Fotografia/Czułość matrycy lub kliszy

Zdjęcie z dużą ilością szumów (ISO 3200)…

…i po znacznym odszumieniu

Przed rozpoczęciem wykonywania zdjęć powinniśmy zdecydować, na jak czułym materiale fotograficznym chcemy pracować. Czułość materiału światłoczułego jest podawana w odpowiedniej skali. W przypadku matryc aparatów cyfrowych oficjalnie stosowana skala jest zdefiniowana wg normy ISO 12232:2006. Skala ta jest oparta na złożonym pomiarze zależności wartości pikseli wysyłanych do pamięci aparatu przez matrycę od luminancji i czasu działania światła padającego na matrycę. W przypadku filmów światłoczułych ta sama norma określa wartości czułości w funkcji pomiaru kolorymetrycznego poprawnie wywołanego negatywu.

Najczęściej spotykane wartości czułości to 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600 i 3200. Wartości te są relatywne – tzn. nie można ich prosto odnieść do konkretnych, fizycznych parametrów reakcji na światło, można jednak w przybliżeniu powiedzieć, że np. film ISO 200 jest dwukrotnie czulszy od filmu ISO 100. Jeśli zatem wykonujemy zdjęcie z użyciem filmu 200 i w tych samych warunkach z użyciem ISO 100, to, aby uzyskać zbliżone zdjęcie, musimy tak ustawić czas naświetlania i przysłonę w aparacie, aby na film ISO 200 padało dwa razy mniej światła niż na film ISO 100.

Filmy

Filmy światłoczułe mają zasadniczo raz daną, niezmienną czułość uzyskaną w procesie produkcji, choć stosując nietypowe warunki wywoływania, można sztucznie tę wartość zwiększać – tzn. wywołać film ISO 100 tak, aby dał efekt zbliżony do filmu ISO 200. W przypadku negatywów istnieje też możliwość stosowania różnych warunków wywoływania z nich zdjęć na papierze fotograficznym i stosowanie papieru o większej lub mniejszej czułości.

Wzrost czułości filmów jest osiągany poprzez zastosowanie bardziej światłoczułej mieszanki związków chemicznych zawieszonych w emulsji światłoczułej oraz poprzez wzrost stężenia tych związków. Wzrost stężenia wiąże się z występowaniem na powierzchni grubszych drobin światłoczułych, co powoduje spadek rozdzielczości obrazu i występowanie na nim wyraźnego ziarna. Czasami ziarno może stanowić dodatkową wartość artystyczną zdjęcia, na zdjęciach dokumentacyjnych czy do celów prywatnych jest jednak raczej niepożądane, stąd stosowanie filmów o czułości powyżej ISO-400 nie jest zbyt często spotykane.

Matryce

Matryce aparatów fotograficznych dają możliwość regulacji ich czułości w bardzo szerokim zakresie, co powoduje, że czułość tę można traktować w pewnym zakresie jak kolejny oprócz czasu naświetlania i wartości przysłony parametr ekspozycji zdjęcia, który można zmieniać przy praktycznie każdym ujęciu oddzielnie. Wzrost czułości powoduje jednak wzrost szumu zanieczyszczającego zdjęcie.

Oprócz samej czułości na ilość szumu na zdjęciu wpływ ma jakość i rodzaj matrycy oraz powierzchnia pojedynczych czujników światła odpowiadających pojedynczym pikselom na wynikowym zdjęciu. Im większą powierzchnię mają pojedyncze czujniki, tym zwykle mają lepszy stosunek prawidłowej reakcji do generowanego szumu. W związku z tym bardzo ważnym parametrem matryc jest nie tylko liczba pikseli, ale również ich powierzchnia ogólna, która przy tej samej liczbie pikseli i technologii produkcji warunkuje stopień zaszumienia zdjęć. Stąd w popularnych aparatach kompaktowych wyposażonych w matryce o przekątnej 7-8 mm, szum jest zwykle wyraźnie widoczny już przy czułości 200 ISO, podczas gdy w lustrzankach cyfrowych, w których przekątna matrycy wynosi około 30-40 mm, szum zaczyna przeszkadzać przy czułościach 800 ISO. Jak dotąd nie wyprodukowano matryc, które nie generowałyby silnie zauważalnego szumu przy czułościach powyżej 800.

Automatyczne programy doboru warunków wykonania zdjęcia stosowane w cyfrówkach, często samodzielnie, bez pytania się o zgodę fotografującego, zmieniają w razie konieczności odpowiednio czułość matrycy. W wielu aparatach można im tego jednak zakazać, ustawiając w menu aparatu stałą, zadaną z góry czułość matrycy, co może jednak skutkować gorszymi efektami zdjęć wykonywanym z automatycznym doborem warunków.

Jaką czułość użyć w praktyce?

Aby zminimalizować pojawianie się efektu ziarna/szumu, należy starać się stosować materiał o jak najmniejszej czułości. Oczywiście wybór czułości materiału podyktowany jest również warunkami oświetleniowymi i charakterem zdjęcia, które chcemy wykonać – może się więc okazać, że w danej sytuacji musimy zastosować materiał o większej niż minimalna czułości. W przypadku, gdy chcemy robić zdjęcia bez lampy błyskowej przy słabym świetle, nie zawsze wystarczy zmniejszyć wartość przysłony i wydłużyć czas naświetlania. Jeżeli nie mamy statywu, zbytnie wydłużanie czasu naświetlania przy nieustabilizowanym aparacie fotograficznym spowoduje, że otrzymamy zdjęcia mniej lub bardziej rozmyte (poruszone). Zobacz rozdział Ustawianie czasu i przysłony.

Czułość należy potraktować jako parametr, który pozwala zmniejszyć ilość szumów/ziarna na zdjęciu kosztem wydłużenia czasu naświetlania, bądź kosztem zastosowania większego otworu przysłony lub też odwrotnie – zmniejszyć czas naświetlania lub umożliwić zastosowanie mniejszego otworu przysłony – kosztem zwiększenia szumów/ziarna na zdjęciu.

Jeśli konieczność wyboru większej czułości wynika z niedoboru oświetlenia, należy rozważyć unieruchomienie aparatu – czy to poprzez użycie statywu, czy też poprzez ustawienie aparatu na jakimś stabilnym obiekcie – w tym wypadku, aby wyeliminować możliwość wprowadzenia drgań w momencie wyzwalania migawki, należy zastosować wężyk spustowy lub pilot lub też wykonać zdjęcie z wykorzystaniem samowyzwalacza w przypadku nieposiadania ww. urządzeń.

Jeśli jednak na zrobionym zdjęciu pojawiły się szumy czy ziarno, sprawa nie jest jeszcze przegrana – można spróbować je usunąć bądź zredukować poprzez obróbkę zdjęcia w programie graficznym. Większość współczesnego oprogramowania graficznego posiada opcję redukcji szumów. Problemem jest tutaj czasem spadek ostrości detali w momencie zmniejszania szumów. Aby więc uchronić się przed tym zjawiskiem, należy stosować redukcję szumów z umiarem, bądź ograniczyć ją do części zdjęcia, które dużej ilości detali nie potrzebują – np. powierzchnia nieba.