Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή: 7 πράγματα που πρέπει να ξέρεις!

Αρχή λειτουργίας:

H φωτογραφική μηχανή είναι ένα απλό οπτικό όργανο, ένα ερμητικά κλειστό σε αδιαφανές περίβλημα σύστημα. Αποτελείται από ένα «σκοτεινό θάλαμο» που στη μία πλευρά του φέρει ένα κυκλικού σχήματος «παράθυρο», στην περιοχή του οποίου συνυπάρχουν το κλείστρο (γνωστό και ως φωτοφράκτης), το διάφραγμα και ο φωτογραφικός φακός. 

Στις αναλογικές ή «φιλμάτες» φωτογραφικές μηχανές, απέναντι από το φακό βρίσκεται η φωτογραφική ταινία (φιλμ) που περιέχει φωτοευαίσθητη ουσία, η οποία στα σύγχρονα DSLR/mirrorless μοντέλα έχει αντικατασταθεί από ένας ψηφιακού χαρακτήρα αισθητήρα. Το κλείστρο είναι ο μηχανισμός που ανοιγοκλείνει επιλεκτικά κάθε φορά που λαμβάνεται μία φωτογραφία, ελέγχοντας τη διάρκεια που θα εκτεθεί στο φως ο αισθητήρας. Το διάφραγμα, το οποίο φέρει κυκλικό άνοιγμα με μεταβλητή διάμετρο, ρυθμίζει τη ποσότητα του φωτός που θα περάσει μέσα στο θάλαμο. Το φως αυτό φτάνει στην φωτοευαίσθητη επιφάνεια του αισθητήρα, η οποία αποτελείται από χιλιάδες μικροσκοπικά εικονοστοιχεία (pixels).

Ο «διάδοχος» του φιλμ!

Πρόκειται για ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, ένα τσιπ σιλικόνης το οποίο ενσωματώνει μια φωτοευαίσθητη επιφάνεια, πάνω στην οποία εστιάζεται το αποτύπωμα του «ειδώλου», το θέμα που θέλουμε να φωτογραφίσουμε. H επιφάνεια αυτή αποτελείται από χιλιάδες μικροσκοπικά εικονοστοιχεία (pixels) κατανεμημένα σε σειρές και στήλες. Στην ψηφιακή φωτογραφία ο αριθμός των pixels παίζει καθοριστικό ρόλο, καθώς όσο περισσότερα ενσωματώνει ένας αισθητήρας, τόσο μεγαλύτερη ανάλυση μπορεί να προσφέρει. Το μέγεθος παίζει επίσης πολύ σημαντικό ρόλο, καθώς από αυτό εξαρτάται η συνολική ευαισθησία τού αισθητήρα (ISO). Το κάθε pixel είναι μία μικροσκοπική φωτοευαίσθητη περιοχή, μία φωτοδίοδος. Λόγω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, το φως (φωτόνια) που εισέρχεται στη φωτοδίοδο προκαλεί μικρές μεταβολές ηλεκτρικής τάσης.

Όσο περισσότερο είναι το φως, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση τού ηλεκτρικού φορτίου που παράγεται, ενώ ανάλογα με το μέγεθός τους, τα pixels τείνουν να «συγκρατούν» λιγότερα ή περισσότερα φωτόνια. Μέσω ειδικών καναλιών, τα οποία διατρέχουν το σύνολο της φωτοευαίσθητης επιφάνειας, τα παραπάνω δεδομένα μεταφέρονται, φιλτράρονται, ενισχύονται από μετατροπείς (A/D Converters) και εντέλει «μεταφράζονται» από μικροεπεξεργαστές, συνθέτοντας την τελική εικόνα (αρχείο) που αποθηκεύεται στην κάρτα μνήμης της μηχανής. Ο αριθμός των εικονοστοιχείων (pixels) χαρακτηρίζει την ανάλυση ενός αισθητήρα. Είναι, θα λέγαμε, μια ψηφίδα ενός μεγαλύτερου «μωσαϊκού» και, ως εκ τούτου, θεωρείται και το μικρότερο πλήρες δείγμα μιας εικόνας.  Άρα όσο περισσότερα τόσο καλύτερα, αφού το πλήθος τους δεν καθορίζει μόνο το μέγεθος αλλά και την ποιότητα της εικόνας.

H φωτοευαισθησία (ISO) προσδιορίζει την ευαισθησία (άρα και την αντίδραση) ενός αισθητήρα στο φως. Κάθε ενεργό εικονοστοιχείο (pixel) παράγει μία τάση ανάλογη με τον αριθμό των φωτονίων που έχουν πέσει πάνω του, από την προηγούμενη αποφόρτισή του. Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του φωτός τόσο περισσότερα φωτόνια πέφτουν στο εικονοστοιχείο, άρα τόσο μεγαλύτερο είναι και το φορτίο που δημιουργείται. Ανάμεσα σε δύο αισθητήρες, οι οποίοι δέχονται φως της ίδιας έντασης στο ίδιο χρονικό διάστημα, ενδέχεται να δημιουργηθεί διαφορετική τάση. Αυτός που δημιούργησε τη μεγαλύτερη, είναι και ο πιο ευαίσθητος. Από την εποχή των κλασικών φιλμ, η ευαισθησία μετριέται σε ISO με βασική τιμή το 100.

Αλλάζοντας αυτή την τιμή σε κάποιο υψηλότερο μέγεθος (200, 400, 800 κ.ο.κ.), η μηχανή ενισχύει το σήμα που λαμβάνει ο αισθητήρας, προκειμένου να κάνει την εικόνα φωτεινότερη — διπλασιάζοντας π.χ. την τιμή του ISO χρειαζόμαστε το μισό φως για να πάρουμε την ίδια εικόνα. Ωστόσο, η συγκεκριμένη «ευελιξία» έρχεται με κάποιο αντίτιμο, αφού μαζί με το φυσιολογικό σήμα, ενισχύονται και οι όποιες (φωτεινές ή χρωματικές) παραμορφώσεις που ενδέχεται να υπάρχουν στην εικόνα, με αποτέλεσμα να γίνονται πιο εμφανής - υποβαθμίζοντας την ποιότητά της (ο λεγόμενος κόκκος του αναλογικού φιλμ). Άρα, καλό είναι να διατηρούμε το ISO σε χαμηλά επίπεδα και να το ανεβάζουμε μόνο όταν έχει εξαντλήσει κάθε άλλος τρόπος αύξησης τη φωτεινότητα, μέσω του διαφράγματος ή της ταχύτητας του κλείστρου.

Το διάφραγμα είναι ο μηχανισμός που μας δίνει την δυνατότητα να ρυθμίζουμε την ποσότητα του φωτός που θα φτάσει στον αισθητήρα της μηχανής, όταν σηκώνεται ο φωτοφράκτης (κλείστρο). Ενσωματώνεται με τη μορφή κινούμενων μεταλλικών λεπίδων στο εσωτερικό των φωτογραφικών φακών, οι οποίες - δημιουργώντας μία μεταβαλλόμενου μεγέθους «οπή» - αλλάζουν χειροκίνητα ή αυτόματα το πραγματικό άνοιγμά τους. Όσο μεγαλύτερη είναι η οπή, τόσο πιο «ανοιχτό» είναι το διάφραγμα, άρα και περισσότερο το φως που μπορεί να περάσει μέσα από το φακό. Το άνοιγμα του διαφράγματος, εκφράζεται σε F. Ο αριθμός αυτός είναι ο λόγος της εστιακής απόστασης προς τη διάμετρο (κόρη εισόδου) του φακού, δηλαδή F = f/D. Για παράδειγμα, αν το εστιακό μήκος ενός φακού είναι 10mm και η διάμετρος της κόρης εισόδου του ειναι 5mm,τότε ο αριθμός είναι 2 και το μέγεθος του ανοίγματος θα πρέπει να εκφράζεται ως f/2. Έτσι, όσο πιο μεγάλος ο αριθμός f, τόσο πιο μικρό το άνοιγμα του διαφράγματος.

Ανάλογα με το διάφραγμα ρυθμίζεται και το βάθος πεδίου, δηλαδή η σχέση που έχει το θέμα μας με το παρασκήνιο της φωτογραφίας, σε ό,τι αφορά την καθαρότητα. Όσο πιο «ανοιχτό» το διάφραγμα, τόσο πιο μικρό το «καθαρό» κομμάτι και τόσο πιο πολύ θολώνουν οι ανεστίαστες περιοχές στον περιβάλλοντα χώρο (γνωστό και ως φλουτάρισμα φόντου ή bokeh).  Άρα μικρότερη τιμή σημαίνει πιο «ανοιχτό» διάφραγμα, περισσότερο φως στον αισθητήρα. Μεγαλύτερη τιμή σημαίνει πιο «κλειστό» διάφραγμα, άρα λιγότερο φως στον αισθητήρα. Η αλλαγή από τη μία τιμή διαφράγματος στην επόμενη ή στην προηγούμενη ισούται με ένα στοπ. Μεταξύ δύο τέτοιων τιμών αντιστοιχεί ένας διπλασιασμός ή υποδιπλασιασμός στην ποσότητα του φωτός που περνάει από το φακό (π.χ. αν με f/4 περνάει σε ένα δευτερόλεπτο Χ ποσότητα φωτός, με f/2.8 περνάει ακριβώς η διπλάσια ποσότητα).

Εκτός από το ISO και το διάφραγμα, ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν το αποτέλεσμα της φωτογράφησης είναι και ο χρόνος που εκτίθεται στο φως ο αισθητήρας, γνωστός και ως «χρόνος έκθεσης». Με το μηχανικό σύστημα του κλείστρου (φωτοφράχτη) ελέγχουμε την ποσότητα του φωτός που εισέρχεται στη μηχανή και κατ’ επέκταση φτάνει στον αισθητήρα. Η ακρίβεια που έχει στους χρόνους και ο αριθμός των ταχυτήτων που διαθέτει, είναι τα βασικότερα στοιχεία στην κατασκευή και στην ποιότητα του. Η ταχύτητα κλείστρου είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον χρόνο έκθεσης: όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του, τόσο μικρότερος είναι ο χρόνος που καταγράφει εικόνα ο αισθητήρας, και άρα, λιγότερο το φως που συλλέγεται. Μπορεί να προσφέρει ταχύτητες από ελάχιστα δευτερόλεπτα μέχρι και κλάσματα του δευτερολέπτου, κατά τέτοιο τρόπο ώστε η κάθε τιμή να είναι περίπου η μισή από την προηγούμενη (π.χ. να ξεκινήσει από τα 30” και να φτάσει ακόμα και το 1/16000).

Για ακόμα πιο αργές τα ταχύτητες, τα κλείστρα έχουν τις ρυθμίσεις Τ (Τime) και Β (Bulb). Στο πρώτο πατάμε το κουμπί της μηχανής και αυτό παραμένει ανοιχτό μέχρι να το ξαναπατήσουμε, ενώ στο δεύτερο παραμένει ανοιχτό όση ώρα κρατάμε πατημένο το κουμπί. Στη φωτογραφία δεν υπάρχει καθορισμένη ταχύτητα κλείστρου, διαμορφώνεται ανάλογα με τις ανάγκες του εκάστοτε θέματος. Αν φωτογραφίζουμε ένα κινούμενο θέμα (σπορ για παράδειγμα) χρειαζόμαστε μεγάλη ταχύτητα κλείστρου, ώστε το θέμα μας να «παγώσει» και να βγει πιο ευκρινές. Αν το κλείστρο μας παραμείνει ανοικτό για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε το αποτέλεσμα θα είναι μια φωτογραφία με συνεχόμενη «κίνηση» - δημιουργώντας ένα εντυπωσιακό εφέ.

Πολλές ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, όπως οι compact και οι super-zoom, διαθέτουν μη αποσπώμενους φακούς, οι οποίοι αναλαμβάνουν να ικανοποιήσουν κάθε καλλιτεχνική μας… φιλοδοξία! Από την άλλη, οι DSLR και mirrorless μηχανές επιτρέπουν την εναλλαγή φακών, προσφέροντας ασύλληπτες ευκαιρίες για πειραματισμό. Φακοί σταθερής εστιακής απόστασης που συνδυάζουν ποιότητα εικόνας, μικρό μέγεθος και μεγάλες τιμές μέγιστου διαφράγματος. Φακοί macro, σχεδιασμένοι ώστε να αναδεικνύουν τις πιο μικρές λεπτομέρειες, ιδανικοί για τη φωτογράφιση λουλουδιών και εντόμων. Τηλεφακοί και superzoom ιδανικοί για τοπία, πορτρέτα, μακρινές λήψεις, εσωτερικούς χώρους, αθλήματα, ζώα στη φύση. Κάποιοι ενσωματώνουν περισσότερα ή καλύτερα κρύσταλλα, κάποιοι είναι πιο ανθεκτικοί στο νερό και τη σκόνη. Όπως και να έχει, ένας καλός φακός θα παραμείνει στο «οπλοστάσιο» σου για χρόνια – ακόμα και αν αναβαθμίσεις το μοντέλο της φωτογραφικής σου μηχανής – αφού μπορούν να τοποθετηθούν σε διαφορετικά σώματα.

Aνακαλύπτοντας τη «χρυσή τομή»

Το «τρίγωνο της έκθεσης» είναι μια έξυπνη τεχνική, για να κατανοήσουμε τη σχέση των τριών μεταβλητών που καθορίζουν την έκθεση μιας φωτογραφίας: το διάφραγμα, την ταχύτητα κλείστρου και το ISO. Για να πετύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα, αυτές οι τρεις μεταβλητές πρέπει να ισορροπηθούν, μιας και η παραμικρή προσαρμογή της μίας απαιτεί αλλαγές τουλάχιστον σε μία από τις άλλες. Βάζουμε λοιπόν την κάμερα σε χειροκίνητη λειτουργία (M) και αρχίζουμε τα… πειράματα!

«Κλειδί» για την ισορροπία του τριγώνου είναι ο συμβιβασμός: ξεκινώντας από το ISO, επιλέγουμε το μικρότερο που νομίζουμε πως χρειάζεται για να απαθανατίσουμε σωστά το θέμα μας. Με δυνατό φως, το 100 αποτελεί ιδανική τιμή, αλλιώς θα πρέπει να ανεβούμε στην αμέσως επόμενη τιμή κ.ο.κ. (ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν). Στη συνέχεια επιλέγουμε το διάφραγμα (θέλουμε θολό ή εστιασμένο φόντο;) και επιλέγουμε την ταχύτητα του κλείστρου, ανάλογα με την κίνηση του θέματος. Αν π.χ. θέλουμε μεγάλο διάφραγμα ή μια γρήγορη ταχύτητα κλείστρου, θα πρέπει παράλληλα να αυξήσουμε το ISO ώστε να πάρουμε το απαιτούμενο φως. Για παράδειγμα, το ISO και η ταχύτητα του κλείστρου σχετίζονται αριθμητικά.

Μία αλλαγή τιμής στο πρώτο επηρεάζει ουσιαστικά το δεύτερο κατά ένα στοπ, ενώ η αλλαγή του στοπ κατά μία θέση επηρεάζει το εισερχόμενο φως, άρα και την απόδοση του ISO Στην προκειμένη περίπτωση, τα συστήματα σταθεροποίησης μας βοηθούν να χρησιμοποιήσουμε πιο αργές ταχύτητες κλείστρου, οι οποίες με τη σειρά τους επιτρέπουν τη χρήση μικρότερων διαφραγμάτων για περισσότερο βάθος πεδίου ή χαμηλότερα ISO για περισσότερες λεπτομέρειες.