Har du någonsin haft känslan av att du är utlämnad till din videokamera? Saker du hade hoppats skulle vara i fokus var det inte. Ditt motiv verkade förlorat mot bakgrunden. Låt oss ta ett steg mot att förstå och ta kontroll över den enheten. En av de mest kritiska komponenterna i din videokamera är linsen. Kvaliteten och intresset för dina videor är mycket beroende av din förståelse och användning av det objektivet.
Så fungerar objektivet
Låt oss först titta på vad en lins är och varför den fungerar. När en ljusstråle passerar från ett mindre tätt medium till ett mer tätt medium, som från luft till vatten, bryts (böjs) den mot vinkelrät. Se figur 1. När det går från ett mer tätt medium till ett mindre tätt medium, som från glas till luft, bryts det bort från vinkelrät. Visualisera nu en enkel konvex lins, som ditt förstoringsglas; dess tvärsnitt visas i figur 2. En ljusstråle som kommer in i linsen var som helst förutom mitten kommer att vara snett mot vinkelrät och därför bryts mot mitten. När den kommer fram kröker linsen åt andra hållet och även om ljusstrålen är böjd bort från vinkelrät, kommer den nu att böjas mer mot mitten.
Om vi spårar strålar som reflekteras från ett föremål genom en lins, kommer vi att upptäcka att de kommer att bilda en inverterad bild av föremålet på andra sidan av linsen (Figur 2). Om du kommer in i ett mörkt rum, rikta ett förstoringsglas mot ett starkt upplyst fönster och håll ett vitt papper bakom det, kan du se en inverterad bild av fönstret. Du måste pilla runt och flytta papperet närmare eller längre från linsen för att hitta bilden och detta tar oss till den första punkten vi måste förstå.
Det finns ett omvänt förhållande mellan avståndet till objektet framför linsen och avståndet för bilden bakom linsen. Ju närmare objektet framför objektivet, desto längre kommer bilden att vara bakom linsen. Omvänt, ju längre bort objektet från objektivet, desto närmare kommer bilden att vara objektivet. Det är därför din videokameralins måste vara fokuserad. Fokuseringsmekanismen flyttar linsen närmare eller längre från chippet, för att få bilden av objekt på olika avstånd att falla på chipet.
Detta för oss till objektivets brännvidd. En lätt böjd lins kommer att bilda en stor bild ganska långt bakom den. En lins med kort brännvidd, skarpt böjd eller fetare i mitten, kommer att bilda en mindre bild relativt nära bakom den. Ditt zoomobjektiv ändrar brännvidd och ändrar därmed storleken på bilden.
Exponering
Det krävs en viss mängd ljus för att ditt chip ska kunna bilda en bild. Det är som att fylla en hink med vatten. Du kan öppna kranen bara en liten bit under lång tid eller öppna den på vid gavel en kort stund för att fylla samma storlek hink. Föreställ dig själv i ett fönsterlöst rum med bara ett litet hål i ena väggen. Om du försöker läsa en tidning kommer du att ha svårt. Att flytta papperet närmare hålet hjälper. Det hjälper också att öka storleken på hålet. Det är här de mystiska f-numren kommer in.
Din lins har en iris inuti för att ändra storleken på öppningen. F-numret är objektivets brännvidd dividerat med diametern på linsöppningen. Om irisöppningen för en lins är 10 millimeter och dess brännvidd är 20 millimeter är f-talet 2 (20/10). Om brännvidden är 16 mm och öppningen är 2 mm blir f-talet 8. Detta ger oss ett universellt mått på bildens ljusstyrka. Vid f/8, till exempel, kommer alla brännviddsobjektiv att ge oss samma bildljusstyrka och därmed samma exponering. Observera att bildens ljusstyrka är omvänt proportionell mot f-talet. Stora siffror är små hål i förhållande till brännvidden medan små siffror representerar större öppningar i förhållande till brännvidden och ger ljusare bilder.
Å andra sidan påverkar slutartiden också exponeringen. Längre slutartider ger mer tid för pixlarna på chipet att bygga upp en laddning som svar på en svag bild. En kort slutartid ger dig skarpare bilder av rörliga föremål, förutsatt att du har en tillräckligt ljus bild.
Skärpedjup
Nu till den som orsakar all förvirring. Först, låt oss definiera det. Kom ihåg att vi sa att linsen måste fokuseras på föremål på ett visst avstånd. Objekt närmare eller längre kommer att bli allt mer suddiga. Skärpedjup är det totala avståndet, framför och bakom objektplanet, över vilket objekt är acceptabelt skarpa. Till exempel, om din videokamera är fokuserad på ett föremål 10 fot bort, kan föremål mellan 8 och 15 fot vara acceptabelt skarpa. Denna sju fots zon är ditt skärpedjup (Figur 3).
Låt oss ange fyra regler och undersök dem sedan i detalj:1) skärpedjupet ökar när bländaren blir mindre (större f-tal); 2) skärpedjupet ökar när avståndet ökar; 3) skärpedjupet ökar när bildstorleken blir mindre, och 4) andelen av skärpedjupet bakom fokusplanet ökar med ökande avstånd.
De två första reglerna är inte särskilt kontroversiella. Vid f/2, till exempel, kommer skärpedjupet att vara mycket grunt, i vissa fall bara några tum. Vid f/16 kan skärpedjupet vara från flera fot till flera hundra fot. När vi fokuserar mycket nära, på flera tum till några fot, kommer skärpedjupet att vara mycket grunt. När du använder en liten bländare och fokuserar på ett avlägset landskap, kan objekt vara i fokus från några meter bort till oändlighet.
Med regel tre går vi från förvirring till direkt fientlighet. Det brukar sägas, "Skärpedjupet ökar när brännvidden blir kortare." Eftersom bildstorleken är omvänt proportionell mot brännvidden, verkar det som att de två påståendena är likvärdiga och i verkligheten är de det. Formen jag har valt understryker det faktum att om bildstorleken är densamma så blir skärpedjupet detsamma oavsett brännvidd. Detta är något som många fotografer häftigt kommer att bestrida, men låt oss titta på några exempel.
För att vara säker, om du står i en fast position och riktar videokameran mot ett föremål, kommer du att få mer skärpedjup med objektivet tillbakazoomat till vidvinkel än zoomat in till en lång brännvidd. Men om du zoomar in på en närbild och spelar in lite bilder, zoomar du tillbaka till en kort brännvidd men flyttar videokameran närmare så att bildstorleken blir densamma, då blir skärpedjupet detsamma (Figur 4). Objektens relativa position i bilden till varandra kommer att förändras och detta förväxlas ofta som en förändring i skärpedjupet. Detta är precis vad som händer i den berömda Hitchcock "Vertigo"-effekten:motivets bildstorlek bibehålls genom att zooma medan kameran flyttas. Fortfarande skeptisk? Se sidofältet.
Slutligen, om du fokuserar mycket nära, kommer skärpedjupet att vara bara några centimeter framför och bakom fokusplanet. Om du är fokuserad på 50 fot kan skärpedjupet framför objektet vara flera fot men djupet bakom objektet kommer att vara många fot eller kanske sträcka sig till oändligheten.
Ok, så vad?
Låt oss titta på några praktiska användningsområden för allt detta. För närbilder behöver du en liten bländare eftersom du behöver mer skärpedjup med den stora bildstorleken. Om det inte finns mycket rörelse hjälper en låg slutartid. Ordna med allt ljus du kan få; nära, snabbt och svagt gör en dålig situation.
Om du har ett motiv som du måste isolera från en distraherande bakgrund, genom att använda en stor bländare, flytta närmare eller zooma in för att göra bilden större kommer allt att tjäna till att kasta bakgrunden ur fokus. Du kan tvinga fram en större bländare (bländare) genom att använda en snabbare slutartid eller ett neutralt densitetsfilter för att begränsa mängden ljus som kommer in i videokameran.
I en scen där både närliggande och avlägsna objekt är viktiga behöver du allt skärpedjup du kan få. En liten bildstorlek, en vidvinkelbild om du föredrar det, hjälper. Dessutom ligger mer av skärpedjupet bakom fokusplanet än framför det. Fokusera på ett mellanliggande avstånd men se till att inte kasta de närliggande föremålen ur fokus. Ögat kan tolerera mjukhet i bakgrunden mer än förgrunden.
Hur som helst, ju bättre du förstår optik, desto mer kontroll kommer du att ha över videon du spelar in.