Algemene wetenswaardigheden

Analoge en digitale fotografie

Wie de aanschaf van een digitale camera overweegt wil graag een eerlijk advies. Niets ten nadele van de buurman of achterneef die er ook verstand van heeft, maar vertrouw liever op het advies van de vakman. Jaarlijks verschijnen er tientallen nieuwe camera's en wat gisteren wet en waarheid was blijkt vandaag al weer achterhaald.

Het is een fabeltje dat analoge camera's altijd een betere beeldkwaliteit zouden leveren dan digitale, men moet zowel met de digitale camera als met het analoge toestel leren omgaan en men moet bij digitale fotografie ook bij voorkeur de mogelijkheden van een foto-bewerkingsprogramma leren kennen

Sluitertijd. (Bij analoge en digitale camera's)De sluiter heeft veel weg van een deur achter de lens, die open en dicht gaat op het moment dat de ontspanknop wordt ingedrukt. Pas wanneer de sluiter open gaat valt er licht op de film of op de beeldchip (sensor). Door de sluiter te koppelen aan een tijdklok kan nauwkeurig worden afgemeten hoelang licht wordt doorgelaten. Van lang (bijvoorbeeld 1 seconde) tot heel kort (bijvoorbeeld 1/2000 seconde). Een korte belichtingstijd voor snelbewegende onderwerpen en een lange belichtingstijd voor stilstaande onderwerpen. Een korte belichtingstijd voor overdag; een lange belichtingstijd voor s'avonds.

Diafragma. (Bij analoge en digitale camera's) Met het diafragma regelt de camera de hoeveelheid licht. Het is een verstelbare opening achter de lens, die in werking nagenoeg identiek is aan de pupil in het oog: bij veel licht wordt de pupil klein; weinig licht heeft een grote pupil tot gevolg. Door die regelbare lichtopening kan ook de scherpte worden geregeld. (Zie vooral ook les 1 en les 2) Met het diafragma kan men openingen van verschillende diameters maken. Men regelt hiermede dus niet alleen de hoeveelheid licht maar ook de scherptediepte (scherpte in de diepte) Veel camera's hebben een uitgebreid programma met belichtingsmogelijkheden, waarbij voorkeursinstellingen mogelijk zijn voor belichtingstijd en/of diafragma, dat maakt het mogelijk elk onderwerp de ideale belichtingstijd te geven.

Beeldchip. In een digitale camera zit geen film maar een beeldchip. Dit lichtgevoelige element kan rood, groen en blauwwaarden registreren. Er zijn twee systemen: CCD (Charged Coupled Device) en CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). De CCD heeft aparte sensoren die rode, groene en blauwe lichtwaarden omzetten in electrische stroom. De CMOS-sensoren kunnen kleuren zien dankzij kleurenfilters. Door die filters passen bij een CMOS-chip meer pixels op hetzelfde oppervlak als bij een CCD. Pixels zijn vierkant, daarom lijkt de structuur van de meeste beeldchips sterk op een schaakbord. FUJI heeft een ander systeem en hanteert een zogenaamde super CCD daarbij zijn de de sensoren opgedeeld in twee fotodiodes, een primaire met hoge gevoeligheid voor details in schaduwen en middenpartijen en een secundaire diode voor doortekening van de lichtste partijen in het beeld. Daardoor wordt de foto in zowel donkere als lichte partijen briljant doortekend. Dankzij een achthoekige honingraatstructuur is de ruimte tussen de sensoren klein en daardoor passen er meer pixels op de beeldchip. Het uiteindelijke beeld is niet alleen afhankelijk van de beeldchip maar ook van de verdere afhandeling van de beeldgegevens in de "computers" die de camera aan boord heeft. Men moet vooral ook niet vergeten dat de kwaliteit van de lens een zeer belangrijke rol meespeelt.

Heel simpel voorgesteld gebeurt er na de belichting van de CCD of de CMOS-chip nog het volgende. De gegevens van de belichting (kleur en lichthoeveelheid) worden opgeslagen in formules (binaire getallen) en doorgegeven aan mini-computertjes die zich ook in de camera bevinden, die vertalen de gegevens naar de bestandsvormen die men zelf heeft aangegeven voordat men de foto's ging maken (dus JPG of TIFF) daarna worden die gegevens weggeschreven naar het geheugenkaartje, men moet bij het wegschrijven nog steeds denken aan binaire getallen

Bij de analoge fotografie worden de beelden opgeslagen in de fim-emulsie (korrel) en zichtbaar gemaakt door het ontwikkelen van de film met chemicaliën.

Bij de digitale fotografie worden de gegevens van de beelden opgeslagen op het geheugenkaartje en zichtbaar gemaakt door de computer(s) in de camera, op de thuiscomputer of op de printer. Tegenwoordig zijn digitale fotocamera's met 6.000.000 tot 10.000.000 pixels (beeldpuntjes) heel gewoon. Als men zich daarbij realiseert dat elk beeldpuntje bij de opname de gegevens over kleur en lichthoeveelheid registreert kan men zich voorstellen hoe complex de werking van het een en ander moet zijn.

Als men voor het opnemen in JPG-formaat kiest wordt de enorm lange lijst met getallen ingekort (gecomprimeerd of vertaald) naar een kortere lijst, daardoor kan men meer op het geheugenkaartje kwijt. De kwaliteit van het beeld gaat door dat inkorten wel omlaag omdat (bijvoorbeeld) voor dat inkorten o.a dicht bij elkaar liggende kleuren en lichtwaarden worden samengevoegd tot een nieuw gemiddelde. Voor vacantie-kiekjes of familie-foto's is dat niet zo erg, maar wil men mooie grote afdrukken (laten) maken dan kan men de foto's beter opslaan in het TIFF formaat dat niet comprimeert. Men moet vooral ook rekening houden met het feit dat wanneer men de JPG foto's zelf bewerkt op de computer, iedere keer dat men de foto's na het bewerken weer opslaat, opnieuw wordt gecomprimeerd, dus ook opnieuw een aanslag op de kwaliteit wordt gedaan.

Bij het TIFF formaat is dat niet het geval. Bij het TIFF formaat wordt een veel langere lijst met (dus veel meer) gegevens opgeslagen, bij het opslaan van bewerkte gegevens wordt ook niet gecomprimeerd, de kwaliteit blijft dus altijd goed (En bovendien, hoe meer gegevens, hoe genuanceerder het beeld kan worden opgebouwd).

De kwaliteit van de lens speelt bij dit alles natuurlijk ook een heel belangrijke (zo niet de belangrijkste) rol.

Omdat de TIFF-lijst met gegevens veel langer is kan men veel minder opnamen kwijt op het geheugenkaartje, daardoor kiest men jammer genoeg vaak voor het JPG formaat. Bij sommige camera's is het nog mogelijk om een bepaalde JPG-kwaliteit te kiezen zoals bijvoorbeeld HQ (High quality) of SHQ (Super High Quality) deze instellingen comprimeren wat minder maar de kwaliteit van de beelden zal toch minder zijn dan die van het TIFF formaat.

Duurdere camera's hebben vaak nog de mogelijkheid dat er in het RAW-formaat kan worden opgeslagen, de opnamen worden dan als het ware "ruw" weggeschreven en niet in de camera bewerkt. De lijst met gegevens over de opnamen is in dat geval ongeveer de helft korter dan bij het TIFF formaat, maar toch altijd nog langer dan de lijst in JPG formaat. RAW gegevens kan men zelf bewerken met een fotobewerkings-programma, als men dat bewerken goed beheerst kan men op deze manier het beste resultaat behalen. Er zit bij het RAW-formaat nog een klein addertje onder het gras omdat de verschillende camera-merken (jammer genoeg) hun eigen RAW formaat hanteren, gelukkig is het zo dat ook ieder merk weer het eigen RAW (vertalings-) programma meelevert met de camera of het op het internet ter beschikking stelt.

Het verhaal over pixels. Een "pixel" is het kleinste onderdeel waaruit de digitale foto is opgebouwd, men kan het vergelijken met de "korrel" van de analoge film. Een megapixel is 1 miljoen pixels (zie nog de blauwe tekst hierboven) Over het algemeen wordt er gedacht "hoe meer pixels hoe beter" maar dat is niet helemaal waar. Vraag je in eerste instantie af "wat wil ik met al die pixels gaan doen" als je een nieuwe camera gaat kopen. Als je je foto's alleen maar op het beeldscherm bekijkt en met een e-mail bericht verstuurt zul je het verschil tussen veel en weinig pixels niet zien en dat komt door het volgende. Het beeldscherm van de computer bestaat (over het algemeen) uit (horizontaal) 1024 bij (verticaal) 768 pixels, als je die met elkaar vermenigvuldigt is de uitkomst 786.432 pixels en dat is nog geen miljoen pixels. Dat wil dus zeggen dat je met een camera van 1 megapixel nog goede foto's kunt maken voor uitsluitend beeldscherm gebruik. Vergroten kun je zo'n foto niet, ook geen deel er uit.

Heb je nu een een camera met 4 megapixels dan maak je foto's die groter zijn dan de afmetingen van het beeldscherm, je ziet maar een deel van het plaatje. Dat is geen probleem want we kunnen het plaatje verkleinen met de computer waardoor we hem passend maken, het plaatje lijkt door het verkleinen wat scherper te worden, in werkelijkheid is dat niet zo. Uit dit deel van het verhaal blijkt dus dat men voor beeldschermgebruik geen extra megapixels behoeft aan te schaffen. Als men delen uit de foto wil kunnen vergroten wordt het verhaal anders.

Als je de foto's wilt gaan afdrukken met de printer moet je je gaan afvragen hoe groot de afdrukken moeten gaan worden, het aantal megapixels is dan wel van belang, hoe meer megapixels hoe groter de afdruk kan worden, de printer moeten we dan instellen op 300 dpi (dots per inch) dots per inch heeft niet te maken met de megapixels maar alleen met de inktdruppeltjes waarmee de printer het beeld kan opbouwen.

Hieronder even een opsomming van het aantal megapixels dat nodig is voor een bepaald afdrukformaat.

Bovenstaande maten zijn maximaal haalbaar zonder kwaliteitsverlies (daarbij dient vermeld te worden dat het best mogelijk is nog wel een klein beetje groter af te drukken maar dat gaat dan ten koste van de kwaliteit) De meeste printers kunnen niet groter printen dan A4 (is 21 x 29,7 centimeter) Uit het bovenstaande blijkt dus dat men in dat geval genoeg heeft aan een camera met 6 megapixels. Als men met de A4 printer foto's van een 8 megapixel camera wil afdrukken kan men aan de rand van de afdruk delen van de foto weglaten (of gedeelten van de foto uitvergroten zonder veel kwaliteitsverlies)

Het volgende deel van het verhaal over pixels

Met het bovenstaande heeft men al een goede mogelijkheid om een keus te maken bij het kopen van een camera.

Ben je een wat veeleisender fotograaf dan krijg je toch wel wat meer zaken waar je op moet letten bij de aankoop van een nieuwe camera want bij de digitale fotografie zijn er niet de megapixels alleen. De kwaliteit van een camera hangt af van meerdere elementen waaronder de afmeting van de beeldsensor. Ideaal zou zijn als die beeldsensor even groot zou zijn als een analoog kleinbeeld negatief (dus 24 x 36 milimeter) men zou dan o.a. bij spiegelreflexcamera's veel makkelijker de analoge lenzen die men van de oude camera nog in bezit heeft kunnen gebruiken. (daarover straks meer)

De grote sensor (van 24 x 36 milimeter) is veel duurder dan de kleine sensor die door de meeste fabrikanten wordt gebruikt. Op de kleine goedkopere sensor kan de fabrikant ook veel pixels kwijt, hij maakt de pixels dan kleiner. Een kleine pixel (diode) vangt echter minder licht op dan een grote en is dan ook minder lichtgevoelig dan een grotere. Ook daar heeft de fabrikant natuurlijk wat op gevonden, het signaal van de diode wordt dan elektronisch versterkt. Die elektronische versterking brengt echter kleine storingen met zich mee die weer beeldruis veroorzaken. Beeldruis kan men weer vergelijken met "grofkorreligheid" uit de oude analoge fotografie. In veel gevallen is het dan ook zo dat b.v. een grote 4 megapixel sensor een veel betere foto oplevert dan een kleine 5 megapixel sensor.

Ook is het voor de fabrikant mogelijk om met de "computer" die in de camera zit, pixels toe te voegen, van een 3  (echte) megapixel camera maakt men dan b.v. een 4 megapixel camera. De camera computer plaatst dan "neppixels" tussen de "echte" pixels. Men noemt dat interpolatie, de camera computer "kijkt" dan naar de omliggende buurpixels en plaatst er een tussen met dezelfde gemiddelde beeldinformatie. Men begrijpt dat vooral vaak de scherpte door interpolatie minder wordt. Als men twijfelt moet men de "effectieve" resolutie opvragen want die geeft het echte aantal pixels aan.

De lens.

Ook voor de lens moet men veel aandacht hebben want als die niet goed is kan men (kwalitatief) mooie foto's wel vergeten en dat is zeker bij digitale fotografie het geval. Omdat het formaat van de beeldchip meestal kleiner is dan van het kleinbeeldnegatief moet er sterker worden uitvergroot, daarom moeten de lenzen voor de digitale camera meer detail en contrast leveren dan de lenzen voor de oude analoge fotografie.

Als een oude analoge lens gebruikt zou worden met een beelchip van 24x36 millimeter dan gebruikt men de volledige oppervlakte van het op de beeldchip geprojecteerde beeld, alle goede lenseigenschappen blijven behouden. Een 24 millimeter groothoeklens blijft een 24 millimeter groothoek lens, 50 millimeter blijft 50 millimeter enzovoorts. Men behoeft niet om te rekenen. Ook de lichtsterkte blijft gelijk. Zoals eerder werd opgemerkt zijn de beeldchips heel vaak kleiner dan 24x36 millimeter, die chips gebruiken dan dus maar een gedeelte van het geprojecteerde beeld. Men moet verder uitvergroten en dat gaat dan ten koste van het beeld. Het gestelde "ten koste van het beeld" moet men zien als oordeel "verhoudingsgewijs" want ook de ontwikkeling van lenzen staat natuurlijk niet stil.

Tot slot

Uit het een en ander blijkt dat veel megapixels interessant worden als men grote afdrukken wil maken. Maar ook de grootte van de chip en de effectieve resolutie zijn van belang voor een optimale beeldkwaliteit. Vergeet in ieder geval ook de lens niet en denk er aan dat een goedkope camera met een "heel veel" megapixels meestal op een teleurstelling gaat uitlopen