• Eric Z Goodnight

  @ezgoodnight

• September 28, 2016, 11:12am EDT

Confonfused by that digital SLR you have, and all the photography jargon that goes along with it? Tutustu valokuvauksen perusteisiin, opi, miten kamerasi toimii ja miten se voi auttaa sinua ottamaan parempia kuvia.

Valokuvauksella on kaikki tekemistä optiikan tieteen kanssa – miten valo reagoi, kun se taittuu, taittuu ja vangitaan valonherkkiin materiaaleihin, kuten valokuvausfilmiin tai nykyaikaisissa digitaalikameroissa oleviin valosensoreihin. Opi nämä perusteet siitä, miten kamera – käytännössä mikä tahansa kamera – toimii, jotta voit parantaa valokuvaustasi, käytitpä sitten järjestelmäkameraa tai kännykkäkameraa työn tekemiseen.

Mikä on kamera?

Noin 400 eaa. ja 300 eaa. välisenä aikana muinaiset filosofit tieteellisesti edistyneemmissä kulttuureissa (esim. Kiinassa ja Kreikassa) kokeilivat ensimmäisten kansojen joukkoon kuului camera obscura -mallia, jolla voitiin luoda kuvia. Idea on yksinkertainen: asetetaan riittävän pimeä huone, johon tulee vain pieni määrä valoa tasaista tasoa vastapäätä olevan reiän läpi. Valo kulkee suoraviivaisesti (tätä koetta käytettiin tämän todistamiseen), risteää reiän kohdalla ja luo kuvan toisella puolella olevaan tasoon. Tuloksena on ylösalaisin oleva versio esineistä, jotka sädetetään neulanreiän vastakkaiselta puolelta – uskomaton ihme ja hämmästyttävä tieteellinen löytö ihmisille, jotka elivät yli vuosituhannen ajan ennen ”keskiaikaa”.

Ymmärtääksemme nykyaikaisia kameroita voimme aloittaa camera obscurasta, loikata muutama tuhat vuotta eteenpäin ja ryhtyä puhumaan ensimmäisistä neulanreikäkameroista. Nämä käyttävät samaa yksinkertaista valon ”nuppineulan” käsitettä ja luovat kuvan valoherkän materiaalin tasolle – emulgoituneelle pinnalle, joka reagoi kemiallisesti valon osuessa siihen. Kaikkien kameroiden perusidea on siis kerätä valoa ja tallentaa se jonkinlaiselle valoherkälle esineelle – vanhoissa kameroissa filmille ja digitaalikameroissa valokuva-antureille.

Meneekö mikään valon nopeutta nopeammin?

Yllä esitetty kysymys on eräänlainen temppu. Tiedämme fysiikasta, että valon nopeus tyhjiössä on vakio, nopeusraja, jota on mahdotonta ylittää. Valolla on kuitenkin hassu ominaisuus verrattuna muihin hiukkasiin, kuten neutriinoihin, jotka kulkevat niinkin nopeilla nopeuksilla – se ei kulje samalla nopeudella jokaisen aineen läpi. Se hidastuu, taipuu tai taittuu ja muuttaa ominaisuuksiaan kulkiessaan. Tiheän auringon keskipisteestä pakeneva ”valon nopeus” on tuskastuttavan hidas verrattuna niistä pakeneviin neutriinoihin. Valolta saattaa kestää vuosituhansia paeta tähden ytimestä, kun taas tähden synnyttämät neutriinot eivät reagoi lähes mihinkään ja lentävät tiheimmänkin aineen läpi nopeudella 186 282 mailia sekunnissa, aivan kuin se tuskin olisi edes olemassa. ”Hyvä ja hyvä”, saatat kysyä, ”mutta mitä tekemistä tällä on kamerani kanssa?”

Valon sama ominaisuus reagoida materian kanssa antaa meille mahdollisuuden taivuttaa, taittaa ja tarkentaa valoa nykyaikaisilla valokuvauslinsseillä. Sama perusrakenne ei ole muuttunut moneen vuoteen, ja samat perusperiaatteet ensimmäisten objektiivien luomisen ajoilta pätevät myös nyt.

Tarkennusetäisyys ja tarkennuksen pysyminen

Vuosien saatossa kehittyneemmiksi tulleista linsseistä huolimatta ne ovat pohjimmiltaan yksinkertaisia esineitä – lasinpaloja, jotka taittavat valoa ja ohjaavat sen kuvatasoon kameran takaosaa kohti. Riippuen siitä, miten linssin lasi on muotoiltu, etäisyys, jonka ristikkäisen valon on kuljettava konvergoidakseen kunnolla kuvatasoon, vaihtelee. Nykyaikaiset objektiivit mitataan millimetreinä, ja ne viittaavat tähän etäisyyden määrään linssin ja kuvatason konvergenssipisteen välillä.

Fokusetäisyys vaikuttaa myös siihen, millaisen kuvan kamera tallentaa. Hyvin lyhyt polttoväli antaa kuvaajalle mahdollisuuden kuvata laajemman näkökentän, kun taas hyvin pitkä polttoväli (esimerkiksi teleobjektiivi) leikkaa kuvattavan alueen paljon pienemmäksi ikkunaksi.

Vakiomallisissa peilikamerakuvissa on kolme perustyyppiä objektiiveja. Ne ovat tavalliset objektiivit, laajakulmaobjektiivit ja teleobjektiivit. Jokaisella näistä, sen lisäksi, mitä tässä on jo käsitelty, on joitakin muita varoituksia, jotka liittyvät niiden käyttöön.

• Laajakulmaobjektiiveilla on valtavat, yli 60 asteen kuvakulmat, ja niitä käytetään yleensä tarkentamaan kohteeseen, joka on lähempänä kuvaajaa. Laajakulmaobjektiiveilla kuvatut kohteet voivat näyttää vääristyneiltä, ja ne voivat myös vääristää kaukana olevien kohteiden etäisyyksiä ja vinouttaa perspektiiviä lähempänä olevien kohteiden kohdalla.
• Normaalit objektiivit ovat sellaisia, jotka edustavat parhaiten ”luonnollista” kuvantamista, joka muistuttaa sitä, mitä ihmissilmä kuvaa. Kuvakulma on pienempi kuin laajakulmaobjektiiveilla, ilman kohteiden, kohteiden välisten etäisyyksien ja perspektiivin vääristymistä.
• Pitkätarkenteiset objektiivit ovat valtavia objektiiveja, joita näet valokuvauksen harrastajien raahaavan mukanaan, ja niitä käytetään suurentamaan kohteita suurilta etäisyyksiltä. Niillä on kaikkein kapein kuvakulma, ja niitä käytetään usein syvyysterävyyskuvien ja sellaisten kuvien luomiseen, joissa taustakuvat ovat epätarkkoja, jolloin etualan kohteet jäävät teräviksi.

Kuvaukseen käytetystä formaatista riippuen normaali-, laajakulma- ja kaukotarkenteisten objektiivien polttovälit vaihtelevat. Useimmissa tavallisissa digitaalikameroissa käytetään 35 mm:n filmikameroiden kaltaista formaattia, joten nykyaikaisten DSLR-kameroiden polttovälit ovat hyvin samankaltaisia kuin filmikameroiden polttovälit menneisyydessä (ja nykyäänkin, filmikuvauksen harrastajille).

Aukko- ja sulkimen aukkojen nopeudet

Koska tiedämme, että valolla on tietty nopeus, valokuvaa otettaessa valoa on läsnä vain rajallinen määrä, ja vain murto-osa siitä ehtii linssin lävitse sen sisältämiin valolle herkkiin aineisiin. Tätä valon määrää ohjataan kahdella tärkeimmällä välineellä, joita valokuvaaja voi säätää – aukon ja suljinnopeuden avulla.

Kameran aukko on samanlainen kuin silmän pupilli. Se on enemmän tai vähemmän yksinkertainen reikä, joka aukeaa laajalle tai sulkeutuu tiukasti päästääkseen enemmän tai vähemmän valoa objektiivin läpi valoreseptoreihin. Kirkkaat, hyvin valaistut kohtaukset tarvitsevat mahdollisimman vähän valoa, joten aukko voidaan asettaa suuremmaksi, jotta vähemmän valoa pääsee läpi. Hämärämmät kohtaukset vaativat enemmän valoa kameran valokuva-antureille, joten pienemmän numeron asetus päästää enemmän valoa läpi. Kukin asetus, johon usein viitataan nimellä f-luku, f-pykälä tai pysäytys, päästää tyypillisesti puolet enemmän valoa kuin sitä edeltävä asetus. Myös syväterävyys muuttuu f-lukuasetusten myötä, sillä se kasvaa sitä suuremmaksi, mitä pienempää aukkoa valokuvassa käytetään.

Aukkoasetuksen lisäksi voidaan säätää myös sitä, kuinka kauan suljin pysyy auki (eli suljinnopeutta), jotta valo pääsee osumaan valolle herkkiin materiaaleihin. Pidemmät valotusajat sallivat enemmän valoa, mikä on erityisen hyödyllistä hämärissä valaistustilanteissa, mutta sulkimen jättäminen auki pidemmäksi ajaksi voi tehdä valtavia eroja valokuvauksessa. Niinkin pienet liikkeet kuin tahaton käden vapina voivat sumentaa kuvasi dramaattisesti hitaammilla suljinajoilla, mikä edellyttää jalustan tai tukevan tason käyttöä kameran asettamiseen.

Hitaat suljinajat voivat kompensoida pienempiä aukkoasetuksia samoin kuin suuret aukkojen aukot voivat kompensoida hyvin nopeita suljinaikoja. Kummallakin yhdistelmällä voidaan saada aikaan hyvin erilainen tulos – jos valoa päästetään paljon sisään ajan kuluessa, saadaan aikaan hyvin erilainen kuva verrattuna siihen, että valoa päästetään paljon sisään suuremman aukon kautta. Suljinnopeuden ja aukon yhdistelmä luo ”valotuksen” eli valon kokonaismäärän, joka osuu valonherkkiin materiaaleihin, olivatpa ne sitten kennoja tai filmiä.

Onko sinulla kysyttävää tai kommentoitavaa grafiikasta, valokuvista, tiedostotyypeistä tai Photoshopista? Lähetä kysymyksesi osoitteeseen [email protected], ja ne saatetaan julkaista tulevassa How-To Geek Graphics -artikkelissa.

Image Credits: Photographing the Photographer, tekijä naixn, saatavana Creative Commonsin alaisuudessa. Camera Obscura, julkisessa käytössä. Pinhole Camera (English) by Trassiorf, julkisessa käytössä. Diagram of a Solar Type Star, NASA, oletettavasti Public Domain ja Fair Use. Galileo’s Teliscope by Tamasflex, saatavilla Creative Commonsin alaisuudessa. Focal Length by Henrik, saatavilla GNU-lisenssillä. Konica FT-1 by Morven, saatavilla Creative Commonsin alaisuudessa. Apeture diagram by Cbuckley and Dicklyon, saatavilla Creative Commonsin alaisuudessa. Ghost Bumpercar by Baccharus, saatavilla Creative Commonsin alaisuudessa. Windflower by Nevit Dilmen, saatavilla Creative Commonsin alaisuudessa.