Matryca aparatu: CMOS, APS-C, średni format, rybie oko i statyw

Matryca aparatu

Matryca aparatu to światłoczuły układ elektroniczny, który w aparacie cyfrowym zastępuje film: zamienia światło z obiektywu na sygnał elektryczny, a procesor składa z niego plik zdjęcia. Od jej rozmiaru zależy kąt widzenia obiektywu, poziom szumów i to, jak łatwo uzyskać płytką albo głęboką głębię ostrości.

Matryca składa się z milionów fotodiod, czyli pikseli. Każda zbiera ładunek proporcjonalny do ilości światła, ale sama nie rozróżnia kolorów. Dlatego nad pikselami leży mozaika filtrów barwnych, najczęściej filtr Bayera: połowa pól jest zielona, po jednej czwartej czerwone i niebieskie, a brakujące barwy procesor wylicza z sąsiednich pikseli.

Rozmiary matryc

Ten sam obiektyw na mniejszej matrycy obejmuje węższy wycinek sceny. Różnicę opisuje mnożnik ogniskowej (crop factor): stosunek przekątnej pełnej klatki do przekątnej danej matrycy. Wymiary i mnożniki poniżej pochodzą z zestawienia formatów matryc w Wikipedii.

Czy rozmiar matrycy ma znaczenie przy zdjęciach produktów?

Ma, choć inaczej, niż się zwykle zakłada. Przy tym samym kadrze i tej samej przysłonie mniejsza matryca daje większą głębię ostrości, a większa płytszą (źródło). W packshocie, gdzie cały produkt ma być ostry, duża matryca wymaga mocniejszego przymknięcia przysłony albo łączenia kilku klatek. Szczegóły w haśle głębia ostrości.

Większa matryca przy tej samej liczbie megapikseli ma większe piksele i zwykle mniej szumów przy wysokim ISO. W studiu z lampami, gdzie pracuje się na niskiej czułości, ta różnica jest mniej widoczna niż przy zdjęciach w słabym świetle.

Z praktyki studia: megapiksele aparatu to nie to samo, co rozmiar pliku dla sklepu. Standardowe zdjęcie od marszalstudio to JPG 2000 × 2000 px, czyli 4 megapiksele, 72 DPI, RGB. Większy plik ma sens do druku: dodatek „Rozdzielczość 6K” to 6000 px i 300 DPI (9 zł netto za zdjęcie), np. do katalogu.

Jeśli zamiast wybierać aparat wolisz dostać gotowe zdjęcia, zobacz packshoty na białym tle: od 39 zł netto za zdjęcie bez retuszu.

Zobacz też: Packshoty od 39 zł netto

➜

Matryca CMOS

Matryca CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) to rodzaj matrycy, w której każdy piksel ma własną fotodiodę i tranzystory wzmacniające sygnał. To dziś standard w aparatach i smartfonach: pod koniec lat 2010. matryce CMOS niemal całkowicie wyparły starsze CCD (źródło).

Różnica tkwi w odczycie. W matrycy CCD ładunek przechodzi z komórki do komórki, aż trafi do wspólnego wzmacniacza na końcu układu (źródło). W CMOS sygnał wzmacnia się już w pikselu, co obniża pobór prądu.

Odmiany i ograniczenia CMOS

• BSI (podświetlana od tyłu): odwrócona budowa, dzięki której do fotodiod dociera więcej światła; takie matryce weszły na rynek w 2009 roku.
• Stacked (warstwowa): matryca BSI z elektroniką w osobnej warstwie, którą Sony wprowadziło w 2012 roku.
• Rolling shutter: CMOS zwykle odczytuje obraz rząd po rzędzie, więc przy migawce elektronicznej szybko poruszający się obiekt może wyjść pochylony.

Przy nieruchomym produkcie na stole efekt rolling shutter praktycznie nie występuje, bo nic w kadrze się nie porusza. Przy wyborze aparatu do packshotów ważniejsze są rozdzielczość i czysty obraz przy niskim ISO.

APS-C

APS-C to format matrycy o wymiarach około 23,5 × 15,6 mm (u Canona 22,3 × 14,9 mm), mniejszy od pełnej klatki 36 × 24 mm. Nazwa pochodzi od filmu Advanced Photo System w wariancie C („Classic”), którego klatka miała 25,1 × 16,7 mm (źródło).

Mnożnik ogniskowej wynosi 1,6 u Canona i 1,5 u Nikona, Sony, Fujifilm i Pentaxa. Obiektyw 50 mm na APS-C daje więc kąt widzenia jak 75 mm (u Canona 80 mm) na pełnej klatce. Liczba przysłony nie zmienia ekspozycji: f/2,8 zostaje f/2,8, ale przy tym samym kadrze głębia ostrości jest większa.

Na zdjęciu Fujifilm X-A5: według producenta matryca APS-C CMOS o wymiarach 23,5 × 15,7 mm i 24,2 mln pikseli (specyfikacja). Widać po niej, że „APS-C” to rodzina rozmiarów, a nie jeden wymiar.

APS-C przy zdjęciach produktów

• Więcej głębi ostrości przy tym samym kadrze i przysłonie, więc łatwiej utrzymać ostry cały produkt.
• Ciaśniejszy kadr z tego samego obiektywu i tej samej odległości, co pomaga przy małych przedmiotach.
• Trudniej o szeroki kąt: obiektyw 16 mm działa na APS-C jak ok. 24 mm na pełnej klatce, więc do ciasnych wnętrz potrzeba krótszych ogniskowych.

Średni format

Średni format to każdy nośnik obrazu większy niż klatka małoobrazkowa 24 × 36 mm, ale mniejszy niż wielki format 4 × 5 cala (źródło). W aparatach cyfrowych najczęściej oznacza matrycę 43,8 × 32,9 mm (np. Fujifilm GFX 50S, Hasselblad X1D-50c), a w największych systemach 53,4 × 40 mm, jak w 151-megapikselowym Phase One IQ4 (źródło).

Matryca 43,8 × 32,9 mm ma ok. 1,7 raza większą powierzchnię niż pełna klatka, a 53,4 × 40 mm prawie 2,5 raza. To miejsce na więcej pikseli, ale też ciężkie pliki i jeszcze płytsza głębia ostrości przy tym samym kadrze.

Średni format na filmie 120

W fotografii analogowej średni format to przede wszystkim film zwojowy 120, wprowadzony przez Kodaka w 1901 roku i szeroki na ok. 61 mm. Rozmiar klatki zależy od aparatu (źródło):

Do sklepu internetowego średni format rzadko jest potrzebny, bo standardowy plik 2000 × 2000 px ma 4 megapiksele. Ma sens tam, gdzie zdjęcie trafi na duży wydruk albo będzie mocno kadrowane.

Zobacz też: Pełna klatka, czyli czym jest aparat pełnoklatkowy

➜

Rybie oko (fish eye)

Rybie oko (fish eye) to ultraszerokokątny obiektyw, który celowo nie prostuje linii: obejmuje do 180 stopni i wygina wszystko, co nie przechodzi przez środek kadru. Nazwę ukuł w 1906 roku amerykański fizyk Robert W. Wood, opisując, jak ryba widzi świat spod powierzchni wody (źródło).

Rybie oko koliste i diagonalne

• Koliste: okrągły obraz wpisany w kadr, obejmujący półkulę 180 stopni, z czarnym polem dookoła; na pełnej klatce zwykle ogniskowe 8-10 mm.
• Diagonalne (pełnoklatkowe): obraz wypełnia cały kadr, a 180 stopni mierzy się po przekątnej, od rogu do rogu; zwykle ogniskowe 12-18 mm.

Rybie oko to inna kategoria niż zwykły obiektyw szerokokątny. Ten drugi utrzymuje proste linie prosto, a rybie oko zamienia je w łuki, tym mocniej, im dalej od środka kadru. Jak ogniskowa przekłada się na kąt widzenia, opisuje poradnik ogniskowa obiektywu.

Czy rybie oko nadaje się do zdjęć produktów?

Do packshotu nie. Kupujący ma zobaczyć prawdziwe proporcje, a rybie oko powiększa to, co jest blisko obiektywu, i wygina krawędzie produktu. Sprawdza się w ujęciach kreatywnych: wnętrze sklepu, produkt w ciasnej przestrzeni, kadr do mediów społecznościowych, w którym zniekształcenie jest celem.

Wygięte linie da się częściowo wyprostować w programie, ale kosztem przycięcia i rozciągnięcia brzegów kadru.

Aberracja chromatyczna

Aberracja chromatyczna to wada obiektywu, który nie skupia wszystkich barw w jednym punkcie, bo szkło załamuje światło o różnej długości fali pod nieco innym kątem. Na zdjęciu widać ją jako kolorowe obwódki na kontrastowych krawędziach (źródło).

Producenci ograniczają tę wadę szkłem o niskiej dyspersji (m.in. z fluorytem) oraz konstrukcjami apochromatycznymi, skorygowanymi dla trzech długości fali. Nie każda fioletowa obwódka to jednak aberracja: podobny efekt dają odblaski wokół jasnych punktów.

Aberracja przy zdjęciach produktów

• Najmocniej widać ją na granicy ciemnego produktu i białego tła oraz na polerowanym metalu, np. przy zdjęciach biżuterii.
• Na aberrację podłużną pomaga przymknięcie przysłony już przy zdjęciu, poprzeczną najłatwiej usunąć przy wywoływaniu pliku RAW.
• Krawędzie sprawdzaj w powiększeniu 100%, bo na miniaturze obwódek nie widać.

Z praktyki studia: w cenie każdego zdjęcia w marszalstudio jest podstawowa obróbka, czyli kadr, ekspozycja i kolor. Krawędzie produktu to osobny punkt retuszu premium (35 zł netto za zdjęcie), obok zagnieceń, faktury i idealnie białego tła.

Pierścień pośredni

Pierścień pośredni to pusta tuba bez soczewek, zakładana między korpus a obiektyw. Odsuwa obiektyw od matrycy, dzięki czemu można ostrzyć z bliższej odległości i uzyskać większe powiększenie (źródło). To najtańszy sposób, by zwykłym obiektywem zrobić zdjęcie w skali zbliżonej do makro.

Ile powiększenia daje pierścień

Przyrost powiększenia to w przybliżeniu długość pierścienia podzielona przez ogniskową obiektywu. Pierścień 20 mm na obiektywie 50 mm dodaje ok. 0,4x, a na obiektywie 100 mm już tylko 0,2x, dlatego pierścienie działają najmocniej z krótkimi i średnimi ogniskowymi (źródło). Pierścienie można skręcać razem, a ich długości się sumują.

Co tracisz z pierścieniem

• Ostrość na nieskończoność: obiektyw ostrzy już tylko z bliska.
• Światło: efektywna liczba przysłony rośnie mniej więcej o czynnik (1 + powiększenie), więc przy skali 1:1 ustawione f/8 działa jak ok. f/16, czyli 2 EV ciemniej (wzór). Aparat z pomiarem przez obiektyw sam to uwzględnia.
• Autofokus i sterowanie przysłoną: działają tylko z pierścieniami, które mają styki elektryczne.
• Głębię ostrości: przy dużym powiększeniu bardzo płytką.

W fotografii produktowej pierścień przydaje się do detali: faktury tkaniny, grawerunku, oprawy kamienia w pierścionku. Przy tak płytkiej głębi ostrości zwykle łączy się kilka klatek w focus stackingu, a aparat musi stać na statywie. Jeśli detale robisz regularnie, wygodniejszy jest obiektyw makro, który ostrzy też na dalekie odległości.

Zobacz też: Jak robić zdjęcia biżuterii: poradnik makro

➜

Statyw

Statyw to podpora, najczęściej trójnożna, która trzyma aparat nieruchomo w ustalonej pozycji. Składa się z nóg z regulacją długości, często z kolumny centralnej oraz z głowicy, którą ustawia się kąt i kierunek aparatu; szybkozłączka pozwala wpiąć i odpiąć korpus w kilka sekund.

• Głowica kulowa: szybko ustawia aparat w dowolnej pozycji, dobra przy zmiennych kadrach.
• Głowica trójosiowa lub przekładniowa: każdą oś ustawia się osobno, co ułatwia drobne poprawki przy packshotach.
• Głowica wideo (olejowa): płynne panoramowanie i pochylanie podczas nagrywania.

Po co statyw przy zdjęciach produktów

W studiu z lampami błyskowymi ruch zamraża krótki błysk, więc statyw daje przede wszystkim powtarzalność. Aparat stoi w jednym miejscu, kolejne produkty z serii mają ten sam kadr, a poprawkę jednego ujęcia robi się bez ponownego ustawiania sceny.

Bez statywu nie da się zrobić focus stackingu, długich czasów naświetlania przy niskim ISO ani wygodnie pracować z podglądem zdjęć na komputerze (tethering). Przy produktach fotografowanych z góry, np. na stole bezcieniowym, przydaje się statyw z ramieniem poziomym.

Z praktyki studia: packshot 360 w marszalstudio to 24 lub 36 ujęć na jeden obrót produktu, co 15° albo co 10°. Taka seria składa się w płynny obrót tylko wtedy, gdy aparat przez cały czas stoi w tym samym miejscu, a zmienia się wyłącznie kąt ustawienia produktu.

Gdy aparat stoi na statywie, zwykle wyłącza się stabilizację obrazu. Dlaczego, wyjaśnia kolejna sekcja.

Stabilizacja obrazu: w obiektywie i w matrycy

Stabilizacja obrazu to zestaw technik, które ograniczają rozmycie spowodowane ruchem aparatu w czasie naświetlania. Bywa mylona ze „stabilizacją ekranu”, ale w fotografii chodzi o stabilizację w obiektywie albo w korpusie, przez ruch matrycy (źródło).

• Optyczna (w obiektywie): zmienia drogę światła do matrycy; każdy obiektyw potrzebuje własnego układu.
• Matrycowa (IBIS): korpus przesuwa matrycę, więc stabilizacja działa z wieloma obiektywami, także takimi, które jej nie mają.
• Cyfrowa (elektroniczna): wygładza nagranie wideo, ale nie usuwa rozmycia powstałego w obrębie jednej klatki.

Stabilizacja pozwala fotografować z ręki przy czasach naświetlania dłuższych o 2-5,5 EV. Według danych Canona cytowanych w tym samym źródle aparaty z IBIS osiągają ok. 8 EV, a sama stabilizacja w obiektywie ok. 5,5 EV.

Stabilizacja a statyw

Większość producentów zaleca wyłączenie stabilizacji obiektywu, gdy aparat stoi na statywie, a część nowszych obiektywów sama to wykrywa. Przy packshotach ze statywu stabilizacja jest zbędna, za to przy zdjęciach lifestyle z ręki pozwala zostać na niższym ISO.

Aparat natychmiastowy

Aparat natychmiastowy to aparat na film samowywołujący się, który chwilę po zrobieniu zdjęcia oddaje gotową, chemicznie wywołaną odbitkę. Potocznie nazywa się go polaroidem, od marki, która spopularyzowała ten typ aparatu.

Pierwszy komercyjny model, Polaroid Land Model 95, wprowadził w 1948 roku Edwin Land. W 2008 roku Polaroid zapowiedział koniec produkcji filmów, a grupa Impossible Project przejęła dawną fabrykę i wznowiła produkcję wkładów; dziś film wytwarza Polaroid B.V. Fujifilm wprowadził system Instax pod koniec lat 90. (źródło).

Do zdjęć produktów do sklepu aparat natychmiastowy się nie nadaje: odbitka istnieje w jednym egzemplarzu i nie da się jej obrobić. Różnice między systemami opisuje poradnik Instax czy Polaroid. „Polaroidy” w modelingu to osobne pojęcie, opisane w haśle polaroidy w sesji zdjęciowej.

Najczęściej zadawane pytania

Co to jest matryca w aparacie?

Matryca to światłoczuły układ, który w aparacie cyfrowym zastępuje film. Zamienia światło z obiektywu na sygnał elektryczny, a procesor składa z niego plik zdjęcia. Jej rozmiar wpływa na kąt widzenia obiektywu, poziom szumów i głębię ostrości.

Czym różni się APS-C od pełnej klatki?

Matryca APS-C ma ok. 23,5 × 15,6 mm (u Canona 22,3 × 14,9 mm), a pełna klatka 36 × 24 mm. Na APS-C ten sam obiektyw daje węższy kadr (mnożnik 1,5 albo 1,6), a przy tym samym kadrze i przysłonie większą głębię ostrości.

Do czego służy obiektyw rybie oko?

Do ujęć o kącie widzenia do 180 stopni z celowo wygiętymi liniami: ciasnych wnętrz, sportu, kadrów kreatywnych. Do packshotów się nie nadaje, bo zniekształca proporcje produktu, a kupujący musi zobaczyć jego prawdziwy kształt.

Czy pierścienie pośrednie pogarszają jakość zdjęć?

Same nie, bo nie mają soczewek, więc nie dodają wad optycznych. Odbierają za to światło, ostrość na nieskończoność i część głębi ostrości, a pierścienie bez styków elektrycznych wyłączają autofokus i sterowanie przysłoną.

Czy wyłączać stabilizację obrazu na statywie?

Tak, większość producentów zaleca wyłączenie stabilizacji obiektywu, gdy aparat stoi na statywie. Część nowszych obiektywów rozpoznaje statyw i robi to sama, ale pewność daje dopiero instrukcja konkretnego obiektywu lub korpusu.

Jak usunąć aberrację chromatyczną ze zdjęcia?

Aberrację poprzeczną, widoczną na brzegach kadru, dobrze usuwa korekta w programie do wywoływania RAW, bo polega na przeskalowaniu kanałów barw. Podłużną trudno poprawić później, dlatego lepiej ograniczyć ją już przy zdjęciu, przymykając przysłonę.

Dlaczego średni format nazywa się 120?

120 to nazwa filmu zwojowego, który Kodak wprowadził w 1901 roku, a nie samego formatu. Na tym filmie, szerokim na ok. 61 mm, mieszczą się klatki 6 × 4,5, 6 × 6, 6 × 7 albo 6 × 9 cm, zależnie od aparatu.

Źródła

• Image sensor format (Wikipedia): wymiary matryc, mnożniki, matryca a głębia ostrości
• Bayer filter (Wikipedia)
• Active-pixel sensor (Wikipedia): matryce CMOS, BSI, stacked, rolling shutter
• Charge-coupled device (Wikipedia): odczyt matrycy CCD
• APS-C (Wikipedia)
• Fujifilm X-A5: specyfikacja producenta
• Medium format (Wikipedia)
• 120 film (Wikipedia)
• Amateur Photographer: Phase One IQ4, matryca 53,4 × 40 mm
• Fisheye lens (Wikipedia)
• Chromatic aberration (Wikipedia)
• Extension tube (Wikipedia)
• Adorama: What is an extension tube?
• F-number (Wikipedia): efektywna liczba przysłony
• Image stabilization (Wikipedia)
• Instant camera (Wikipedia)