Zoom a perspektiva tajemství zbavené - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Navigace:  » Úvodní stránka  » Rubriky  » Digitální fotografie  

6. října 2005, 00.00 | Všechny kompaktní digitální fotoaparáty jsou vybaveny objektivem určité ohniskové vzdálenosti, ty jen o trochu lepší s určitým zoom rozsahem (typicky 3x až 12x). A právě rozsah zoomu je jedním ze základních parametrů fotoaparátu. Majitelé digitálních zrcadlovek (DSLR) jsou na tom "ještě hůře". Trh nabízí objektivy k jejich fotoaparátu v obrovském rozsahu ohniskových vzdáleností (cca 8-800 mm), a tak výběr správného objektivu bývá nelehkým rozhodnutím a nemalou investicí.

Pro změnu ohniskové vzdálenosti se vžil termín "zoom" [zúm], který vznikl na základě typického bzučení motorů ovládajících čočky objektivu. Z fyzikálního hlediska se při zoomování jedná o změnu ohniskové vzdálenosti objektivu, která se v drtivé většině případů uvádí přepočtená na 35mm kinofilm, neboli při jaké ohniskové vzdálenosti by kinofilmová zrcadlovka (SLR) viděla totéž. Je-li tedy v technických parametrech vašeho digitálu uvedeno například "Rozsah zoomu 35 až 105 mm" znamená to, že klasická 35mm kinofilmová zrcadlovka (SLR) vybavená objektivem o rozsahu 35-105 mm by udělala přesně stejné obrázky. Rozsah zoomu v našem příkladu 3x neznamená nic jiného, než že 35*3=105 mm. Rozsah zoomu se uvádí vždy pro případ, kdy objektiv je zaostřen na nekonečno, přičemž při zaostření na kratší vzdálenosti může být zoom rozsah zcela jiný!

V současnosti jsou na trhu kompaktní fotoaparáty s rozsahem zoomu maximálně 12x, typický zoom rozsah malých kompaktů je však jen asi 3x-5x. Zrcadlovky (SLR a DSLR) díky výměnným objektivům jsou na tom podstatně lépe, nákupem různých objektivů se dá docílit úctihodného rozsahu cca 8-800 mm, což je rozsah zoomu 100x! Nicméně v jednom objektivu se nenabízí zoom rozsah více jak cca 11x (typicky např. 28-300 mm). Zrcadlovky také nepoužívají k ovládání zoomu motory, ale na objektivu je kroužek sloužící k ručnímu nastavení zoomu. Je to totiž mnohem rychlejší, přesnější a pohodlnější. Název zoom odvozený od zvuku motorů tak vlastně u zrcadlovek nemá smysl, ale vžil se rovněž.

Na první pohled by se mohlo zdát, že čím větší zoom rozsah, tím lepší (universálnější) objektiv. Jen půlka je bohužel pravdou - příroda nedá nic zadarmo. Zvyšováním zoom rozsahu objektivů klesá totiž kvalita jejich kresby. Jinými slovy - čím větší má objektiv zoom rozsah, tím víc se projevují všechny jeho neduhy - typicky aberace (barevná vada), rozostření rohů, vinětace (ztmavení rohů), poduškovité či soudkovité zkreslení atp. Rovněž tak světelnost (množství světla, které je objektiv schopen dopravit na senzor) s růstem zoomu klesá. Proto nejkvalitnější a nejsvětelnější objektivy mají pevnou ohniskovou vzdálenost (jsou zcela bez zoomu). Vady zoom objektivů ale nejsou dramatické - příliš se neprojeví při prohlížení fotek na monitoru a u tištěných fotografií velikosti do cca 10 x 15 cm. Významné jsou ale u větších zvětšenin nebo v okamžiku, kdy se provádí výřez části fotografie.

Ukázka aberace (chromatické vady), která se projeví fialovými konturami na hranách s velkým kontrastem. Žádný objektiv není proti aberaci 100% odolný. S růstem rozsahu zoomu ale aberace většinou roste (výřez části fotografie).

Zoom objektivy
Zoom je velmi praktická věc. Umožní vám se velmi rychle přizpůsobit rozdílným fotografickým příležitostem. Přiblížením objektu (zvýšením ohniskové vzdálenosti) můžete snímat takové scény jako je třeba sport, zvířata nebo detailní portréty zatímco širokoúhlé snímání se hodí na velké skupiny osob, interiéry nebo krajiny. Zoomováním se ale nedělá nic jiného, než určuje výřez scény (zorný úhel), který fotoaparát zaznamená. A právě schopnost změnit zorný úhel a tím určovat výřez scény je jedním z významných kreativních prvků každého fotografa!

Zoom objektivy umožňují nastavit libovolnou ohniskovou vzdálenost z konstrukčního rozsahu objektivu. Současně se změnou ohniskové vzdálenosti se mění tři důležité a okamžitě viditelné veličiny - úhel záběru, zvětšení a hloubka ostrosti:

Úhel záběru neboli výřez scény říká, jak velká část scény je zaznamenána. Přiblížením (zoom in, prodloužení ohniskové vzdálenosti) se zužuje úhel záběru, objektiv zaznamená menší část scény, objekty více přiblíží a ty se potom zdají větší. Můžete tak vystřihnout malý kus reálu a tím se zbavit často nepohodlného a nepěkného okolí snímaného objektu. Naopak oddálením (zoom out, zkrácení ohniskové vzdálenosti) se rozšiřuje úhel záběru a vy můžete zaznamenat široké okolí.

Zvětšení jde ruku v ruce s úhlem záběru. Čím více toho chcete do jedné scény dostat, tím menší musí všechny objekty být a tím je tedy menší i zvětšení objektivu. Nepříjemným ale logickým důsledkem potom je, že např. lidské postavy snímané širokoúhle jsou velmi malé a jejich obličeje na fotografii 10 x 15 cm zcela nerozeznatelné! Naopak přiblížením se zaznamenává jen malý kousek scény a zobrazené objekty mohou být tedy výrazně větší. Nemají ale kolem sebe příliš mnoho z okolí.

Hloubka ostrosti je trochu složitější případ, kterou ovlivňují celkem tři veličiny - ohnisková vzdálenost (zoom), clona a vzdálenost k objektu. Podrobnosti viz článek Hloubka ostrosti tajemství zbavená. Zde pouze konstatujme, že chcete-li udělat fotografie s rozostřeným pozadím, které bývají velmi atraktivní a izolují hlavní objekt od pozadí, objekt maximálně přibližte (zúžte úhel záběru). V takovém případě bude hloubka ostrosti nejmenší. Naopak přiblížením (širokoúhlé snímání) bude hloubka ostrosti maximální neboli na fotografii bude vše ostré.

Normální objektivy
Vzniká logická otázka, jaký zorný úhel má lidské oko, jinými slovy jaké ohnisko odpovídá přirozenému lidskému vidění. Pokusy ukazují, že normální lidské vidění se schopností rozlišovat detaily má úhel cca 45º, kdežto místo, kterým ostříme, na které se soustředíme a kde současně vidíme s mimořádnou rozlišovací schopností, má zorný úhel pouze cca 1º (tzv. žlutá skvrna, fovea). Normálnímu vidění s úhlem cca 45º odpovídá tzv. normální objektiv, což je objektiv s ohniskovou vzdáleností 50 mm (přepočteno na 35mm kinofilm). Jinými slovy - nastavíte-li zoom na 50 mm, fotoaparát uvidí podobně jako oko.

Perspektivní podání je u objektivů s ohnisky kolem 50mm lidskému oku nejpřirozenější. Úhel záběru totiž přibližně odpovídá úhlu běžného vidění.

Můžete to zkusit i obráceně - nastavovat zoom na fotoaparátu tak dlouho, až na LCD displeji uvidíte zhruba to samé jako vaše oči (myšlen úhel záběru). Potom by zkusmo nalezené ohnisko po přepočtu na 35mm kinofilm mělo být blízké 50 mm. Obrázky pořízené 50 mm objektivem mají potom přirozené podání a logicky lahodí lidskému oku.

Je ale velmi obtížné pohledem na fotografii spolehlivě odhadnout, jakým ohniskem byla snímána. Z toho vyplývá, že volba ohniska není až tak kritická, jak by se mohlo zdát. Nicméně normální objektiv zobrazí objekty na fotografii tak, že působí přirozeně co se týče jejich prostorových vztahů.

Perspektiva aneb jak se zobrazuje hloubka na ploché fotografii
Perspektivou se rozumí vzájemné prostorové vztahy objektů na fotografii. Zoomováním (změnou ohniska), ač se to všeobecně mylně traduje, se perspektiva nemění. Jediný faktor, který mění perspektivu, je vzdálenost od fotografovaných objektů.

Velikost objektů oko vnímá na základě úhlové velikosti, pod jakou se mu jeví a téměř nezávisle na skutečné velikosti objektů. Proto se objekty v dálce zdají menší a např. Měsíc či Slunce se zdají být relativně malé i když víme, že jsou obrovské. Proto stojíte-li daleko od objektů a máte je zoomem přiblížené, pozorujete strom i vzdálenější dům (obrázek nahoře) v přibližně stejné úhlové velikosti - jinak řečeno, jeví se vám zhruba stejně velké, jinak řečeno - perspektiva je zploštělá.

Přijdete-li ale ke stromu blíže a rozšíříte-li úhel záběru, začne se vám strom jevit úhlově mnohem větší ve srovnání s domem a perspektiva se silně zdůrazní.

Pro názornou ukázku změny perspektivy si udělejte malý test. Najděte perspektivně bohatou scénu - stačí obyčejné auto nebo dva předměty v zákrytu -  jeden blízko (třeba postava) a druhý daleko (třeba horizont). Vyfoťte tuto scénu širokoúhlým ohniskem z minimální vzdálenosti. Potom maximálně přibližte scénu zoomem a odstupujte tak dlouho, až uvidíte v hledáčku přední objekt stejně velký jako na předchozí fotografii. Scénu opět vyfoťte. I když z hlediska obsahu jsou fotografie podobné, z hlediska vztahu blízkých a vzdálených objektů scény uvidíte dramatické rozdíly. Důvodem je rozdílná snímací vzdálenost. A právě tato vzdálenost mění perspektivu! Čím blíže umístíte fotoaparát k objektu v popředí (třeba přední reflektor auta), relativní velikost objektu vzhledem k pozadí se zvětšuje a  právě tato změna relativní velikosti předního objektu k pozadí dělá změny ve vnímání perspektivy.

I když ořez obou obrázků se stejným Ferrari je zcela shodný (všimněte si i dopravní značky za autem, která je v obou případech těsně na okraji), změna snímací vzdálenosti i když "vyrovnaná zoomem" způsobila dramatickou změnu perspektivy. Čím blíže jste k přednímu objektu (nárazník), tím se zdá mohutnější relativně k pozadí (značka).

Širokoúhlé objektivy
Široký úhel záběru je ideální např. pro snímání krajin, skupin lidí či interiérů, kde je nemožné fotit z větší vzdálenosti. Krátké ohniskové vzdálenosti mají též velkou hloubku ostrosti - neboli na fotografii je vše ostré. Vysoká hloubka ostrosti současně usnadňuje ostření, čímž výrazně zrychluje reakci na spoušť a eliminuje případné chyby zaostření - ideální pro akční a reportážní fotografii. Postavy fotografované širokoúhlým objektivem jsou zasazeny do prostředí, a tudíž je zřejmé, kde bylo fotografováno či kde žijí.

Teleobjektivy
Objektiv nastavený na maximální přiblížení funguje jako dalekohled. Ze scény vyřezává jen malý kousíček (úzký úhel záběru) čímž izoluje objekt od jeho okolí. Používá se zejména tam, kde není možné nebo žádoucí jít blíž - typicky sport, zvířata či skryté snímání osob.

Při snímání s maximálním přiblížení klesá hloubka ostrosti - neboli to, co je ostré, má často rozsah jen několika centimetrů! Při takovém druhu snímání je maximálně kritické správné zaostření, a proto u většiny fotoaparátů trvá i mnohem déle. Odměnou ale je rozostřené pozadí, které krásně izoluje hlavní objekt.

Druhou komplikací u maximálně vyzoomovaného objektivu je, že stejně jako zvětšuje předměty zvětšuje i vaše pohyby s fotoaparátem (třes rukou atp.). Řada záběrů je potom rozmazaných ne kvůli chybnému zaostření ale kvůli rozhýbání snímku. Řešením je dostatečně krátký expoziční čas (obvykle stačí převrácená hodnota ohniska - tedy při ohnisku 100 mm je bezpečný čas 1/100 s), stabilizátor obrazu nebo stativ.

Přiblížení má také vliv na perspektivu. Všechny vzdálené objekty se zdají být blíže k sobě než ve skutečnosti jsou a perspektiva je tudíž zploštělá. Slunce a měsíc snímané s maximálním přiblížením se zdají být větší a mohutnější než v reálné scéně jsou.

Portrét a zoom
Při fotografování lidí vám zoom umožní rychle zarámovat správný výřez fotografie podle vašeho záměru a přitom si  zachovat vzdálenost. Širokoúhlé snímání informuje o prostředí, v kterém jsou osoby fotografovány, vyžaduje ale být blízko ba přímo uprostřed děje. To ne každému fotografovi vyhovuje a i řada fotografovaných lidí hned jak zahlídne fotoaparát se začne chovat nepřirozeně.

Naopak teleobjektivy vám umožní portrétovat potají a zdálky, aniž fotografovaná osoba má o vás tušení. Fotografování z větší dálky též eliminuje perspektivní zkreslení, které je u fotografií osob spíše nežádoucí.

Snímáno ohniskovou vzdáleností 38 mm, vzdálenost k modelce cca 5 m. Postava je sice "zasazena" do prostředí, ale je poměrně malá.	Snímáno stejnou ohniskovou vzdáleností 38 mm ze stejného místa jako výše, modelka ale přišla blíž na cca 2 m. Postava sice není na fotce celá, ale zato je dobře vidět obličej. Tento druh snímání lze doporučit pro fotografie malých rozměrů, např. 10 x 15 cm.
Snímáno ohniskovou vzdáleností 220 mm, vzdálenost k modelce cca 5 m. Delší ohnisko a malá clona (zde f/3.2) způsobily malou hloubku ostrosti a tím zcela rozostřily pozadí.	U portrétů snímaných z extrémně krátké vzdálenosti (zde 61 cm) hrozí perspektivní zkreslení obličeje. Nos, který je blíže k objektivu, se potom jeví větší ve srovnání se zbytkem hlavy.

Optický versus digitální zoom
Většina kompaktních digitálních fotoaparátů je dnes vybavena jak optickým, tak digitálním zoomem. Optický zoom pomocí čoček a optiky realizuje skutečně optické přiblížení, kdežto digitální zoom dělá pouze výřez scény (použije se jen střední část senzoru) a následné přepočítání obrazu na plné rozlišení. Stejného efektu jako digitální zoom můžete dosáhnout v libovolném fotoeditoru provedením ořezu obrazu a následným přepočítáním na původní rozlišení. Potvrzuje to tak tvrzení výše, že zoom není nic jiného než výřez scény.

Digitální zoom proto není vůbec potřeba, protože nepřináší žádnou novou kvalitu obrazu - naopak ho interpolací degraduje. Je to jen reklamní trik výrobců, a proto také u poloprofesionálních a profesionálních přístrojů zcela chybí.

Závěr
Zoom a vzdálenost fotografa od objektu - dvě veličiny, které nejsou ekvivalentní! Jinými slovy - přiblížením pomocí zoomu se nedosáhne stejného efektu jako skutečným přiblížením fotografa k objektu! Zoom ovlivňuje jen výřez scény zatímco vzdálenost fotografa od objektu ovlivňuje perspektivu. Zoom i vzdálenost jsou tak na sobě nezávislými výrazovými prostředky, které umožňují vyjádřit to, co fotograf na scéně považuje za důležité a jaké vztahy mezi objekty chce nastavit.