Kameran dynamiikka ja taivaan väri

"Antero" kirjoitti sfnet.harrastus.valokuvaus.digi -ryhmässä:

> Lähes kaikissa kuvissa missä on taivasta ja
> lehdettemiä puita niin taivas on erivärinen
> siellä puun takana oksien (tiheiden) läpi nähtynä.
> Yleensä tummempi.
> Kysymys kuuluu: onko tämä yleistä
> digikameroille, ylestä Canonin digikameroille
> vai onko mulla kamerassa vika vai onko
> vika kuvaajassa.

Tämä tapahtuu muillakin digeillä.

Esimerkiksi tässä kuvassa tapahtuu sama ilmiö.

Syy on sitten hankalampi juttu, mutta pääongelmana on, että taivas niin sanotusti 'palaa'. Eli kamera ei enää pysty mittaamaan kirkkautta.

Homma korjaantuu, jos kamera valottaa hiukan pienemmällä aukolla tai lyhyemmällä valotusajalla. Tämä voidaan saada aikaan joko mittaamalla automaattivalotus hiukan valoisammasta paikasta (siis ei siitä puun tai patsaan keskeltä), säätämällä automaattivalotuksen korjausta pienemmälle tai asettamalla valotus käsin. Tällöin taivas saadaan kokonaan siniseksi. Tosin se tumma kohde (puu, patsas) on tällöin tummempi ja osa yksityiskohdista saattaa jäädä mustiksi.

Varsinkin staattisista kohteista kannattaa ottaa useampi kuva hiukan muuttaen valotusta (ns. haarukoida). Tällöin tilannetta voi katsoa jo lcd:tä ja korjata asetuksia sen mukaan. Joku otetuista kuvista onnistuu todennäköisesti paremmin.

Hiukan syvällisemmin asiasta

Digit tallettavat värit jpeg-muotoon lukukolmikkoina. Pisteen sininen, vihreä ja punainen osuus esitetään kukin lukun 0-255. Täysin musta esitetään lukuina (0,0,0) ja täysin valkoinen lukuina (255,255,255). Puhutaan ns. RGB-arvoista.

Kameran kenno ei pysty täydellisesti vangitsemaan kaikkia värien kirkkauksia. Puhutaan ns. kennon dynamiikasta, jolla yritetään kuvat kuinka suuren kirkkauseron se kykenee mittaamaan. Tyypillisesti digipokkarin kenno kykenee n 4-5 ev:n (aukko-stopin tms) kirkkauseron mittaamiseen. Ihmissilmän dynamiikka on huomattavasti suurempi.

Valoisuutta voidaan rajata kameran aukolla ja valotusajalla, joten mitattattava kirkkaus ei ole absoluuttinen arvo. Lisäksi kysymys ole siitä, etteikä noita numeroita voisi ottaa lisää käyttöön. Kennolla vaan on tietyt rajat, mitä se voi mitata. (Vähän niinkuin alkoholilämpömittarilla on tietyt lämpörajat: alkoholin jäätyminen tai kiehuminen).

Lähinnä kysymys on siitä, voiko samaan kuvaan saada hyvin valoisia kohtia ja hyvin tummia kohtia, siten että niissä voidaan vielä erottaa yksityiskohtia ja värejä. Tyypillinen ongelma on saada kirkkaan taivaan värit ja vaikkapa pilvet samaan kuvaan, jossa vielä erottuu varjossa olevien kasvojen yksityiskohdat.

Kun kameran kenno mittaa jollekin pisteelle arvon, joka menee mittausalueen ulkopuolelle se joutuu asettamaan sille arvon 255 (tai mahdollisesti myös jonkun arvon, joka tarkoittaa mittaus meni yli alueen). Tämä voi tapahtua myös tummassa päässä. Jos pisteen kaikki värit palavat, niin väriksi tulee täysin valkoinen riippumatta mikä kohteen todellinen väri on. Taivaalla sininen väri on vallitseva ja palaa helposti.

Kamera voi myös joutua 'polttamaan' pisteen vaikka sillä olisi jotain mitattuja arvoja. Kameran sisäisessä kuvan käsittelyssä korjataan kontrasteja, väritasapaino ja terävöitetään. Saattaa olla, että pisteiden arvot 'palavat' korjauksen tuotoksena. Tässä kohtaa laajemmasta arvoalueesta voi olla hyötyä ja kameran sisäisellä ohjelmistolla on merkitystä. Käsittely pyrkii kuitenkin pääasiassa saamaan pääkohteen (kuvan keskustan) kuntoon, joten ylälaidan taivas voi palaa. Valmiiksi palanutta kuvaa ei pysty millään softalla parantamaan, onnistuneessa on sitten varaa korjailuihinkin.

Esimerkkikuvassa oksat vähentävät taivaan kirkkautta. Vaikka oksat sinänsä erottuvat reunoiltaan, niin ne kuitenkin valon sironnan kautta vähentävät kennolle tulevaa valoa.

Jos kuvan pisteiden RGB-arvoja katsotaan, niin valkoinen taivas ei ole aivan puhdasta valkoista, mutta siellä missä on sinistä, niin sininen osaväri on tyypillisesti suurimmillaan (255). Todennäköisesti kameran sisäisessä käsittelyssä on tuolla valkoisella taivaalla tapahtunut värien palamista valkoiseksi, mutta hiukan on säilynyt alkuperäistä valoisuuksien vaihtelua, joka sitten on säädetty valkoiseen mukaan.

Sinisessä taas vain sininen on palanut ja oksat ovat tummentaneet riittävästi, jotta punaisen ja vihreän dynamiikka on riittänyt kohteen esittämiseen sinisenä (punaisen ja vihreän vähentäminen = sininen).

Esimerkki ihan hihasta vedetyillä arvoilla ja korjauksilla:

Kenno mittaa kirkkaan kohdan RGB-arvoiksi (242, 251, >255), eli sininen palaa ja muutkin ovat hyvin kirkkaita. Valoisuuden keskiarvoksi voidaan kuitenkin laskea vaikkapa arvo 250. Pääkohteen kontrastia parannettaessa väriarvot kasvavat, jolloin kaikki värit menevät yli 255:n ja väriksi saadan valkoinen, mutta koska valoisuus on 250 saadaan lopulliseksi väriksi esim (250,250,250), joka on siis hyvin kirkas harmaa.

Oksan kohdalla kenno mittaa RGB-arvoiksi (210, 225, >255), eli taas sininen palaa. Kontrastin korjauksen jälkeenkin arvot ovat vielä kuitenkin (225,240,255), jolloin piste näkyy sinisenä.

Negafilmin dynamiikka on suurempi ja korjausvaraa on enemmän. Automaattiset filminkehityskoneet pyrkivät korjailemaan näppäilijöiden valotusvirheitä. Digikenno muistuttaa diafilmiä dynamiikaltaan ja varaa on vähemmän. Korjailutkin pitäisi tehdä itse. Tilanne toivottavasti paranee kuluttajakameroiden osalta, mutta tällä hetkellä hyvien digikuvien ottamiseksi täytyy myös kuvata hyvin.


21.5.2003