error
Регистрация

Урок фотографии. О резкости и детализации в художественных фото

Рубрика: «Советы и идеи»
Автор: Фото Идея
Опубликовано: 28.09.2016 в 07:04:21

Тезис о том, что резкие, высокодетализированные снимки — это замечательно, не вызывает сомнения и не повод для разговора. Но очевидно поводом является «затратная часть» — то количество усилий и средств, которое необходимо для обеспечения высокой резкости и высокой степени детализации фотографий. Наш сегодняшний разговор будет посвящен именно затратной части.

Начнем с того, что в данном вопросе (как нигде в фотографии) мы регулярно сталкиваемся с откровенными спекуляциями, в первую очередь коммерческого характера, основанными на нашем непонимании того, каков должен быть уровень детализации изображений. Поэтому в настоящей статье мы постараемся дать ответ на вопрос: «К какой степени разбора деталей художественных фоторабот следует стремиться фотографу?»

В первую очередь нужно вспомнить о том, что художественные фотографические изображения предназначены к рассматриванию, но не исследованию с помощью измерительных приборов, в частности гранулометров. Поэтому меру необходимой детализации определяет зрение человека и только оно. Однако и здесь велик соблазн подойти к вопросу вульгарно-физиологически, сформулировав, казалось бы, очевидный принцип: «детализация изображений, рассматриваемых с минимально возможного расстояния (150-100 мм), должна лежать чуть ниже порога визуального различения или на уровне этого порога». Вот за этот примитивный (и, как покажем ниже, в корне ошибочный) принцип, мы и платим, отстегивая порой тысячи долларов за сверхрезкие объективы и до изнеможения нагружая наши компьютеры файлами огромных пространственных разрешений. Мы испытываем глубокое удовлетворение от того, что, к примеру, наш ApoSyronar-S или Nikkor самые резкие на свете или что наш слайд был отсканирован на барабаннике с оптическим разрешением в 8000 dpi, но при этом остаемся несколько разочарованными тем, что отпечаток по-прежнему не оказывает ни на нас, ни на зрителей того эмоционального воздействия, которое оказывала самоя сцена. В чем причина?

Большинство новобранцев будут искать ответ в технике и технологии фотографии и, разумеется, не найдут его; умудренные опытом и убеленные сединами фотографы — в физиологии зрительного восприятия — но и в ней лишь часть ответа. Тогда где? Разумно предположить, что коль скоро художественное фотоизображение суть визуальное эмоциональное послание зрителю, то критерием явится скорейшая «доставка» этого послания с минимумом визуальных и эмоциональных потерь. Иными словами, мы находим ответ не в технологии фотографии и даже не в физиологии зрения как таковой, но в психофизиологии зрительного восприятия.

Чтобы пояснить тезис об эмоциональных потерях пойдем от истока, то есть от естественной сцены — пейзажа. Вообразим, что мы находимся на берегу водопада (рис. 1): мы любуемся великолепным видом, вдыхаем терпкий воздух Ледовитого океана, но у нас не возникает и мысли перебраться через водопад, взобраться на береговую сопку и детально рассмотреть карликовую березку на ее склоне. Мы воспринимаем эту сцену как есть, во всей ее целостности и великолепии, и разглядываем детали, оставаясь на точке наблюдения. С той же позиции и делаем снимок, в расчете показать эту сцену зрителю примерно такой же, какой видим ее сейчас.

 
уроки фотографии бесплатно
уроки фотографии бесплатно

Рис. 1 Побережье Баренцева моря. Июль 2006 г.

В данном (простейшем) примере эмоциональное послание отправляет зрителю не столько фотограф, сколько сама сцена. Задача фотографа в этом случае скромна и сводится к минимизации визуальных помех, приводящих к эмоциональным потерям.

Каковы возможные визуальные помехи? Они всем хорошо известны: это отклонения изображения по контрасту, контрастности, хроматическому балансу, а также снижение уровня детализации этого изображения. Перечисленные факторы, и в частности, пониженный уровень детализации (героини нашего сегодняшнего разговора) встают преградой между сценой и зрителем и вызывают определенный дискомфорт восприятия, внутреннее и неосознаваемое раздражение и, как следствие — ослабление эмоционального воздействия снимка, а подчас и искажение этого воздействия. Безусловно, в руках фотографа имеются как цифровые, так и нецифровые рычаги управления контрастом, контрастностью и хроматическим балансом, но при этом нет (и не может быть) никаких средств повысить MTF изображения: фотограф может лишь до некоего предела поднять визуальную резкость (т.е. ощущение резкости) путем усиления краев, что не дает фактического (фотометрического) разбора деталей: как говорится «что выросло, то выросло».

Теперь вообразим, что рядом с фотографом на берегу водопада стоит штатив с идеальной системой «объектив—сенсор», то есть MTF этой системы равна 100% на всех пространственных частотах и на всех расстояниях от центра объектива. В контексте технической фотографии сие предел желаемого, но в контексте фотографии художественной возможности системы будут по большей части не востребованы, потому что сам фотограф как система «объектив—сенсор» обладает MTF, показанной на рис. 2 (Wandell, 1995):

 
уроки фотографии бесплатно
уроки фотографии бесплатно

Рис. 2 MTF зрительной системы человека.

Поэтому мы вправе требовать от нашей техники лишь того (и платить лишь за то), чтобы она обеспечивала регистрацию деталей с величиной визуального разбора, то есть такого разбора, каков был в сцене с точки наблюдения/съемки, но никак не в случае нашего волшебного перемещения на ее задний план. Только с точки наблюдения/съемки сцена имеет ценность как сцена, а ее изображение — как эмоциональный посыл, как произведение искусства.

Отчего же мы все-таки стараемся вложить в изображение больше оптической информации, чем требуется?

На первый взгляд, внушительным объяснением является то, что фрагмент изображения может статься ничуть не менее интересным и выразительным, чем изображение в целом и поэтому имеет смысл тратить усилия на обеспечение высокой детализации в том числе фрагментов изображения. Действительно, к такому подходу нас приучили живописные полотна, в частности, наброски полотен. Но нельзя забывать, что фрагменты живописи, особенно наброски — это скорее самостоятельные произведения, нежели собственно фрагменты; это, если угодно — субизображения, созданные автором, но не зафиксированные им.

Вторым, достаточно частым аргументом, является апелляция к нашему поведению в сценах: мы часто подходим к интересующему нас предмету — нагибаемся к цветку, прикасаемся к древесной коре, разглядываем морозные узоры на стекле и т.п., что чаще усиливает наше общее впечатление (но порой и наоборот). Все, безусловно, так. Однако наше зрительное поведение в сцене невоспроизводимо при рассматривании ее изображения, и механистический подход, озвученный расхожей формулой «зритель должен иметь возможность подойти к фотографии поближе и рассмотреть детали», здесь оказывается неуместным — зритель никогда не получит такой возможности. Докажем сей тезис.

Начнем с того, что дадим определение сцены:

◊ Сцена — это фрагмент реального мира, воздействующий на зрительную систему наблюдателя в данный момент времени.

В той точке пространства, в которой находятся глаза наблюдателя, сцена формирует т.н. внешний оптический массив (Palmer, 1999), см. рис. 3

 
уроки профессиональной фотографии
уроки профессиональной фотографии

Рис. 3 Образование внешнего оптического массива в данной точке пространства.

Собственно, этот массив и есть стимул, который воздействует на глаза, и на который зрительная система дает реакцию: вначале — сенсорный отклик, а затем — зрительное ощущение. Стоит только сместить пространственную позицию наших глаз, скажем, встать со стула и шагнуть вперед, как состав внешнего оптического массива изменится, то есть изменится конфигурация зрительного стимула (рис. 4).

 
уроки профессиональной фотографии
уроки профессиональной фотографии

Рис. 4 А — Когда глаз наблюдателя находится в точке А, он «вырезает» (или, как еще говорят, — сэмплирует) фрагменты внешнего оптического массива по данной точке; В — оптическое изображение на сетчатке наблюдателя, глаза которого находятся в позиции А; С — характер изменения внешнего оптического массива при изменении местоположения наблюдателя; D — оптическое изображение на сетчатке наблюдателя, глаза которого сместились в позицию С. (Palmer, 1999)

Когда же наблюдатель движется в сцене, то один внешний оптический массив быстро сменяется другим. Последовательность оптических массивов, сменяющих друг друга, образует т.н.динамический оптический массив. Таким образом, когда, заприметив цветок, мы подойдем к нему и нагнемся, чтобы получше разглядеть, на наше зрение будет действовать совсем не тот оптический массив, что предъявляет нам увеличенный фрагмент изображения этой сцены. Сказанное проиллюстрирует рис. 5.

 
уроки профессиональной фотографии
уроки профессиональной фотографии

Рис. 5 Сравнение динамического оптического массива, организующегося по мере движения наблюдателя в реальной сцене (левая колонка), со статическим оптическим массивом масштабирующегося изображения этой же сцены (правая колонка). В верхнем ряду: исходное поле зрения в точке съемки и исходное изображение сцены. В среднем ряду: на полпути к цветку и к изображению. В нижнем ряду: вплотную к цветку и к изображению.

Скорость и характер динамического оптического массива позволяют нам ориентироваться в пространстве, определять расстояния от объекта до объекта, а работа вестибулярного аппарата дополняет визуальную информацию и усиливает впечатление. Динамический оптический массив организует третью размерность восприятия — глубину пространства, тогда как статический оптический массив плоского изображения сцены двухмерен по определению. Плоское изображение сцены формирует единственно возможную картину элементов, и приближение к этому изображению или удаление от него не вносят в зрительный стимул почти никаких изменений — он, как мы уже сказали, был и остается статическим. Таким образом, любые усилия имитировать ощущения, возникающие при движении наблюдателя к интересующему его объекту сцены, окажутся тщетны. В том числе — попытка такой имитации за счет гипердетализации.

В самом деле, интуитивный опыт подтверждает сказанное: в каждом из нас имеется невербальное и чаще бессознательное знание того, что приближение к изображению не дает ничего ни в визуальном, ни, главное, в эмоциональном планах.

Что же тогда толкает нас подходить ближе и вглядываться в детали снимка?

Опыт пристального наблюдения за посетителями Русского музея, Эрмитажа и Третьяковской галереи, а также ряда петербургских фотолабораторий, показал, что в подавляющем большинстве случаев рассматривание деталей изображения — прерогатива мужчин, в частности мужчин-фотографов, тогда как женщинам и даже женщинам-фотографам почти не свойственна такая черта зрительского поведения. Судя по всему, нет альтернатив той идее, что привычка вглядываться в детали — это мужская технократическая манера, в основе которой лежит подсознательное (а, порой, и осознанное) стремление сравнить возможности личной фототехники с возможностями фототехники своего творческого конкурента, выставившего отпечаток. Проще говоря, нами движет врожденное природное любопытство, инстинкт исследователя, что, безусловно, есть залог общественного и технического прогресса (В. Дольник, 2000; В. Еремеева, Т. Хризман, 1994), но что все же не имеет отношения к искусству художественной фотографии. И нам совершенно невозможно удержаться от того, чтобы, воспроизводя изображение, не похвастаться параметрами своей аппаратуры перед потенциальным зрителем, которым, вероятнее всего, окажется, опять же, наш брат — фотограф. И так по кругу. Понятно, что эти психологические петушиные бои не имеют ничего общего с изобразительным искусством и со зрительным восприятием его произведений. Предметом же нашего сегодняшнего разговора, напомним, является фотография и рассудительный подход к ее технологии по параметру детализации.

Итак, если мы принимаем тезис, что детализация художественного фотоотпечатка, рассматриваемого с оптимального просмотрового расстояния, должна быть адекватной визуальному разбору деталей сцены, наблюдаемой от точки съемки, то первое, о чем мы должны вспомнить, — это о простейшем правиле, выведенном американским фотографом Джо Баттсом:

◊ Оптимальное расстояние просмотра изображения сцены равно его полутора диагоналям.

Действительно, опыт наблюдения за зрителями свидетельствует, что при рассматривании снимков они интуитивно выбирают как раз баттсовское расстояние. Мы можем также обратиться к опыту киноинженеров, которые, по понятным причинам, не столь категоричны, как Баттс, и вынуждены давать коридор значений: от 0.87 до 5 крат ширины отпечатка/экрана (Hunt, 2004). Однако типичным, по наблюдению исследователей, оказывается расстояние, даже немного большее, чем баттсовское — в районе 3 крат ширины, то есть в районе 2.3—2.5 диагоналей (при формате отпечатка/экрана 4:3).

Коль скоро эмпирическое баттсовское расстояние оптимального просмотра, во-первых, широко известно, во-вторых — определенно, положим его той «печкой», от которой начнем вытанцовывать логику дальнейших рассуждений.

Мы знаем, что острота фотопического (дневного) зрения человека составляет примерно 20 цикл/град (40 линий/град), то есть порог пространственного различения стимулов равен примерно 1.5 угловым минутам (см. рис. 2).

Следовательно, если сцена была зарегистрирована условно идеальной системой с размером сенсора 24x36 мм, то, когда речь идет о предполагаемом «крейсерском» увеличении печати в 10 крат, то есть до 24x36 см, максимальное оправданное пространственное разрешение такого отпечатка при оптимальном просмотровом расстоянии в полторы диагонали (650 мм) составляет 40/(tg1°x650) = 3.525 лин/мм. Это значит, что (с учетом правила Найквиста) пространственное разрешение кодирования оптической информации сенсором должно быть в двадцать раз выше (10х2 — 10 крат увеличение и 2 — найквистово удвоение), то есть 70,5 лин/мм или 1790 лин/дюйм. Сказанное означает, что в контексте гибридной технологии идеальный слайд следует цифровать с пространственным разрешением в 1790 dpi (2000 dpi) либо что матрица цифровой камеры должна обеспечивать такое разрешение в файле изображения после дебайеризации.

Теперь проделаем то же в отношении сенсоров размером 6x9 см и 9x12 см.

При десятикратном увеличении слайда 6x9 см размер отпечатка составит 60x90 см и, следовательно, баттсовское расстояние окажется равным 1600 мм. Следовательно, максимальное оправданное пространственное разрешение отпечатка выйдет на 40/(tg1°x1600) = 1.43 лин/мм. Соответственно пространственное разрешение кодирования должно составить всего лишь 726 dpi.

При десятикратном увеличении листового слайда 9x12 см размер отпечатка равен 90х120 см и, таким образом, баттсовское расстояние составит 2250 мм. Следовательно, максимальное оправданное пространственное разрешение отпечатка равно 40/(tg1°x2250) = 1.01 лин/мм. Соответственно, пространственное разрешение кодирования должно составлять всего лишь 513 dpi.

По прочим стандартным форматам сенсоров (6x4.5, 6x7, 6x9) провести подобные расчеты не составит труда.

Получившиеся цифры столь непривычны, что не внушают доверия, но практический опыт подтверждает сказанное. Однако же обязательно следует учитывать то обстоятельство, что зритель обычно подвижен и часто оказывается к отпечатку много ближе, чем расстояние оптимального просмотра. Возникший при этом визуальный дискомфорт от недостатка визуальной резкости и детализации снимка может испортить ранее полученное впечатление. Поэтому стоит все-таки обратиться к опыту киноинженеров и в качестве точки отсчета выбрать нижний предел (0.87 от длинной стороны отпечатка), за которым технические огрехи снимка уже устойчиво попадают в область осознанного восприятия и понимания зрителем того, что он оказался слишком близко к изображению и что оно не предназначено к просмотру с такого расстояния.

Пересчитаем значения с точки зрения «киношников» и по минимальному расстоянию, то есть с самой требовательной позиции:

  • 24x36 мм  40/(tg1°x360x0.87) = 7.31 лин/мм  пространственное разрешение кодирования 7.31х10х2х25.4 = 3714 dpi. (т.е. примерно 4000 dpi  21 Мр)  122.6 Мб(при тональном разрешении 16 бит на канал);
  • 6x9 см  40/(tg1°x900x0.87) = 2.92 лин/мм → пространственное разрешение кодирования 2.92x10x2x25.4 = 1483 dpi. (т.е. примерно 1600 dpi  21 Мр) → 122.6 Мб (при тональном разрешении 16 бит на канал);
  • 9x12 см → 40/(tg1°x1200x0.87) = 2.19 лин/мм → пространственное разрешение кодирования 2.19x10x2x25.4 = 1120 dpi. (т.е. примерно 1200 dpi  24 Мр) → 137.9 Мб (при тональном разрешении 16 бит на канал).

Однако увеличение снимков не всегда десятикратно, и порой возникает необходимость, скажем, в 15-кратном увеличении. На первый взгляд в этом случае должно понадобиться большее пространственное разрешение кодирования (если предположить, что речь идет об идеальной системе объектив—сенсор). Но нельзя забывать при этом, что острота зрения как была, так и останется, а минимальное и оптимальное просмотровые расстояния при этом неизбежно увеличатся.

Давайте пересчитаем искомые цифры пространственного разрешения кодирования в 15-кратное увеличение при минимальном просмотровом расстоянии (0.87 от ширины отпечатка).

  • 24x36 мм → 40/(tg1°x540x0.87) = 4.87 лин/мм → пространственное разрешение кодирования 4.87x15x2x25.4 = 3710 dpi. (т.е. примерно 4000 dpi  21 Мр) → 122.6 Мб (при тональном разрешении 16 бит на канал);
  • 6x9 см → 40/(tg1°x1350x0.87) = 1.95 лин/мм → пространственное разрешение кодирования 1.95x15x2x25.4 = 1485 dpi. (т.е. примерно 1600 dpi  21 Мр) → 122.6 Мб (при тональном разрешении 16 бит на канал);
  • 9x12 см → 40/(tg1°x1800x0.87) = 1.46 лин/мм → пространственное разрешение кодирования 1.46x15x2x25.4 = 1112 dpi. (т.е. примерно 1200 dpi  24 Мр) → 137.9 Мб (при тональном разрешении 16 бит на канал).

Мы видим, что расчетные значения остались практически неизменными, что, казалось бы, противоречит «всей науке», всему, к чему мы привыкли, чему нас «учили в школе». Но ежели в основу рассуждений положить физиологию зрительного восприятия человека и психологию восприятия изображений, то становится понятным, что рассуждения все-таки верны. Однако если цель и смысл наших технологических усилий — самоудовлетворение посредством демонстрации зрителю возможностей дорогостоящей аппаратуры (например, того, как изящно отрисовывает ильфордовское зерно или глобулы фуджевских красителей барабанный сканер при 8000 dpi), то, безусловно, настоящая статья не по адресу.

Наконец, отметим, что в рассуждениях мы исходили из идеальности системы «объектив—сенсор», что недостижимо на практике. Если же строить логику исходя из результирующей MTF фактической системы (которая суть произведение MTFs ее составляющих), то в некоторых случаях цифры оправданного пространственного разрешения кодирования могут оказаться еще ниже.

ВЫВОДЫ

Итак, если мы сделаем над собой усилие, вылезем из любимой технопесочницы и, по крайней мере на период размышления над данной статьей, примем именно психофизиологический подход к проблеме, то придем к весьма и весьма любопытным выводам.

Во-первых, мы увидим, что в контексте занятий художественной фотографией отпадает всякая нужда в электронных монструозиях а ля Apple Macintosh с 16-32 Гб оперативной памяти на борту и 8-ю ядрами процессора. Окажется, что эффективно и комфортно обрабатывать изображения (даже со слайда 9x12) может заурядный двухъядерный компьютер с 2 Гб ОЗУ. Сэкономленные средства при этом имеет смысл направить на что-то более стоящее, например, хорошую оптику с красивым рисунком или сотню-другую фотопленок (пока их еще выпускают).

Во-вторых, мы увидим, что приверженцам гибридной технологии нет никакой необходимости в сканировании слайд-оригиналов с пространственным разрешением выше 4000 dpi — в высоких показателях пространственного разрешения оцифровки необходимость возникает лишь в контексте технической фотографии, но никак не художественной. Деньги же стоит потратить, к примеру, на брэкетинг в сложных сценах (а это дополнительный расход пленки) и оцифровку его результатов барабанником (что в крайнем выражении дает возможность HDR-склейки изображения), на лишний дубль при смене освещения или сюжета и, соответственно, на большее число сканируемых кадров (но с разумным пространственным разрешением оцифровки). К слову сказать, ценность hi-end-сканеров, в первую очередь барабанных, отнюдь не в «разрешалке», но в большом бесшумовом динамическом диапазоне, позволяющем цифровать слайды высокого Dmax, проще говоря — эффективно «пробивать тени».

В-третьих, мы увидим, что современные цифровые фотокамеры давно достигли необходимого уровня пространственного разрешения сенсоров и что следует обращать внимание не столько на «мегапиксельность» матриц, сколько на иные параметры (которым следовало бы посвятить отдельную статью), в частности, на соответствие системы «объектив—сенсор» критерию Лютера — Айвса, на входной динамический диапазон (фотографическую широту), а также на характер паразитных взаимовлияний в верхней четверти этого диапазона (последнее, по мнению автора, лежит в основе такого малоприятного визуального эффекта как «цифропластилин»).

* * *

Итак, если в создании изображения нами наконец начнут двигать исключительно изобразительные мотивы и стремление достучаться до сердца зрителя, принести ему радость созерцания гармоничного, если мы преодолеем заурядные тщеславие и наше бессознательное (а порой и осознанное) стремление доказать себе и окружающим, что мы не зря потратили кучу денег, что мы круче и вообще что «жизнь удалась» — то мы с удивлением обнаружим, как стали более чем аскетичны в выборе технологических параметров фотографического процесса.

Источник: shadrin.rudtp.ru

 

Смотрите также:

Урок фотографии. Отличные позы для съемки влюбленной пары

 
Просмотры: 12292
 

Комментарии:

Николай Семёнов
Очень актуально и толково. Спасибо автору!
07.12.2013 - 12:27:59
 
Евгений nibumbum
Хороший материал, спасибо! )
09.12.2013 - 14:52:30
 
Photo
Прими участие в самом масштабном Фото-Конкурсе Года!
Главный приз Samsung Galaxy Tab 2!
http://photo-events.ru
У тебя есть все шансы победить!
10.12.2013 - 18:54:07
 
Борис Коктышев
Немного мудрёрно, но в целом толково! спасибо!
11.12.2013 - 15:08:38
 
Sergey
При рассматривании с оптимального расстояния под углом 40 градусов с разрешением глаза 20 циклов(пар линий) на градус получаем 40+20*2=800 пикселей по длинной стороне
или 800*533=0.4 мегапикселя, что подтверждается нормальным восприятием фотографий в интернете с таким разрешением. А в отношении теоремы Котельникова Найквиста, глазу важно разрешение, а не спектральные частото в каких то направлениях по картинной плоскости. А если зрительный отклик на 3 циклах/градус максимальный , то желательно иметь 3*2*40=240 пикселей, т.е. 240*160=0.04 мегапикселя
12.12.2013 - 18:24:17
 
Sergey
исправление 40*20*2=1600 и соответственно 1600*1067=1.7 мегапикселя,
(но фотографии в интернете 800*533 смотрятся нормально)
12.12.2013 - 18:35:16
 
Алекс Андр
Грамотная статья.
28.09.2016 - 13:38:47