光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
Professor retired, Department of Photonics, National Chiao Tung University 交通大學光電系退休教授
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光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
2021年6月27日 星期日
第七章 建構賞心悅目的影像(ㄧ)
構圖是用視覺元素組合而成的,站在哪裡用什麼視點拍攝一張照片並不是偶然決定的,就像我前面所說的像開車一樣,是本能地不加思索的決定。是您特意在那個位置和那個角度(視點)擺設相機,取景後拍攝的具有個人情感和風格的影像。如上圖用iPad mini拍攝的台中武界水庫的風光,我使用前景中圓形樹冠的視覺效果完美地反映了遠處的山脈和弧形雲朵的形狀。在相框右側包括弧形蘆葦和鮮豔的黃色藺草創造動力(視覺能量感),中景的三角形的山腳與水收斂引導視線到遠山與藍天白雲。 圓形和三角形的對比形狀導致這種競爭關係爭奪注意力。
畫家繪畫時,從空白畫布開始,混合塗料,並以線條、幾何形狀、圖案、顏色和紋理的形式將這些元素添加到畫布上而形成一幅畫。如果場景中有他們不想要的東西,他們就不畫上去。因此,如果在山坡上有一個巨大的電線杆,那麼好吧,畫家根本就不畫它。如果天空的顏色錯誤,那也沒關係。畫家只需混合塗料獲得所需的顏色即可。天上沒有烏雲,沒問題,畫家可以添加一些。繪畫是一門添加的藝術。
攝影是相反的。當您通過取景器查看時,您的影像已經為您畫上了一個完整的場景,具有其自然的奇觀和榮耀,包含了您需要的所有元素,但可能是雜亂無章的。作為攝影師,您的工作是確定場景中的哪些元素和物體對您的構圖很重要,而哪些是不重要的。重要的是需要有序;更重要的是不重要的部分必須刪除。因此,攝影是一門刪除的藝術。
最後,畫家和攝影師達到同一目的:創作反映他們個人觀感與感情的影像。但是,他們達到目的的方式有何不同呢?畫家添加繪畫的元素,攝影師必須將不要的拿掉。這就是構圖的全部內容以及照片的拍攝方法。
學習刪除的藝術
從影像空間中刪除視覺信息所需的所有工具都就在您手中—-相機的控制。在前面的章節中我已介紹了相機控制的物理和技術(它們在哪裡和能做什麼)。在本章裡,我想解釋如何創造性地使用它們。
相機裁剪
從影像空間中刪除物體和細節的最明顯方法是,拿起三腳架移近物體(或者,如果您手持相機就走靠近一點)來進行物理(實質地)裁剪。我強調此方法不是停留在原地,使用更長焦距的鏡頭來縮小視角,其原因與焦距的改變對空間的影響有關。當然,使用更長焦距的鏡頭來減小視角,從而裁剪主要拍攝對象的周邊細節是您可以使用的工具。不過,影響兩個或多個物體在不同平面上的關係可以忽略(或不重要)時,它是一種完全合適的方法。
以下兩張系列的影像清楚地顯示了從影像空間邊緣進行物理裁剪信息的效果。第一張影像,我將相機移近主體,並用標準鏡頭對焦在前景的小瀑布上。結果,裁剪了邊緣細節,但是前景對象(小瀑布)和背景對象(大瀑布)之間的空間關係保持不變,從而保持了深度感。第二張影像是我保持在較遠的位置,並變焦到更長的焦距,邊緣細節也被裁剪,讓大瀑布接近一樣大小,但是,前景對象(小瀑布)和背景對象(大瀑布)的關聯方式(空間關係)也發生了變化。兩個對象之間的空間已被壓縮,使它們看起來更靠近,從而使影像更平坦。
這兩個影像雖都複製原始場景,但它們是不同的。這個例子說明了攝影藝術的重要意義。攝影就像音樂。一旦有了基本音符,就可以用許多不同的方式來演奏它們。您也許聽過交響樂團和搖滾樂隊演奏的貝多芬第九交響曲的合唱部分。音符雖是相同的,但每個樂團對這些音符的詮釋都非常不同。不是風格的對與錯,只是有所不同。在數位攝影中音符表示視覺數據(場景的元素);數據的詮釋通過照片的處理(即構圖、曝光、列印或數位顯示)的形式來表示。
有時也有必要消除醜陋的光線。攝影師知道,觀眾的眼睛首先被吸引到影像中的最亮區域,所以我們可以明智地選擇故意排除森林中的小瀑布,它被太陽光照射得太亮了。這不僅僅是一個構圖問題,消除瀑布的明亮部分也可以幫助確保場景的對比度不超過相機的動態範圍。
一些攝影師拒絕緊密構圖,因為他們隨後可以在拍攝完後製時裁圖。這很容易做到,我也經常在必要時裁切一點點。裁剪可以產生精緻的影像,但它有潛在的缺點。如果裁剪丟棄大量像素,則可能沒有足夠的餘量列印高品質的印刷品。但是,對於較小的列印文件,或者對於Web應用,適度裁剪通常是可以接受的。這是您的選擇。我的選擇,我認為最好的方法是在相機中嚴密而仔細地進行構圖,這樣就不需要進行進一步的裁剪。
對焦與景深
當裁切是不可行或不合需要時,必須採用其他方法去除影像中不要的細節。其中一種選擇是讓它模糊掉。鑑於我們的主要意識是視覺,人類是視覺的生物。 在攝影中,我們可以通過使用清晰度(對焦)和表現清晰度(景深)來強調和賦予影像空間中物體的次序。
讓我們看一個例子。 在下一張影像中,背景混亂且分散注意力。 但是,使用大的鏡頭光圈會使背景中的細節模糊到消失的程度。因為我們是視覺生物,所以我們將注意力集中在看起來清晰而忽略了失焦細節的物體上。細節越模糊,大腦越無法從大腦的角度對其進行處理。 順便說一句,這也是在野生動物照片中,在大多數情況下動物的眼睛應顯得清晰的原因。
除了隱藏或顯現拍攝對象外,對焦和景深還可用於決定在影像空間中看到多個拍攝物體的順序。重點不是二元的;相反地,越少強調的對象和細節就讓它們越模糊。因此,使用選擇的景深會在影像空間中出現多個物體時產生一種秩序感。用這些術語來思考構圖,將使構圖的力量和攝影師創造影像的能力變得更加明顯,而不僅僅是簡單地記錄事件或時刻。
消失在光中
您可以使用來刪除場景細節的第三個工具是曝光。當我們想到曝光時,通常會考慮在整個色階範圍內揭示細節。但是,從相反的角度來看,可以使用曝光來隱藏不需要的細節。例如,讓陰影區域曝光不足,可以讓它們變得沒有細節的黑色;或者可以過度曝光淺色階,使它們變得毫無特徵。
過度曝光淺色階的效果可能微妙或顯著。例如,在右圖的夫妻樹照片中,我拍攝一個高調影像,很明顯地過度曝光明亮單調的濃霧對光的散射(有人稱之為白牆)。為此,我向明亮濃霧測光,並增加2.3擋曝光。在後製處理時添加對比度,以強調形狀、圖案和紋理。
您還可以使用不同的技術來獲得相同的結果。在拍攝昆蟲影像中,將主題放置在從下面照亮的半透明架子上,然後使用閃光燈將主體照亮。背光會使背景過度曝光為無特徵的白色。使用這種技術可以免除後製的需求。另外,充分利用了空白的力量,針對高光的過度曝光來獲得藝術和創意效果。同樣地,您也可以將主體置於單調對比色的背景,以便凸顯主題。
在曝光光譜的另一端,剪影是使用曝光不足去除視覺細節的一個明顯例子。在拍攝剪影影像中,讓陰影細節曝光不足,以去除設計元素的顏色、圖案和紋理。在這樣線條和/或形狀成為主要的圖形特徵。在右邊的「恩愛老夫妻」人像攝影中,白天的天然背光照明呈現人物剪影,而天花板的微弱螢光燈泡充當關鍵燈。我偏向於較明亮的人物曝光,導致昏暗的牆壁、天花板和地面的的陰影區域曝光不足,這導致觀者對人物的更多關注。在此影像中,我故意使掛著雜物的牆壁的陰影區域曝光不足,隱藏於深色階陰影中,以強調人物的輪廓形狀和他們的影子,這是另一個使用曝光作為去除多餘細節的工具的例子。
使用曝光不足來去除不需要的細節的另一個例子是低調微距攝影。右邊的照片是利用微距拍攝陽光照射的小雞,而背景隱藏在深色階陰影中,將被攝對像從分散注意力的背景中 分離出來。雖然是大白天離拍攝對像很遠的陰影來的光線強度比從拍攝對像的反射光弱得很多,因此前景物體比背景物體接收到更多的光。 通過對前景進行曝光(更多的光需要更短的曝光),需要長時間曝光的弱光背景將被曝光不足,並且呈現無特徵的黑色,讓小雞的絨毛清晰可見。另外,前景分岔的枯竹枝狀似雞腳,完全沒有違和感。
2021年6月11日 星期五
第六章 掌控您的相機(六)
拍攝飛行中的鳥
首先,將相機設置為AI-伺服對焦模式(佳能)或連續對焦(尼康),再選擇中央自動對焦目標感測器,並將驅動模式設置為最快的設置。然後根據自己的經驗將拍攝對象保持在相框內靠近中心,連續曝光幾張。在某種程度上,按照平均定律工作,拍攝的次數越多,就會拍到越多清晰的影像。通常,選擇一個中等範圍的快門速度,大約為1/60秒,以使鳥類的某些部分模糊,例如,機翼的運動比鳥類的飛行更快,但要保持眼睛和頭部的銳利。但是,如果您要凝結野生動物的動作,您可能需要用到1/1000秒以上的快門速度,端看動物的運動速度。
優先考慮
在某些數位單反相機,隱藏在相機選單內的另一個自動對焦選項是自動對焦模式優先選項。在默認設置(對焦和鎖定模式)下,相機僅在拍攝對象處於對焦狀態時才可啟用快門,以最大程度地降低(但不會消除)散焦照片的可能性。在對焦和跟踪模式下,優先釋放快門,無論拍攝對象是否對焦,都可以拍攝照片。通過自定義設置選單,通常可以更改這些優先級設置以適合您的個人喜好。例如,將尼康相機上對焦和跟踪的優先模式(連續伺服模式)更改為對焦優先級,這樣快門一直保持不啟動狀態直到拍攝對象清晰對焦才啟動,這是我在拍攝野生動植物時首選的模式 。
並非所有的自動對焦系統表面上看起來都一樣
似乎乍看之下所有這些技術都使拍攝移動物體變得毫無問題。對於任何曾經嘗試過的人,您都會知道這句話與現實有多遠。
所有自動對焦系統都存在兩個主要缺陷:追蹤速度和響應速度。要跟踪移動的物體,相機必須首先識別出物體正在移動。即使高端相機中,這也可能需要0.2秒左右的時間,足以讓飛行中的鳥兒或衝刺的獵豹從相框中消失。其次,為了追踪物體,鏡頭和/或相機中驅動自動對焦系統的電機必須發揮它們作用,但坦率地說,有些電機還是不夠快。
因此,從理論上講,當選擇對焦和跟踪模式時,相機將代替您管理對焦,但實際上該系統並不可靠。不可靠的程度在一定程度上取決於您使用的相機級別,因為並非所有自動對焦系統都是一樣的。在這方面,專業規格相機的較高成本為您帶來了更多的潛力。雖然並非總是如此。
預測重點
當自動對焦無法充分追踪移動的物體時,您可以使用一種稱為預測對焦的技術。這個技術就好像士兵射擊移動物體時,需要取一個「前置量」一樣。如果可以預期拍攝對象的位置,則這個技術將很有用。以拍攝獵鷹者圈養的鳥類為例。想像一下,一隻鳥是從T型廣告看板上飛到鷹獵者的手套上的。根據經驗,您知道隨著鳥兒的飛行會先俯衝到貼近地面,然後筆直而水平地飛行,然後再次上升,落在手套上。因此,您知道小鳥會經過某個點,所以您可以先用手動對焦該點的距離(自動對焦和鎖定起作用)。然後,當鳥兒開始飛行時,我可以通過取景器對其進行跟踪,並在到達預定位置時按下快門。在實踐中,我可能會在預先確定的對焦點之前拍三到五張,作為對焦點包圍的一種形式。儘管這只是ㄧ個例子,但理論上它適用於任何主題。關鍵是要能夠預測被攝者將要做什麼。
使用自動曝光/對焦鎖定(AE/AF-L)按鈕和啟動自動對焦(AF-ON)按鈕
在對焦和跟踪自動對焦模式下,按AE/AF-L鎖定按鈕將對焦鎖定在當前對焦距離,從而有效地禁用對焦和跟踪模式。對焦鎖定可用來在對焦後改變構圖,使您能對焦於將不在最終構圖中的對焦點上的主體。若相機使用自動對焦無法對焦時,對焦鎖定也可用來在對焦於具有與原始主體相同距離的其他物體之後重新構圖。當AF區域模式選為自動區域自動對焦以外的選項時,對焦鎖定效果最為顯著。 操作步驟如下:
鎖定對焦(AE/AF-L)按鈕
1、 對焦。 將主體置於所選對焦點上,並半按快門釋放按鍵開始對焦。確認觀景器中出現清晰對焦指示或單響蜂鳴音。
2 鎖定對焦。在AF-A 和 AF-C 對焦模式下,清晰對焦後釋放半按快門釋放按鍵,按住 AE-L/AF-L 按鍵 可鎖定對焦和曝光 (觀景器中將出現一個 AE-L 圖示)。按住AE-L/AF-L按鍵期間,對焦將保持鎖定,即使您稍後鬆開快門釋放按鍵也不會解除鎖定。在AF-S 對焦模式下,當清晰對焦指示器出現時,對焦自動鎖定,並保持鎖定直至您鬆開快門釋放按鍵。透過按下 AE-L/AF-L 按鍵也可鎖定對焦。
3 重新構圖並拍攝。 若保持半按快門釋放按鍵 (AF-S)或保持按下AE-L/AF-L 按鍵,拍攝期間對焦將保持鎖定,這樣可在同一對焦設定下連續拍攝幾張相片。
當對焦鎖定時,請勿改變相機和主體之間的距離。若主體位置發生變化,請以新距離重新對焦。
啟動自動對焦(AF-ON)按鈕
佳能(如,EOS 5D Mark IV)和尼康(如,D800E)在相機背後都配置有「AF-ON」按鈕,它被用於取代半按快門釋放按鍵對焦的功能,因此,功能與半按快門釋放按鍵相同。
1 對焦。 將主體置於所選對焦點上,半按快門釋放按鍵或按下「AF-ON」按鈕開始對焦。確認觀景器中出現清晰對焦指示或單響蜂鳴音。
2 鎖定對焦。在任何AF-S、AF-A 和 AF-C 對焦模式下,按住AF-ON按鈕清晰對焦和鎖定。按住AF-ON按鈕期間,對焦將保持鎖定,半按快門釋放按鍵失去對焦功能,相機不會重新對焦。
3 重新構圖並拍攝。
4 重新對焦。放開AF-ON,再將主體置於所選對焦點上,按下AF-ON按鈕或半按快門釋放按鍵對焦和鎖定。
利用手動對焦或使用對焦鎖定獲取良好拍攝效果
在以下情況時自動對焦的效果不佳。若相機無法在這些情形下對焦,快門釋放按鍵可能無法使用,但也可能出現清晰對焦指示且相機會發出蜂鳴音,使您在主體未清晰對焦時也能釋放快門。在 這些情況下,請手動對焦或使用對焦鎖定先對焦於相同距離的其他主體,然後再重新構圖。
- 主體與背景之間對比差異很少或沒有差異。例如:主體和背景的色彩相同。
- 對焦點內包含距離相機不同遠近的物體。例如:主體在一個籠子裡。
- 主體由規則的幾何圖案組成。例如:百葉窗或摩天大樓上的一排窗戶。
- 對焦點內包含亮度對比強烈的不同區域。例如:主體有一半在陰影內。
- 背景物體比主體大。例如:主體後面有樓房。
- 主體包含很多細節性景物。 例如:一片開滿鮮花的原野,或者其他細小或缺少亮度變化的主體。
- 在茂密的花叢中拍攝野生動物時,手動對焦或單點對焦通常是準確對焦相機的最快的方法。
- 在攝影中利用控制光圈與快門速度來管理入射到感測器的光量,稱為曝光值(EV)。
- 鏡頭光圈的f-數表示透鏡的焦距與光圈開口直徑的比例。f-數越小光圈開口直徑越大,進光量越大;f-數越大光圈開口直徑越小,進光量越小。f-數的擋變化等於將光圈區域的面積加倍或減半,也就是進光量加倍或減半。控制光圈設置很小或很大的光圈時,鏡頭性能會下降。
- 設置相對於運動和時間的快門速度將使拍攝物體靜止,使細節脫穎而出,或使拍攝物體模糊,從而產生速度和運動感。
- 對等定律。快門速度或鏡頭光圈的1擋變化等於曝光值加倍或減半,稱為對等定律,這意味著如果將到達感測器的光量加倍(加大鏡頭光圈),則必須將曝光時間減半(提高快門速度)以保持相同的曝光值,反之亦然。
- 暸解曝光要暸解測光,通過鏡頭測光儀將真實世界的所有內容視為18%反射的中間色階灰色。場景色階從黑到白可以細分為中等色階代表18%的灰色,比中色階高1擋是淺灰色,比中色階高2擋變成白色;比中色階低1擋是深灰色,比中色階低2擋變成黑色。
- 用點測光模式分別測量高光區域與陰影區域來評估場景的動態範圍。場景的動態範圍超過相機動態範圍可考慮包圍曝光或其他策略拍攝,再合併拍攝影像創建高動態範圍影像。
- ISO與曝光的關係。ISO術語就是光轉換為電子訊號的放大倍率,ISO比標準值(ISO100)高一倍(升一級)對應EV值高一擋,因此與快門速度或鏡頭光圈符合對等定律。
- 使用直方圖和高光警示。拍攝完後立即檢視直方圖,讓高光部分盡量接近但不接觸圖形的右邊緣,避免高光色階裁切以便保留高光的細節,陰影部分盡量接近但不接觸圖形的左邊緣,以便保留陰影的細節。對於高動態範圍的場景,數位曝光法則:對高光準確曝光再處理陰影。
- 特定的場景使用特定的測光模式,動態影像矩陣測光模式相當有效,其他靜態場景點測光模式很有效,尤其是拍攝主體隱藏在前景後方和高調與低調的影像時特別有用。
- 自動曝光模式會受到取景器遮蔽與否、構圖改變、背景變化和主體的影響,我常用手動曝光。
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攝影是 透過鏡頭(透鏡) 將遠處的物體,形成縮小的像記錄在底片或光感測器上。光學上定義像距(Si)與物距(So)的比值為像的放大倍率,M=Si/So;反之, 放大倍率的倒數, 1/M= So/Si=R,稱為縮小倍率。所以 縮小倍率越大,影像越大。 在固定光圈F數之下,一般人都...
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攝影想要有長景深,一般人直接會想到小光圈(大f數),或許加上短焦鏡。然而在一個特定光圈和焦距的設定下,我們都可以找到一個對焦距離(物距),使得後景深無窮長,而前景深等於二分之一的這個物距。換句話說就是,將相機對焦在這個「超對焦距(hyperfocus)」時,從二分之一的超對焦距...
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退休+手機真好! 紅花韭蘭 , 葉子扁平(蔥蘭葉子圓且中空),又名風雨蘭,種在破鋁盆擺在家前陽台已超過20年。平常澆澆水,少施肥。偶而出遠門,沒人照顧,回來還健在。20幾年來,不太注意何時開花,完全忽視她的存在。昨天看到枯萎-ing的紅花,心血來潮,讓她做個主角。以手機拍照下...