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適正露出 2006/06/16

写真撮影に関する技術的な話になると、必ずと言って良いほど出てくる
「適正露出」。

明確、単純に定義すれば「作者の意図通りの写真を作成するために必要
な露出」である。この定義は正しいと思うけど、「では、その露出はどのよ
うにして求めるか。」ということが、実は一番重要。撮影時に完成するであ
ろう写真を正確にイメージして、その通りに撮影することができるケースは
非常に少ない。唯一思いつく例は、スタジオでの広告写真のような、光や
被写体を撮影者がかなり自由に制御することが可能な場合である。それ
以外の撮影においては、作者の意図を正確に写真に反映することはとて
も難しい。

では、適正露出とは何なのだろう?難しく考えずに答えるとすれば「完成
した写真の中に白飛びや黒つぶれがなく、正確な色と階調が表現されて
いる露出」ではないかと思う。ただ、これにも足りない部分がある。「ノイズ」
である。「ノイズ」とは元の被写体には存在していないのにできあがった写
真に存在する「ゴミ」のことで、SD の場合、特に写真の暗部、それも均一
な色彩を持つ部分に多く出現する。

なぜ均一な色彩を持つ写真の暗部でノイズが目立つかは簡単に説明でき
る。ノイズの発生原因は2つ、イメージセンサーの感度ムラと熱雑音である。
「熱雑音」と言うのはイメージセンサーに対して使うには不適切で、「熱雑点」
とでも言わなければいけないかも知れない。ただ、ノイズと言う言葉自体、
元々は無線やオーディオの分野で使われていた言葉なので、つい「熱雑音」
と表現してしまう。で、ノイズがピントが来ていない写真の暗部で目立つ理
由についてチョット書いてみる。

センサーが受光すると、その受光部に電荷が発生する。カメラはその受光
部に発生した電荷の値を読み取って、数値に直して記録する。実際にはもっ
と複雑なことをいっぱいやるのだけど、話を単純化するためなのでお許し願
いたい。

さて、12 ビットの値を使ってイメージセンサーからのデータをデジタル化する
場合、十進数で表現すると、0 から 2 の 12乗 -1 である 4,095 の値になる。
センサー各ピクセルの感度のばらつきやノイズがある場合最大では 100 以
上の値になることがあると思われる(熱雑音が多く発生した場合)。このラン
ダムな値が実際に各センサーが受光により発生した電荷に対して加算される。

例えば本来 10 にならなければいけないものが 17 になったり、5 になってし
まう(感度にばらつきがある場合)。これは本来の値からすれば、+ 70% ある
いは -50% になるのだから、大変な違いである。ところが、本来 2000 になる
べき値が 2007 や 1995 になったとしても、割合で言えば 1% 以下の差異に
過ぎない。これが、暗部でノイズが目立つ理由である。センサーの感度ムラ
に対する補正は、おそらくどのカメラでも行われていると思うし、FOVEON セ
ンサーも、各ピクセルごとに補正値を持っていると推測できるけど、実際のこ
とはわからない。

単一の色彩で、ある程度の面積を占める被写体がある場合、このようなノイ
ズは特に目立つ。青空とかピントの合っていない緑の背景、あるいは低照
度の赤い壁のような原色(RGB)系の色の場合には余計にはっきりしたノイズ
が観察される。このようなノイズを発生しにくくする方法がある。多めに露出
を掛けることである。全体の露光量が上がれば、ノイズは出にくくなる。

めでたしめでたし・・・。

と言うことで済んでしまえば、常にオーバー目に露光することが適正露出に
なる。が、残念ながら、話はそう簡単ではない。SD9/SD10 において露出過
多は実にやっかいな問題を引き起こす。単純には「白飛び」であるが、それ
以上に、赤や黄色などの原色が画面の中にあると、あっさり飽和する。単に
飽和するだけならまだ可愛い。なぜか純色になってしまう。具体的には、補
色の値が 0 になる。また、極端な場合には、赤が黄色になったり、黄色が
白になったりする。黄色い花を露出オーバーで撮ると、常に真っ黄色、すな
わち、RGB の B が 0 という色になるか、白になる。あるいは純色に近い赤
で少し露出を多めに掛けると、黄色になってしまうことがあるのは皆さんご
存じの通りだ。だから、他のデジタル一眼で原色系の色でこのような現象が
起きるかどうか知りたいと思っている。おそらくFOVEON 独特の現象ではな
いかと思うのだけど、もし、他のデジタル一眼でもこのような現象が出るので
あれば教えて欲しい。

だんだん、まとまりのない記事になって来た。(^^;

無理矢理まとめると、少し多めに露出を掛けるとノイズは少なくなる。が、原
色系の色彩(特に赤と黄色)が主題に含まれるか、多くの面積を占める場合
には、正しい色が出ないので、少なめに露光するのが良い。

風邪を引いてしまって、体調不良。ゲホゲホ状態です。

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