nopeasti oikealle. Tässä tapauksessa vielä suurempi osa kuvasta on varjossa, ja vaikka vaaleat sävyt (pieni piikki oikealla) ovat tärkeitä kuvan kannalta, varsinaine kohde (peura) on myös varjossa. Cocktailit Tämä histogrammi kertoo, että otoksessa on useita sävyryhmiä, mutta ne ovat tasaisesti jakautuneet varjosta valoon. Histogrammissa ei ole selkeää painopistettä, vaan joukko pienempiä huippuja. Pappi Histogrammin kolme osaa vastaavat kuvan kolmea ilmeistä sävyryhmää: ympäröivät syvät varjot ovat vasemman reunan terävä huippu, tumma silta muodostaa sen oikealla puolella olevan "tasanteen", ja valkokaapuinen japanilainen pappi on pieni piikkiryhmä oikeassa reunassa.

21 Valkotasapaino Valkotasapaino on digikuvauksen vastaus valon erilaisille, usein arvaamattomille väreille. Se on kätevä ratkaisu kuvan yleisvärin säätämiseen halutunlaiseksi. Valkotasapainon testaaminen Harmaa kortti on yksinkertainen tapa tarkastaa väritasapaino puolueettomasti. Kuvan kortti on Kodakin valmistama. Kuvaa kortti eri päivänvalo-olosuhteissa käyttäen vähintään kahta valkotasapainoasetusta (myös automaattista). Tarkasta RGB-arvot kuvankäsittelyohjelmassa. Niiden pitäisi olla samat. Valkoista kääntöpuolta voi käyttää valkotasapainon esimäärityksiin. Kun katsotaan spektriä (sivut 10 11) ja värilämpötilaa (sivut 18 19), on selvää, että valon väri voi vaihdella huomattavasti. Vaikka silmät ja aivot tulkitsevat näkymän "normaaliksi", useimmiten valaistus on enemmän tai vähemmän värittynyttä: kirkas taivas värittää varjot sinisiksi, auringonnousu ja -lasku värjäävät kaiken punertavaksi, väripinnat, kuten maalatut seinät, sävyttävät valoa omalla tavallaan ja niin edelleen. Kameran valikon valkotasapainosäädöt huolehtivat näistä tekijöistä. Säädöt vaihtelevat kamerakohtaisesti, mutta periaate on sama. Kohteen vaaleimmat sävyt ovat valonlähteen kirkkaimpia heijastuksia. Asettamalla valkoinen kortti auringonvaloon saadaan tarkka heijastus auringon väristä. Jos aurinko on korkealla, kortti on valkoinen. Kuten sivuilla kerrottiin, valkoisuus on osittain psykologinen ilmiö: se on väri, jonka me koemme neutraaliksi. Kun kuvauskohteen vaaleimmat sävyt säädetään neutraalin valkoisiksi, kuva näyttää "normaalilta", toisin sanoen "oikealta". Digikamera pystyy tekemään tämän korjauksen helposti muokkaamalla kennon keräämää informaatiota. Ajatellaan samaa valkoista korttia toisenlaisessa valossa. Sinisen taivaan alla olevassa varjopaikassa se heijastaa vahvasti sinistä, mutta jos kamera ohjataan käsittelemään kuvaa "avoimena varjona", se kompensoi vaikutusta niin, että kortti näyttää valkoiselta. Ja muut kuvan värit muuttuvat vastaavasti.

22 Valkotasapainovaihtoehdot Yksinkertaisimmillaan digikamera tarjoaa muutamia tyypillisiä valaistusvaihtoehtoja (esimerkiksi aurinkoinen, pilvinen, varjoisa, salamakuvaus, hehkulamppu ja loisteputki). Nämä on ryhmitelty nestekidenäytön valkotasapainovalikkoon. Kun valitaan tilanteen mukainen vaihtoehto, tulos on yleensä kelvollinen. Tyypillisiä värilämpötilakorjauksia ovat seuraavat: Suora aurinko 5200K Salama 5400K Pilvinen 6000K Varjo 7000K Volframilamppu 3200K Loisteputki (ei varsinaisesti värilämpötilaskaalalla, mutta yleensä vihertävä ) Tasapainon hienosäätö Joissakin kameroissa on joustavia vaihtoehtoja perusasetusten lisäksi. Yksi hyödyllisimmistä on Auto-asetus, jossa kamera analysoi kuvaa ja etsii "neutraalin" vaihtoehdon, jossa on vähiten yleistä värittymistä. Tämä toimii hyvin monissa, jopa useimmissa tilanteissa, mutta ei silloin, kun kohteessa on vahva yleisväri, joka halutaan säilyttää. Toinen vaihtoehto on mahdollisuus lisätä tai vähentää korjausta asteittain käsioh jauksel la. Lisämuokkaus on mahdollista, kun käytetään esivalintaa, jossa kamera kohdistetaan ensin valkoiseen pintaan kuvaustilanteen valaistusolosuhteissa, jolloin kamera neutraloi sen ja muistaa asetuksen myöhemmin. Pilvipeite Pilvinen taivas kohottaa värilämpötilaa hieman, noin kelvinillä. Tarkasta kamerasi pilvisen asetuksen värilämpötila käyttöoppaasta, jos haluat tarkemman käsityksen. Valkotasapainon korjaus Taivaan sini johtuu lyhyiden aallonpituuksien sironnasta. Varjossa silmä odottaa taivaan valon olevan neutraalia (valkoista). Toisinaan se onkin, mutta yleensä se on jossakin määrin sinistä. Tätä on vaikeaa arvioida silmämääräisesti. Kuvaa varjossa voimakkaan sinisen taivaan alla, kuten tässä lumikuvassa. Aseta ensin kameran valkotasapaino aurinkoiseen asentoon (ylinnä) ja sitten varjoon (keskellä), ja valitse lopuksi automaattiasetus (alinna). Ensimmäinen asetus kertoo, miten sinistä varjossa todella on, ja se voi olla yllätys. Kaksi muuta asetusta tekevät kohtuullisen korjauksen.

23 Valotuksen perusasiat Useimmissa tilanteissa kameran automaattinen valotusjärjestelmä tuottaa erinomaisia tuloksia, mutta jos jokaisen otoksen valotus halutaan saada oikeaksi, on tärkeää arvioida ennalta, miltä kuvan pitäisi näyttää. Tärkeät sävyt tummia Tärkein värisävy tässä sudanilaisen laulajan kuvassa on naisen tumma iho. Käytännössä valotuksessa on kysymys kameran asetuksista ja mittarien lukemista, mutta jos halutaan valottaa oikein helposti ja luotettavasti, on ensin tärkeää ymmärtää vaatimukset. On tiedettävä, millainen kuva on kelvollinen. Tämä perustuu viime kädessä omaan harkintaan, ja vaikka useimmat ihmiset ovat enimmäkseen samaa mieltä siitä, onko tietty kuva liian tumma tai vaalea, omalle maullekin jää pelivaraa. Tästä syystä oikealle valotukselle ei ole tarkkoja standardeja. Idea on hyvä, mutta sitä on tulkittava hieman mukaillen. Normaalisti paras valotus säilyttää mahdollisimman paljon informaatiota. Tarkoituksena on tuottaa kuva, joka muistuttaa sitä, miltä alkuperäinen kohde näytti katsojasta. Tyypillisessä näkymässä tämä tarkoittaa, että kaikki sävyt ovat mukana tummimmasta vaaleimpaan. Vaaleimmat sävyt ovat kirkkaita, mutta säilyttävät jonkin verran rakennetta, ja varjot ovat tummia kätkemättä kuitenkaan yksityiskohtia. Ääripäiden väliin jäävien keskisävyjen tulee näyttää samanlaisilta (ei liian vaaleilta eikä liian tummilta) myös kuvassa. Monien näkymien tulee kuitenkin näyttää vaaleilta tai tummilta eikä keksisävyisiltä. Valkoiseksi maalatun talon on oltava kirkkaanvalkoinen eikä harmahtava. Mustan lontoolaistaksin on näytettävä mustalta eikä harmaalta. Lisäksi kohteen ja taustan välillä voi olla suuria sävyeroja. Tässä tapauksessa tavoitteena on valottaa kohde oikein, mikä ei aina ole helppoa, jos kohde vie vain pienen osan kuvaalasta. Näiden erilaisten kuvaustilanteiden vuoksi kaikissa vakavasti otettavissa digikameroissa on valittavana useita mittausjärjestelmiä (keskustapainotteinen mittaus, pistemittaus tai matriisimittaus), joita esiteltiin sivuilla Niiden käytössä on huomattava, että kamera voi mitata alueen valoisuuden ja säätää valotuksen niin, että mahdollisimman paljon yksityiskohtia tallentuu, mutta kamera ei voi tietää, mitä kuvaaja haluaa. Jos vastaan tulee vaikeita, epätyypillisiä kuvaustilanteita, kuvaaja voi kompensoida. Tärkeintä on huomata, että jos valotusta halutaan hallita täydellisesti, matrisimittausta ei voi käyttää, koska on mahdotonta tietää varmasti, miten hyvin se selviää annetusta tilanteesta. Tällaisissa tapauksissa on käytettävä keskustapainotteista mittausta tai pistemittausta.

24 Valotustilanteita Yksinkertaistetussa muodossa useimmat kuvattavat tilanteet sopivat johonkin näistä kahdestatoista tyylitellystä mallista. Suuri kontrasti aiheuttaa suurimman osan valotusongelmista. Kaikkia näitä tilanteita käsitellään tarkemmin seuraavilla sivuilla. Keskivertoskaala Tärkeät sävyt keskitasoisia Pieni kontrasti Keskitasoinen Suuri kontrasti Suuri kirkas kohde, tumma tausta Pieni kirkas kohde, tumma tausta Tärkeät sävyt tummia Tumma Suuri sivusta valaistu kohde, tumma tausta Pieni sivusta valaistu kohde, tumma tausta Tärkeät sävyt vaaleita Vaalea Suuri tumma kohde, vaalea tausta Pieni tumma kohde, vaalea tausta Tärkeät sävyt keskitasoisia Tämän kuvan pääkohde on talon tiilijulkisivu. Tärkeät sävyt vaaleita Tämän kuvan pääosassa on taivas. Pilvien valkoinen väri on säilytettävä. Hallittavissa olevat valotusmenetelmät Käsimittauksessa kannattaa käyttää keskustapainotteista mittausta tai pistemittausta jollakin seuraavista tavoista: c Suora lukema, ei kompensointia. Tämä on ihanteellinen keskimääräisissä valotusoloissa ja kun halutaan keskitasoinen valotus. c Suora lukema, kompensointi. Kokemuksen myötä tämä voi toimia erittäin hyvin. Periaatteena on, että ensin otetaan lukema ja sitten arvioidaan, paljonko keskiarvoa tummemmaksi tai vaaleammaksi tulos halutaan. c Ei-haluttujen alueiden poissulkeminen mittauksesta tähtäämällä pois kohteesta. c Korvaavat lukemat. Tähtää kamera toiseen näkymään, joka on mielestäsi kirkkaudeltaan sama kuin se osa kuvasta, jota haluat mitata. Tätä kannattaa käyttää, kun kohde on liian pieni kameran TTL-mittausalueelle. c Korkea/matala lukema. Tähtää pois kohteesta ja mittaa ensin kuvan kirkas alue ja sitten tumma alue. Käytä niiden keskiarvoa. c Pistelukemat. Jos kamerassa ei ole pistemittausjärjestelmää, käytä zoomin suurinta polttoväliä tai teleobjektiivia ja mittaa kameralla kuin pistemittarilla. Sopii lukemien ottamiseen pienistä kohteista.

25 Esimerkki: pieni kontrasti Nämä esimerkit ovat tavallista pienikontrastisempia joko valaistuksen, kohteen tai molempien takia. Koska kontrasti on pieni, voit valita, kuinka vaalea tai tumma kuvasta tulee. Satunnaiset pistemittaukset ovat yhtäpitäviä 1/3 askelen rajoissa. Ei ole syytä käyttää muita mittauksia kuin kameran keskimääräistä TTL-lukemaa. Pieni kontrasti, tumma kohde Koska tämä on yökuva ja kohde (pyramidit) näkyvät siluetteina nousevaa kuuta vasten, sen pitäisi olla realismin vuoksi tumma. Vaalein alue on kuuta ympäröivä hohde, ja se on jätetty hillityksi, jotta kuvaa ei luultaisi päiväotokseksi. Tummuuden tarkka aste on makuasia, ja useatkin eri vaihtoehdot ovat kelvollisia. Tässä tapauksessa käytin kolmea f-lukua keskiarvoa pienempää arvoa, joka antaa mielikuvan juuri ja juuri erottuvista silueteista. Pieni kontrasti, keskitasoinen kohde Tätä lähemmäksi tasaista sävyä ei juuri pääse normaaleissa kuvaustilanteissa. Kontrasti on niin pieni, että kuva on suorastaan ankea. Erityisen kirkkaita tai tummia alueita ei ole, eikä myöskään syitä tehdä kuvasta muuta kuin keskisävyistä. Kaikki mittaustavat antavat saman tuloksen. Yhdellä silmäyksellä näkee, että keskellä oleva mittausalue on tyypillinen esimerkki koko kuvasta. Keskitasoisella valotuksella kuvattuna se näyttää tältä, ja ainoa vaihtelumahdollisuus on vihjata kirkkaaseen pilvipäivään (lisää 1/2 askelta) tai lähestyvään myrskyyn (vähennä 1/2 askelta). Tyypillisesti tällaiset keskivertokohteet antavat vähiten liikkumavaraa valotuksessa. Melko kirkas taivas juuri horisontin yläpuolella on ainoa poikkeama tässä muuten pienikontrastisessa kuvassa. Pieni tai keskitasoinen kontrasti, keskitasoinen kohde Taivaanrantaa lukuunottamatta tämän kuvan kontrasti on myös keskimääräistä pienempi, ja keskustapainotteinen mittaus ja matriisimittaus antavat tyypillisen lukeman. Säätö ei ole tarpeen. Kameran keskustapainotteinen lukema on tarkka koko kuvan osalta, kunhan mittausala ei sisällä taivasta.

26 Pieni tai keskitasoinen kontrasti, kirkas kohde Vastavaloon kuvattujen narsissien terälehtien läpi paistava auringonvalo pakottaa pitämään koko kuvan sävyn vaaleana. Jos olisi käytetty keskimääräistä valotusta, tulos olisi ollut liian samea. Valotusta kompensoitiin +2/3 f-luvulla. Mikä tahansa lukema kaiverretun hautakiven alueelta antaa saman tuloksen. Kolme ympyrää vastaavat kameran TTL-mittausympyrän tähtäyspisteitä. Pieni kontrasti, kirkas kohde Jälleen kontrasti on pieni, mutta jos käytettäisiin keskimääräistä TTL-lukemaa, kuvasta tulisi harmaa eikä valkoinen. Tilannetta on kompensoitava lisäämällä valotusta noin 1/2 2 f-luvulla. Sitä enempää valotusta ei voi lisätä, jotta kiven pintarakenne säilyisi. Pieni tai keskitasoinen kontrasti, keskitumma kohde Kirkkaista ikkunoista huolimatta iltahämärä pienentää yleiskontrastia. Hämärävaikutelman säilyttämiseksi paras valotus on yhden f-luvun verran keskiarvon alapuolella.

27 Esimerkki: suuri kontrasti Suurikontrastisissa kuvissa uhkaa yksityiskohtien katoaminen, koska sävyskaala on kameran kennon dynamiikan ulottumattomissa. Tärkeintä on päättää, mitkä sävyt halutaan säilyttää. Vaikka taivas ja varjo vaikuttaisi liiaksi keskustapainotteiseen valotukseen, kameran tähtääminen hieman sivuun antaa käyttökelpoisen lukeman kuvan tärkeistä osista. Tätä on vielä kompensoitava alivalotuksen välttämiseksi. Suuri kontrasti, kirkas ja hallitseva kohde Tässä ensimmäinen vaihe on kohteen tunnistaminen valotuksen kannalta. Tumma varjossa oleva kehys ja taivas on suljettava pois lukemasta tähtäämällä sivuun siten, että valo mitataan vain vaaleista rakennuksista. Tämä lukema tuottaisi varsin tumman valotuksen. Keskimääräisemmän ja hieman väriköyhemmän version aikaansaamiseksi voidaan kompensoida lisäämällä valotusta askelella. Tummansininen taivas ei saa vaikuttaa valotusmittaukseen. Tämä alue, tiheä tumma varjo, ei vaikuta valotuksen määrittämiseen, eikä sitä tarvitse mitata. Tämä rakennuksen kirkkain pinta on avainsävy. Valotusta määritettäessä tämän sävyn on oltava juuri erotettavissa oleva valkoinen. Liika valotus haalistaisi sen. Suuri kontrasti, pieni ja kirkas kohde Kullanvärisen kilven tummasta osasta otettu pistemittaus olisi tarkka, mutta se on mahdollinen vain pistemittarilla, kameran TTL-järjestelmän pistemittauksella tai pitkää teleobjektiivia käyttämällä. Muussa tapauksessa on otettava korvaava lukema toisesta pinnasta, joka on valaistus-ja heijastusominaisuuksiltaan sama, ja haarukoitava. Avainsävyjä ovat nämä sivulta valaistut kirkkaat ääriviivat. Ne ovat liian pieniä jopa pistemittaukseen, eikä liike jätä riittävästi aikaa mittaamiseen. Korvaava lukema tai kohdistuvan valon lukema ovat ainoita järkeviä vaihtoehtoja. Mittausympyrä ei auta tässä tapauksessa. Avainsävy on luonnollisesti kohteen pienessä alueessa. Pistemittaus olisi ihanteellinen, minkä jälkeen olisi jätettävä varaa alivalotuksen välttämiseksi. Suuri kontrasti, osittain valaistu kohde Tässä ei auta suora TTLlukema, olipa kyseessä keskustapainotteinen mittaus tai pistemittaus. Ota korvaava lukema toisesta auringon valaisemasta alueesta ja haarukoi. Tässä esimerkissä otettiin ensin useita kuvia täydessä auringonvalossa, kun perusasetus (1/250 s aukolla f5.6 käyttäen ISO 64 -filmiä) oli tuttu. Koska kirkkaat sävyt pikemminkin rajaavat muotoja kuin tuovat esiin yksityiskohtia, kuvaa ylivalotettiin tarkoituksella yksi askel: 1/125 sekuntia aukolla f5.6. Kohteen täyttämä ala on liian pieni mittausympyrälle, vaikka kamera tähdätään sivuun mittausta varten.