Tag-arkiv: sensor

To ZOOM or not to ZOOM…

– is not the question. It’s all a matter of pixels… Sådan ville salig Shakespeare sikkert have sagt det, hvis han ellers havde været en digital fotograf.

Det kan vi nok godt regne med, at han ikke var. Han levede trods alt i det 16. århundrede. Alligevel er det meget ofte et nøglespørgsmål, når man fotograferer digitalt. Derfor denne lille artikel om emnet. – For hvad er egentlig zoom, og hvornår er det godt eller skidt?

Man kan zoome ind, og man kan zoome ud. Begge dele er lige mulige, men størst interesse er der i regelen for at zoome ind – for at komme tættere på objektet eller motivet. Man zoomer ind for at kunne se flere detaljer, og man zoomer ud for at få et større overblik. 

Billedvinklen

Lad os allerførst definere billedvinklen – den vinkel, som et givet objektiv kan indfange på billedplanet. Her generaliserer vi ofte og taler for enkelhedens skyld om vidvinkel, standard og tele.

Standard dækker i grove træk det billedfelt eller den synsvinkel, vi mennesker selv har og kan se skarpt i, når vi opfatter ting og fokuserer på dem. Altså ikke “peripheral vision”, som englænderne kalder det, hjernen kan opfatte i udkanten af synsfeltet, men ikke se skarpt.

Som standardobjektiver betragter vi normalt linser med en brændvidde på 50-55 mm. Det er her, vi finder de mest lysstærke objektiver – dem, der kan lukke mest lys ind og derfor fotografere under de ringeste lysforhold.

Vidvinkel får mere med, da den dækker en større billedvinkel eller et bredere synsfelt. Perfekt til store landskaber eller indendørs fotografering.

Billedvinklen på en mobilkamera vidvinkel ligger typisk på omkring 120 grader – ud af de 180, der normalt er det maksimale. Fiskeøjeobjektiver undtaget.

Det er ganske kompliceret at omregne billedvinkler til brændvidde, da det afhænger af sensorens størrelse, så det springer vi let og elegant hen over her. Maybe some other time…

Som vidvinkelobjektiver betragter vi normalt korte linser med en brændvidde i omegnen af 20-35 mm. Ekstrem vidvinkel på 10-18 mm bruges ofte til interiørfotografering under trange forhold.

Tele går tættere på motivet, end det menneskelige øje selv kan, og fås i et utal af længder eller brændvidder. Perfekte til fugle- og dyrefotografering.

Som teleobjektiver betragter vi normalt lange linser med en brændvidde på omkring 100 mm og opefter. Korte teler på 85-100 mm er velegnede til portrætter på kort hold, mens lange teler excellerer til dyrebilleder og astrofotografering på endog meget lang afstand.


16 mm: vidvinkel – 0,6X

26 mm: standard – 1X

52 mm: tele – 2x zoom


Man kan se af eksemplet herover, at et mobilkamera med en zoom opgivet til 2X reelt har en 3X zoom, hvis det også har en vidvinkellinse. Tre gange 0,6X er jo knap 2X. Men normalt vil et 3X mobilkamera betyde, at det er tre gange forstørrelsen af standardlinsen. Så det i den forstand reelt er 5X.

Og sådan kunne man fortsætte. Det er altid vigtigt at kende udgangspunktet – om det så er i en diskussion eller på filmplanet!

Brændvidden

Brændvidden er det gamle navn på den afstand, en given linse eller objektiv samler sine lysstråler på.

Præcis som i et gammeldags brændglas, der kun virker på en ganske bestemt afstand. Kun her samler det sollysets stråler tilstrækkeligt til at kunne antænde noget. Kun her står billedet skarpt i et kamera – uanset om det er et moderne digitalkamera eller et gammeltdags analogt kamera til film.

Brændvidde bruges stadig til at angive længden fra spidsen af et objektiv til filmplan eller sensorplan. Jo længere brændvidde desto større grad af forstørrelse – desto mere teleeffekt. Jo kortere brændvidde desto større vidvinkeleffekt.

Der er således en nøje sammenhæng mellem brændvidde og billedvinkel: Jo længere brændvidde et objektiv har, desto mindre bliver billedvinklen. Jo mere man zoomer ind, desto mindre kan man se af omgivelserne. Jo snævrere bliver billedfeltet, og jo tættere kommer man på.

Der er ligeledes en nøje sammenhæng mellem brændvidden og lysstyrken: Jo længere brændvidde man bruger, desto mindre lys når ind til filmplan eller sensor. Lange telelinser bliver ganske lyssvage, hvilket gør dem sværere at fokusere korrekt. De bliver også vanskeligere at holde stille.

Optisk og digital zoom

Der findes flere slags zoom – med forskelllige navne.

Den optiske zoom bruger linsens eller objektivets glas til at zoome ind eller ud – uden noget tab af billedkvalitet per se. Præcis som i en kikkert. Som udgangspunkt er kvaliteten den samme, selv om billedkvaliteten typisk forringes, når man nærmer sig ydergrænserne.

Den digitale zoom derimod zoomer blot ind på det antal pixels, som kameraet nu engang har optaget. Det samme billedfelt fyldes derfor ud af færre pixels, hvorfor billedkvaliteten bliver ringere – billedet bliver mere grynet og uskarpt.

Med en optisk zoom bibeholder man billedkvaliteten og skarpheden, når man zoomer ind. Man har stadig samme antal pixels og samme skarphed – uanset hvor tæt på, man kommer.

Man får blot større og større problemer med rystede billeder, jo mere man zoomer ind – hvilket også gælder den optiske zoom. Et stativ klarer problemerne – uden at ryste…

Hybrid zoom

I dag har vi også fået den såkaldte hybrid zoom, som er en kombination af optisk zoom og digital zoom. Via sindrige algoritmer (computer-beregninger) kan man til en vis ekstra grænse opnå en brugbar billedkvalitet – selv på forstørrelser ud over den optiske maxgrænse.

Tag for eksempel mobilen Huawei P20 Pro, som du kan finde en anmeldelse af andetsteds her på siden. Den har en optisk zoom på 3X, men en hybrid zoom på 5X.

Makkeren Huawei P30 Pro, som du også kan læse om her på ulnits.dk, har en optisk zoom på 5X, der kan strækkes til hybrid zoom på 10X.

Kvaliteten af hybrid zoom bliver dog aldrig den samme som den optiske zoom, men langt bedre end en tilsvarende ren digital. Sidstnævnte P30 Pro er dog i stand til at levere digital zoom på hele 50X. Det er ikke særlig brugbart til fotografering, men yderst anvendeligt som kikkert.


Anmeldelse af Huawei P20 Pro

Anmeldelse af Huawei P30 Pro


Vi nærmer os det, amerikanerne kalder “computational photography”, når vi bevæger os ind på emnet “hybrid” zoom. Det er et felt, hvor avancerede computer-algoritmer skaber eller genskaber noget, der ikke er eller blot har været på billedet. Kunstig intelligens, der i dette tilfælde skaber kunstig skarphed.

Computational photography bruges i dag om en række teknikker, der tillader moderne kameraer at gå ud over virkelighedens grænser. Til at tage eller rettere skabe billeder, som ikke kan gøres på vanlig optisk vis.

Det kan være 3D lysfeltfotos, eller det kan være den meget omdiskuterede “deep fake” teknik, hvor man digitalt kan overføre kendte personers ansigter og mimik til helt kunstige situationer.

Mest kendt er nok skuespilleren Nicholas Cage, hvis ansigt har prydet mange forskellige kroppe med andre ejermænd eller -kvinder. Samt skuespillerinden Scarlet Johansen, som uden eget vidende har deltaget i en hel pornofilm. Deep fake, når det er værst.

Alt er muligt i vore digitale dage, hvilket er både fascinerende og skræmmende. Og jo bedre teknikken bliver, desto sværere bliver det at se forskel på real og fake.

Billedstabilisering

Man bliver hurtigt klar over, at jo mere man zoomer ind på et objekt, desto større bliver risikoen for at få rystede billeder – hvis man ikke understøtter kameraet eller bruger et stativ. Ikke kun billedet forstørres ved at zoome ind på motivet – det gør også alle bevægelserne fra kameraet.

Derfor har man udviklet forskellige former for billedstabilisering, som i større eller mindre grad kan kompensere for rystelser fra et håndholdt kamera eller et ekstremt teleobjektiv – selv på stativ. Blot en smule vind er her nok til at give rystede billeder.

Der findes i dag grundlæggende to forskellige former for billedstabilisering: Digital og optisk.

Digital billedstabilisering er den billigste løsning, men også den dårligste. Den virker ved at foretage en udsnit af billedet, som så flyttes modsat kameraets bevægelser. Man udnytter ikke sensoren optimalt, da man er nødt til at beskære billedfeltet, og billedet fremstår mere eller mindre uroligt.

Optisk billedstabilisering er altid den bedste, da den ikke ændrer på selve billedet. I stedet har man her sin linse ophængt, så linsen flytter sig under bevægelse og dermed kompenserer for rystelserne. Ikke mindst under videooptagelser i gang eller løb er effekten af optisk billedstabilisering markant.

Blændeåbning og lukkerhastighed

Vi er nødt til at komme ind på klassiske emner som blænde og lukkerhastighed, hvis vi skal kunne forstå de muligheder og begrænsninger, der ligger i at zoome. 

Blænden er den åbning i objektivet, som bestemmer, hvor meget lys der lukkes ind. Blændeværdien er tilsvarende en talværdi, som fremkommer ved at dividere objektivets brændvidde med blændeåbningens diameter. 

Har vi eksempelvis et 100 mm objektiv blænde 4, så ved vi, at blændeåbningen er 25 mm. Et 200 mm blænde 4 objektiv har tilsvarende en dobbelt så store blændeåbning, nemlig 50 mm.

Jo større tal blænden er angivet med, desto mindre lys tillader objektivet, at der lukkes ind. Jo mindre lysstærkt er det. Jo mindre blændeværdi desto mere lys lukkes der ind.

Lukkertiden er et tal, der angiver, i hvor lang tid lukkeren står åben, mens billedet optages. Det angives i brøkdele af et sekund og kan bruges passivt eller aktivt:

Passivt, hvis man vælger blænden aktivt og lader lukkertiden følge passivt med. Det gør man typisk, hvis man vil have fuld kontrol over dybdeskarpheden – det område, hvor optagelsen står skarpt.

Aktivt, hvis man målrettet søger ekstra lange eller korte lukkertider. Korte bruges til at fastfryse hurtige handlinger. Lange bruges til at lade strøm, bølger eller lys flyde ud under optagelsen. Eksempelvis et vandløb, hvis overflade fås til at flyde ud i ét med en lang lukkertid.

Lysmåler og gråværdi

Lukkertid og blænde følges ad i tykt og tyndt. Ændrer man på den ene, må den anden uundgåeligt følge med, hvis man ønsker at bibeholde samme gennemsnitlige eksponering af motivet.

Skruer man ned for lukkertiden, må man tilsvarende skrue op for blænden – for stadig at få samme mængde lys ind til film eller sensor. Dybdeskarpheden bliver da tilsvarende mindre. Og omvendt.

I gamle dage gik man ud fra, at lysmåleren – den oprindelige håndholdte eller senere den i kameraet indbyggede – skulle måle lyset og sikre, at motivet fik en gennemsnitlig gråværdi på omkring 19%. Det svarede så til én eller flere kendte kombinationer af blænde og lukkertid.

Det vil sige, at gennemsnittet af alt på motivet – fra det sorteste sorte til det hvideste hvide – blev gjort til 19% gråt efter lysmålingen. Det havde man erfaring for eller helt enkelt vedtaget gav den optimale gennemsnits-eksponering af et normalt motiv på datidens film.

High Dynamic Range

I dag ved vi jo, at det langt fra altid giver det optimale resultat. Dels har vi i dag med farver og farvemætning at gøre, og dels skyder vi ikke længere kun i sort-hvid. I dag skal eksponeringen derfor tage højde for mange flere ting end tidligere. I dag stilles der langt højere og helt anderledes krav til kamera og lysmåler.

“High Dynamic Range” (forkortet HDR) er det moderne svar på en mere avanceret lysmåling, der ikke blot resulterer i et gråt gennemsnit, men som prøver at få såvel højlys som skygger med på samme billede.

HDR er en teknik, der går ud på, at kameraet skyder en række fotos – ofte fem – ved forskellige eksponeringer. Herefter stykker dens computer dem sammen til ét, der nu indeholder det bedste af alt – fra de lyseste højlys til de mørkeste skygger.

Det gøres vel at mærke, uden at højlysene brænder helt ud og bliver kridhvide. Og uden at skyggerne tilsvarende går helt i sort. Flest mulige mellemtoner bibeholdes.

Dybdeskarpheden

Blænder man op for at lukke mere lys ind eller mindske dybdeskarpheden – det område, hvor motivet står skarpt – bliver lukkertiden nødvendigvis kortere, så den samlede lysmængde forbliver den samme.

Blænder man i stedet ned, så der kommer mindre lys ind, øges dybdeskarpheden automatisk. Til gengæld er man nødt til at vælge eller lade kameraet vælge en længere lukkertid.

Dybdeskarpheden er et vigtigt fotografisk redskab, hvis man vil fremhæve et objekt ved at gøre dets baggrund og måske også forgrund uskarp.

Større systemkameraer har altid en funktion, hvor man bekvemt kan kontrollere dybdeskarpheden ved en given indstilling. Typisk blot ved et tryk på en knap. Den luksus har man ikke på mobilkameraet.

De allerfleste fotos tages i dag på automatik – af folk, der ikke aner, hvad der foregår i mobil eller kamera. Er man flasket op med film og mere eller mindre manuelle kameraer, da har man styr på sin blænde og lukkertid. Dybdeskarpheden med.

Men har man startet sin fotokarriere med et mobilkamera, har man aldrig haft brug for at vide ret meget andet, end hvor lukkeren sidder.

Skulle der endelig være valgmuligheder, så står man sig i regelen bedst ved blot at vælge indstillingen “A” for Automatic. Eller “P” for Program, hvis man vil have en lille smule mulighed for selv at gribe ind i optagelsen.

Moderne digitale kameraer har fået indprogrammeret mange tusinde eksisterende motivtyper, som fotograferes optimalt med bestemte kombinationer af blænde og lukkertid. Ud fra disse vælges så den eksponering, der minder mest om det aktuelle motiv.

Antal pixels og sensorstørrelse

Står der eksempelvis 24 MP på et kamera eller en smartphone, betyder det, at den anvendte billedsensor råder over 24 millioner pixels til indfangning af lys og billede. I grove træk kan man derfor sige, at jo flere pixels der er til rådighed, desto skarpere billeder kan man tage.

Men antallet af pixels er kun den ene side af sagen. Den anvendte sensors fysiske størrelse er en anden. For teknisk set kan man godt klemme en forfærdeligt masse pixels ned på en relativt lille sensor, men de enkelte pixels bliver uundgåeligt tilsvarende mindre. Og jo mindre en pixel er, desto mindre lys kan den indfange.

Alt andet lige bliver den samlede sensor derfor mere og mere lyssvag, desto flere pixels man presser ind på den. Træerne vokser bestemt ikke ind i himlen, og enhver sensor vil derfor være et skiftende kompromis mellem lysstyrke og skarphed.

Tal som 24 eller 48 millioner pixels fortæller således relativt lidt om det samlede resultat, hvis man ikke kender sensorens fysiske størrelse. Og det er så rigeligt et emne til en separat artikel.

Pixel Binning

Det er blevet mere og mere almindeligt, at moderne smartphones måske nok har en 48 MP sensor – men alligevel kun leverer output i form af færdige billeder på typisk 12 MP. Altså en sølle fjerdedel af det muligt maksimale. En teknik, der kaldes “pixel binning”.


48 MP til 12 MP: “Pixel Binning”


Teknikken går ud på, at kameraets indbyggede processor slår fire nabopixels sammen til én superpixel, som så forhåbentlig er mere repræsentativ for motivet, end de fire er hver for sig.

Herved opnår man to ting: Man får reduceret volumen på det færdige billede til en fjerdedel, hvilket er langt lettere at håndtere for både processor og hukommelse. Og man får mulighed for at indsamle mere lys, end den enkelte pixel vil være i stand til.

De mange pixels på en moderne sensor giver ligeledes mulighed for at zoome mere eller mindre ind på motivet. 48 millioner uredigerede pixels giver mulighed for en hel del digital zoom, uden at det går ud over det synlige resultat. Uden at det færdige billede bryder op i synlige pixels.

Digi-zoom og opløsning

Jo flere millioner pixels man har til rådighed, desto mere kan man digi-zoome, førend det kan ses. Førend opløsningen bliver så lav, at billedet begynder at pixelere – bryde op og blive uskarpt. Læs gerne artiklen om Nokia Pureview for at blive klogere.

Som nybagt fotoamatør med hang til at eksperimentere vil man ofte blive skuffet over resultatet, dersom kameraet giver mulighed for og man selv vælger at fotografere i formatet “RAW” eller .dnp.

Med RAW får man ganske vist alle pixels og data med, men de ser i regelen ganske triste ud og kræver efterbehandling i specielle programer som eksempelvis Lightroom, der kan håndtere netop RAW. Der findes flere andre programmer, som kan gøre det samme – til en lavere pris end Lightroom.

Til gengæld er samtlige optagne data til stede, hvilket giver helt nye muligheder. Ikke mindst højlys, som er brændt ud på den gængse .jpg fil, står ofte til at redde. Det samme gør skygger, som syner kulsorte og unuancerede på en komprimeret .jpg. Dem kan man hente ellers skjulte detaljer i. Med meget mere.

Men den største ulempe ved RAW er og bliver, at filerne fylder rigtig meget. I regelen flere gange en normalt komprimeret jpg-fil.

PRO Mode

Flere og flere mobilkameraer har i tilgift til den avancerede automatik en såkaldt “PRO” mode, der som navnet siger appellerer til de fotografer, som ikke lader sig nøje med automatikken. Som gerne vil have mulighed for at gribe ind i optagelsen – det være sig via styring af blænde, lukketid, fokus, ISO og andet.

Det siger sig selv, at man skal vide, hvad man gør – for at få glæde af en eventuel PRO mode. Hvad de enkelte ting er og betyder, hvordan de fungerer, og hvornår man skal tage dem i brug. Ellers bliver resultatet kaos. Det er en viden, som desværre går mere og mere tabt, i takt med at mange skifter det traditionelle kamera ud med et mobilkamera.

Men ved man ellers, hvad de enkelte ting står for og hvordan de indvirker på det færdige foto, så er man kommet et langt skridt videre som fotograf. Da kan man selv begynde at forme sine billeder, så de udtrykker, hvad man ønsker.

Det er det stadie, enhver amatørfotograf hurtigst muligt skal prøve at nå frem til. Det er her, de rigtigt gode billeder skabes.

© 2019 tekst & fotos:

Steen Ulnits