出かけた時は写真をアップします。ラプラシアンフィルタ前回の続きです。前回は簡単なエッジ検出のフィルタを紹介しました。効率的で高性能なエッジ検出フィルタの係数がいくつか有ります。フィルタは隣の画素との差を表します。デジタル離散値において隣との差は微分と同等。いったフィルタを微分オペレータと呼んだりします。最後に紹介した、四方向のエッジを検出するフィルタはラプラシアンオペレータと呼ばれます。ラプラシアンオペレータにもいくつか有名な係数があります。左は前回の最後で紹介したものと同じです。それぞれのオペレータでエッジを検出すると以下の様になります。エッジ検出と行っても、係数で大分結果が異なることが分かります。最後のオペレータはこの画像においてエッジよりもノイズ成分をかなり強調してしまっています。これまで紹介したのは3×3のフィルタですが、5×5のフィルタを使うと、より離れた部分の情報をもってこれるので性能が上がります(ただし計算量は膨大に増える)フォトショップでは5×5まで対応しています。5×5のラプラシアンフィルタの例。この係数を使ったオペレータではエッジとして検出したい部分を綺麗に検出できているのが分かります。空間フィルタは画像処理の基礎の考え方の一つです。空間フィルタの係数によって、画像をぼかしたりエッジを検出したりできます。今回は最も簡単なエッジ検出をやってみます。下の図が横方向のエッジを検出する一番簡単な空間フィルタです。これだけだと意味がわからないと思いますので、このフィルタを下の図の様な4*3画素の小さな画像にかけてみます。書いてある数字はその画素の輝度を表わしています。255が白で、0が黒。それぞれの画素に順番にかけていきます。隣の画素との値の引き算を意味します。最後までフィルタをかけると以下の様に。暗い部分と明るい部分の境界(エッジ)が検出されています。下の画像に同じフィルターをかけてみます。フォトショップを使うとフィルタの中のカスタムで簡単にできます。5×5の空間フィルタが作れます。横方向にみた時のエッジが検出されました。縦方向だと下のようになります。上下左右四方向のエッジを検出するには下のようなフィルタをかければOKです。(月)・簡易的なレンズ性能のチェック今回は簡易的なレンズの性能のチェック方法を紹介します。レンズの性能と一言に言ってもいろいろな観点での性能が有ります。解像度とくに周辺部での像の安定性です。解像性能としてはそもそものレンズの設計上の性能と個体ばらつきによる性能が有ります。どんなに設計性能が良くても、個体で片ボケしたりしていると実際はあまり良くない可能性があります。専用チャートを撮影するのではなく、遠景を撮影します。このように対角線上になるように撮影します。このレンズは左側がわずかに悪い気もしますが気にするほどでもなさそうです。(土)ベランダで花火撮影ベランダから花火大会(墨田ではない)が見えたので、インターバル撮影しました。15秒,F13,ISO100です。比較明合成をすればそれなりに見栄えがします。(金)・チャンネルミキサーとカラーマトリックスフォトショップの機能の中にチャンネルミキサーという機能があります。チャンネルミキサーを選択するとレッドブルーグリーンそれぞれの中にレッド、ブルー、グリーンのパーセンテージが選べます。わけがわからないと思います。てきとーに動かすと、色が目まぐるしく変わって暗くなったり、明るくなったり諧調が無くなったり。このチャンネルミキサーは画像の色作りの基本とされるカラーマトリックスと同じです。下の図がカラーマトリクスです。赤のセルの3×3行列がカラーマトリクスです。緑のセルのR'G'B'が出力です。彩度を1/4にするにはどのようなマトリクスをかければいいのか。1/4マトリクスRGBを1/4の25にする。明るさが1/4になってしまいます。彩度だけ変化させたい場合は、色空間を別の形式にして考えます。RGB形式は赤青緑で色があらわされるので直観的ではありません。YUV形式で考えます。Yが輝度、U,Vが色差なのでU,Vの値を半分にすると彩度も半分になります。RGB2YUV変換は以下の式です。U,Vの値を1/4にするならば、以下のマトリクスをかける事になります。変換色のU,Vの値を1/4にしたものです。上記のマトリクスをかけるとどうなるか...。変換したあとに、RGBに戻さなければいけません。下記のようにRGB2YUVマトリクスとYUV2RGBマトリクスの3×3行列の積が彩度を1/4にするカラーマトリクスです。行列の積の計算は高校三年の数学Cの教科書を参照してください。この情報をチャンネルミキサーに入れればちゃんと彩度だけが落ちた画像になります。使いこなせれば様々な処理がここで行えます。(水)・動物園でオリを消して撮る今回は動物園での撮り方です。第一回目ですが、二回目があるかどうかはわかりません。動物園の動物はかわいいですが以外とオリや柵が邪魔だったりします。像とかカバだとオリが無かったりしますが鳥とか、猿とかだとオリが邪魔です。そこで、オリを消して(目立たないようにして)取る方法です。オリを目立たせずに撮るには動物がおりから離れている必要があります。二番目の図のような状態。オリに近いと下の写真のようにオリが映りこみます。これは動物とオリのピント位置が近いためです。おりから離れている場合は動物にピントを合わせるとオリは大きなぼけになってほぼ目立たなくなります。動物がおりから離れているのを撮影するために望遠レンズが必須になります。オリのボケを大きくするには明るいレンズのほうが良いです。明るくて望遠だと非常に高価なレンズになってしまいますが...。(火)・多重露出で花をふんわりとる多重露出とか多重露光の機能が付いているデジカメで使える技です。機能が付いていなくても、後からパソコンで合成できます。花を撮るときに、多重露出で2枚撮影します。一枚は、ピントをぼかして撮影します。多重露出で合成されると下の様になります。確実に成功させるには三脚を使った方がいいです。Photoshopを使うと、合成方法が他にも沢山あるのでいろんな表現もできます。(日)・ボケの色でピントを判断する前回はボケの形でピント位置を判断することができるという内容でしたが、レンズによってはボケの色でもピント位置を判断できます。ボケの色と言われてもピンと来ないかもしれません。下の写真を見てください。ピント位置の前後で色が付いていることが分かります。ピント位置より手前側(後ピン状態)ではパープル系、ピント位置より奥側(前ピン状態)ではグリーン系です。この色づきは軸上色収差によるものです。いつもの軸上色収差の図です。波長によって屈折がかわるので、色が分かれて軸上色収差が発生します。この時ピント位置より手前と奥では色が異なります。軸上色収差が大きいレンズ(フリンジがでやすいレンズ)ではこの色を見ることでピント位置がどこかがおおざっぱに分かります。下の写真は点光源をピントをずらしながら撮影したものです。おおざっぱですが、色でピントの山を見つける事ができます。色の切り替わり点がほんとのピークで無いレンズもあります。(土)・花火を比較明合成で撮影する今回はデジカメならではの花火の撮影方法です。合成は邪道という人もいるかもしれませんがこれもテクニックの一つです。花火撮影で一番難しいのは露出です。シャッター速度を長くするには絞りを絞る必要があります。適正の露出が分からなくて花火の種類によっては白飛びしてしまいます。スターマインによっても花火の種類によって明るさが違う。逆に絞りすぎると全体が暗くなって花火が写りません。白飛び暗い特に、皆が撮りたいけど白飛びして難しいというのがスターマインだと思います。豪華なので長い時間シャッターを開けたい、しかしそうすると白飛びしてしまう。絞りを絞りすぎると特に大きく上がった花火が暗くなりすぎる...など。そこで裏技的な手法が比較明合成です。5秒-10秒位の比較的短い露光時間で白飛びしないくらいの適正露出を得るF値にします。F16位?スターマインが上がっている間、この設定で連続撮影します。(ホワイトバランスは固定してください)こんな感じのが何枚も。途中から線が出てたりしますが気にしません。何枚も撮った中からいい感じのを選択して比較明合成します。比較明合成はフォトショップでも、フリーのソフトでもできます。花火の光っている部分だけ合成されて豪華になります。(木)・ボケの形でピントを判断する前ボケと後ろボケの向きの関係の項目で前ボケと後ろボケで向きが逆転することが分かります。そこで、これを利用したピント合わせ方法があります。これがバーティノフマスクです。バーティノフマスクは暗い夜景や星等の点光源でAFでは上手くピントが合わせられない時に活躍します。原理は開口部における回折の利用です。開口部(スリット)の端面で光の回折が起こりスリットと垂直の方向に光が伸びます。非対称なマスクなので前ピン後ピンが分かりピント合わせが容易になります。ピントが合っていない時ピントが合っている時ピントを合わせたらマスクをはずして撮影します。自分で作成するときは、端面が鋭くなるようになるべく薄い素材を使うと良いです。スリットをあまりにも細かくすると破れてしまうのでスリットを少なくするか、丈夫な素材にする必要があります。スリットが少ないと入ってくる光の量が少なくなって暗くなるという問題が起こります。ベストな素材は絞り羽に使われているようなとても薄くて金属製、反射防止で黒く塗られているものです。ハンズでも売っていないか...。(月)・日の丸構図は必ずしも悪ではない主要被写体が中心にドンといるのが日の丸構図です。日の丸構図は工夫がないとか、良くないとか言われがちですが必ずしもそうではないと思っています。撮り方を工夫したり、被写体によっては十分ありえる構図です。下の写真は日の丸構図ですが個人的に良いと思っている写真です。工場夜景を撮影してきました。普通の夜景撮影と同じで大丈夫だろうと思っていましたが意外と難易度が高い。難易度が高い理由1:海に近いので、風が強く、三脚に設置してもブレる2:工場は点光源が多いのでAFでは精度が微妙。3:街に比べて暗いので露光時間が長くなる(ぶれやすい)とにかくブレとピントが大敵なので、撮影中に色々工夫をしていきました。1:海に近いので、風が強く、三脚に設置してもブレる三脚の足を短くして、風の影響をあまり受けないようにします。脚を伸ばさなくてもいいくらい。カメラのストラップが風で揺れの原因になるので、三脚に巻きつけます。2:工場は点光源が多いのでAFでは精度が微妙。ライブビューで拡大表示してMFでピントを合わせます。点光源なので星と同じ感じです。ピントリングをゆっくり回していき、点光源が一番小さくなる位置を探します。これは経験が必要かもしれません。3:街に比べて暗いので露光時間が長くなる(ぶれやすい)なるべく絞って、光芒を出したいのですが絞ると露光時間が長くなります。ある程度は絞りを開いて(F8位)感度も若干あげます(ISO400位)露光時間が10秒ほどであればあまりブレなかったです。その他の基本は夜景撮影と同じです。リモコンかレリーズか2秒タイマーで撮影。ホワイトバランスが難しいので基本はRAWで撮影(オススメは白熱灯ですが)。ある程度離れた場所から狙うので望遠レンズがあったほうがいいです。あと、水平出しは大事です。最近のデジカメには多重露出機能が付いたものがあります。多重露出は複数枚撮影した画像を一枚に合成する機能です。合成する手法として主に三種類あります。次の二枚の画像を合成する場合を考えてみます。(A+B)/2一番一般的な合成方法かと思います。二枚の画像の平均を取ります。A+Bこっちも一般的です。合成枚数が増えるほど、画像が明るくなります。A:BAとBの明るい所だけを採用する方式です。天体撮影でよく使用されます。そのほかに良くつかわれる合成も紹介します。A:B比較明の逆です。|A-B|引き算をして絶対値をとります。似ている二つの画像の違う部分を見つける事ができます。動いた部分がすぐに分かります。まちがいさがしも超簡単見つかります。下の二つの画像にはまちがいが13個あります。写真のボケは日本発祥の技法です。英語でもbokehといいます。ボケにもピントを合わせた面よりも前を前ボケピントの合わせた面より後ろを後ろボケと言います。絞りは円形だったり、対称な多角形です。前ボケと後ボケでボケの向きが変わります。青い点光源にピントを合わせました。赤がピント位置より奥です。下の図は、点光源から出た光が、ハート形のマスクを通過後、レンズで結像する様子を示しています。結像部分は点光源から出た光が点になりますが、それ以外の部分はハートの形をしています。下の図は上方から見た時の三つの点光源の様子を示しています。ボケの向きが前ボケと後ボケで逆転しているのが分かります。像面に写った図ハートボケや★ボケをやって遊ぶ場合には、被写体とボケの位置関係で向きが逆転してしまうので、気をつける必要があります。前ボケを正位置のハートにするにはレンズの前につけるマスクを逆さにしなければなりません。(日)都心でもいろんな生き物がいる近くの少し大きめの公園に行ったら、カワセミがいました。皆、けっこう本格的なカメラで撮影に来ていた。僕はその時に持っていたレンズで一番長いのが135mmだったのでとても後悔。カワセミが居る池をヘビが泳いでいました。ウミヘビならみたことあるが、ヘビが泳いでいるのは初めてみた。きれいなアゲハチョウや、ベランダの近くに止まったツバメなど。雨だから撮影に行かないというのはもったいない。あじさいは雨のほうが雰囲気出る。今日は雨だからこそ撮れる写真です。この撮影は、マクロレンズと外付けストロボを利用しています。外付けストロボはワイヤレス発光でカメラと被写体の反対方向から当てます。この撮影のコツは前ボケと後ボケを適度に入れることです。虹色のボケを出すためには前ぼけになる水滴にうまいことストロボ光を当てなければいけないので、何枚も微妙に角度を変えて撮影する必要があります。この撮影の一番難しい部分は、ストロボの強さと絞りの関係です。絞りで露出を調整します(ハイスピードシンクロが使えない場合)ストロボ光はガイドナンバー36のフル発光では強すぎでした。1/8ぐらいがバランスを取りやすく感じます。カメラやストロボが防滴仕様でない場合、ビニール袋などで濡れないように気をつけてください。(金)・天体撮影用アイテム私が天体撮影で使っているシステムを紹介します。PENTAX(ペン...価格:96,800円(税込、送料込)ペンタックスのカメラであればセンサ手ぶれ補正機能を応用した天体追尾ができます。価格:17,017円(税込、送料込)ホットシューにつけるだけで極軸合わせなどせずに簡単に天体を追尾することができるアクセサリ。SH-80...価格:18,309円(税込、送料込)しめる箇所は多いほうがいいので2ハンドルタイプの3軸タイプの雲台です。固定する為に大型の雲台を用いています。風などの微妙な振動でぶれてしまうのでできる限りブレを抑える為にテレホルダーを使用します。3段『3~4営業日...価格:80,870円(税込、送料別)天体撮影でブレは大敵なので三脚は脚の太い剛性があるしっかりしたものが必要です。微妙に傾斜がある場所にも対応できるレベリングタイプ。PENTAX(ペン...価格:21,800円(税込、送料込)センササイズが小さいので、システム全体を小さくできます。35mm換算5倍で、超望遠システムが簡単に作れます。ニコン1でも良いと思う。コ・ボーグ36ED200mmF5.6相当の望遠鏡です。小さくて軽い割に解像度が高い。ナノ・トラッカー【コンパクト赤...価格:18,309円(税込、送料込)小さくて安いのでとりあえずの入門にお勧めです。【7/8am11:59迄ポイント3倍】【Joshinはネット通販部門1位(アフターサービスランキング)日経ビ...価格:3,700円(税込、送料込)大まかな極軸合わせが簡単にできるアクセサリーです。ナノ・トラッカーにはポーラメーターをつけるためのシューがないので市販の安いものを買ってきて工作する必要があります。本来ならポラリエという赤道儀のアクセサリです。専門【...価格:7,106円(税込、送料別)換算1200mmだと、空のどこにカメラを向けているのか分からなくなります。ドットサイトと呼ばれる照準器があるとどこにカメラを向けているかすぐに分かります。ライフルにつけるスコープみたいな感じのアイテムです。BK【7/8am11:59迄ポイント3倍】【Joshinはネット通販部門1位(アフターサービスランキング)日経ビ...価格:16,478円(税込、送料込)赤道儀の上につける雲台はネジをぎゅっと締めたときに位置が微小変化しない精度の高いものを用いています。自由雲台で評判の高い梅本製作所のOEM品です。一眼レフの時と同じものです。(水)・マクロレンズにクローズアップレンズをつけても意味がないクローズアップレンズはお手軽価格でマクロ撮影ができる便利なアイテムです。マクロレンズをもっていて、そこにクローズアップレンズをつけてもほとんど意味が有りません。マクロレンズをすでに持っている方は注意が必要です。クローズアップレンズに像倍率を大きくする力はありません。最短撮影距離を短くするだけです。被写体に近づけないレンズにつければ被写体に近づいて撮影できる分、像倍率が上がります。マクロレンズはそもそもが被写体に近づけるレンズなのでそこからさらに近づけるようになる距離は小さいので像倍率はほとんど変わりません。そもそも、クローズアップレンズは倍率1倍とか2倍という計算ではないので分かりずらいです。下の図は最短撮影距離が80cmのレンズの場合のピントの合う位置です。右がクローズアップレンズのNo2をつけた時のピントの合う位置です。No2では50cmより手前でピントが合うようになります。どこまで近づけるかは元のレンズの最短撮影距離に依存します。30.77大体30cmまで近寄れるようになります。近寄れる分、大きく写せます。下の図は最短撮影距離が10cmのマクロレンズの場合です。右がクローズアップレンズのNo2をつけた時のピントの合う位置です。8.3大体8cmまで近寄れるようになります。10cmまで寄れるレンズなので、8cmまで寄れてもあまり像倍率は変化しません。元から寄れるレンズにはクローズアップレンズをつける必要がありません。No10のクローズアップレンズをつけるとどうなるだろうか。55cmまで寄れるようになります。No2からNo10に変えても3cmしか最短撮影距離が短くなりません。寄れるレンズの場合、ナンバーが大きいクローズアップレンズをつけても変化が小さいです。下の図を見ると、ピントの合う範囲が非常に狭いことも分かります。ピントの合う範囲がレンズ内にめり込んでいます。計算上はレンズ先端より内側にピントが合うというわけのわからないことになってしまいます。書いてあるものがあります。MCはレンズ表面にマルチコートが施されていることを意味します。薄膜を多層コーティングすることで光の反射を抑えます。光の無用な反射が抑えられることで、フレアやゴーストの発生を減らすことができます。ACはアクロマートの事です。アクロマートは軸上の色を二色消しをしたレンズの事を言います。軸上色収差を補正してあるのでフリンジが出にくくなります。SIGMAのレンズなどにはAPOと付いているものがあります。(ペンタックスKマウント)価格:19,191円(税込、送料込)これはアポクロマートの事です。アポクロマートは三色の色消しなので軸上色収差が更に抑圧され、フリンジが出にくくなります。