Fototeknisk guide samt diskussion

Parallella ljusstrålar som faller genom en positiv (konvex) lins bryts inåt mot den optiska axeln. Det avstånd där de sammanfaller kallas linsens brännvidd. Brännvidden är alltså en teknisk egenskap som INTE ändras med olika sensorformat eller liknande. Kombinerar man flera linser så kan man få ett objektiv (men ett objektiv kan också bestå av bara en enda lins). Anledningen till att man använder fler linser är att för att minimera ”sfärisk aberration”, ”distorsion” samt ”kromatisk aberration”. Dessa är olika förvrängningar och defekter som man vill undvika. När flera linser sätts i serie efter varandra så kombineras deras brännvidder till en gemensam brännvidd för objektivet. Det betyder att även ett objektiv har en viss brännvidd. Objektivet kan också ha varierbar brännvidd. Detta kallas ”zoom”, och zoomomfånget definieras som den längsta brännvidden genom den kortaste. Det är INTE ett mått på ”hur långt man kan komma”, vilket är en vanlig vanföreställning, särskilt när det gäller kompaktkameror.

I praktiken bestämmer brännvidden avbildningsskalan på film- eller sensorplanet. En lång brännvidd ger stor avbildningsskala och vice versa. Avbildningsskalan är alltså hur stort ett objekt projiceras på filmrutan eller sensorn. Det är här sensorformatet kommer in i bilden. En mindre sensor ger motsvarande resultat som att beskära bilden från en större sensor. Man behöver inte lika stor avbildningsskala för att få en viss bildvinkel, och följdaktligen heller inte lika stor brännvidd. Den faktor som skiljer olika film- och sensorformat har flera namn, men vanligast är ”cropfaktor”, ”skenbar brännviddsförlängning” och ”beskärningsfaktor”, varav jag förespråkar den sistnämnda för att undvika förvirring. Man brukar här utgå från det så kallade småbildsformatet, vilket är den filmrutestorlek som en ”vanlig” analog kamera har, nämligen 24x36 mm. De flesta digitala systemkameror har idag ett format som kallas ”APS-C”, vilket innebär att sensorn är ungefär 16x24 mm. Den är alltså 1,5 gånger mindre (sett till sidlängden), och beskärningsfaktorn blir därför just 1,5. För att få samma bildvinkel så behöver man en brännvidd som är 1,5 gånger kortare än för motsvarande kamera i småbildsformat. Sätter man ett 85-millimetersobjektiv på en kamera med APS-C-sensor så blir bildvinkeln alltså samma som att använda 85x1,5 = 127,5 mm på en småbildskamera.
Småbildformatet kallas i digitalkamerasammanhang ofta ”fullformat” (FF).

Även vid en viss brännvidd kan olika objektiv ha olika bildcirkel, vilket innebär att de är optimerade för olika film- eller sensorformat. Ett objektiv konstruerat för ”FF” lyser förstås ut 24x36 mm (fast det blir ju en rund cirkel där diagonalen är det kritiska) även på en kamera som har mindre film- eller sensorformat. Härvidlag är det inga problem att göra på det viset, men om man istället sätter ett objektiv på en kamera som har större sensor än vad objektivet kan lysa ut så kommer kanterna på bilden att bli svarta eller åtminstone mörka. Skärpan i bildcirkelns utkant är dessutom mycket sämre än i mitten, varför det kan anses fördelaktigt att utnyttja en mindre del av bildcirkeln.

”Normalbrännvidd” innebär att brännvidden är ungefär lika stor som sensorns eller filmrutans diagonal. Utifrån detta är alla kortare brännvidder mer eller mindre vidvinkliga, och alla längre brännvidder är att betrakta som mer eller mindre ”tele” (teleskopiska). En vidvinkel ger som namnet antyder en vid bildvinkel, och ett teleobjektiv ger en snäv bildvinkel. Observera att normalbrännvidden alltså är helt olika på olika kameror beroende på film/sensorformat, och därför kan en viss brännvidd vara allt från vidvinkel till tele beroende på vad det rör sig om för kamera.

Nu är det lätt att tro att om man väljer en längre brännvidd så kan man ”backa” och få samma resultat som med en kort brännvidd, men så är inte fallet! Perspektivet avgörs nämligen endast av kamerans avstånd till fotoobjektet. Det går alltså inte att ”zooma med fötterna” som en del anser vara ett argument för att fasta brännvidder är lika bra som zoomar i bildvinkelavseende.
Perspektivet är precis det som du som fotograf ser med dina ögon. Flyttar du närmare så ändras perspektivet, och vill du ha samma utsnitt så får du välja en kortare brännvidd, och vice versa.

Vidvinkel och kort avstånd ger hisnande perspektiv medan tele och långt avstånd ger ”ihoptryckt” perspektiv, vilket beror på att du ser saker i bilden som är för avlägsna i verkligheten för att du ska få den uppfattningen med ögat. Egentligen ser du genom teleobjektivet alltså precis samma sak som med ögat, men förstorat.

I objektivet finns en ”skiva med ett hål i” som begränsar ljusinflödet. Hålets storlek går oftast att variera, och denna area bestämmer objektivets ljusstyrka. F/1,0 innebär att bländaröppningens diameter är lika stor som objektivets brännvidd (f är brännvidden) för enkla objektivkonstruktioner. Vid komplicerade objektivkonstruktioner är bländaröppningens verkliga mått inte det som bestämmer ljusstyrkan, utan man får istället avgöra hur stor bländaröppningen ser ut att vara om man tittar in i objektivet framifrån.

En halvering av ljusinsläppet fås om man halverar bländaröppningens area. Detta innebär en minskning av diametern med en faktor roten ur 2 (ca 1,4). En sådan minskning kallas ett "steg", och om man utgår från 1,0 så ligger de såhär:

1,0 - 1,4 - 2,0 - 2,8 - 4,0 - 5,6 - 8,0 - 11,0 - 16,0


Ett objektiv som heter till exempel 18-135/3,5-5,6 Har största bländarvärde f/3,5 vid 18 mm och f/5,6 vid 135 mm (samt något mellanting där emellan).
Generellt kan man säga ljusstyrka f/2,8 är att anse som bra hos zoomobjektiv, medan objektiv med fast brännvidd ofta har en ljusstyrka mellan f/1,4 till f/2,8.
Ju större ljusstyrka desto dyrare, tyngre och större blir objektivet eftersom linserna måste vara större.


Överkurs:

En sensor eller film kan vara olika ljuskänslig. Hos film beror det på den kemiska reaktionssnabbheten hos den ljuskänsliga emulsionen. På sensorn beror det på den analoga förstärkning som sker innan A/D-omvandling.
En mer ljuskänslig film har i regel större korn, vilket gör att de kommer att synas mer än kornen hos en lågkänslig film. I det digitala fallet finns inget ”korn”. Istället talar vi om brus, vilket ökar med ljuskänsligheten. Det fina med sensorn är att man till skillnad från filmen kan ändra känslighet från en bild till en annan. Det som sker är helt enkelt att den analoga signalen förstärks mer, varpå signal/brus-förhållandet minskar. Detta yttrar sig i kornighet (”luminansbrus”), sämre dynamiskt omfång (största skillnad mellan svart och vitt i bilden) samt färgbrus (flammighet; plottriga färgfält i grönt, rött och blått).

Känsligheten omnämns oftast som ISO. ISO är egentligen den internationella standardiseringsorganisationen, och just filmkänslighet heter ISO 5800. Tidigare sade man ”ASA”, vilket är en standardisering som numera ingår i ISO. Det finns också den tyska standarden DIN, men den har inte använts på länge, och den är krånglig då skalan är logaritmisk. ISO är alltså vad vi med gott samvete kan kalla filmkänsligheten, även om det tekniskt sett är fel.

ISO-skalan är linjär, så om vi utgår från ISO 100 så innebär ISO 200 att ljuskänsligheten har fördubblats. Liksom i fallet med bländarvärdena så är detta ett ”steg”. Skillnaden mellan ISO 100 och ISO 1600 är alltså 4 steg (100 - 200 - 400 – 800 – 1600; fyra fördubblingar).

Exponering är ”hur mycket ljus vi låter träffa filmen eller sensorn”. En tekniskt perfekt bild kan sägas vara exponerad så att filmen eller sensorn precis uppnått det tillstånd då den är ”mättad”. Den kan då inte ta emot fler fotoner innan överexponering inträder (varpå alla nyanser i det överexponerade området försvinner och det blir 100% vitt där).
Exponeringen avgörs av fyra faktorer; objektivets ljusgenomsläpplighet, filmens/sensorns ljuskänslighet, slutartiden, samt förstås hur ljust det är när vi fotograferar. Av dessa kan vi påverka de tre första genom kamerans inställningar, i den mån utrustningen tillåter det rent tekniskt.

Halverar man ljusinsläppet via bländaren så måste man förstås fördubbla slutartiden för att få samma exponering, det vill säga att lika många fotoner träffar filmplanet. Som vi sett så skiljer det 2 hela steg mellan f/2,8 och f/5,6. Alltså får man fyra gånger så lång slutartid med f/5,6 vid ett visst ljusförhållande om man vill bibehålla en viss exponering.
Motsvarande gäller ISO. Fotograferar vi med bländaröppningen f/2,8 och ISO 100 så kan vi få samma exponering genom att öka ljuskänsligheten hos filmen eller sensorn lika mycket som vi minskar ljusinsläppet genom objektivet, med bibehållen slutartid. F/4 och ISO 200 ger alltså samma exponering.

Nu har vi alltså tre parametrar att leka med för att kunna styra våra bildresultat, förutsatt att vi valt en viss kamera och en viss brännvidd för tillfället. Men innan jag går in på detta så måste vi avhandla fenomenet skärpedjup, se nedan.

Om vi fokuserar på ett föremål, låt oss säga 2 meter framför kameran, så kommer detta att bli skarpt eftersom strålgången genom objektivet medför att ljus från en viss punkt på vårt föremål kommer att bilda en punkt på filmplanet. Föremålet ligger då i skärpeplanet (vilket inte nödvändigtvis är plant, beroende på objektivets egenskaper). Framför och bakom föremålet kommer ljus från punkter inte att återges som punkter på filmplanet, utan som större cirklar på grund av strålgången. Dessa kallas oskärpecirklar, och de varierar med avståndet från skärpeplanet, bländaröppningen samt avbildningsskalan (som beror på brännvidden och avståndet till föremålet i fokus).

För att inte krångla till det för mycket (för det här är ett djupt ämne), så kan man utgå från ett par enkla regler.
Skärpedjupet avgörs ENDAST av avbildningsskalan och bländarvärdet.
En stor bländaröppning (lågt bländartal) ger kortare skärpedjup, det vill säga mer oskärpa framför och bakom skärpeplanet. Oskärpecirklarna blir helt enkelt större.
En stor avbildningsskala ger också kortare skärpedjup. Detta innebär att skärpedjupet upplevs som mycket kortare med ett teleobjektiv än med ett vidvinkelobjektiv, även vid samma bländarvärde. Anledningen är att teleobjektivet ger större avbildningsskala förstås, och man väljer helt andra motiv.
I realiteten är skärpedjupet exakt detsamma om man går nära med ett vidvinkelobjektiv för att få samma avbildningsskala som med teleobjektivet på längre håll. Emellertid påverkar även här perspektivet vår uppfattning av skärpedjupet, eftersom vi får med MER bakgrund med en vidare bildvinkel.

Digitala kameror har oftast en sk. ”Bayersensor”, vilket innebär att av fyra pixlar så är två gröna, en röd och en blå. Dessa tre färger hanteras av kameran som tre separata kanaler med individuell D/A-omvandling. Vitbalansen är hur man blandar kanalerna; RGB, rött, grönt och blått. Det styr alltså färgbalansen i bilden, och därmed ”värmen” i färgtonerna.
I fullt solsken exponeras alla kanaler ungefär likvärdigt eftersom vitt ljus innehåller ungefär lika mycket av de synliga våglängder som är intressant för ett fotografi. Men i glödlampsljus till exempel så är spektrat mycket begränsat, och innehåller väldigt mycket rött. Därför blir den röda kanalen mer exponerad än grön och blå. För att ”rätta till” detta kan man mecka med balansen mellan kanalerna, och således uppnå ett bildresultat som liknar dagsljus.

Har man en digital systemkamera så kan man välja att fotografera i det sk. ”RAW”-formatet (eller ”råformat” på svenska). Det innebär att man har tillgång till alla tre färgkanaler separat, och man kan blanda dem precis som man vill i datorn efter fotograferingen. Detta eliminerar helt behovet av vitbalansinställning i kameran, eftersom den lika gärna kan göras i efterhand.
RAW-formatet håller dessutom högre färgdjup och dynamik; oftast 12 bitar per kanal jämfört med 8 bitar per kanal som JPG kan återge. Det innebär att filerna tål hårdare efterbehandling och exponeringskorrigering. Dessutom är de inte lika hårt komprimerade, så man slipper de artefakter som kan titta fram om man efterbehandlar en JPG-bild.

Överkurs: