Методика оценки любительских цифровых фотокамер с несъёмной оптикой

Краткая аннотация и благодарности
В данной работе предпринята попытка организации системы регулярного тестирования любительских цифровых фотокамер с несъёмной оптикой, поступающих на продажу в магазины компании «Ф-центр». Это обусловлено ощутимой нехваткой информации практического применения, а также весьма интенсивной обновляемостью моделей данного класса, что в свою очередь осложняет процедуру их выбора. В связи с этим здесь предложена методика, позволяющая на наш взгляд достаточно оперативно оценить основные характеристики любительских камер с несъёмной оптикой, обоснованы принципы её реализации, а также приведён пример тестирования камер данного класса.

Автор признателен за поддержку проекта Лу и Марине Андерссон, а также Джону Фарагуту, капитану парусной лодки «Fracture».

Введение
Доля рынка любительских цифровых фотокамер (камер) с несъёмной оптикой в сравнении с профессиональными, полупрофессиональными и любительскими цифровыми аппаратами со сменными объективами существенно преобладает. Это подтверждается, например, статистическими данными корпорации GFK GROUP на второе полугодие 2002 года. В соответствии с ними рынок камер данного класса в Европе и США составляет 97% от общего количества проданных цифровых камер. В Японии – 98% /1/. Кроме того, производство цифровых камер для любителей имеет устойчивую тенденцию к обновлению ассортимента.

При этом очевидны два следующих фактора. С одной стороны, — аппараты данного класса становятся всё более доступными за счёт снижения цены. С другой, — характеристики любительских аппаратов регулярно совершенствуются и по некоторым позициям оказываются вполне сравнимыми с профессиональными моделями /2/. Такая тенденция «выравнивания» характеристик, существенно осложняет выбор цифровой камеры. Покупатель теперь нуждается в более глубоких знаниях, чем это было 5 или 10 лет назад, когда выбор «мыльницы» производился в ходе обсуждения с продавцом всего нескольких вопросов, таких как: фирма-производитель, наличие «зума», степень автоматизации и тип используемых батареек.
В связи с этим представляется весьма актуальной задача исследования любительских цифровых камер с несъёмной оптикой на предмет их практического применения и с учётом как можно более широкого спектра потребительских характеристик. Предполагается, что наличие проверенных данных об особенностях конкретных моделей окажется мотивирующим фактором для конструктивного диалога между покупателем и продавцом, что в свою очередь окажет положительное влияние на увеличение продаж.

Данная задача помимо прикладной стороны достаточно интересна и с точки зрения методологии её реализации. Идеальным вариантом здесь является разработка некоторого общего подхода, позволяющего одинаково эффективно тестировать цифровые камеры достаточно широкого диапазона: как простейшие, так и приближающиеся по характеристикам к профессиональным. Для этого в качестве ключевого и определяющего остальные параметры моделей данного класса приняты особенности оптической системы, поскольку именно характеристики объектива определяют главное потребительское свойство любительской цифровой камеры – универсальность.
Например, камера со слабой светосилой объектива не в состоянии эффективно справиться с пейзажной съёмкой в вечернее время. При этом такой аппарат может обеспечить приличное качество снимков в солнечную погоду, с близкого расстояния в режиме «макро» или со вспышкой в помещении. С другой стороны, всегда найдётся камера с улучшенной оптикой, которая справится и с первой и со второй задачей, обеспечивая к тому же минимум геометрических искажений и предоставляя фотографу возможность максимально точного кадрирования изображения через видоискатель. Иногда для «компенсации» оптических недостатков, камеры с несовершенными объективами снабжаются матрицами с высоким разрешением и большим количеством сервисных функций. Однако снимки, произведённые такими аппаратами, как правило, ущербны, и до распечатки их крупным форматом (преимущество высокого разрешения) дело не доходит. Большая же часть предлагаемого сервиса может вообще не использоваться фотографом, поскольку дополнительные функции не в состоянии заменить качество снимка.

В соответствии с данной методикой тестированию подлежат только любительские цифровые камеры с несъёмной оптикой. Профессиональные, полупрофессиональные и любительские цифровые аппараты со сменными объективами тестируются в соответствии с методикой, описанной в работе /3/. Тестирование объективов выполняется в соответствии с методикой, представленной в /4/.Толкование некоторых терминов, использованных в работе, приведено в разделе «Основные определения».
Методика тестирования

1. Основные положения методики
В основу методики положен принцип оценки основных потребительских характеристик тестируемой камеры в принятой системе баллов и «весов», учитывающей привлекательность модели с точки зрения универсальности её применения, а также стоимость.

Всё множество оцениваемых характеристик разделено на две следующие группы:

  • Характеристики, заявленные производителем. Их источником является документация камеры и сайт производителя. Составляют примерно 2/3 от общего количества исследуемых характеристик.
  • Характеристики, установленные в ходе исследований. Выявляются в ходе осмотра и практического использования камеры, а также в процессе анализа некоторого количества снимков, полученных в ходе съёмки т. н. тестовых изображений. Каждый такой снимок представляет собой фотографию тестового изображения, полученную при соблюдении определённых требований относительно освещённости, расстояния до предмета съёмки, экспозиции и т.п., позволяющую сделать некоторый вывод о той или иной характеристике аппарата. Каждое тестовое изображение, использованное для тестирования, позволяет оценить одну или несколько характеристик. Составляют примерно 1/3 от общего их количества.

    Выбор «веса» каждой исследуемой характеристики произведён исходя из следующих установленных правил:

    1. Всё множество исследуемых характеристик камеры разделено на три категории, каждой из которых соответствует свой «весовой интервал»:

    a. Основные характеристики (определяют оптические свойства аппарата, характеристики чёткости и степени подобия изображения объекту съёмки). Максимальный вес каждой основной характеристики выбран из интервала [1…500].

    b. Важные характеристики (определяют степень управляемости аппарата, добавляют основным характеристикам признаки универсальности применения камеры). Максимальный вес каждой важной характеристики выбран из интервала [1…300].

    c. Дополнительные характеристики (определяют уровень сервисной оснащённости камеры; усиливают основные и важные характеристики некоторыми удобствами применения аппарата, в т.ч. конструктивными особенностями). Максимальный вес каждой дополнительной характеристики выбран из интервала [1…100].

    2. «Вес» каждой характеристики установлен исходя из технических особенностей и потребительских качеств характеристики, специфики её влияния на степень универсальности аппарата, а также с учётом следующих правил:

    a. Сумма «весов» основных характеристик не должна быть меньше суммы «весов» важных и дополнительных характеристик. Установлено для предотвращения вариантов, при которых камера с высокими показателями по основным характеристикам «проигрывает» аппарату со слабой оптикой, но высоким уровнем управляемости и дополнительного сервиса.

    b. Сумма «весов» важных характеристик не должна быть меньше суммы «весов» дополнительных характеристик. Установлено для предотвращения вариантов, при которых камера с высокими показателями по основным и важным характеристикам «проигрывает» аппарату с худшими оптическими характеристиками и показателями управляемости, но обладающему высоким уровнем дополнительного сервиса.

    c. Разница между суммами «весов» характеристик рассматриваемых категорий должна быть того же порядка, что и собственно суммы «весов». Данное положение введено для усиления конкуренции между камерами одного класса.

    Перечень оцениваемых характеристик, их «вес» в принятой системе баллов и «весов», источник получения, а также критерии оценки каждой характеристики в баллах приведен в таблице 1.

    Оцениваемые характеристики


    Таблица 1

    2. Перечень, характеристика и условия съёмки тестовых изображений
    В данном разделе приводятся перечень и характеристика тестовых изображений в свободном изложении, а также условия их съёмки, обобщённые в таблице 2.

    1. Тестовое изображение №1 («Мира»). 2 снимка на камеру. Позволяет оценить дисторсию, хроматические аберрации, резкость, и в некоторой степени кривизну поля. В основном характеризует оптику. Цель съёмки – получение двух снимков тестового изображения с минимумом плоскостных перекосов при минимальном и максимальном фокусных расстояниях.
    Мира представляет собой серию чёрных линий различной толщины и различного расстояния между ними, напечатанных на белой бумаге, с максимально возможным разрешением и контрастом, см. рис.1. Тестовое изображение распечатано с оригинала в формате BMP (6300х4672 пиксела) на матовой фотобумаге принтером Epson Photo R800.


    Рис. 1. Мира (3.5 Mb)
    В процессе сравнения снимков и Теста выявляется степень резкости, дисторсии, хроматических аберраций и кривизны поля. В качестве критериев для оценки приведенных характеристик использованы следующие.

    Резкость изображения тем выше, чем выше четкость линий Миры по всему полю кадра. Дисторсия изображения тем выше, чем выше степень «подушкообразных» искажений в длиннофокусном режиме и «бочкообразных» — в широкоугольном. Хроматические аберрации тем выше, чем интенсивней проявляет себя окрашивание контрастных фрагментов изображения. Кривизна поля тем выше, чем ниже резкость изображения от центра к его краям;

    В обзоре камеры снимки тестового изображения № 1 представлены, как правило, уменьшенной их копией (150 пикселов по одному измерению) с гиперссылкой на исходное изображение формата JPEG с минимальной степенью сжатия и максимально возможным разрешением, которое обеспечивает исследуемая камера. Изображения могут быть в незначительной степени кадрированы для более эстетичного восприятия пользователем. Поэтому реальные размеры снимков могут отличаться от исходных параметров разрешения в меньшую сторону.

    2. Тестовое изображение №2 («Серая мишень»). 2 шт. Используется для оценки относительного цифрового шума – как разности изображений последовательно выполненных идентичных снимков с одинаковой экспозицией. Характеризует матрицу, и алгоритмы обработки информации. Цель съёмки – получение двух идентичных снимков «Серой мишени» с одинаковой экспозицией.
    Серая мишень представляет собой окрашенный в серый цвет фрагмент оргалита прямоугольной формы размером 21х32 см. Лицевая сторона теста имеет шероховатую структуру, напоминающую холст, см. рис.2. Тестовое изображение изготовлено ручным способом путём покраски приведенного материала серой гуашью.


    Рис. 2. Серая мишень
    (1.83 Mb)

    Процедура вычисления уровня относительного цифрового шума соответствует алгоритму, предложенному Робертом Ганном в работе /5/, и заключается в следующем:

  • Два идентичных снимка загружаются в графический редактор Adobe Photoshop 7.0. Из гистограммы яркости одного из снимков определяется точка, суммарное количество пикселов левее и правее которой на горизонтальной шкале одинаково. Этой точке соответствует значение параметра Median («Среднее»), которое фактически следует интерпретировать как уровень сигнала.
  • Вычисляется разность загруженных снимков: Image – Calculations (Source 1: Layer — Background, Channel – Gray; Source 2: Layer — Background, Channel – Gray; Blending – Subtract; Offset – 128; Result – New Document; Ok). Результирующее изображение представляет собой нечто, отличающее один снимок от другого.
  • Из гистограммы яркости результирующего изображения определяется степень разброса значений яркостей пикселов. Степени разброса соответствует значение Std Dev («Разброс»), которое фактически следует интерпретировать как уровень шума.
  • Используя полученные значения Median и Std Dev, вычисляется коэффициент «Сигнал – Шум» (SNR); SNR = Median / Std Dev.

    Чем выше значение коэффициента SNR, тем менее «шумным» является разность исследуемых изображений, а матрица камеры и алгоритмы обработки более качественными в смысле стабильности функционирования. Из нескольких цифровых камер, предпочтительной следует считать ту, которая характеризуется более высоким коэффициентом «Сигнал – Шум».

    Снимки тестового изображения № 2 в обзорах не приводятся. Значение коэффициента «Сигнал – Шум» (SNR) включается в итоговую таблицу результатов оценок камеры.

    3. Тестовое изображение №3 («Цветная мишень» «Ф-Центр»). 2 шт. Позволяет выполнить относительную оценку цветопередачи при различных цветовых температурах освещения. Цель съёмки – получение двух снимков тестового изображения с минимумом плоскостных перекосов при свете люминесцентной лампы и при свете лампы накаливания.
    Цветная мишень «Ф-Центр» представляет собой твёрдую копию специальным образом разработанного изображения высокого качества, содержащего широкий спектр жанровых фотоснимков, цветов, оттенков, а также «серую шкалу», см. рис.3. Тестовое изображение распечатано с оригинала в формате JPEG (3505х2480 пикселов) на матовой фотобумаге принтером Epson Photo R800.


    Рис. 3. Цветная мишень «Ф-Центр»
    (5.05 Mb)

    В процессе сравнения снимков и Теста производится оценка способности камеры реализовывать адекватную цветопередачу изображения при различных цветовых температурах освещения. Для этого в редакторе Adobe Photoshop снимаются показатели уровней белого и «серой шкалы» (см. рис. 3а) тестируемого изображения, после чего вычисляется процент отклонения этих показателей от аналогичных показателей оригинала.


    Рис. 3a. «Серая шкала»
    Чем ниже уровень отклонения белого и «серой шкалы» снимка, тем более адекватно исследуемая камера реализует цветопередачу в условиях заданного освещения (цветовой температуры).

    Публикация снимков не обязательна. В обзоре снимки тестового изображения №3 могут быть представлены фрагментами оригинала или в виде миниатюр (150 пикселов по одному измерению) с гиперссылками на исходные изображения формата JPEG с минимальной степенью сжатия и максимально возможным разрешением, которое обеспечивает исследуемая камера. В отдельных случаях для снижения объёма файла он может быть сохранён с незначительной степенью сжатия, не превышающей, однако, величину, соответствующую качеству 50% в терминах редактора Adobe Photoshop. Изображение может быть кадрировано для более эстетичного восприятия пользователем. Поэтому реальные размеры снимка могут отличаться от исходных параметров разрешения в меньшую сторону.

    4. Тестовое изображение №4 («Точечный источник света»). 2 шт. Даёт представление об эстетике расфокусированного изображения (бокэ). Не применяется для аппаратов со свободным фокусом. Цель съёмки – получение двух снимков светящейся точки, находящейся в ближней и дальней областях нерезкости.
    Точечный источник света представляет собой чёрный пластиковый коробок (16X12X4 см) с круглым отверстием на лицевой панели (Ф 5 мм) и лампой накаливания внутри мощностью 15 Вт, см. рис.4. Приспособление обеспечивает точечный свет на черном фоне, см. рис. 4а.


    Рис. 4. Точечный источник света
    В ходе изучения полученных изображений исследуется форма бокэ и распределение тонов внутри светящегося круга. Хорошим бокэ характеризуется объектив, у которого изображение в зоне нерезкости имеет форму круга, и тона внутри блика распределены равномерно.


    Рис. 4а. Точечный свет на черном фоне.
    Пример изображения, расфокусированного
    в ближней зоне нерезкости

    Публикация снимков не обязательна. В обзоре снимки тестового изображения № 4 могут быть представлены фрагментами оригинала или миниатюрами (150х150 пикселов) с гиперссылками на изображения реального размера. Каждое такое изображение представляет собой фрагмент (примерно 500х500 пикселов) исходного снимка, выполненного в формате JPEG с минимальной степенью сжатия и максимально возможным разрешением, которое обеспечивает исследуемая камера.

    5. Тестовое изображение №5 («Объёмная композиция»). 2 шт. Позволяет оценить автоматику механизма вспышки в сложных условиях съёмки, а также возможность съёмки с близкого расстояния, автофокусировку и уровень цифрового шума в условиях слабой освещённости без использования вспышки. Цель съёмки – получение двух снимков объёмной композиции с применением вспышки и без неё, при различных структурах и мощности света.
    Тестовое изображение представляет собой горизонтально расположенную композицию, собранную из мелких деталей, различных по форме, материалу и цвету. Детали размещёны на площади примерно 18х15 см. Высота композиции в максимальной точке составляет примерно 3 см. Характеристика деталей: дерево, пластик, метал, фрагмент серого на подложке, прозрачный фрагмент белого на подложке, красный, зелёный, синий, жёлтый, блеск хромированного метала. Объёмная композиция представлена на рис. 6.


    Рис. 6. Объёмная композиция
    (2.43 Mb)

    В ходе съёмки тестового изображения без вспышки устанавливаются возможность и реальные значения минимальной дистанции автофокусировки при достаточном освещении в обычном режиме и режиме «макро» (пока не погашен свет студии), реальное значение минимальной дистанции автофокусировки при слабом освещении, а также уровень цифрового шума в условиях слабой освещённости без использования вспышки (визуально). Чем короче минимальная дистанция фокусировки в различных условиях и режимах, а также чем ниже уровень цифрового шума, показанные исследуемой камерой, тем выше оценка камеры в баллах.
    В процессе анализа снимков, выполненных со вспышкой в сложных условиях освещённости, выявляется степень реалистичности полученных фотографий. Чем выше степень реалистичности снимка, тем выше оценка камеры в баллах.
    Публикация снимков не обязательна. В обзоре снимки тестового изображения № 5 могут быть представлены фрагментами оригинала или миниатюрами (150 пикселов по одному измерению) с гиперссылками на исходное изображение формата JPEG с минимальной степенью сжатия и максимально возможным разрешением, которое обеспечивает исследуемая камера. В отдельных случаях для снижения объёма файла он может быть сохранён с незначительной степенью сжатия, не превышающей, однако, величину, соответствующую качеству 50% в терминах редактора Adobe Photoshop. Изображение может быть кадрировано для более эстетичного восприятия пользователем. Поэтому реальные размеры снимка могут отличаться от исходных параметров разрешения в меньшую сторону.

    6. Тестовое изображение №6 («Чёрный кадр»). 1-2 шт. Выполняется при закрытой крышке объектива. Позволяет оценить матрицу камеры на предмет количества «залипших» пикселов (как косвенная характеристика качества изготовления камеры), а также для «камер-автоматов» определить минимальное диафрагменное число, максимальное значение ISO и максимальную выдержку затвора, если эти данные не приведены в документации. Чем меньшее число «залипших» пикселов показала исследуемая камера, тем выше оценка (в баллах).
    Снимки тестового изображения №6 в обзорах приводиться не будут.

    7. Тестовое изображение №7 («Белый кадр»). 1-2 шт. Выполняется путём съёмки яркого источника света с близкого расстояния. Позволяет определить для «камер-автоматов» максимальное диафрагменное число, минимальное значение ISO и минимальную выдержку затвора, если эти данные не приведены в документации.
    Снимки тестового изображения №7 в обзорах приводиться не будут.

    8. Тестовое изображение №8. 1-5 шт. («Снимок на природе», выполненный при естественном освещении). Цель съёмки – получение нескольких кадров на природе в условиях естественного освещения для иллюстрации возможностей камеры и оценки качества снимков. Чем выше основные технические и художественные параметры фотографии, тем выше оценка (в баллах).
    Представлены миниатюрами (150 пикселов по одному измерению) с гиперссылками на исходные изображения формата JPEG с минимальной степенью сжатия и максимально возможным разрешением, которое обеспечивает исследуемая камера. В отдельных случаях для снижения объёма файла он может быть сохранён с незначительной степенью сжатия, не превышающей, однако, величину, соответствующую качеству «50%» в терминах редактора Adobe Photoshop.

    Условия съёмки тестовых изображений


    таблица 2

    3. Требования к обзору камеры
    Структура обзора тестируемой камеры должна содержать следующие разделы:

    1. «Введение» с краткой характеристикой исследуемой камеры, её места в принятой системе классификации любительских камер с несъёмной оптикой, таблицей характеристик тестируемой модели и двумя её снимками («Сверху-спереди-сбоку», «Сверху-сзади-сбоку») с разрешением 280х210 пикселов каждая.

    2. Итоговую таблицу тестирования, структура которой приведена на рисунке 6.


    Рис.6. Структура таблицы «Результаты оценки камеры»
    3. «Анализ результатов тестирования» с фотографиями тестовых изображений и комментариями относительно снимков тестовых изображений, особенностей камеры и наблюдений за управляемостью камеры в ходе съёмки.

    4. «Заключение» с таблицей рейтингов протестированных камер на текущий день. Структура таблицы рейтингов приведена на рисунке 7.


    Рис.7. Структура таблицы «Рейтинг протестированных камер»

    Пример тестирования
    В качестве примера тестирования цифровой любительской фотокамеры в соответствии с настоящей методикой приводится таблица «Результаты оценки камеры», а также наиболее показательные снимки тестовых изображений некоторого условного цифрового аппарата.

    Результаты оценки условной камеры


    Дисторсия при хорошей резкости и цветовыеПадение резкости в левом верхнем углу
    аберрации (f35 мм)(f35 мм)


    Бокэ. Ближняя зона нерезкостиБокэ. Дальняя зона нерезкости


    Фрагмент композиции при слабомФрагмент композиции со вспышкой
    освещении


    «Признаки Жизни» (1.6 Mb)»Там что-то есть» (1.76 Mb)

    Заключение
    Целью настоящей работы была попытка организации системы регулярного тестирования любительских цифровых камер с несъёмной оптикой, поступающих на продажу в магазины компании «Ф-центр». Разработана и предложена для реализации соответствующая методика. В её основу положен принцип оценки основных потребительских характеристик тестируемой камеры в принятой системе баллов и «весов», учитывающей универсальность аппарата, а также его стоимость.
    По мере публикации обзоров и анализа эффективности работы данного проекта, настоящая методика может совершенствоваться.

    Основные определения
    Баланс белого – цветовая гамма изображения, наиболее привычная для восприятия человеком. Как правило, соответствует условиям яркого солнечного света (порядка 6000-9000 К). Для корректировки баланса белого в условиях съёмки, отличных от солнечного освещения в цифровых камерах реализованы специальные процедуры (программы) настройки.

    Бокэ (Bokeh, термин имеет японское происхождение и является характеристикой того, каким образом оптика «рисует» объекты вне зоны резкости) состоит в эстетике расфокусированного изображения, формируемого оптической системой камеры. Проявляется в форме, степени равномерности и цельности размытых деталей снимка.

    Выдержка — один из экспозиционных параметров (как и диафрагменное число), определяемый при съёмке. Промежуток времени, в течение которого световые лучи действуют на светочувствительный регистратор изображения (в плёночных фотоаппаратах – плёнка, в цифровых камерах – матрица). Выбирается из диапазона шкалы выдержек конкретной модели камеры (в секундах). Например: 30, 20, 15, 10, 8, 6, 4, 3, 2, 1.5, 1, 0.7, 0.5, 0.3, 1/4, 1/6, 1/8, 1/10, 1/15, 1/20, 1/30, 1/45, 1/60, 1/90, 1/125, 1/180, 1/250, 1/350, 1/500, 1/750, 1/1000, 1/1500, 1/2000, 1/3000, 1/4000.

    Глубина цвета – характеристика цифрового изображения, определяющая количество оттенков каждого цвета, отображаемых при просмотре файла или его печати. Измеряется количеством памяти (в битах), выделяемой для записи «цветовой» информации по каждому пикселю. Чем выше глубина цвета, тем большее количество оттенков способно передать изображение. Цифровые фотоаппараты обычно записывают изображения, используя глубину не менее 8 битов для каждого основного RGB-цвета на пиксел, что соответствует порядка 16-ти миллионам вариантов тона, насыщенности и яркости.

    Диафрагма – устройство (непрозрачная преграда), изменяющее размеры действующего отверстия объектива и этим ограничивающее поперечное сечение световых пучков, проходящих через объектив. Для установки определённой величины действующего отверстия объектива используется шкала диафрагменных чисел.

    Диафрагменное число – один из экспозиционных параметров (как и выдержка), определяемый при съёмке. Равно отношению фокусного расстояния объектива (f) к его диаметру (d): K=f/d. Величина, обратная относительному отверстию объектива, ряд которых регламентирован международным стандартом: 1:0.7; 1:1; 1:1.4; 1:2; 1:2.8; 1:4; 1:5.6; 1:8; 1:11; 1:16; 1:22; 1:32; 1:45; 1:64.

    Дисторсия представляет собой вид аберраций, при которой нарушается геометрическое подобие между фотографируемым объектом и его изображением. Это явление возникает в результате того, что линейное увеличение, изменяется по полю изображения. В вариообъективах дисторсия выражается в «подушкообразных» искажениях при длиннофокусном режиме и в «бочкообразных» — при широкоугольном. Для снижения дисторсии в конструкцию объективов включается асферическая оптика, то есть линзы с параболическими, эллиптическими и другими поверхностями.

    Задержка между снимками – представляет собой интервал от момента закрытия затвора камеры после съёмки до окончания записи изображения на карту памяти.

    Запаздывание затвора — представляет собой интервал от момента нажатия кнопки затвора до момента его закрытия.

    Камера со сменными объективами – фотоаппарат, конструкция которого предусматривает возможность замены одного объектива на другой в зависимости от «жанра» фотосессии или настроения художника.

    Кривизна поля – одна из разновидностей аберраций (от лат. aberratio, искажение – уклонение изображения, формируемого оптической системой). Заключается в том, что резкое изображение плоского предмета лежит на искривленной поверхности. Вызвана тем, что после прохождения сквозь оптическую систему световые лучи, идущие из точек, расположенных вне оптической оси объектива, сходятся в фокус не в одной плоскости. На фотографии кривизна поля проявляется в понижении резкости изображения от центра к краям. Минимизируется подбором линз с различной кривизной поверхностей.

    Резкость — степень отчетливости (ясности, различимости) точек, контуров, деталей изображения. Зависит от точности фокусировки оптической системы, величины её аберраций.

    Светосила объектива представляет собой свойство оптической системы пропускать некоторый объём света. Под светосильным понимается, как правило, вариообъектив с диапазоном фокусного расстояния35-105 мм (в эквиваленте кадра 35-мм плёнки), диафрагму которого можно открыть на f/2,0-f/2,8 в широкоугольном режиме и на f/2,5-f/3,0 в длиннофокусном. Светосильный объектив обозначает следующее – объём света, через его линзы, больше, чем в обычном объективе, поэтому при прочих равных условиях выдержка будет короче (меньше вероятность получить «сдёрнутый» кадр), а импульс вспышки слабее (изображение не будет плоским).

    Серая шкала – упорядоченный ряд почернений нейтрально-серых цветов с различной оптической плотностью. Применяется для оценки качества цветопередачи. Правильное воспроизведение всех ступеней Серой шкалы в цветном фотографическом служит критерием правильного воспроизведения любых других цветных деталей объекта съёмки.

    Сюжет снимка – предмет художественного изображения, последовательность и мотивировка подачи изображаемого события. Например, сюжет натюрморта – совокупность окружаемых человека вещей, пейзажа – объекты природы, портрета – внешний облик человека. Возможно, это будет животное, птица, кибернетический организм или инопланетное существо, единственное существо кого бы вы хотели хотя бы изредка видеть.

    Объектив – оптическая система, обращённая к объекту наблюдения (или съёмки) и образующая его действительное или мнимое изображение. По оптической схеме делятся на: линзовые, зеркальные, зеркально-линзовые. К числу основных характеристик объектива относят: фокусное расстояние, угловое поле, разрешающая способность, относительное отверстие. В зависимости от размеров кадра и фокусного расстояния объективы классифицируют на: нормальные (фокусное расстояние примерно равно диагонали кадра), длиннофокусные и короткофокусные (фокусное расстояние соответственно больше или меньше диагонали кадра).

    Оптическая система – совокупность оптических деталей, служащая для преобразования пучков световых лучей для формирования оптического изображения на рабочей поверхности приёмника световой энергии (глаза, фотоматериала, матрицы и пр.) или для перераспределения светового потока в определённой области пространства по заданному закону.

    Относительный цифровой шум – разность изображений последовательно выполненных снимков с одинаковой экспозицией. Характеризует способность матрицы и алгоритмы обработки функционировать по возможности стабильно.

    Фокусное расстояние – величина, обратно пропорциональная углу зрения объектива и прямо пропорциональная степени приближения в кадре объекта съёмки. Указывается в миллиметрах. Объективы, фокусное расстояние которых не изменяется, называют объективами с постоянным фокусным расстоянием (fixed focus). Объективы, фокусное расстояние которых можно изменять, приближая или отдаляя предмет съёмки, называют вариообъективами (zoom). Диапазон масштабирования вариообъектива характеризуется его кратностью (<значение>x).

    Хроматические аберрации проявляют себя окрашиванием контуров изображения. Обусловлены зависимостью показателя преломления оптического стекла от длины волны проходящего через него света. В линзовых оптических системах это приводит к разложению луча белого света на несколько одноцветных лучей, которые после выхода из оптической системы пересекают оптическую ось в разных точках. Поэтому в тех случаях, когда освещенность объекта съёмки и его фона сильно отличается, на стыке появляется цветовая окантовка, чаще синеватого или фиолетового оттенка. Хроматическую аберрацию уменьшают комбинированием положительных и отрицательных линз, сделанных из разных сортов стекла.

    Цветовая температура – величина, характеризующая спектральный состав излучения источника света. Измеряется в Кельвинах. Чем ниже цветовая температура, тем больше красноватых тонов содержится в спектре излучения. Для высокой цветовой температуры характерны синеватые оттенки.

    Цифровой шум – визуальный эффект, схожий с повышенной зернистостью на плёночных отпечатках, проявляющийся в разбросанных по кадру пикселах разного цвета. Причиной возникновения цифрового шума являются электрофизические свойства матрицы и особенности обработки изображения камерой. «Шумят» все цифровые фотоаппараты. Наиболее характерно возрастание цифрового шума при увеличении ISO, что вызвано увеличением электрического сигнала, проходящего через светочувствительные элементы. В результате появляется больше информации, общей для разных сенсоров. Точки изображения, таким образом, становятся крупнее, а некоторые из них в определённой степени теряют свою эстетику.

    Цветопередача – качество отражения цветов оригинала на его цветном изображении. Различают физически точную (совпадение спектрального распределения излучения), физиологически точную (визуальная тождественность по основным объективным характеристикам цвета) и психологически точную цветопередачу (совпадение субъективного восприятия цвета оригинала и изображения).
    Использованные источники

  • E-Photo, №3 (23), март 2003г.
  • Марин Милчев. Цифровые фотоаппараты. 2-е издание. — СПб.: «Питер», 2004. — 249с.
  • К.Шеметов, В.Музыченко. Сравнительный анализ цифровых камер Canon EOS D60, Canon EOS 10D, Canon EOS 300D
  • В.Музыченко, К.Шеметов. Оценка оптических характеристик объективов Canon и SIGMA для зеркальных камер Canon
  • Gann, Robert, Ph.D. Desktop Scanners: Image Quality Evaluation. Hewlett-Packard Company. Published by Prentice Hall PTR, New Jersey, 1999. – 301p. (http://www.ph.com; http://www.phptr.com).
  • Кен Милберн, Рон Рокуэлл, Марк Чемберс. Цифровая фотография. Библия пользователя, 2-е издание. — М.: «Диалектика», 2003. – 729с.
  • Буш Дэвид. Цифровая фотография и работа с изображением. – М.: Кудиц-Образ, 2003. – 304с.
  • Фотография: Энциклопедический справочник; Редкол.: П.И.Бояров и др. – Минск: «Беларуская энцыклапедыя», 1992. – 399с.

    Источник