ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

Transkript

1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE PRAHA 2013 Bc. Jiří ROUB

2 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE DIPLOMOVÁ PRÁCE KVALITA DIGITÁLNÍCH SNÍMKŮ V KONTEXTU POZEMNÍ FOTOGRAMMETRIE Vedoucí práce: Ing. Jindřich HODAČ, Ph.D. Katedra mapování a kartografie leden 2013 Bc. Jiří ROUB

3 ZDE VLOŽIT LIST ZADÁNÍ Z důvodu správného číslování stránek

4 ABSTRAKT Cílem diplomové práce bylo zkoumání, testování a analyzování jevů a vad majících vliv na obrazovou kvalitu digitálních snímků v rámci pozemní fotogrammetrie. Práce obsahuje základní popis techniky, s kterou bylo snímkování provedeno. Zabývá se konstrukčním vlivem kamer (velikost a citlivost senzorů), dále pak optickými a mechanickými vadami objektivů (vinětace, clona, hloubka ostrosti atd.). V práci jsou také popsány vlivy při snímkování a zpracování pořízených snímků. Na závěr jsou výše zmíněné jevy zhodnoceny. Na základě zjištěných souvislostí byl poté navržen metodický postup pro minimalizaci, pokud to bylo možné, úplnou eliminaci nežádoucích vad. KLÍČOVÁ SLOVA Fotogrammetrie, snímkování, test, optické vady (vinětace, geometrické zkreslení, chromatická aberace), ISO, clona, světlo, eliminace, metodický návod ABSTRACT The aim of this thesis was to investigate, test and analyze the effects and defects affecting the image quality of digital images in terrestrial photogrammetry. The work includes a basic description of the technique with which photography was done. It deals with the influence of camera design (size and sensitivity of the sensors), as well as optical and mechanical defects lenses (vignetting, aperture, depth of field, etc.). The thesis also describes the effect when photographing and processing of captured images. At the end of the above-mentioned phenomena evaluated. On the basis of connections identified was then proposed methodical procedure for minimizing, where possible, the complete elimination of undesirable defects. KEYWORDS Photogrammetry, mapping, test, optical defects (vignetting, geometric distortion, chromatic aberration), ISO, aperture, light, elimination, methodological manual

5 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že diplomovou práci na téma Kvalita digitálních snímků v kontextu pozemní fotogrammetrie jsem vypracoval samostatně. Použitou literaturu a podkladové materiály uvádím v seznamu zdrojů. V Praze dne (podpis autora)

6 PODĚKOVÁNÍ Chtěl bych poděkovat vedoucímu práce panu Ing. Jindřichu Hodačovi, Ph.D. za připomínky a pomoc při zpracování a panu Ing. Jiřímu Vidmanovi za odborné konzultace. Dále bych chtěl poděkovat Mgr. Janě Gabašové za provedenou korekturu textu a především mé rodině a přítelkyni za poskytnutou podporu.

7 Obsah Úvod 9 1 Přístrojové vybavení Digitální zrcadlovky Canon EOS 1100D Canon EOS 5D MARK II Porovnání přístrojů Objektivy Canon Lens EF mm 1:2,8 L II USM Canon Lens EF 50 mm 1:1,8 II TAMRON mm/3,5-6,3 AF Di II Porovnání objektivů Snímkování Exteriér Interiér Vady přístroje Senzor Typ Velikost CMOS Citlivost snímače Blooming Moaré Optické vady objektivu Sférická vada Astigmatismus Geometrické zkreslení obrazu Testy Chromatická aberace - barevná vada čoček

8 4.4.1 Purple Fringing Testy Vinětace Testy Bokeh Mechanické vady objektivu Ostření Ostřící body Clona Hloubka ostrosti Testy Vlivy při snímkování Kompozice Expozice / režimy Histogram Světlo Vyvážení bílé Umístění světelného zdroje Testy Vlivy při zpracování Grafické formáty JPEG RAW Srovnání formátů EXIF Software Postprocesing Vyhodnocení vlivů působících na obrazovou kvalitu 62

9 9 Metodický návod (eliminace nežádoucích jevů) Volba techniky Postup prací před snímkováním Světlo v exteriéru Světlo v interiéru Postup prací při snímkování Kontrola základních parametrů kamery Nastavení součástí ovlivňujících expozici Postup prací po snímkování Závěr 70 Použité zdroje 71 Seznam symbolů, veličin a zkratek 75 Seznam příloh 79 A Plány snímkování 80 B Testové snímky 83 C Digitální médium (DVD) 92

10 ÚVOD Úvod Cílem diplomové práce bylo testování kvality digitálních snímků v kontextu pozemní fotogrammetrie. Z následných analýz se mělo provést zhodnocení těchto vlivů s dopadem na jakost fotografií. Dále se měl zhotovit metodický návod, který by popisoval, jak lze vady částečně odstranit, či jejich vliv úplně eliminovat. Práce obsahuje celkem 9 kapitol, v nichž je popsána použitá technika, snímkování testovacích fotografií v interiéru a v exteriéru na objektech pro fotogrammetrické zpracování ideálních (kamenná gotická stěna a stěna pivovaru z 18. století). Dále práce objasňuje mechanické konstrukce jednotlivých kamer, optické a mechanické vady objektivů, vlivy ovlivňující snímkování a následné zpracování (vyvolání) snímků na počítači. Obrazová kvalita se testovala různou přístrojovou technikou od firmy Canon (dvě kamery a dva objektivy). Dále se využil objektiv od Tamronu. Testování proběhlo v různém prostředí a typu osvětlení. Z mého pohledu vady, které významněji ovlivňují jakost snímků, byly podrobeny širšímu zkoumání. O které nedostatky jde, je vždy uvedeno na začátku každé z kapitol. Tyto jevy byly vyhodnoceny a na základě výsledků se navrhl již výše zmíněný metodický návod na jejich odstranění. Zhodnocení testovaných jevů a vad je pak celkově shrnuto v závěru mé diplomové práce. 9

11 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ 1 Přístrojové vybavení Kapitola popisuje použité technické vybavení. Jedná se o dvě digitální zrcadlovky ze základní a profesionální třídy a tři různé objektivy (širokoúhlý objektiv s plynule posuvným ohniskem, objektiv s pevným ohniskem a teleobjektiv). Jednotlivé části jsou pak spolu porovnány. 1.1 Digitální zrcadlovky DSLR (Digital Single-Lens Reflex camera) je označení pro digitální zrcadlovku, která je nástupcem klasických analogových zrcadlovek. K záznamu obrazu oproti klasickému filmu používá digitální CCD nebo CMOS senzor. Konstrukcí jsou oba typy prakticky totožné. Používají sklopné zrcadlo, které umožňuje použití jednoho objektivu pro expozici i pro hledáček, díky tomu lze používat různé typy výměnných objektivů. Obrázek 1.1 schematicky znázorňuje umístění jednotlivých komponentů v jednooké zrcadlovce a princip sklopného zrcátka. Obr. 1.1: Řez digitální zrcadlovkou (zdroj: [11]) 10

12 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ Digitální zrcadlovky dělíme na 3 řady, na základní, poloprofesionální a profesionální. Jednotlivé řady se mezi sebou liší hlavně parametry, konstrukcí, pořizovací cenou a technologiemi, které obsahují. Dalším faktorem ovlivňujícím zařazení do příslušné řady jsou výrobci, jako např. Canon, Nikon, Pentax aj. Každý z výrobců používá jiné postupy výroby a hlavně se na trhu snaží konkurovat ostatním společnostem. Proto dochází v jednotlivých třídách k menším nebo větším rozdílům mezi modely, což můžeme vidět hlavně na parametrech čipu. Canon používá pro základní model EOS 1100D čip s crop faktorem 1 o velikosti 1.6 a Nikon v konkurenčním modelu D3100 používá 1.5. V profesionální třídě narazíme s největší pravděpodobností na full-frame snímače 2. Při zpracování práce byla záměrně vybrána přístrojová technika z řady základní a profesionální. Důvodem pro tento výběr bylo otestování kvality digitálních snímků pořízených z výše zmíněných kamer v případě fotogrammetrického zpracování. Na snímcích se poté provedla analýza výskytu nežádoucích jevů ovlivňujících jakost snímků, např. geometrické zkreslení obrazu, vinětace, vliv světla aj. Snímkování se provádělo pomocí dvou digitálních zrcadlovek, Canon EOS 1100D, ze základní řady, a Canon EOS 5D MARK II, z řady profesionální Canon EOS 1100D Základní řadu digitálních zrcadlovek od firmy Canon představuje model EOS 1100D. Tělo zrcadlovky je celé vyhotovené z plastu a obsahuje digitální snímač CMOS velikosti APS-C o rozměrech 22,2 x 14,7 mm a čtrnáctibitový obrazový procesor DI- GIC 4. Citlivost ISO lze nastavit v rozmezí hodnot 100 až Celkové rozlišení senzoru je 12,6 Mpx s efektivním využitím rozlišení 12,2 Mpx o rozměrech pixelu. Maximální hodnotu závěrky lze u tohoto typu přístroje nastavit na hodnotu 1/4000 vteřiny. K zaostření je možné využít 9 ostřících bodů. 1 Crop faktor označuje koeficient, kterým se přepočítává ohnisková vzdálenost, jakou by měl objektiv se stejným zorným úhlem na kinofilmovém fotoaparátu. 2 Je velikost snímacího čipu, rovna velikosti políčka kinofilmu používaného u klasických fotoaparátů. 11

13 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ Obr. 1.2: Canon EOS 1100D (zdroj: [12]) Canon EOS 5D MARK II Profesionální řadu od firmy Canon představuje model EOS 5D MARK II. Tělo je zhotovené oproti základním kamerám (viz výše) z kovu. Přístroj obsahuje digitální snímač CMOS 36 x 24 mm, tzv. full-frame, a čtrnáctibitový obrazový procesor DI- GIC 4. Citlivost ISO je možné nastavit v rozmezí hodnot 100 až Celkové rozlišení senzoru je 22,0 Mpx s efektivním využitím rozlišení 21,1 Mpx o rozměrech pixelu. Nejrychlejší čas závěrky lze nastavit na hodnotu 1/8000 vteřin. K ostření je možné využít 15 ostřících bodů. Obr. 1.3: Canon EOS 5D MARK II (zdroj: [12]) 12

14 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ Porovnání přístrojů Pro srovnání obou přístrojů byly vybrány důležité technické a konstrukční parametry (viz tabulka 1.1 níže). Z tabulky je patrné, že největší rozdíl mezi přístroji je ve velikosti digitálního snímače a rychlosti závěrky, která je oproti základním modelům dvojnásobně vyšší. Základní řada zrcadlovek má 1,6krát menší čip než řada profesionální, která obsahuje plnoformátový senzor, jenž je označován jako full-frame. Dalším typickým znakem, který je na první pohled zřetelný, je lišící se konstrukce těl obou typů. Profesionální třída zrcadlovek je zhotovena z kovových materiálů, jejich těla jsou větší, robustnější a nemají vestavěný blesk, zatímco základní třídy jsou menších rozměrů a jsou vyhotoveny převážně z levnějších materiálů, plastů. Tyto přístroje mají zabudovaný vestavěný blesk. Tab. 1.1: Porovnání základních parametrů Canon EOS 1100D Canon EOS 5D MARK II Druh snímače CMOS CMOS Velikost snímače 1,6 full-frame Efektivní pixely 12,2 [px] 21,1 [px] Pixely celkem 12,6 [px] 22,0 [px] Závěrka 1/4000 1/8000 Min ISO Max ISO Vestavěný blesk ANO NE Hledáček Zrcadlový Hranolový Pořizovací cena Kč Kč V současné době (listopad 2012) se pořizovací cena základních modelů pohybuje kolem Kč. Cena profesionálních začíná cca na Kč. Obě ceny se týkají pouze těl, součástí nejsou objektivy. Jsou-li objektivy součástí, cena se zvyšuje o několik tisíc až desetitisíc korun v závislosti na funkci a kvalitě daného objektivu. 13

15 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ 1.2 Objektivy Objektiv je optická soustava skládající se z jedné nebo více čoček, které přenáší světlo na digitální senzor nebo na film. Součástí objektivu je clona, umožňuje regulovat tok světla, který jí projde, a tím pracovat s hloubkou ostrosti Objektivy se od sebe liší konstrukcí a způsobem použití. Dělíme je podle ohniskové vzdálenosti, respektive podle úhlu záběru, na širokoúhlé, základní, teleobjektivy a umělecké. Hodnoty ohniskové vzdálenosti jsou uváděny pro ekvivalent kinofilmu 35 mm a jsou k nim známy jejich úhly záběru (viz tabulka 1.2). Hodnoty uvedené v tabulce jsou přibližné. Tab. 1.2: Rozdělení objektivů podle ohniskové vzdálenosti Objektivy / širokoúhlý základní teleobjektiv umělecký jednotky ohni. vzd. < < / [mm] úhel záběru > < [ ] Dalším kritériem, podle kterého lze dělit objektivy, je jejich konstrukce. Jedná se o modely s pevným, nebo s plynule posuvným ohniskem (zoom). Pevná ohniska mají výhodu v jednodušší konstrukci a v lepší světelnosti 3 oproti zoom objektivům, které obsahují více optických členů, mají horší světelnost a jsou složitější na výrobu. Kvalitativně můžeme říct, že objektivy s pevným ohniskem převyšují objektivy s ohniskem plynulým. Projevují se u nich v menší míře optické a konstrukční vady. Pro testování kvality digitálních snímků byly vybrány tři různé objektivy. Širokoúhlý s posuvným ohniskem, testován v obou krajních polohách, základní s pevným ohniskem a teleobjektiv s posuvným ohniskem, kde se testovala minimální krajní poloha (viz kapitoly níže). 3 Světelnost objektivu vyjadřuje, kolik světla je objektiv schopen při fotografování využít pro vykreslení snímaného objektu. Je to poměr průměru vstupní čočky objektivu a ohniskové vzdálenosti. 14

16 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ Canon Lens EF mm 1:2,8 L II USM Jedná se o širokoúhlý objektiv s plynule posuvným ohniskem. Ohniskovou vzdálenost lze měnit v rozmezí 16 až 35 mm. Světlost objektivu je rovna hodnotě 2,8 v celém rozsahu. Maximální clonové číslo je 22. Minimální zaostřovací vzdálenost je 0,28 m a velikost horizontálního zorného úhlu je Objektiv obsahuje tři asférické prvky, které zajišťují ostrost a zřetelnost na celé ploše obrazu v celém rozsahu ohniskových vzdáleností. Dva prvky UD (Ultra Low Dispersion neboli ultranízký rozptyl) prakticky odstraňují barevné aberace. Povrchová úprava objektivu Super Spectra potlačuje výskyt odlesků a stínů. K němu jsou častěji náchylné digitální fotoaparáty kvůli odrazům od obrazového senzoru. Povrchová úprava pomáhá zajistit také přesné vyvážení barev a vysoký kontrast. [12] Obr. 1.4: Canon Lens EF mm (zdroj: [12]) Canon Lens EF 50 mm 1:1,8 II Tento objektiv s plastovým tělem od firmy Canon se řadí mezi základní o pevné ohniskové vzdálenosti rovné 50 mm. Díky světlosti 1,8 lze pořizovat snímky i za zhoršených světelných podmínek. Maximální clonové číslo tohoto objektivu je 22 a pokrývá horizontální zorný úhel o velikosti 46. Minimální zaostřovací vzdálenost je 0,45 m. 15

17 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ Optická soustava se skládá z 6 členů v 5 skupinách. Vnější optické členy jsou opatřeny kvalitními antireflexními vrstvami, které potlačují rušivé odlesky. [13] Obr. 1.5: Canon Lens EF 50 mm (zdroj: [12]) TAMRON mm/3,5-6,3 AF Di II Jedná se o teleobjektiv (širokorozsahový) s plynule posuvným ohniskem od 18 do 200 mm s paticí pro přístroje od firmy Canon. Objektiv lze použít pouze u přístrojů majících snímač o velikosti APS-C (u full-frame snímačů objektiv nevyužije celý jejich rozsah). Tělo objektivu je vyrobeno z plastu a má světlost v rozmezí hodnot od 3,5 do 6,3. Optická soustava se skládá z 15 členů v 13 skupinách. Minimální zaostřitelná vzdálenost je 0,45 m. Maximální clona je 22. Obr. 1.6: TAMRON mm (zdroj: [13]) 16

18 1. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ Porovnání objektivů Každý z použitých objektivů je typově různý. V tabulce 1.3 jsou uvedeny základní parametry. Širokoúhlý objektiv a teleobjektiv má plynule proměnné ohnisko. Základní objektiv má ohnisko pevné. Všechny objektivy mají maximální clonové číslo o stejné hodnotě rovné 22. Ani jeden z nich nemá zabudovaný stabilizátor obrazu. Důležitým faktorem u objektivu je světelnost, která je nejlepší u základního objektivu s pevným ohniskem. U širokoúhlého objektivu je světelnost stejná, a to v celém rozsahu ohniska. Nejhorší světelnost má teleobjektiv. Tab. 1.3: Porovnání základních parametrů / Canon mm Canon 50 mm TAMRON mm Typ širokoúhlý základní teleobjektiv Konstrukce posuvné ohn. pevné ohn. posuvné ohn. Max clonové číslo Počet lamel clony Světelnost 2,8 1,8 3,5-6,3 Stabilizátor obr. NE NE NE Ohni. vzd mm 50 mm mm Ekv. ohni. vzd mm 80 mm 28,8-320 mm Pořizovací cena Kč Kč Kč Funkce a výše zmíněné technické parametry se odrážejí v pořizovací ceně. V současné době (listopad 2012) se pořizovací cena jednotlivých objektivů pohybuje v řadech tisíců až desetitisíců korun. Výše zmíněné objektivy, s kterými se provedlo testování, byly vybrány na základě jejich parametrů, různého typu konstrukce, světelnosti, cenové dostupnosti a účelu, pro jaký byly zhotoveny. Zřetel se také kladl na případné praktické využití těchto objektivů ve fotogrammetrii. 17

19 2. SNÍMKOVÁNÍ 2 Snímkování Snímkování bylo realizováno výše uvedenou přístrojovou technikou. Scéna se vyfotografovala v manuálním expozičním režimu s různým přístrojovým nastavením (hodnot clony, citlivosti snímače aj.), a to v různých kombinacích kamer s objektivy. Při snímkování bylo pořízeno několik sérií fotografií v různém prostředí. Na těchto snímcích se provedlo vyhodnocení výskytu nežádoucích jevů majících vliv na obrazovou kvalitu. Jednalo se o mechanické a optické vlivy. Předmětem zkoumání byly vlivy senzoru (typ, velikost a citlivost), objektivů a jejich optických vad (sférická vada, astigmatismus, geometrické zkreslení obrazu, koma, chromatická aberace, purple fringing, vinětace a bokeh), dále se pak testovaly mechanické vady objektivů (ostření, clona, hloubka ostrosti). Snímky se navíc souběžně ukládaly zároveň do dvou formátů JPEG a RAW. Pro přehlednost jsou plány snímkování uvedeny na obrázcích, které se nachází v příloze A. 2.1 Exteriér Pro exteriér byl vybrán dochovaný objekt bývalého pivovaru z cca poloviny 18. století, který se nachází v Praze-Petrovicích (viz obr. 2.1), kde je v současné době provozován autoservis. Snímkování se provedlo 11. října 2012 mezi 3. až 4. hodinou odpolední pomocí obou kamer, na kterých byly postupně osazeny všechny tři objektivy. Fotografovala se původní část západní stěny za příznivých povětrnostních podmínek. Stěna byla osvětlena přirozeným slunečním světlem. Zvolením těchto podmínek se předpokládal snížený výskyt zkoumaných jevů (viz podkapitola 6.4). Při fotogrammetrickém snímkování je důležité mít co možná nejlepší světelné podmínky. 2.2 Interiér Dne 12. října 2012 za přítomnosti pánů Ing. Jindřicha Hodače, Mgr. Miroslava Kováře a Ing. Jiřího Vidmana se v interiéru fotografovala dochovaná kamenná gotická 18

20 ČVUT Praha 2. SNÍMKOVÁNÍ Obr. 2.1: Exteriér - pivovar Petrovice (zdroj: autor) stěna z cca 15. století (viz obr. 2.2). Snímky se pořídily v části kláštera patřícího Suverénnímu řádu Maltézských rytířů sídlícího na Praze 1-Malé Straně, kde se nachází České velkopřevorství. Obr. 2.2: Snímkování gotické stěny v interiéru (zdroj: Ing. Jiří Vidman) Oproti exteriéru se v interiéru použilo různého nasvícení scény. Stěna byla osvícena přirozeným světlem, pomocí halogenových a ateliérových světel a také externího 19

21 2. SNÍMKOVÁNÍ blesku 1. Fotografovalo se oběma kamerami za různého využití všech objektivů, které se zvolily na základě použitého osvětlení stěny. Při přirozeném nasvícení se aplikoval širokoúhlý objektiv v jeho krajní ohniskové vzdálenosti o hodnotě 16 mm. Po nasvícení scény halogenovými a ateliérovými světly, se použily všechny tři objektivy, širokoúhlý v obou krajních ohniscích, základní a teleobjektiv v minimálním ohnisku. Při užití blesku se snímkovalo obdobně jako u výše zmíněného nasvícení scény halogeny a ateliéry. Nebyl ale použit základní objektiv s pevným ohniskem v důsledku ne stoprocentní kompatibility a komunikaci mezi bleskem a kamerou. 1 Použil se blesk NIKON SB-900 AF Speedlight. 20

22 3. VADY PŘÍSTROJE 3 Vady přístroje V kapitole budou podrobněji popsány vybrané, z mého hlediska nejdůležitější, konstrukční prvky DSLR a jejich vady, které ovlivňují v menší nebo větší míře obrazovou kvalitu digitálních snímků. Jedná se hlavně o senzor (velikost, citlivost), kterému se budu věnovat více než ostatním zmíněným vadám, protože má velmi významný vliv na jakost obrazu. Obrazová kvalita byla předmětem provedeného testování výše zmíněnými přístroji (viz kapitola 1). 3.1 Senzor V této podkapitole jsou uvedeny hlavní parametry digitálních snímačů mající vliv na testované jevy. Jedná se o typ, velikost a hlavně citlivost senzoru Typ Obě testované digitální zrcadlovky využívají snímač typu CMOS vyvinutý firmou Canon. CMOS senzor má oproti CCD nižší nároky na energii a nižší hladinu šumu. Snímače CCD používají pro přenos akumulovaného elektrického náboje z jednotlivých pixelů k příslušným přenosovým kanálům systém postupného předávání. Jeden po druhém jsou náboje pixelů předávány do zesilovače na okraji snímače. Teprve poté, co je každý jednotlivý pixel načten, může být signál zesílen a předán do obrazového procesoru fotoaparátu. Tato operace je náročná na čas i na spotřebu elektrické energie. Je obtížné vyrábět CCD fotoaparáty s rychlou reakcí a nízkou spotřebou. Vysoká spotřeba energie snižuje životnost baterií a je také zdrojem nežádoucího tepla, které přispívá ke zvýšení šumu, a tedy snížení kvality obrazu. U snímačů CMOS je konverze signálu prováděna jednotlivými zesilovači na každém pixelu. Nadbytečné operace přenosu náboje jsou eliminovány, čímž se značně urychluje celý proces dopravení signálu do obrazového procesoru. Generování šumu je značně sníženo a zrovna tak i spotřeba energie. [16] 21

23 ČVUT Praha VADY PŘÍSTROJE Velikost CMOS Základní zrcadlovka využívá snímač APS-C o velikosti 22,2 x 14,7 mm, oproti tomu profesionální přístroj má zabudovaný senzor typu full-frame o rozměrech 36 x 24 mm, jak již bylo zmíněno výše. APS-C je cca 1,63krát menší než full-frame, tento vztah je vyjádřen tzv. crop faktorem (viz podkapitola 1.1). Rozdíl, jak je zobrazena scéna s výše zmíněnými senzory, je demonstrován na obrázku 3.1. Snímkování se provedlo ze stativu z jednoho stanoviska vzdáleného od stěny cca 4 metry. Na obě zrcadlovky se použil širokoúhlý objektiv v jeho krajní ohniskové vzdálenosti rovné 16 mm. Obr. 3.1: Rozdíl mezi APS-C a full-frame snímačem (zdroj: autor) Hlavní snímek je pořízený profesionální zrcadlovkou s full-frame snímačem, do něj je následně zakreslen obdélník symbolizující plochu, kterou využil snímač APSC obsažený v základní řadě, změnil se tedy zorný úhel v závislosti na použitém objektivu. Na využití snímače mají také značný vliv použité typy objektivů. V případě nasazení objektivu vyhotoveného pro full-frame snímač na přístroj obsahující APSC senzor dojde k nevyužití celého optického rozsahu objektivu při daném ohnisku. 22

24 ČVUT Praha 3. VADY PŘÍSTROJE Snímač nezachytí celé zorné pole objektivu, ale jen zdánlivý výřez scény. V důsledku toho se konstrukční ohnisková vzdálenost musí přepočítat v závislosti na hodnotě crop faktoru na ekvivalent ke kinofilmu. V levé části obrázku 3.2 je vidět, jak se změní zorný úhel objektivu o f=50 mm, který je vyrobený pro full-frame snímač, pokud ho použijeme na kameře s menším čipem. Konstrukční ohnisková vzdálenost se prodloužila na ekvivalentní hodnotu crop faktoru na cca 80 mm. V části pravé je pak znázorněno použití na full-frame senzor. Obr. 3.2: Objektiv určený pro full-frame (zdroj: autor) V opačném případě, při použití objektivů pro APS-C na zrcadlovkách s fullframe senzory, dojde k nevyužití krajních částí snímače a k velmi silnému efektu vinětace (viz obrázek 3.3). Obr. 3.3: Objektiv určený pro APS-C (zdroj: autor) V rámci demonstrace se tento test provedl objektivem TAMRON o ohniskové 23

25 3. VADY PŘÍSTROJE vzdálenosti f=18 mm (ekv. f=28,8 mm), který je pro APS-C rozměr snímače vyroben. V levé části obrázku je zobrazena situace vyfotografovaná pomocí APS-C, v pravé je pak znázornění při použití plnoformátového senzoru. V praxi se tato výše zmíněná kombinace objektivu pro menší snímače s plnoformátovou zrcadlovkou nepoužívá. Ostatní snímky testu jsou obsaženy v elektronické příloze na přiloženém médiu: D:/Zpracování/Senzor/Srovnání Dalším faktorem projevujícím se v závislosti na velikosti senzoru je hloubka ostrosti. Čím je senzor menší, tím je praktická hloubka ostrosti větší. U fotoaparátů s malými senzory je proto často problém rozostřit pozadí. [17] Snímky tohoto typu se nepořídily, protože předmětem testování nebyly kompaktní fotoaparáty, jenž tyto čipy obsahují. 24

26 3. VADY PŘÍSTROJE Citlivost snímače V pozemní fotogrammetrii, obecně i v geodézii, jde hlavně o čas. V případě snímků pro tvorbu fotoplánu nemusí být podmínky pro snímání vždy ideální (špatné světlo, nedostatečné technické vybavení, nemožnost použít stativ aj.). Vždy je kladen důraz na co nejrychlejší dokončení prováděných činností, proto je důležité dokázat pořídit snímky fotogrammetrických objektů z ruky. K tomu se dá využít práce s nastavením různé citlivosti. Citlivost je jednou z nejdůležitějších vlastností snímače, která má velmi významný dopad na obrazovou kvalitu snímků. Uvádí se v jednotkách ISO podle normy ISO 5800 (ČSN ). Projevuje se šumem a zrnitostí převážně ve vyšších stupních. Vyšší citlivosti senzoru se používají hlavně při zhoršených světelných podmínkách. Rozsah hodnot ISO dělíme na malé, střední a velké ISO (viz tabulka 3.1). Tab. 3.1: Rozdělení hodnot ISO rozdělení ideální malé střední velké ISO 100 < < ISO je v přímém vztahu s hodnotami clony a času expozice. V případě, že clonu necháváme neměnnou, tak dochází ke změně času. Důležité je získat takový expoziční čas (z ruky 1 ), při kterém je možné pořídit ostrý snímek, a toho se docílí buď kvalitním nasvícením, nebo zvýšenou citlivostí snímače. V rámci diplomové práce se testování provedlo v exteriéru za přirozeného slunečního světla a v interiéru za různého nasvícení (viz níže). Exteriér V praxi, pokud pořizujeme snímky v exteriéru za dobrých světelných podmínek, se snažíme citlivost snímače nastavit na nejnižší hodnotu, ideálně ISO=100 tak, aby 1 Minimální hodnota času by měla být vyjádřena poměrem 1 ku ohniskové vzdálenosti. Př: Máme-li objektiv o ohniskové vzdálenosti 50 mm, tak minimální čas pro expozici by měl odpovídat 1/50 s. V případě přepočtu vzdálenosti v závislosti na crop faktoru by hodnota byla 1/80 s. 25

27 3. VADY PŘÍSTROJE se eliminovaly vady související se šumem a zrnitostí. Vysoké hodnoty ISO se v praxi (exteriéru) nepoužívají, protože za dostačujících světelných podmínek se středním a nízkým nastavením citlivosti dostáváme přijatelné hodnoty pro čas exponování. V diplomové práci se vysoké ISO otestovalo u obou přístrojů. Pořídily se snímky v rozsahu citlivosti 100, 800, 1600 a 6400, která je pro oba přístroje maximální. V tabulce 3.2 jsou zobrazeny výřezy snímků pořízených s výše uvedenými citlivostmi. Jedná se o neupravené obrázky ve formátu JPEG. K postprocesingu nedošlo záměrně tak, aby se ukázalo, jak se citlivost projevuje na datech, které pořídil firmware obou zrcadlovek. Tab. 3.2: Testování citlivosti při osvícení scény přirozeným světlem ISO Canon 1100D Canon 5D MARK II Originální snímky se nacházejí v elektronické příloze na digitálním médiu: D:/Zpracování/ISO/Exteriér Ze snímků je patrné, že při použití nízkého a středního ISO se šum a zrnitost prakticky neprojevuje. Při nastavení vysoké hodnoty dochází u Canonu 1100D k přeexponování, které je zapříčiněné konstrukčním limitem závěrky. Na tomto snímku je 26

28 3. VADY PŘÍSTROJE patrná zrnitost. Při nastavení maximální citlivosti dojde k přeexponování u snímků z obou kamer, projeví se nedostatečná rychlost závěrky. Po přiblížení je patrný na těchto fotografiích šum i zrnitost. Technické údaje (clona, závěrka atd.) jsou obsaženy v tabulce 3.3. Tab. 3.3: Technické údaje pro objektiv Canon 50 mm / Canon 1100D Canon 5D MARK II ISO Clona Expo. čas [s] Expo. režim Clona Expo. čas [s] Expo. reřim /320 manuální 8 1/500 manuální /2500 manuální 8 1/4000 manuální /4000 manuální 8 1/8000 manuální /4000 manuální 8 1/8000 manuální Interiér V interiéru, do kterého částečně pronikalo přirozené rozptýlené světlo, se citlivost snímače testovala s různým osvětlením (viz podkapitola 2.2). Celý rozsah citlivosti senzoru byl podroben testu při přirozeném a halogenovém světle. V případě použití blesku a ateliérových světel (záblesková) je vhodné nastavit co nejmenší citlivost snímače, protože se jedná o velmi výkonné osvětlení. Pokud by se použilo vyšší citlivosti, tak by s největší pravděpodobností došlo k přeexponování snímku. Konstrukční rychlost závěrky by nezvládla dané přístrojové nastavení, jak tomu bylo v případě exteriéru (viz 3.1.3), a to by se projevilo na velmi výrazně zhoršené obrazové kvalitě pořízeného snímku. Na základě výše zmíněných informací se od testování vyšší citlivosti pro tento typ osvětlení upustilo. Pořízené snímky nebyly nijak upraveny, pouze se provedlo vyříznutí vybraných částí. Obrázky jsou pořízeny ve formátu JPEG. K postprocesingu nedošlo záměrně tak, aby se ukázalo, jak se citlivost projevuje na surových datech, které pořídil firmware obou zrcadlovek. Na snímcích se vyskytují i jiné vady, mající vliv na obrazovou kvalitu (vinětace, neostrost, vyvážení bílé). 27

29 3. VADY PŘÍSTROJE V případě, kdy se použilo jen přirozeného nasvícení, vnikly velmi špatné světelné podmínky a bylo nutné použít stativ. Bez jeho použití by fotografování nebylo možné provést. Podmínky, jež vznikly tímto osvětlením, nedovolovaly použít expoziční časy tak krátké, aby se mohlo v interiéru fotit z ruky. Tabulka 3.4 zobrazuje výřezy snímků pořízených při osvícení scény přirozeným světlem z obou zrcadlovek s různou citlivostí senzoru. Tab. 3.4: Testování citlivosti při osvícení scény přirozeným světlem ISO Canon 1100D Canon 5D MARK II Originální snímky se nacházejí v příloze na digitálním médiu: D:/Zpracování/ISO/Interiér Šum a zrnitost se v nízkém a středním ISO prakticky neprojevily na žádném přístroji. Začíná se velmi výrazně projevovat na obou aparátech až od nastavení citlivosti ISO=1600. Při použití maximální hodnoty jsou tyto vady tak patrné, že velmi výrazně ovlivňují obrazovou kvalitu. Snímky pořízené s vyšší citlivostí by se daly jen stěží použít pro další vyhodnocování. Technické údaje (clona, závěrka atd.) jsou obsaženy v tabulce

30 3. VADY PŘÍSTROJE Tab. 3.5: Technické údaje pro objektiv Tamron 18 mm respektive Canon 35 mm / Canon 1100D Canon 5D MARK II ISO Clona Expo. čas [s] Expo. režim Clona Expo. čas [s] Expo. reřim manuální 8 15 manuální ,5 manuální 8 2 manuální /3 manuální 8 1 manuální /3 manuální 8 1/4 manuální Použití dvou halogenových světel osvítilo stěnu více intenzivněji. Expoziční čas se pohyboval v takových relacích, že se dalo fotografovat z ruky. Tabulka 3.6 obsahuje vyříznuté části fotografií při osvícení halogenovými světly s různě nastavenou citlivostí z obou zrcadlovek. Tab. 3.6: Testování citlivosti při osvícení halogeny ISO Canon 1100D Canon 5D MARK II Originální snímky se nacházejí v příloze na digitálním médiu: 29

31 3. VADY PŘÍSTROJE D:/Zpracování/ISO/Interiér Nastavení nejnižší hodnoty ISO neprokázalo výskyt testovaných jevů ani na jednom snímku. Po nastavení střední hodnoty se objevila rozeznatelná zrnitost na obou snímcích zároveň. Při dalším zvýšení citlivosti snímače se k zesílenému efektu zrnitosti přidal výrazný efekt šumu, který se po přepnutí na maximální hodnotu senzoru zesílil tak výrazně, že tyto dva jevy ovlivnily velmi negativně obrazovou kvalitu snímků. Technické údaje (clona, závěrka atd.) jsou obsaženy v tabulce 3.7. Tab. 3.7: Technické údaje pro objektiv Canon 35 mm / Canon 1100D Canon 5D MARK II ISO Clona Expo. čas [s] Expo. režim Clona Expo. čas [s] Expo. reřim /4 manuální 8 1/4 manuální /30 manuální 8 1/30 manuální /60 manuální 8 1/60 manuální /250 manuální 8 1/250 manuální Testy Z dosažených výsledků je patrné, že citlivost snímače má zásadní vliv na obrazovou kvalitu snímků. V případě použití nízké citlivosti (ISO=100) se šum a zrnitost neprojevily. Vady nebyly zaznamenány na žádném z pořízených snímků v exteriéru a v interiéru. U střední hodnoty ISO za zhoršených světelných podmínek se zpozoroval nárůst výskytu nežádoucích jevů. hlavně pak u snímků z interiéru. Nastavení vysokých a maximálních hodnot mělo za následek výrazné zvýšení šumu a zrnitosti na všech snímcích. Kvalita snímku byla těmito vadami silně ovlivněna. Pro eliminaci nebo alespoň snížení výše zmíněných nežádoucích efektů je tedy nutné používat co možná nejmenší citlivost senzoru. 30

32 ČVUT Praha VADY PŘÍSTROJE Blooming Blooming je specifikem obrazových senzorů (více CCD než CMOS); u kinofilmu se s ním nesetkáme. Vzniká, když je pixel vystavený vyššímu množství světla, než dokáže absorbovat. Nejenže se vytvoří přepal, ale náboj pak může přetéct do sousedních pixelů, vytvořit určitý obrazový artefakt a ovlivnit obraz v sousedících pixelech (původně nepřeexponovaných). [18] Efekt bloomingu je zachycen na obrázku 3.4. Na snímku lze rozpoznat rozpití barev (modrá a červená barva), které vyzařuje semafor. Na testových snímcích se tento jev neprojevil, nebyl prokázán. Vada nebyla předmětem testování. Obr. 3.4: Efekt bloomingu (zdroj: autor) 3.3 Moaré Když fotografujete objekt s jemným a pravidelným vzorkem, například proužky nebo mřížky, na snímku se může někdy objevit zvlnění, které není součástí samotného fotografovaného objektu (viz obrázek 3.5). Digitální fotoaparáty a videokamery, například snímače CCD a CMOS obsahující obrazové body, převádějí světlo na elektronický signál, který je jemně vodorovně 31

33 3. VADY PŘÍSTROJE a svisle vyrovnán. Když se překryjí a mírně vychýlí ze vzájemného zarovnání pravidelně vyrovnané obrazové body a jemný, pravidelný vzorek na fotografovaném předmětu, vznikne rušení a zvlnění, které ve skutečnosti na fotografovaném objektu neexistuje. [19] Tento jev ovlivňující obrazovou kvalitu se na pořízených snímcích neprojevil. Vada nebyla předmětem testování. Obr. 3.5: Efekt moaré (zdroj: [20]) 32

34 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU 4 Optické vady objektivu V kapitole budou podrobněji pojednány vybrané, z mého hlediska nejdůležitější optické vady, které v menší nebo větší míře ovlivňují obrazovou kvalitu digitálních snímků. Více se věnuji těmto vadám: zkreslení obrazu, chromatické aberaci a vinětaci, protože jsou na první pohled patrné a mají negativní dopad na kvalitu. 4.1 Sférická vada Tato vada je vyvolána tím, že paprsky procházející objektivem v různých vzdálenostech od optické osy se různě lámou. Neprotínají se v jednom bodě, ale vytvářejí kolem optické osy tzv. kaustickou plochu - bod se nezobrazí jako bod, ale jako malý rozptylný kroužek. Velikost vady je dána délkou úsečky FFk. Sférickou vadu lze kompenzovat kombinací čočky spojné a rozptylné. Nelze ji však zcela odstranit. [5] Obr. 4.1: Schéma sférické vady (zdroj: autor) Na sférickou vadu má vliv clona, při nižších clonových číslech se vada projevuje intenzivněji něž při větších. Obrázek 4.2 je rozdělen na tři části. Uprostřed je zobrazen základní snímek. V levé části je pak zachycen stoprocentní úbytek efektu sférické vady oproti prostřednímu snímku. V pravé části je poté zaznamenán stoprocentní příbytek efektu sférické vady vůči základnímu snímku, který se nachází uprostřed. Vada nebyla předmětem testování. 33

35 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU 4.2 Astigmatismus Obr. 4.2: Sférická vada (zdroj: [24]) Dopadá-li na optickou soustavu šikmý svazek, jehož hlavní paprsek není rovnoběžný s optickou osou, pak světelné vlnoplochy po průchodu objektivem nebudou vlnoplochy kulové. Světelné paprsky, tj. normály k vlnoplochám, se neprotínají v jednom bodě, ale vytvářejí pro každý element vlnoplochy dvě přímky mimoběžné, kolmé k sobě navzájem a kolmé k normále vlnoplochy. Obr. 4.3: Schéma vady astigmatismus (zdroj: [26]) Vlivem astigmatismu se rovina v předmětovém prostoru kolmo k optické ose zobrazuje jako dvě kulové plochy, které jsou vyplněny mimoběžkami, korespondujícími s jednotlivými body zobrazované roviny. Chceme-li stanovit obrazy vytvořené úz- 34

36 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU kým šikmým svazkem paprsků, musíme sledovat lom ve dvou rovinách, tangenciální (proložená předmětem a optickou osou) a segitální (kolmá na předešlou rovinu). [5] Jak se projevuje astigmatismus je zobrazeno na obrázku 4.4. Pří snímkování se tato vada neprojevila. Vada nebyla předmětem testování. Obr. 4.4: Astigmatismus (zdroj: [25]) 4.3 Geometrické zkreslení obrazu Geometrické zkreslení obrazu se projevuje buď zakřivením obrazu do koule (soudek, barrel), nebo prohnutím obrazu (poduška, Pincushion). Zkreslení obrazu je typické pro širokoúhlé objektivy nebo pro zoom objektivy na širokoúhlém konci. Vada je dobře viditelná tam, kde na snímku jsou výrazné a rovné čáry blízko okraje (rám okna, horizont moře atd.). [22] Obr. 4.5: Geometrické zkreslení obrazu (zdroj: [22]) 35

37 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU Na testovaných fotografiích se tato vada vyskytuje právě při použití širokoúhlého a zoom objektivu, jak bylo zmíněno výše. Zkreslení obrazu je dobře rozpoznatelné na krajích snímků. Efekt zakřivení obrazu u těchto objektivů je pak promítnut do obrazu soudku (viz obrázek 4.6). Obr. 4.6: Efekt zkreslení objektivu (zdroj: autor) U objektivu s pevným ohniskem je těžké vliv zkreslení rozpoznat. Pokud se na snímcích vyskytuje, tak jeho efekt je výrazně menší než u výše zmíněných objektivů, u kterých se zkreslení projevilo Testy Z provedeného testování je patrné, že efekt je více patrný na objektivech s plynule proměnným ohniskem a v malých ohniskových vzdálenostech (16 a 18 mm). Při použití objektivů s pevným ohniskem (50 mm) je jev výrazně méně patrný než u výše zmíněných objektivů. Odstranění této vady přímo souvisí s kalibrací daných objektivů - určování prvků vnitřní orientace (poloha hlavního snímkového bodu a konstanta komory) a odstraňování distorze. Kalibrace objektivů nebyla předmětem této práce. V případě fotogrammetrického vyhodnocování pořízených snímků by bylo nutné kalibraci všech tří objektivů provést. Bez provedené kalibrace není možné korektně vyhodnocovat. Ostatní porovnání se nachází v příloze na elektronickém médiu. D:/Zpracování/GZO 36

38 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU 4.4 Chromatická aberace - barevná vada čoček Tato vada je způsobena různou lámavostí paprsků odlišných vlnových délek. Viditelné světlo se rozkládá na barevné složky, nejvíce se láme červená, nejméně modrá. V důsledku této vady není zobrazení bodové, tj. místo bodu dostaneme rozptylné kroužky, které jsou na okraji různě zbarvené. Vadu lze u objektivu kompenzovat složením objektivu z několika členů při použití různých druhů skel, které se od sebe liší indexy lomu (spojka - rozptylka, korunové a flintové sklo). V rozsahu viditelného světla lze tyto vady s úspěchem kompenzovat, pro neviditelný optický obor (UV a IR světlo) je nutno konstrukci objektiv - snímková rovina pro ostré zobrazení upravit. [5] Obr. 4.7: Efekt aberace (zdroj: autor) Chromatická aberace se více projevuje ve složitějších optických soustavách, což jsou např. zoom objektivy. Efekt je velmi zřetelný lemováním při kontrastním přechodu hran (snímkování v protisvětle) a také se projevuje na krajích snímku. Na výše uvedeném obrázku 4.7 se tato vada projevuje na již zmíněných kontrastních hranách, v tomto případě na sloupech a okně. Ve výřezu je vidět, jak se barevná vada projevuje na hraně přechodu. Pixely mají zelenou barvu. Z toho vyplývá, že pokud budeme mít rovnoměrně a vyváženě nasvícenou scénu, tak můžeme snížit vliv a procento výskytu této vady. Na pořízených snímcích se 37

39 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU tato vada nevyskytuje v rozeznatelné míře, protože snímkování se provedlo za velmi dobrých a vyvážených světelných podmínek Purple Fringing Je to jeden z aspektů chromatické aberace. Na snímcích je efekt viditelný jako fialový či purporový lem, který může vytvářet i tzv. duchy. Nejvíce se projevuje jako barvené zesvětlení tmavých okrajů v přilehlých kontrastních oblastech širokospektrálního osvětlení, což je přirozené sluneční světlo nebo různé typy zábleskového světla. Na Purple Fringing má vliv clona. Čím je clonové číslo menší, je efekt silnější Testy Z fotogrammetrického hlediska je výskyt této vady velmi nepříjemný. Výrazným způsobem snižuje kvalitu snímků a ztěžuje vyhodnocení např. tvorby fotoplánu nebo vyhodnocení průsekové fotogrammetrie. Výhodou této vady je, že jí můžeme předejít v případě dodržení několika pravidel, jak je nastíněno výše a jak je uvedeno v metodickém plánu (viz kapitola 9). Chromatická aberace se na testových snímcích neprojevila, a to z důvodu dodržení pravidel, která obsahuje metodický plán. 4.5 Vinětace Vinětace je vada optických soustav, projevující se nižším jasem (ztmavnutím) na okrajích zobrazovaného obrazu [28] (viz obrázek 4.8). Na obrázku je efekt zvýrazněn červenými šipkami. V naprosté většině případů se tento nežádoucí jev v menší nebo větší míře vyskytuje u každého objektivu. Opět u složitějších optických soustav (teleobjektivy, zoom) je efekt výraznější než u objektivů s pevnými ohnisky a závisí také na nastavené hodnotě clony. Při vyšších clonových číslech vinětace obvykle zcela mizí. [29] 38

40 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU Obr. 4.8: Efekt vinětace (zdroj: autor) V tabulkách níže jsou uvedeny hodnoty vyjadřující sílu efektu vinětace v závislosti na použité cloně na obou kamerách. Test se provedl pro snímkování jak v exteriéru za přirozeného slunečního světla, tak i v interiéru za použití různého osvětlení. K různě silnému efektu vinětace se podle subjektivního dojmu přiřadila číselná hodnota, ta je obsažena v tabulkách níže a vyjadřuje: 0 - nerozeznatelný (bez efektu) 1 - slabý 2 - střední 3 - silný efekt 4 - velmi silný efekt (objektiv je vyroben pro APS-C) Exteriér V tabulce 4.1 jsou uvedeny hodnoty, které vyjadřují vliv vinětace. Snímky byly pořízené v exteriéru základní a profesionální zrcadlovkou. 39

41 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU Tab. 4.1: Efekt vinětace v exteriéru Canon EOS 1100D Canon EOS D MARK II Objektiv Efekt vinětace Efekt vinětace F=MIN F=8 F=MAX F=MIN F=8 F=MAX Canon I Canon I Canon II TAMRON Z tabulky je patrné, že vinětace se výrazně více projevila na snímcích, kde se použil přístroj s plnoformátovým čipem a objektivy pro full-frame formát. Příčinou efektu je s největší pravděpodobností využití celého zorného pole objektivu. U Tamron je vada zapříčiněná konstrukcí objektivu pro menší senzory (viz kapitola 3.1.3). Vinětace souvisí také s nastavením clonového čísla, pokud je clona na minimální hodnotě, je síla efektu daleko větší než při střední či maximální, kdy vinětace výrazně klesá. Naopak při použití přístroje s menším snímačem se vinětace prakticky nevyskytla ani při minimální cloně. Slabé známky jevil pouze objektiv s plynule proměnným ohniskem, který je vyroben právě pro tyto senzory. Důvodem, proč se vada neprojevila na snímcích, kde byla použita kombinace přístroje s menším čipem a objektivy vyrobenými pro full-frame senzor, je ten, že čip nevyužije celý rozsah objektivu, kraje, na kterých se deformace projevuje nejvíce. Snímky se nacházejí v elektronické příloze na digitálním médiu: D:/Zpracování/Vinětace/Exteriér Interiér V tabulkách 4.2 a 4.3 jsou uvedeny hodnoty, které vyjadřují vliv vinětace. Snímky se pořídily v interiéru při nasvícení scény ateliérovými světly, respektive halogeny, a to základní a profesionální zrcadlovkou. 40

42 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU Při přechodu z exteriéru do interiéru a použití ateliérových světel (zábleskových) došlo jen k minimálním odchylkám účinku vinětace oproti hodnotám zjištěným při přirozeném osvícení stěny. Tab. 4.2: Efekt vinětace v interiéru při AS Canon EOS 1100D Canon EOS D MARK II Objektiv Efekt vinětace Efekt vinětace F=MIN F=8 F=MAX F=MIN F=8 F=MAX Canon I Canon I Canon II TAMRON Snímky se nacházejí v elektronické příloze na digitálním médiu: D:/Zpracování/Vinětace/Interiér/AS Nárůst vinětace je opět výrazný v kombinaci objektivů pro full-frame senzor a plnoformátové kamery v závislosti na cloně. Nejmenší efekt byl zaznamenán při středním clonovém čísle f=8. Tab. 4.3: Efekt vinětace v interiéru při HS Canon EOS 1100D Canon EOS D MARK II Objektiv Efekt vinětace Efekt vinětace F=MIN F=8 F=MAX F=MIN F=8 F=MAX Canon I Canon I Canon II TAMRON U kombinace kamery s menším čipem a objektivy pro plnoformát se vada neprojevila (viz důvody zmíněné výše). 41

43 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU V případě, že se stěna nasvítila halogeny, se vinětace projevila velmi obdobně u obou kamer. Vada se objevila u nižší clony. S postupným zvyšováním efekt klesal, až se u maximální hodnoty téměř vytratil. Snímky se nacházejí v elektronické příloze na digitálním médiu: D:/Zpracování/Vinětace/Interiér/HS Testy Z dosažených výsledků je patrné, že vinětace se výrazně méně projevuje při použití kamery s APS-C čipem a objektivu vyrobeném pro plnoformátový senzor. Při sestavení této kombinace není plně využité zorné pole objektivu, proto se vada neprojeví, a když tak velice slabě. Z fotogrammetrického hlediska je toto zjištění zajímavé, neboť je možné vinětaci z větší části eliminovat, ale na úkor menšího rozměru senzoru. 4.6 Bokeh Výrazem bokeh se označují estetické kvality částí snímků nacházejících se mimo rovinu ostrosti. Vzhled a tvar rozptylových kroužků (oblastí, do nichž se zobrazí nezaostřený bod) ovlivňuje velké množství faktorů, mimo jiné konstrukce objektivu, tvar, počet lamel clony a nastavené zaclonění. [30] V ideálním případě by clona byla kruhová, v reálném případě ji tvoří mnohoúhelník s prohnutými hranami. V takovém případě nemá rozostřený bod tvar kruhu, ale mnohoúhelníku s takovým počtem hran, kolik lamel má clona. U clon s lichým počtem lamel se navíc kolem velmi jasných bodů vytvoří hvězda, kde počet jejích cípů je dvojnásobný oproti počtu lamel clony. U clon se sudým počtem lamel se kolem velmi jasných bodů vytvoří hvězda se stejným počtem cípů. Vliv clony se ale uplatní pouze v případě zacloněného objektivu. [32] Efekt bokehu je viditelný v pozadí na snímku 4.9 (viz níže). Jedná se o obrazce tvořící x-úhelník. V pozemní fotogrammetrii se vada může projevit na členitých objektech (výstupky, římsy), které nebudou v dané rovině ostrosti. V případě souběžného použití 42

44 4. OPTICKÉ VADY OBJEKTIVU nízkého clonového čísla a výše zmiňovaných typů objektů může dojít k negativnímu ovlivnění obrazové kvality. Obr. 4.9: Efekt bokehu (zdroj: autor) 43

45 5. MECHANICKÉ VADY OBJEKTIVU 5 Mechanické vady objektivu Kapitola popisuje vybrané mechanické konstrukce objektivů a jejich vliv na obrazovou kvalitu digitálních snímků. 5.1 Ostření Jedním z faktorů, který má vliv na kvalitu snímku, je jeho ostrost, která je ovlivněná správným zaostřením objektivu na daný předmět či scénu. Možné je použít dva ostřící režimy, automatický (Auto Focus) nebo manuální (Manual Focus) (viz níže). Dalším činitelem ovlivňujícím ostrost snímku je správné využití ostřících bodů v závislosti na rovině zobrazení. Při snímkování se u obou kamer nastavil střední ostřící bod. Manuální Manuální ostření je velmi závislé na subjektivním pocitu člověka, jenž ovládá ostřící kroužek objektivu. Při použití tohoto režimu vznikají chyby v zaostření, i když přístroj grafickým i zvukovým zařízením dává najevo, že došlo k určení obrazové roviny správně. Oko jedince, který se fotogrammetrií a fotografováním tolik nezabývá, je náchylné k chybnému vyhodnocení. Automatické Automatické ostření je velmi rychlý nástroj k zaostření dané scény, což je jeho hlavní výhodou. Ke své práci potřebuje dostatek světla. Ve tmě nebo šeru "nevidí"a není schopen ostřit, přičemž stačí, aby objekt, na který je ostřeno, byl ve tmě. [33] Při opakovaném snímání jednoho objektu z jednoho stanoviska může dojít ke špatnému vyhodnocení vzdálenosti v důsledku např. poklesu světla, a tedy k nesprávnému zaostření objektu. Tento nežádoucí jev se projevil v rámci snímkování exteriéru i interiéru z větší části u základní zrcadlovky (viz obr. 5.1). 44

46 ČVUT Praha 5. MECHANICKÉ VADY OBJEKTIVU Obr. 5.1: Automatické ostření (zdroj: autor) Tento problém lze částečně odstranit správným zaostřením prvního snímku z pořizované série a následného vypnutí auto focusu, je ale důležité mít kameru umístěnou na stativu a zamezit jakémukoliv pohybu. Pokud by došlo k posunu, tak snímek bude rozostřený, protože AF je nastaven na jinou rovinu zobrazení. Je vhodné pořídit 2 až 3 snímky zkoumaného objektu navíc (při daném nastavení kamery), a to právě pro případ, kdyby došlo ke špatnému zaostření Ostřící body Volba ostřících bodů je velmi důležitá, obě kamery nabízejí celkem 9 bodů v rozestavění (viz obrázek 5.2). Obr. 5.2: Rozložení ostřících bodů (zdroj: autor) Pří snímkování byl použit centrální ostřící bod. Z fotogrammetrického hlediska není vhodné použít jiný bod nebo režim všech 9 bodů, protože automatika pak 45

47 5. MECHANICKÉ VADY OBJEKTIVU vybere sama ostřící bod nebo skupinu, podle které bude ostřit. Využití ostatních ostřících bodů se převážně využívá v umělecké fotografii. 5.2 Clona Je to zařízení regulující množství procházejícího světla objektivem fotoaparátu na obrazový snímač. Princip clony je velmi podobný jako chování oční zorničky. Při otevřené cloně (nízkém clonovém čísle) dopadá na senzor více světla a naopak. Clona je uvnitř objektivu tvořena kovovými lamelami, které se mohou zavírat a otvírat. [35] Tvar otvoru je závislý na konstrukci lamel a jejich počtu. U horších objektivů může mít štěrbina tvar n-úhelníku. S tím souvisí již výše zmíněná optická vada bokeh (viz podkapitola 4.6). Hodnota clony se udává v tzv. clonových číslech, která udávají světelnost. [36] V objektivech se clonové číslo mění v řadě, ve které je každý následující člen 2 násobně větší, než předcházející, takže poměr světelného toku mezi dvěma sousedícími clonovými čísly je dvojnásobný, respektive poloviční (tj. odpovídá 1 EV jednomu expozičnímu stupni). [37] Clonová řada obsahuje podle typu objektivu tyto hodnoty: 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22. Clona je jedním z hlavních prvků, který může měnit uživatel, a tím ovlivnit expozici, ale také hloubku ostrosti Hloubka ostrosti Hloubka ostrosti je oblast mezi dvěma vzdálenostmi ve směru objektivu, kde se všechny objekty jeví jako ostré. Volba clonového čísla je nejčastěji používaným způsobem práce s hloubkou ostrosti. Její výhodou je, že s její změnou se nemění kompozice snímku. Volbou nižších clonových čísel (větší otvor v objektivu) snižujeme hloubku ostrosti a naopak vyššími clonovými čísly (menší otvor v objektivu) zase hloubku ostrosti zvyšujeme. Změna ohniskové vzdálenosti objektivu je dalším významným faktorem majícím vliv na tento jev. Objektivy s dlouhou ohniskovou vzdáleností (teleobjektivy) snižují 46

48 5. MECHANICKÉ VADY OBJEKTIVU hloubku ostrosti a objektivy s krátkou ohniskovou vzdáleností (širokoúhlé objektivy) ji zvyšují. S ohniskovou vzdáleností souvisí i faktor zvětšení. [38] Na obrázku 5.3 je znázorněno, jak jednotlivé faktory ovlivňují hloubku ostrosti. Obr. 5.3: Hloubka ostrosti (zdroj: [39]) Při testování hloubky ostrosti se pracovalo s těmito clonovými čísly: s minimálním (F=1,4 až 3,5 dle objektivu), se středním (F=8) a s maximálním (F=22). Z dosažených výsledků je patrné, že při nastavení minimálních clonových čísel (nižší hloubka ostrosti) je na pořízených snímcích zřetelná neostrost v krajích. Nejostřeji se jeví střed snímku, na který bylo ostřeno. Po následném zvýšení clony na střední hodnotu F=8 se snímky jeví ostré v celém rozsahu. Neostrost v krajích se úplně neodstranila, ale výrazně zmenšila. Maximální nastavení clony způsobilo tzv. proostření snímků, což je způsobené difrakcí 1 světla v otvoru clony. Jak se měnila hloubka ostrosti v různých clonových číslech, je znázorněno na obrázku 5.4. Jednotlivé snímky se pořídily profesionální zrcadlovkou. Obrázek ob- 1 Difrakce je fyzikální jev - ohyb světla na hranách. 47

49 5. MECHANICKÉ VADY OBJEKTIVU sahuje výřezy snímků pořízených na základě výše zmíněného nastavení. Rozdíl mezi přístroji nebyl v tomto testovacím kritériu zaznamenán. Obr. 5.4: Hloubka ostrosti při ohnisku f=35 (zdroj: autor) Ostatní obrázky popisující hloubku ostrosti se nacházejí v příloze na elektronickém médiu. D:/Zpracování/Hloubka ostrosti Testy Z provedeného testování vyšlo najevo, že použití nízkých clonových čísel ve fotogrammetrii není možné, a to z důvodu nízkého proostření snímku. Nejlépe je volit clonu ve středních hodnotách, a to i v závislosti na hloubce ostrosti. V testu se pracovalo s minimální, střední (F=8) a s maximální hodnotou pro každý objektiv. U všech objektivů nejlepších výsledků dosáhlo použití střední clony o hodnotě 8. 48

50 ČVUT Praha 6 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Vlivy při snímkování V kapitole budou zmíněny vybrané významné jevy, které ovlivňují obrazovou kvalitu digitálních snímků, což je souhrn věcí týkajících se např. expozice (histogram, expoziční režimy). Hlavní část kapitoly se věnuje světlu a jeho využití, protože korektní využití světla má vliv i na výše zmíněné vady. 6.1 Kompozice Kompozice snímku je všeobecně ve fotografii velice důležitá, pojednává o tom, jak jsou jednotlivé prvky na snímku rozloženy tak, aby spolu tvořily velmi působivý efekt a odstranily rušivé elementy. Z hlediska pozemní fotogrammetrie toto není tak významné, protože se nevytváří žádné umělecké dílo. Je ale důležité, aby se při pořizování snímku dbalo na to, že zájmovou oblast snímkování by nemělo nic překrývat a rušit, aby následné zpracování dat proběhlo v pořádku. Pokud s předmětem bránícím v dobrém výhledu můžeme hýbat, tak ho přesuneme. Na obrázku 6.1, který se pořídil v exteriéru, je vyznačena oblast mající vliv na kvalitu snímku. Jedná se o reklamní ceduli. Tento objekt vrhá nemalý stín na záj-movou oblast a i jako samotný znemožňuje provedení kvalitního zpracování. Obr. 6.1: Kompozice snímku (zdroj: autor) V případě významnějšího projektu by bylo vhodné reklamní ceduli odstranit. 49

51 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Pokud předmět odstranit nelze, tak se snažíme jeho vliv na výsledný snímek minimalizovat. Pokud se jedná o stíny, můžeme počkat na jinou denní dobu, kdy se slunce dostane do jiné pozice. Vhodnější ale je použití umělého osvětlení scény tak, aby se stíny od předmětu neprojevily. 6.2 Expozice / režimy Obě zrcadlovky využívají pro pořízení snímku několik přednastavitelných expozičních režimů. Dělíme je na plně automatické, jako jsou např. režimy krajiny, portrétu, noční scény atd., a poloautomatiké, kde nastavujeme prioritu clony nebo expozičního času na základě zvolené priority. Procesor přístroje poté dopočítává ostatní prvky tak, aby byl snímek dobře exponován. Zvláštním případem je plně manuální režim, v kterém máme volnost nastavení clony a času. Ve fotogrammetrii by se nikdy neměly používat plně automatické režimy. Převládajícím režimem by měl být manuální. Důvodem, proč zvolit tento režim, je automaticky se neměnící parametry clony a času expozice. Z toho plyne, že při pořizované sérii budou snímky stejně exponovány. Zřídka pak nastavování poloautomatických funkcí. Snímky pro DP jsou pořízené s manuálním nastavením expozice. Na expozici má významný dopad hodnota citlivosti snímače (viz 3.1.3), která přímo ovlivňuje clonu (viz podkapitola 5.2) a expoziční čas. V případě špatně zvoleného nastavení dojde k pře - či podexponování snímku a výraznému poklesu kvality, to je zobrazeno na obrázku 6.2. Použití kompenzace expozice je v tomto případě zbytečné, neboť dle vypracovaného metodického plánu by se snímky měly ukládat do formátu RAW. Formát RAW umožňuje úpravy expozice při postprocesingu. Jak proběhla expozice, lze také rozpoznat z jasového histogramu a jeho průběhu (viz níže). 50

52 ČVUT Praha 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Obr. 6.2: Expozice snímku (zdroj: autor) 6.3 Histogram Histogram je graf zobrazující rozložení jasů ve fotografii, od těch nejtmavších, po nejsvětlejší partie a se středními tóny uprostřed. Můžete z něj vyčíst to, zda byl snímek správně exponován, nebo jestli došlo k pře - či podexpozici, anebo dokonce k ořezání informace ve světlech, či stínech, tedy ke ztrátě kresby v nejsvětlejších nebo nejtmavších partiích fotografie. [40] Histogram je rozdělen na tři složky R (rozložení červené barvy), G (rozložení zelené barvy) a B (rozložení modré barvy), sloučením těchto složek vnikne tzv. jasový histogram. Po pořízení snímku se histogram zobrazí na displeji přístroje, z něho se pak dá vyčíst, jak byl snímek exponován. Obrázek 6.3 znázorňuje, jak se mění jasový histogram v závislosti na expozici. Obr. 6.3: Histogram (zdroj: [41]) Z pořízených snímků a provedené analýzy histogramů se zjistilo, že základní zrcadlovka exponuje lepé než profesionální, u které se zjistilo mírné podexponování (viz obrázek 6.4). 51

53 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Obr. 6.4: Srovnání histogramů z obou kamer (zdroj: autor) Tento faktor má vliv na obrazovou kvalitu v případě, že jsou snímky ukládány do formátu JPEG. Jestliže je použit formát RAW, tak tuto vadu můžeme kompenzovat v softwaru posunutím histogramu (viz kapitola 7). 6.4 Světlo Světlo je nejdůležitějším faktorem ovlivňujícím výše popisované jevy. Je to elektromagnetické záření o vlnové délce nm. Vlnové délky viditelného světla leží mezi vlnovými délkami ultrafialového a infračerveného záření. Z hlediska pozemní fotogrammetrie je důležité, jaký má světlo vliv (intenzita, teplota, vyvážení bílé, pozice světelných zdrojů atd.) na obrazovou kvalitu v různých podmínkách (exteriér, interiér), respektive jak se projevují stíny daného osvětlení. V rámci práce se pracovalo s různými typy světelných zdrojů uvedených v tabulce 6.1. Tabulka mimo jiné obsahuje hodnoty barevné teploty jednotlivých světel. Barevná teplota charakterizuje bílé světlo. Je udávána v kelvinech a vyjadřuje, jakou teplotu má segment barevného spektra, který světelný zdroj vyzařuje. Čím vyšší hodnotu zdroj má, o tím studenější barvu se jedná. [43] Obr. 6.5: Barevná teplota [K] (zdroj: [42]) 52

54 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Tab. 6.1: Zdroje světelného záření Zdroj Barevná teplota [K] Příklad Denní světlo Oblačno Halogeny Ateliérová světla Blesk Z tabulky je patrné, že záblesková světla (blesk, ateliéry) a přirozené denní světlo jsou si co do barevného podání velmi podobné. Oproti tomu halogeny a denní světlo za oblačnosti vykazují výrazně diferentní barevný odstín. Aby došlo k určení správného odstínu, musíme použít funkci vyvážení bílé Vyvážení bílé Vyvážení bílé je ve fotografii označení pro úkon spočívající v barevném vyvážení předmětu snímání (a jeho světelným podmínkám) tak, aby se zachycený obraz co nejlépe shodoval s podáním barev tak, jak je vidí lidské oko. [45] Vyvážení bílé lze provést pomocí několika postupů: 1. Automaticky (funkce AWB) 53

55 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ 2. Přednastavené zdroje světla 3. Zadání konkrétní teploty v kelvinech 4. Pomocí šedé desky Testování se provedlo se snímky z obou přístrojů, u nichž bylo vyvážení bílé nastaveno na automatiku (AWB). Úpravou musely převážně projít fotografie pořízené v interiéru. První snímek ze série byl pořízen s šedou deskou tak, aby se vyvážení mohlo dodělat zpětně při postprocesingu na počítači. K jak velké změně došlo v barevném podání po aplikování funkce vyvážení bílé počítačového softwaru Digital Photo Professional verze od Canonu, je zobrazeno v tabulce 6.2. Tab. 6.2: Vyvážení bílé Světlo AWB VB na šedou desku Halogeny Sluneční světlo Analýza snímků odhalila, že při použití šedé desky a následném zpracování na počítači se barevná teplota (odstín) téměř sjednotila a rozdíl mezi halogenovými světly a slunečním světlem (oblačnost) je poté velmi malý Umístění světelného zdroje Jedním z faktorů majících vliv na jakost obrazu je také umístění světelného zdroje. V případě, že se světelný zdroj nachází ve větší vzdálenosti od objektu, tak z něj vyzářené světlo dopadá na předmět pod větším úhlem (viz levá část obrázku 6.6). 54

56 ČVUT Praha 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Použití tohoto schématu má za následek odstranění velkého množství stínu a ztrátu plastičnosti. Obr. 6.6: Poloha světelného zdroje (zdroj: autor) Druhé schéma z pravé části obrázku 6.6 naznačuje využití světelného zdroje pod co nejšikmějším úhlem v co nejmenší vzdálenosti od objektu. Toto rozestavění způsobí vysokou plasticitu obrazu a významnější výskyt stínů. Obr. 6.7: Vliv polohy světelného zdroje na objekt (zdroj: autor) Jaký vliv má různé rozestavení světelného zdroje na objekt (kamennou stěnu), je zobrazeno výše na obr Test se provedl za využití ateliérových světel. V levé části obrázku je zobrazen snímek č. 1 pořízený se světly umístěnými ve větší vzdálenosti a pod větším úhlem, v pravé je pak snímek č. 2 nacházející se blízko stěny s co nejšikmějším rozestavením světel. 55

57 6. VLIVY PŘI SNÍMKOVÁNÍ Testy Testování proběhlo za různého osvětlení s několika různými světelnými zdroji. Z výsledků a analýz je patrné, že je důležité mít kvalitní externí zdroj světla, snímkujemeli v interiéru. V případě exteriéru se snažíme pořizovat snímky za příznivých světelných podmínek. Důležitým faktorem je použití šedé desky kvůli pozdějšímu provedení vyvážení bílé. Důvodem proto je různá barevná teplota světelných zdrojů. 56

58 7. VLIVY PŘI ZPRACOVÁNÍ 7 Vlivy při zpracování V kapitole jsou popsány vlivy ovlivňující kvalitu snímků. Jedná se např. o grafické formáty pro ukládání fotografií, software atd. Stručně také bude popsán postprocesing. 7.1 Grafické formáty Obrazová data se ukládají do souborů v určitém formátu. Existuje jich kolem 100, ale nejvíce rozšířených je cca 10 a pro fotografické snímky se hodí jen některé. Grafický formát fotografických obrazových dat je buď s kompresí, nebo nekomprimovaný. [5] V práci se pracovalo s dvěma formáty, a to JPEG a RAW JPEG Jedná se o standardní formát, který se používá pro ukládání počítačových obrázků. JPEG umožňuje nastavení velikosti ztrát a komprese. Výhodou tohoto formátu je relativně nízký objem dat tvořících snímek, nevýhodou je již zmíněná ztrátovost dat. V případě nutnosti úpravy snímků v JPEGu a použití funkcí, které ovlivňují nějakým způsobem obrazovou kvalitu, je nutné počítat s možným zhoršením jakosti RAW Obrazový RAW formát obsahuje jen minimálně zpracovaná data ze senzoru. Jedná se o formát, který nepodléhá komprimaci. RAW soubor primárně obsahuje zcela hrubá digitální data toho, co uviděl senzor, a současně data sdělující okolnosti pořízení snímku (metadata). RAW data tedy nejsou ukotvena k žádnému standardnímu barevnému prostoru, v datech není vyvážena bílá, není definován bílý bod ani gamma křivka atd. [46] Výhodou formátu je, že obsahuje digitální záznam scény, u Canonu (.cr2) v rozsahu -2 EV až +2 EV 1, je ale nutné zpracování (vyvolání) snímků v softwaru, což 1 Hodnota expozice zvýšení o 1 EV odpovídá polovině propuštěného světla. 57

59 ČVUT Praha 7. VLIVY PŘI ZPRACOVÁNÍ může být pro někoho nevýhoda kvůli časové náročnosti. RAW dává šanci v případě špatného exponování atd. tyto vady zcela odstranit bez ztráty informací. Nevýhodou je vysoký objem dat na digitálním médiu Srovnání formátů U snímků pořízených ve formátu RAW se zpravidla provedlo vyvážení bílé, opravení expozice, doostření a nakonec oříznutí. Jedná se o základní a důležité funkce, které by se měly provést při digitálním vyvolání v příslušném softwaru. Poté následoval export do formátu JPEG, tento formát se mimo jiné využil při přímém snímkování, kdy do něj byla ukládána data z firmwaru zrcadlovek. Jak vypadá rozdíl mezi snímkem pořízeným přímo do JPEGu (levá část obrázku) a RAWu (pravá část obrázku), který prošel vyvoláním, je zobrazeno v obr Obr. 7.1: Srovnání snímků pořízených do JPEG a RAW (zdroj: autor) 58

60 7. VLIVY PŘI ZPRACOVÁNÍ Snímek, který byl pořízen do RAW formátu po úpravě, vykazuje realističtější barevnější podání a ostrost objektů nacházejících se na něm oproti fotografii uložené přímo do JPEGu. 7.2 EXIF Je specifikace pro formát metadat, vkládaných do souborů digitálními fotoaparáty. Informace se vkládají do existujících souborových formátů, jako je JPEG, TIFF revize 6.0 a RIFF WAVE. [47] Formát obsahuje např. tyto informace - značku a model kamery, datum a čas pořízení snímku, nastavení fotoaparátu (velikost citlivosti, clony, expozičního času, ohniskovou vzdálenost atd.) a jiné informace. Na obrázku 7.2 je zobrazeno pracovní prostředí programu Exif Reader Obr. 7.2: Pracovní prostředí programu Exif Reader 3.00 (zdroj: autor) 59

61 7. VLIVY PŘI ZPRACOVÁNÍ 7.3 Software Pro úpravu snímků ve formátu RAW se použil software Digital Photo Professional verze od firmy Canon. Náhled pracovního prostředí se nachází v příloze (viz B.8). V tomto programu se dají využít různé funkce sloužící k úpravě vlastností fotografie, jako např. kontrast, vyvážení bílé, expozice, stíny, světlo a mnoho dalších, a to bez ztráty kvality. Jednou z důležitých funkcí programu je možnost dorovnání expozice. Jak je zmíněno výše, formát RAW zaznamenává informace v určitém rozsahu. Díky tomu můžeme expozici doopravit. Postupujeme tak, aby histogram byl vyvážený, tzn. aby informace, jež představuje graficky, byly rovnoměrně rozloženy kolem 0 (viz obr 7.3). Obr. 7.3: Znázornění expozice na histogramu (zdroj: autor) Při vyvolávání RAW snímků je vždy lepší použít program od firmy, od které je zakoupena technika. Dají se použít i vyspělé grafické programy typu Photoshop, ty jsou ale velmi složité na ovládání a jsou spíše využívané v umělecké fotografii. Program nabízí export do několika formátů, z hlediska fotogrammetrie jsou důležité JPEG, a hlavně TIFF. 7.4 Postprocesing Postprocesing je postup, jak se vyvolává digitální snímek z formátu RAW. Jedná se o proces, kdy je snímek z kamery zkopírován do počítače. V počítači je následně upraven v softwaru, který je příslušný ke kameře. 60

62 7. VLIVY PŘI ZPRACOVÁNÍ V softwaru probíhají hlavní úpravy se snímkem, např. vyvážení bílé, dorovnání expozice, doostření aj. Následně je takto vyvolaný snímek uložen do některého z digitálních formátů (TIFF, JPEG). 61

63 8. VYHODNOCENÍ VLIVŮ PŮSOBÍCÍCH NA OBRAZOVOU KVALITU 8 Vyhodnocení vlivů působících na obrazovou kvalitu V diplomové práci se testovala obrazová kvalita digitálních snímků pořízených pomocí dvou kamer s různým přístrojovým nastavením, vybavením a v různých atmosférických i světelných podmínkách. Zvolilo se několik okruhů, v kterých se sledoval dopad vad a vlivu na výše zmíněnou problematiku, a to v těchto oblastech: 1. Konstrukce kamer 2. Optické a mechanické části objektivů 3. Nastavení přístroje 4. Vliv prostředí 5. Zpracování snímků Konstrukce kamer V této části se sledovalo, jak se projevuje konstrukce zrcadlovek, velikost senzoru a jeho citlivost na kvalitu obrazu. Z konstrukčního hlediska je pro fotogrammetrické účely o něco více vhodnější použití profesionální kamery, a to díky její větší hmotnosti a kovovému tělu. Jedním z prvků, v kterém se přístroje od sebe liší, je konstrukční rychlost závěrky. V testu při zvýšení citlivosti snímače na velmi vysokou hodnotu závěrka u základní řady nestačila. Je nutné podotknout, že test proběhl v exteriéru za velmi dobrých světelných podmínek. V praxi se takové nastavení nepoužívá. V případě snímkování v interiéru, kde je všeobecně méně světla, se muselo použít osvětlení umělé, rychlost závěrky i v extrémních hodnotách stačila. Nejdůležitějším konstrukčním prvkem kamer je obrazový snímač, senzor. Senzor má několik důležitých vlastností, které mají vliv na výsledný obraz, je to jeho velikost a citlivost. Pro snímkování se použily kamery s různě velikými čipy. Profesionální 62

64 8. VYHODNOCENÍ VLIVŮ PŮSOBÍCÍCH NA OBRAZOVOU KVALITU s full-frame senzorem, a základní, která má čip menší. Je patrné, že velikost čipu je důležitá, protože při použití plnoformátového čipu oproti zmenšenému senzor zachytí cca o 1,6krát víc informací. Co se týče citlivosti senzoru, oba mají stejný rozsah od ISO Velikost šumu a zrnitosti byla patrná v exteriéru při nastavení vysoké a maximální hodnoty. V případě interiéru šlo zmíněné vady rozpoznat už při střední hodnotě ISO (800). Velikost šumu a zrna se projevila u obou kamer velmi podobně. Nebyl mezi nimi zaznamenán velký rozdíl. Optické a mechanické části objektivů Z optických vad objektivů se viditelně projevila vinětace a zkreslení obrazu. Zkreslení obrazu je zřetelné u širokoúhlého a zoom objektivu. Vada se projevila na krajích snímků a lze ji rozpoznat na vodorovných a svislých liniích. Velmi znatelnou vadou objektivu byl výskyt vinětace. Ta se projevuje ztmavnutím okrajů snímku. V případě, že se použila kombinace objektivů zhotovených pro full-frame formát a kamery pro menší čip, došlo k překvapivým výsledkům. Testování prokázalo, že při tomto přístrojovém vybavení se efekt vinětace v exteriéru prakticky neprojevil u žádného objektivu. Změna clonového čísla neměla na vinětaci také vliv. V interiéru síla efektu závisela na zvoleném světelném zdroji. U ateliérových světel vada vykazovala obdobné hodnoty jako v exteriéru (viz výše). V případě halogenových světel se projevila u všech tří objektivů už při minimální cloně. Se zvyšováním clony se nežádoucí efekt vytrácel. U objektivu Tamron, který je vyroben pro menší čip, se vinětace projevuje od minimální clony. Zvyšováním clonového čísla výskyt vady klesá. Různé světelné zdroje mají na sílu vady podobný vliv, jak je zmíněno výše. Pokud se použila kombinace objektivů pro full-frame formát s plnoformátovou zrcadlovkou, tak se vinětace projevila nezávisle na změně světelného zdroje. Jev byl zaznamenán u nízkých clonových čísel, dokonce se částečně objevil při střední cloně. Objektiv Tamron vykazoval silnou vinětaci při jakémkoliv světle a cloně, a to z důvodu konstrukce, která je uzpůsobená pro kamery s menším čipem. 63

65 8. VYHODNOCENÍ VLIVŮ PŮSOBÍCÍCH NA OBRAZOVOU KVALITU Nastavení přístroje Testovalo se různé přístrojové nastavení: citlivost snímače (viz výše), clona, s tím související hloubka ostrosti, expozice. Nastavení clonového čísla je provázané s časem expozice, hloubkou ostrosti, citlivostí snímače, to také ovlivňuje sílu efektu vinětace. Analýza proběhla na minimální, střední a maximální cloně, z té je patrné, že pro fotogrammetrické účely je minimální clonové číslo nepoužitelné. Nejoptimálněji se jeví střední clona (F=8(10)) s ohledem na ostatní provázané prvky. Pro hloubku ostrosti se v závislosti na cloně jeví také nejoptimálněji střední clonové číslo. Při použití menších hodnot jsou kraje snímku velmi neostré. Vliv prostředí Velký vliv na kvalitu snímků má světlo v závislosti na prostředí. V DP se pracovalo s několika druhy osvětlení: Přirozené světlo Ateliérová světla Halogenová světla Externí blesk Každý z výše zmíněných světelných zdrojů je pro fotogrammetrické účely použitelný. Je nutné před samotným snímkováním pořídit pro každý zdroj snímek, na kterém bude šedá odrazná deska, a to z důvodu pozdějšího provedení vyvážení bílé. Tento krok je nutný, protože světla mají jinou barevnou teplotu. V interiéru nejlepších výsledků dosáhla ateliérová světla spolu s halogeny. Externí blesk má také příznivé výsledky, je ale důležité nezapomenout na vinětaci. Jeho použití je vhodné spíše pro záznam detailů. Pro exteriér je klíčový čas pořízení snímků. Snímkování probíhá ideálně za přímého slunečního světla, a to se během dne mění, proto byla zvolena odpolední hodina. 64

66 8. VYHODNOCENÍ VLIVŮ PŮSOBÍCÍCH NA OBRAZOVOU KVALITU Zpracování snímků Snímky se ukládaly do dvou formátů zároveň, JPEG a RAW. Úpravy JPEGů spočívaly převážně v použití funkce ořezání. Touto funkcí disponuje např. free program Irfanview. Zpracování RAW souborů je daleko náročnější, použil jsem originální program od firmy Canon dodávaný k zrcadlovce. V něm se upravila expozice (pokud bylo třeba), podle šedé desky se vyrovnala bílá a snímek se doostřil. Takto vyvolaný snímek se exportoval do formátu JPEG. DPI se při převodu nastavilo na hodnotu 350 a fotografie se ořízla. Hodnota DPI byla zvolena s ohledem na velikost snímku. V rámci fotogrammetrie by se měl pro stanovení DPI použít princip, že 1 mm odpovídá dvěma pixelům. Obraz uložený do formátu RAW umožnil při korektním vyhodnocení v softwaru nárůst obrazové kvality velmi výrazným způsobem oproti snímkům ve formátu JPEG. 65

67 9. METODICKÝ NÁVOD (ELIMINACE NEŽÁDOUCÍCH JEVŮ) 9 Metodický návod (eliminace nežádoucích jevů) Na základě provedeného testování a analýz je možné navrhnout postup, který sníží, odstraní vady. V případě jeho dodržení je možné snížit, někdy i eliminovat výskyt nežádoucích jevů, které více či měně ovlivňují obrazovou kvalitu digitálních snímků. 9.1 Volba techniky V DP se pracovalo se dvěma kamerami a třemi objektivy v různé kvalitě a cenové relaci. Z objektivů se zdá nejvýhodnější použití Canon Lens EF mm, a to v jeho druhé krajní ohniskové pozici 35 mm, kde není tak výrazné zkreslení obrazu. O něco lepších výsledků sice dosáhl objektiv Canon Lens EF 50 mm, ale pro jeho menší úhel záběru je vhodnější použít objektiv širokoúhlý. Tyto objektivy lze nasadit na obě kamery. Obecně můžeme stanovit, že v případě fotogrammetrického snímkování by měly být použity buď širokoúhlé objektivy, nebo objektivy s pevným ohniskem. Kamery přes velkou cenovou propast mezi sebou nevykazují tak velký rozdíl v kvalitě. Je lepší použít profesionální zrcadlovku už kvůli velikosti čipu. U tohoto přístroje se projevila mírná podexpozice a na snímcích vinětace, to odstraníme ukládáním dat do RAW formátu. Naopak u základní zrcadlovky se menší čip v závislosti na vinětaci projevil spíše jako výhoda. 9.2 Postup prací před snímkováním Je důležité, aby se člověk s kamerou, s kterou bude snímkovat, důkladně seznámil a popřípadě provedl několik testovacích fotografií a analýz obdobně, jak je uvedeno v této práci. Dále by se měla provést rekognoskace terénu, vytypování vhodných míst pro stanoviska, z kterých se bude snímkovat. Objekty, které brání v pořízení kvalitního 66

68 9. METODICKÝ NÁVOD (ELIMINACE NEŽÁDOUCÍCH JEVŮ) snímku, se musí odstranit, je-li to proveditelné. Jedná-li se o interiér, je vhodné zjistit přítomnost elektrické sítě a možnosti napojení na ni, s tím souvisí výběr světelného zdroje, kterým se bude objekt osvicovat. V případě výskytu elektřiny použijeme ateliérová světla nebo halogeny, které jsou cenově výrazně dostupnější, pokud zdroj elektrického napětí není v dosahu, je možné použít kvalitní externí blesk Světlo v exteriéru V exteriéru se s největší pravděpodobností využije jako hlavní zdroj přirozené sluneční světlo. Při snímkování by se mělo dodržet několik základních pravidel. V případě jejich nedodržení zvyšujeme riziko výskytu jevů, o kterých tato práce pojednává. Pokud jdeme snímkovat a máme na výběr, vždy se pokusíme fotografie pořizovat za slunečného dne. Ideálně tak, aby se slunce nacházelo za námi, je-li to možné, nikdy nefotíme v protisvětle. Snažíme se vyvarovat časům kolem poledne, kdy je slunce nejvýše a sluneční svit je velmi ostrý Světlo v interiéru Jak je naznačeno výše, nalézá-li se v blízkosti objektu přípojka elektrické sítě, můžeme využít následující typy osvětlení, ateliérová a halogenová světla. Z provedené analýzy plyne, že oba světelné zdroje mají nejlepší účinek. Objekt nasvicují kvalitně, takže je možné snímkovat z ruky. Časy jsou dostatečně krátké, není potřeba stativ. V případě, že není dostupný zdroj elektřiny, je možné použít kvalitní externí blesk, je ale nutné počítat s jeho vinětací. Světelný zdroj by se měl skládat ze dvou členů umístěných tak, aby vyzářené světlo snižovalo nežádoucí výskyt stínů. 9.3 Postup prací při snímkování Při pořizování fotografií je důležité mít připravenou šedou desku (dostačuje velikost A4), s tou by měl být pořízen první snímek vždy při změně světelného zdroje. 67

69 9. METODICKÝ NÁVOD (ELIMINACE NEŽÁDOUCÍCH JEVŮ) Hlavní část prací při snímkování tvoří obsluha kamery. U snímků je vhodné ihned po jejich uložení provést kontrolu histogramu, jestli expozice proběhla korektně. Níže jsou uvedeny parametry a jejich ideální nastavení, které snižují za daných předpokladů výskyt nežádoucích prvků Kontrola základních parametrů kamery U kamery, s kterou se bude snímkovat, je nutné zvolit manuální režim řízení expozice, popřípadě poloautomatický s prioritou clony. Za žádných okolností nepoužijeme režimy automatické! Dále se provede kontrola ostatních prvků: Ukládání snímků - Zkontrolujeme jestli je vybrán formát RAW. Je možné použít i RAW + JPEG, tím ale dojde k velkému objemu ukládaných dat na SD kartu. Vyvážení bílé - Nastavíme automatické vyvážení AWB, korekce se provede při postprocesingu. Korekce expozice - Zvolíme nulovou hodnotu, v případě špatně exponovaného snímku dojde k úpravě při postprocesingu. Ostřící body - Vybereme středový ostřící bod Nastavení součástí ovlivňujících expozici Prvky ovlivňující expozici (clona, čas a citlivost) jsou na sobě vzájemně závislé. Z provedeného testování se pro ně získaly optimální hodnoty. Použití těchto hodnot zaznamenalo znatelný úbytek nežádoucích vlivů (např. vinětace). Pokud chceme snížit výskyt vad, použijeme na kameře následující úpravy: Citlivost snímače - Hodnota ISO by se měla pohybovat v rozmezí , záleží na světelných podmínkách. Platí pravidlo čím méně, tím lépe. Vysoké ISO nedoporučuji (viz podkapitola 3.1.3). Clona - Clonové číslo by se mělo pohybovat ve středních mezích Hloubka ostrosti vykazovala při těchto hodnotách dobré proostření scény. 68

70 9. METODICKÝ NÁVOD (ELIMINACE NEŽÁDOUCÍCH JEVŮ) Expoziční čas - Dopočítá se sám, pokud je zvolen poloautomatický režim priorita clony. V manuálním režimu nastavíme čas tak, že v hledáčku najdeme ukazatel expozice. Ukazatel svou polohou upozorní na to, jestli nastavené hodnoty citlivosti a clony povedou k podexpozici nebo přeexpozici. Poté ukazatel díky kolečku na boku kamery dostaneme doprostřed stupnice. Tím zajistíme korektně provedenou expozici. 9.4 Postup prací po snímkování Vzhledem k tomu, že pořízené snímky jsou uloženy ve formátu RAW, následuje po jejich nahrání do počítače tzv. vyvolání. To se provede ideálně v programu příslušejícím ke kameře. Vyvolání spočívá v úpravě např. expozice, vyvážení bílé, kontrastu, stínů, barevné hloubky, vyvážení bílé aj. Když se snímek zdá být hotov, jako poslední se použije funkce doostření. Dle potřeby je možné využít také ořezové funkce. 69

71 ZÁVĚR Závěr V diplomové práci jsem se snažil popsat z mého hlediska nejdůležitější vady a vlivy ovlivňující obrazovou kvalitu digitálních snímků v rámci pozemní fotogrammetrie, což bylo jedním z cílů této práce. Pro zjištění výše popsaných jevů se pořídily testovací snímky v různém prostředí a za různých světelných podmínek. Zjištěné nedostatky byly vyhodnoceny a na jejich základě se poté sestavil metodický postup, jakým způsobem jejich výskyt minimalizovat, či dokonce eliminovat. Na testových snímcích se některé vady projevily výrazně více než ostatní. Na tyto jevy je proto v práci kladena větší pozornost. Test se navíc provedl s různými cenově a kvalitativně rozdílnými kamerami, k mému překvapení rozdíl mezi nimi v kvalitě snímku nebyl tak dramaticky velký, jak jsem očekával. Důležitým cílem práce bylo sestavení plánu, který by poukazoval na možnost snížení či odstranění výše popisovaných jevů. Na základě získaných informací jsem sestavil metodický návod, jak se zachovat před snímkováním, při a po něm. Návod také obsahuje vysvětlení, proč postupovat právě tímto způsobem. Práce se zabývá hodně širokým tématem, kde byly otestovány z mého hlediska ty nejdůležitější faktory. Na některé vlivy se proto kladl menší důraz a bylo by dobré se jim v dalších pracích věnovat, otestovat je. Jedná se např. o důkladnější rozebrání histogramu a jeho významu ve fotogrammetrii. Bylo by také dobré zhodnotit vliv postprocesingu. V práci je nastíněn jen základně, při tom jeho dopad na výsledný snímek má velký význam a nelze ho opomenout. Také by bylo zajímavé zhodnotit dosaženou obrazovou kvalitu s geometrickou přesností. Vyhotovená práce obsahuje prolnutí několika oborů, a to geodézie, fotogrammetrie a fotografie. Z ní získané výsledky by mohly být využity začínajícími a mírně pokročilými uživateli. 70

72 POUŽITÉ ZDROJE Použité zdroje [1] BOLDIŠ, P. Bibliografické citace dokumentů podle ČSN ISO 690 a ČSN ISO [online]. 2001, poslední aktualizace Dostupné z URL: < [2] MARTÍNEK, D. L A TEXové speciality [online]. Poslední aktualizace Dostupné z URL: < martinek/latex/>. [3] ROUBAL, J. Publikační systém LaTeX [online]. Poslední aktualizace Dostupné z URL: < [4] PAVELKA, K. Fotogrammetrie 1. první. Praha : Česká technika, s. [5] PAVELKA, K. Fotogrammetrie 10. první. Praha : Česká technika, s. [6] MIKŠ, A. Fyzika 2. první. Praha : Česká technika, s. [7] MIKŠ, A. Aplikovaná Optika 10. první. Praha : Česká technika, s. [8] KRPATA, F. Aplikovaná optika. druhé. Praha : Česká technika, s. [9] GARRET, J., HARRIS, G. Dobrý fotograf může být každý. první. Brno : Zoner Press, s. [10] BOČÍK, A. Velká kniha HDR fotografie. první. Brno : Computer Press, s. [11] Rozumíme DSLR - 1. Základní konstrukce, hledáček a senzor [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [12] Canon Czech Republic [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< [13] foto Škoda [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< 71

73 POUŽITÉ ZDROJE [14] Úhel záběru vs. ohnisko [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< [15] DOLEJŠÍ, T. Vybíráme objektiv (7): ohnisko a crop faktor [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< [16] Snímače CMOS od Canonu [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< [17] PIHAN, R. Jak je to s crop faktorem objektivu 2.díl [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< 00C6EF7F7979E4ACC B96.html>. [18] no-x Blooming - slabina obrazových snímačů [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < slabinaobrazovych-snimacu>. [19] Canon Co je efekt moaré? [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< [20] Steiner, K. Will Moiré Be Fully Correctable on the D800E? [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL:< [21] HANÁK, V. Kmity a vlny [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [22] PIHAN, R. Sférická vada [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [23] Vlnění a optika (přednáška) [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [24] DOF PRO Spherical Aberrations) [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [25] Oční vady a brýle [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < 72

74 POUŽITÉ ZDROJE [26] LIBICH, J. Základní kámen každého foťáku. Jak vzniká obraz v objektivu [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [27] Purple fringing [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [28] Vinětace [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [29] DOLEJŠÍ, T. Vinětace na devatero způsobů [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [30] Bokeh [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [31] DOLEJŠÍ, T. Co je to bokeh a jak ovlivňuje vzhled fotografií? [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [32] PIHAN, R. BOKEH [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [33] PIHAN, R. PROBLÉMY S OSTŘENÍM ANEB FRONT A BACK FO- CUS [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [34] Ostření [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [35] PIHAN, R. Fotoškola - 4.díl: Clona a vše kolem ní [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < 73C2184FD265A7C1C D8.html>. 73

75 POUŽITÉ ZDROJE [36] Uzávěrka a clona [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [37] Clonové číslo [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [38] VARGA, K. PhotoHint 4: Hloubka ostrosti [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [39] DOLEJŠÍ, T. Pracujeme s hloubkou ostrosti [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [40] SLAVÍČEK, T. Jak číst v histogramu [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [41] RWILDING How to use a Histogram [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [42] Barevná teplota [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [43] Barevná teplota ve fotografii [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [44] PIHAN, R. BLESK - 3. VYVÁŽENÍ BÍLÉ A BLESK [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [45] Vyvážení bílé [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < [46] PIHAN, R. Vše o formátu RAW 1.díl [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < D92051B776BC AAA3F.html>. [47] Exif [online] [s.l.] : [s.n.], [cit ]. Dostupné z URL: < 74

76 SEZNAM SYMBOLŮ, VELIČIN A ZKRATEK Seznam symbolů, veličin a zkratek AWB Automatic White Balance / Automatické vyvážení bílé ČVUT České vysoké učení technické DSLR DP DPI DPP Exif FSv JPEG RAW Digital Single-Lens Reflex camera / Digitální zrcadlovka Diplomová práce Dots per inch / pixely na palec Digital Photo Professional Exchangeable image file format Fakulta stavební Joint Photographic Experts Group raw / surový, neupravený, hrubý 75

77 Seznam obrázků 1.1 Řez digitální zrcadlovkou (zdroj: [11]) Canon EOS 1100D (zdroj: [12]) Canon EOS 5D MARK II (zdroj: [12]) Canon Lens EF mm (zdroj: [12]) Canon Lens EF 50 mm (zdroj: [12]) TAMRON mm (zdroj: [13]) Exteriér - pivovar Petrovice (zdroj: autor) Snímkování gotické stěny v interiéru (zdroj: Ing. Jiří Vidman) Rozdíl mezi APS-C a full-frame snímačem (zdroj: autor) Objektiv určený pro full-frame (zdroj: autor) Objektiv určený pro APS-C (zdroj: autor) Efekt bloomingu (zdroj: autor) Efekt moaré (zdroj: [20]) Schéma sférické vady (zdroj: autor) Sférická vada (zdroj: [24]) Schéma vady astigmatismus (zdroj: [26]) Astigmatismus (zdroj: [25]) Geometrické zkreslení obrazu (zdroj: [22]) Efekt zkreslení objektivu (zdroj: autor) Efekt aberace (zdroj: autor) Efekt vinětace (zdroj: autor) Efekt bokehu (zdroj: autor) Automatické ostření (zdroj: autor) Rozložení ostřících bodů (zdroj: autor) Hloubka ostrosti (zdroj: [39]) Hloubka ostrosti při ohnisku f=35 (zdroj: autor) Kompozice snímku (zdroj: autor) Expozice snímku (zdroj: autor) Histogram (zdroj: [41])

78 6.4 Srovnání histogramů z obou kamer (zdroj: autor) Barevná teplota [K] (zdroj: [42]) Poloha světelného zdroje (zdroj: autor) Vliv polohy světelného zdroje na objekt (zdroj: autor) Srovnání snímků pořízených do JPEG a RAW (zdroj: autor) Pracovní prostředí programu Exif Reader 3.00 (zdroj: autor) Znázornění expozice na histogramu (zdroj: autor) A.1 Navržený plán snímkování (zdroj: autor) A.2 Provedený plán snímkování (zdroj: autor) B.1 Objektiv určený pro full-frame (zdroj: autor) B.2 Objektiv určený pro APS-C (zdroj: autor) B.3 Efekt zkreslení objektivu (zdroj: autor) B.4 Automatické ostření (zdroj: autor) B.5 Hloubka ostrosti při ohnisku f=35 (zdroj: autor) B.6 Expozice snímku (zdroj: autor) B.7 Vliv polohy světelného zdroje na objekt (zdroj: autor) B.8 Pracovní prostředí programu DPP (zdroj: autor) C.1 Zobrazení stromové struktury složek - DVD 1 (zdroj: autor) C.2 Zobrazení stromové struktury složek - DVD 2 (zdroj: autor)

79 Seznam tabulek 1.1 Porovnání základních parametrů Rozdělení objektivů podle ohniskové vzdálenosti Porovnání základních parametrů Rozdělení hodnot ISO Testování citlivosti při osvícení scény přirozeným světlem Technické údaje pro objektiv Canon 50 mm Testování citlivosti při osvícení scény přirozeným světlem Technické údaje pro objektiv Tamron 18 mm respektive Canon 35 mm Testování citlivosti při osvícení halogeny Technické údaje pro objektiv Canon 35 mm Efekt vinětace v exteriéru Efekt vinětace v interiéru při AS Efekt vinětace v interiéru při HS Zdroje světelného záření Vyvážení bílé

80 SEZNAM PŘÍLOH Seznam příloh A Plány snímkování 80 B Testové snímky 83 C Digitální médium (DVD) 92 79

81 A. PLÁNY SNÍMKOVÁNÍ A Plány snímkování Tato část přílohy obsahuje: Navržený plán snímkování v exteriéru a v interiéru Provedený plán snímkování v exteriéru a v interiéru 80

82 A. PLÁNY SNÍMKOVÁNÍ Obr. A.1: Navržený plán snímkování (zdroj: autor) 81

83 A. PLÁNY SNÍMKOVÁNÍ Obr. A.2: Provedený plán snímkování (zdroj: autor) 82

84 B. TESTOVÉ SNÍMKY B Testové snímky Tato část přílohy obsahuje: Porovnání objektivů určených pro full-frame Porovnání objektivů určených pro APS-C Efekt zkreslení objektivu (zdroj: autor) Automatické ostření (zdroj: autor) Hloubka ostrosti při ohnisku f=35 (zdroj: autor) Expozice snímku (zdroj: autor) Vliv polohy světelného zdroje na objekt (zdroj: autor) Pracovní prostředí programu Digital Photo Professional 83

85 ČVUT Praha B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.1: Objektiv určený pro full-frame (zdroj: autor) 84

86 ČVUT Praha B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.2: Objektiv určený pro APS-C (zdroj: autor) 85

87 B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.3: Efekt zkreslení objektivu (zdroj: autor) 86

88 ČVUT Praha B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.4: Automatické ostření (zdroj: autor) 87

89 B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.5: Hloubka ostrosti při ohnisku f=35 (zdroj: autor) 88

90 ČVUT Praha B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.6: Expozice snímku (zdroj: autor) 89

91 ČVUT Praha B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.7: Vliv polohy světelného zdroje na objekt (zdroj: autor) 90

92 ČVUT Praha B. TESTOVÉ SNÍMKY Obr. B.8: Pracovní prostředí programu DPP (zdroj: autor) 91