no kto by pomyślał...

Artykuł raczej dla tych, co  mają świadomość co to jest przesłona (apertura) i że oznaczymy ją F, wiedzą co to czułość ISO i jakie są konsekwencje wysokich czułości (im wyżej tym gorzej), i co pragną mieć same jasne obiektywy do swoich aparatów cyfrowych pieścić je i kochać.

Dywagacje sprzętowe są raczej rzadkością na tym forum, jednak uznałem, że to jest na tyle ważne, że muszę opisać i podzielić się odkryciami z Wami, bo być może da to komuś do myślenia przy wyborze sprzętu, a na pewno pomoże w świadomym korzystaniu z cyfrówki... Jak każdy fotoamator dysponuję pewnym zakresem użytecznej wiedzy, głównie wyniesionej z obsługi lustrzanek jeszcze przedcyfrowych. Owszem, miałem przekonanie, że:

• im scena ciemniejsza, tym bardziej potrzebny jest jasny obiektyw: zamiast robić poruszone zdjęcia na F:4,0 i T=1/20 sekundy, mogę robić nieporuszone na F=2,0 i T=1/80;
• im lepsza ma być jakość obrazu tym bardziej pożądany jest jasny obiektyw: domknięta do F=3,5 jasna stałka jest o niebo lepsza niż otwarty na F=3,5 obiektyw jakiś inny ;-),
• w zastosowaniach profesjonalnych, tam gdzie jakość obrazu cyfrowego jest  najważniejsza, zawsze pożądane są możliwie niskie wartości ISO (to zresztą nie zmieniło się od 100 lat...), a zawsze pomocne są tutaj jasne stałki (przynajmniej były), gdyż pozwalają wpuścić więcej światła = zmniejszyć ISO.

Jednym słowem  jasne stałki są zawsze przedmiotem pożądania, w szczególności dla canoniera te z L w tytule... Ja również człowiekiem pożądliwym jestem,  więc w końcu uciułałem na pięćdziesiątkę Canona EF 1,4, która wydawała mi się ideałem zwłaszcza, że przez lata robiłem zdjęcia  Canonem FD 50 mm 1,4. Wersja z autofokusem jest dokładnie tym samym układem optycznym...No właśnie, miałem przekonanie, ale już nie mam...

• Coś z tym obrazem nie tak...

Po zakupie upragnionego szkiełka, mam nieodparte wrażenie, że mimo, iż robię z pełnej dziury F=1,4 zdjęcia są bardziej ziarniste i gorsze jeśli chodzi o szumy, rozpiętość tonalną, kolory itp. niż gdy używam tego samego obiektywu ale domkniętego. Można wprawdzie dowodzić, że kolory i rozpiętość tonalna mogą zależeć od otwarcia obiektywu, ale na pewno nie można tego powiedzieć o  ziarnie, gdyż to jest 100% problem matrycy i aparatu.  Z drugiej strony różnice są bardzo małe i uwidaczniają się jedynie w specyficznych warunkach, o czym świadczy poniższy rysunek:

To są dwa wycinki tego samego miejsca na matrycy, zdjęcie robione na ISO 100 w tych samych warunkach oświetlenia, przy tych samych wskazaniach światłomierza, obiektyw rozogniskowany na maksa (żeby detale nie łudziły oka) środek kadru. Jeden z kadrów zrobiony na f=2, a inny na 1,4 (nie powiem który jest który ;-).  Wiem, że to dziwnie tak wpatrywać się w NIC, ale ma wrażenie, że na jednym z tych kadrów ziarno jest grubsze a kolory jakby gorsze. No to teraz jest problem... bo musicie się zdecydować gdzie jest gorzej, czyli ocenić, czy warto czytać dalej czy nie ;-). Jeśli nie widać różnicy (bo tak w realu, mała odbitka albo słabszy monitor, to prawie jej nie widać) to po co się roztrząsać nad takim NIC. Po nic, ale wiedza to zawsze lepiej, niż niewiedza, więc zapraszam do dalszego roztrząsania ziarna (matrycy).

Moje domowe pomiary wykazały, że muszę mieć walniętą matrycę w nienajgorszym ciągle aparacie, problem w skrócie wygląda następująco:

1. ustawiając przesłonę na F=1,4 i naświetleniu kadru według wskazań światłomierza obraz różni się w stosunku do takiego samego kadru wykonanego na przykład na 2,0 lub wyżej (zobacz obrazek powyżej).
2. sytuacja powtarza się na każdym ISO, jednak na wyższych ISO (powyżej  800) różnica jest spora, czasami widoczna gołym okiem bez specjalnego napinania z powiększeniem.
3. kilka prób wykazało, że na 1,4 różnica w ziarnie jest na mojej puszce wynosi 2/3 EV w stosunku do 2,0. 

Sprawa wygląda tak, jakby aparat przestawiał się (z jakiegoś powodu) na wyższe ISO, przy otwartym, jasnym obiektywie.  Podzieliłem się spostrzeżeniami z moim sprzedawcą aparatów, a ten bez głębszego namysłu powiedział, że chyba na matrycy jest nierównomierne napięcie więc trzeba wysłać do reklamacji... No i wysłałem, po dwóch tygodniach w liście od Canona odpisali, że wszystkie pomiary matrycy wykazały, że matryca jest OK, chociaż doregulowali AF i zmienili soft. Trochę mnie to zezłościło, bo poczułem się jak idiota albo maniak pikselozy, już miałem iść do okulisty a polem wyleczyć u psychiatry maniakalne myślenie o ziarnie, gdy  zrobiłem identyczną próbę z nową puszką Kolegi Fotografa i... wynik na jego aparacie jest identyczny jak na moim. Dla pewności zapytałem Kolegę Fotografa, czy widzi to samo co ja. Widzi dokładnie to samo. Opisany problem ziarna jest zatem problemem matrycy niezależnie od aparatu, coś mi mówiło o oszustwie w ISO aparatu: aparat najwyraźniej podwyższa ISO gdy obiektyw ustawiam na 1,4/1,6/1,8. ALE DLACZEGO??? 

Pomyślisz pewnie: szaleniec, kto się zastanawia nad tak małymi różnicami????? No problem w tym, że kupując jasny obiektyw, przepłaciłem 900 pln, gdyż nie uzyskuję lepszego obrazu i więcej światła!!! Gorzej, robiąc fotę na dużo tańszym obiektywie (3x tańszym) ze światłem F=2,0 mam lepszy obraz jeśli chodzi o wydruk, niż potencjalnie bardziej naświetlony kadr z 1,4. Opiszę o co chodzi:

1. jest jasno, ustawiam ISO 100 i robię fotę na F=2, dostaję jakość koloru i ziarno takie, jakich spodziewam się na ISO 100, świetnie ;-)
2. jest dość ciemno, no na tyle ciemno, że muszę użyć F=1,4 ale ciągle jeszcze robię na ISO 100. Okazuje się jednak, że zamiast jakości ISO 100, dostaję jakość obrazu jak na ISO 160. No różnica tak mała, że w zasadzie niewidoczna, więc dajmy spokój.
3. Jest baaaardzo ciemno, duża sala, obiekty w ruchu, jedna słaba żarówka. Wiem dobrze, że jeśli przesadzę z ISO rozwalę foty (ziarno), wiem też że powiedzmy ISO 2000 to już max i wyżej będzie źle. Oczywiście robię foty na 1,4, żeby mieć możliwie dużo światła. Okazuje się jednak, że zamiast jakości ISO 2000 dostaję jakość ISO 3200 (+2/3 EV) bo mi aparat coś robi z tym ISO, o czym jednak mnie nie informuje. Foty do wyrzucenia bo taka kasza, że wstyd to komuś pokazać z puszki za parę tysięcy...

Co zatem robić? Robić na ISO 2000 ale dla F=2,0, albo na F=1,4 ale ISO 1250. Efekt obydwu zdjęć jest wtedy identyczny. Tylko w takim razie po co mi jest to 1,4? Po nic, lepiej było kupić obiektyw 1,8. Efekt będzie z grubsza ten sam...

Rozumiesz co próbuję wykazać? Producent aparatu z jakiegoś powodu oszukuje na ISO, nie mówiąc nic o tym użytkownikowi. No, ale to jest już poważny zarzut, co gorsza aparat sporo mnie kosztował, więc niestety trochę siwych włosów mi przybyło, gdy sobie sprawę uświadomiłem. Zacząłem poszukiwania w sieci i...


Problem poruszyły jakiś czas temu równie poważne portale jak ten, który teraz czytasz ;-), konkretnie zachodni światek fotografii profesjonalnej, bo ktoś zauważył to samo co i ja, w moim skromnym  zakresie analitycznym. Odnośnik tutaj.

Jeśli dobrze zrozumiałem, to problem tkwi w konstrukcji matrycy CMOS, która nie jest fizycznie w stanie zarejestrować więcej światła, gdy obiektyw jest bardziej otwarty, niż F=2,2 (około). Oznacza to, że dalsze otwieranie obiektywu jest bezcelowe, bo na matrycy nie pojawi się więcej "impulsów".  Światło dla przesłon począwszy od około 2,2  pada na matrycę w sposób bardzo uporządkowany, niemal równolegle (tak z grubsza). Jeśli otworzymy obiektyw, to światła jest wprawdzie dużo więcej, ale pada ono w sposób utrudniający jego absorpcję. Problem pokazuje poniższy dość umowny rysunek: 

 Matryca CMOS składa się z maleńkich rurek, na dnie których znajduje się właściwy czujnik. Na przykład na F=2,8 wpada wprawdzie mniej światła, ale jest ono uporządkowane i trafia na dno matrycy bez większych problemów. Na 1,4 światło jest tak rozproszone i nieuporządkowane, że duża jego część niknie na ściankach owych "rurek" nie docierając do dna "studzienki". W efekcie mimo, że światła jest więcej, jest ono tracone. Światłomierz jednak widzi, że otworzyłeś obiektyw, więc musi skompensować ilość światła poprzez skrócenie czasu (pisałem o tym kiedyś: "porozmawiaj ze światłomierzem"). Matryca jednak nie jest w stanie zarejestrować  straconego światła (wpada go na dno rurek przy F=1,4 mniej więcej tyle, ile na F=2,0 w zależności od matrycy i modelu aparatu). Jednak przy 1,4 czas naświetlania jest krótszy, więc jest mniej światła, zatem nie ma wyjścia, trzeba podnieść ISO matrycy. I tutaj jest problem, producent nie informuje o tym właściciela lustrzanki. W sofcie aparatu są wpisane obiektywy i się koryguje z automatu, żeby wszystko było cacy. To właśnie dlatego wpinając manualny obiektyw z lat 60-tych, obraz jest bardzo ciemny na małych przesłonach mimo, że światłomierz kompensuje poprawnie czas naświetlenia. Aparat nie zna obiektywu i nie wprowadza korekty, ty ją robisz sam bo widzisz, że jest zbyt ciemno ;-)

Dysponujemy nawet dokładnymi pomiarami (z dumą stwierdzam pewną zbieżność wyników) dla większości popularnych lustrzanek, a co więcej, faktycznie zmienia się napięcie na matrycy (sprzedawca miał rację) dla 1,4. o czym bezspornie świadczą przywołane publikacje. Sprawdź zatem ile światła traci twój aparat, gdy podepniesz obiektyw ze światłem 1,4:

rysunek za http://www.dxomark.com

Z pewnością spotkaliście się z opinią, o niezwykle rysującym aparacie EOS 5D i jego wyjątkowej jakości zdjęciach. Nic dziwnego, bo "piątka" traci najmniej światła na 1,4 (0,25EV) i jest, nawet dzisiaj, niedoścignionym wzorem. Moja pucha traci coś koło 0,5 EV, mocno reklamowany EOS 7D traci aż 0,6 EV. Zauważcie, że im większa średnica "studzienki" (pixel pitch) tym mniejsze straty. To właśnie dlatego wyścig pikseli nie zawsze jest korzystny i trzeba na prawdę świetnych obiektywów i matryc, żeby miało to sens.

Konstruktorzy aparatów średnioformatowych oraz słynnej Leiki M9 będąc świadomym ograniczeń CMOS'a (zwłaszcza w średnim formacie, gdzie na brzegach jest duży kąt padania światła) wybrali inną technologię: CCD. To dlatego, że matryca CCD jest mało wrażliwa na efekt "studzienki" gdyż ma bardziej płaską konstrukcję, podobną do analogowego filmu. Gdzieś czytałem, że  słynny FUJI X100 ma niewymienny obiektyw specjalnie zaprojektowany pod matrycę, efekt jest bossski. Gdybym to wiedział wcześniej... 

No to tyle z bulwersujących wieści drogi czytelniku, wracaj do fotografowania ;-)

• PODSUMOWUJĄC

Odpisując mi na reklamację Canon nie kłamał, wszystko jest w normie, ale jakiej normie, nie sprecyzował.

• WYNIK WPATRYWANIA:  na górze kadr z 2,0 dla ISO 400 a na dole kadr z 1,4 ISO 400 (czyli tak w rzeczywistości około 650), ja widzę różnicę zwłaszcza w majtkowym fiolecie.