Porównanie fotografii cyfrowej i filmowej - Comparison of digital and film photography
Na początku XXI wieku fotografowie i filmowcy rozważali zalety fotografii cyfrowej w porównaniu z fotografią filmową, po tym, jak konsumenckie aparaty cyfrowe stały się powszechnie dostępne. Fotografia cyfrowa i kinematografia cyfrowa mają zarówno zalety, jak i wady w porównaniu z fotografią nieruchomą i filmową . W XXI wieku fotografia stała się głównie cyfrowa, ale tradycyjne metody fotochemiczne nadal służą wielu użytkownikom i zastosowaniom.
Jakość obrazu
Rozkład przestrzenny
Jakość wizualną fotografii cyfrowej można oceniać na kilka sposobów. Liczba pikseli obrazu jest związana z jego rozdzielczością przestrzenną i jest często wykorzystywana jako wartość merytoryczna . Ilość elementów obrazu ( pikseli ) w przetworniku obrazu jest zwykle liczona w milionach i nazywana „ megapikselami ”. Gęstość pikseli czujnika określa limit ostatecznej rozdzielczości wyjściowej obrazów zarejestrowanych za pomocą tego czujnika. Inne czynniki, takie jak wpływ wzoru Bayera lub innego filtra na czujnik cyfrowy oraz algorytm przetwarzania obrazu używany do interpolacji nieprzetworzonych danych czujnika z pikselami obrazu. Większość czujników cyfrowych jest ułożonych w prostokątny wzór siatki, co sprawia, że niektóre obrazy (na przykład równoległe linie) są podatne na artefakty wzoru mory . Mora nie ma wpływu na folię ze względu na losową orientację soli srebra w emulsji, jednak wzór tych soli srebra może stać się widoczny po powiększeniu, tworząc na końcowym wyjściu wzory zwane „ziarnem”.
Rozdzielczość obrazów filmowych zależy od obszaru filmu użytego do nagrania obrazu ( 35 mm , średni format lub duży format ) oraz szybkości filmu . Szacunkowa rozdzielczość zdjęcia wykonanego aparatem na kliszę 35 mm jest różna. Więcej informacji można zarejestrować, jeśli używana jest błona drobnoziarnista , podczas gdy użycie optyki o niskiej jakości lub kliszy gruboziarnistej może skutkować niższą rozdzielczością obrazu. A 36 mm x 24 mm, rama ISO 100- prędkością folią początkowo szacowane na równoważnik 20 milionów pikseli, czyli około 23000 pikseli na mm kwadratowy.
Wiele profesjonalnych kamer filmowych wykorzystuje filmy średnio- lub wielkoformatowe . Ze względu na stosunkowo duży obszar obrazowania, jaki zapewniają te nośniki, mogą one rejestrować obrazy o wyższej rozdzielczości niż większość konsumenckich aparatów cyfrowych. W oparciu o powyższą gęstość pikseli, średnioformatowy obraz filmowy może zarejestrować równoważną rozdzielczość około 83 milionów pikseli w przypadku klatki 60 x 60 mm do 125 milionów pikseli w przypadku klatki 60 x 90 mm. W przypadku dużego formatu filmy 4 x 5 cali mogą nagrać około 298,7 mln pikseli, a 1200 mln pikseli w przypadku filmu 8 x 10 cali. Jednak, podobnie jak w przypadku systemu cyfrowego, słaba jakość optyczna soczewek zmniejszy zdolność rozdzielczą emulsji filmowej.
Hałas i ziarno
Szum śrutowy , wytwarzany przez spontaniczne fluktuacje wykrytych prądów fotoelektrycznych, degraduje ciemniejsze obszary obrazów elektronicznych z przypadkowymi zmianami koloru i jasności pikseli. Ziarno filmu staje się widoczne w obszarach o równym i delikatnym tonie. Ziarno i czułość filmu są ze sobą powiązane, przy czym bardziej czułe filmy mają bardziej widoczne ziarno. Podobnie w przypadku aparatów cyfrowych zdjęcia wykonane przy wyższych ustawieniach czułości wykazują więcej szumów na obrazie niż zdjęcia wykonane przy niższej czułości.
Jednak nawet jeśli obie techniki mają nieodłączny szum, powszechnie docenia się, że w przypadku koloru fotografia cyfrowa ma znacznie mniej szumu/ziarnistości niż film o równoważnej czułości, co prowadzi do przewagi w jakości obrazu. W przypadku fotografii czarno-białej ziarno odgrywa bardziej pozytywną rolę w jakości obrazu i takie porównania są mniej trafne.
Hałas w aparatach cyfrowych może powodować zniekształcenia kolorów lub wzory przypominające konfetti, które w oświetleniu wewnętrznym zwykle występują najmocniej na składowej niebieskiej, a najmniej na składowej czerwonej. Prawie wszystkie aparaty cyfrowe stosują redukcję szumów do zdjęć o długiej ekspozycji, aby przeciwdziałać szumom spowodowanym wyciekaniem pikseli. W przypadku bardzo długich czasów naświetlania przetwornik obrazu musi działać w niskich temperaturach, aby zapobiec wpływowi szumów na ostateczny obraz. Czas naświetlania nie ma wpływu na ziarno filmu, chociaż krańcowa czułość filmu zmienia się wraz z długimi naświetlaniami, zjawisko znane jako błąd wzajemności .
Systemy autofokusa i automatycznej ekspozycji
Tradycyjne systemy pomiaru ekspozycji i autofokusa wykorzystują czujniki wtórne, których odczyty są zwykle o niskiej wierności (np. bardzo mała liczba uśrednionych odczytów z różnych obszarów obrazu w porównaniu z informacjami o pełnej rozdzielczości obrazu) i mogą nie odpowiadać faktycznie zarejestrowanemu obrazowi, na przykład z powodu na problemy paralaksy , różną czułość na polaryzację , różną odpowiedź widmową, różną odpowiedź amplitudową, aberracje optyczne elementów optycznych w systemie czujnikowym, różną czułość na światło rozproszone lub niewspółosiowość płaszczyzny ogniskowej czujnika. Większość aparatów cyfrowych umożliwia użytkownikom przechwytywanie i analizowanie informacji o obrazie z tego samego czujnika, który jest używany do nagrywania obrazu w czasie rzeczywistym. Wykorzystanie tych informacji do określenia ekspozycji i ostrości z natury eliminuje większość problemów z wyrównaniem i kalibracją, jednocześnie eliminując koszt dodatkowych czujników pomiarowych.
Balans bieli
Film zazwyczaj zakłada użycie oddzielnych filmów w celu uwzględnienia balansu bieli sceny (zwykle w dwóch wariantach: do światła słonecznego lub lamp wolframowych) lub użycie filtrów. Wiele kamer filmowych miało pokrętło, które pomaga użytkownikowi śledzić rodzaj filmu załadowanego do aparatu.
Zakres dynamiczny
Zakres dynamiczny jest istotnym czynnikiem wpływającym na jakość zarówno obrazów cyfrowych, jak i emulsyjnych. Zarówno czujniki filmowe, jak i cyfrowe wykazują nieliniowe reakcje na ilość światła, a na krawędziach zakresu dynamicznego, blisko niedoświetlenia i prześwietlenia, nośniki będą wykazywać szczególnie nieliniowe reakcje. Nieliniowa odpowiedź dynamiczna lub właściwości nasycenia folii emulsyjnej są często uważane przez fotografów za pożądany efekt, a zniekształcenia koloru, kontrastu i jasności różnią się znacznie między różnymi rodzajami folii. Istnieje ciągły, ale stosunkowo ograniczony zakres poziomów kolorów na folii emulsyjnej, podczas gdy czujnik cyfrowy przechowuje liczby całkowite, wytwarzając szeroki zakres dyskretnych poziomów kolorów. Pasmowanie może być widoczne w nietypowym przypadku, gdy nie jest przesłonięte szumem, a szczegóły mogą zostać utracone, szczególnie w obszarach zacienionych i jasnych.
Producenci aparatów cyfrowych konsekwentnie ulepszali zakres dynamiczny uchwycony przez ich produkty, a nowoczesne aparaty mają ponad 14 stopni zakresu dynamicznego. Niektóre aparaty mają tryb automatycznego braketingu ekspozycji , którego można używać w połączeniu z oprogramowaniem do obrazowania o wysokim zakresie dynamicznym . Analogowe nośniki wyjściowe mają również bardziej ograniczony zakres dynamiki, jaki są w stanie wyświetlić w porównaniu z nośnikami pigmentowymi do drukarek atramentowych.
Wygoda i elastyczność
Elastyczność i wygoda to jedne z powodów powszechnego stosowania aparatów cyfrowych. W przypadku kamer filmowych rolka jest zwykle całkowicie odsłonięta przed przetworzeniem. Po zwróceniu filmu można zobaczyć zdjęcie, ale większość aparatów cyfrowych posiada wyświetlacz ciekłokrystaliczny, który umożliwia oglądanie obrazu natychmiast po uchwyceniu. Fotograf może usunąć niechciane lub niepotrzebne zdjęcia lub ponownie zrobić zdjęcie, jeśli jest to wymagane. Użytkownik, który chce odbitki, może szybko i łatwo wydrukować tylko potrzebne zdjęcia.
Film fotograficzny wytwarzany jest z określoną charakterystyką temperatury barwowej i czułości (ISO). Warunki oświetleniowe często wymagają charakterystyki odmiennej od specyfikacji filmu, co wymaga użycia filtrów lub korekt w przetwarzaniu . Fotografia cyfrowa umożliwia regulację temperatury barwowej i czułości przy każdym ujęciu, ręcznie lub automatycznie.
Obrazy cyfrowe można wygodnie przechowywać na komputerze osobistym lub w pamięci off-line, takiej jak małe karty pamięci . Profesjonalne aparaty cyfrowe mogą przechowywać zdjęcia w nieprzetworzonym formacie obrazu , który przechowuje dane wyjściowe z czujnika, zamiast przetwarzać je natychmiast w celu utworzenia obrazu. Podczas edycji w odpowiednim oprogramowaniu, takim jak Adobe Photoshop lub program GNU GIMP (który używa dcraw do odczytu plików raw), użytkownik może manipulować pewnymi parametrami, takimi jak kontrast, ostrość lub balans kolorów przed utworzeniem obrazu. Podobnie można manipulować obrazami JPEG , choć zwykle mniej precyzyjnie; oprogramowanie do tego celu może być dostarczane z kamerami konsumenckimi. Fotografia cyfrowa pozwala na szybkie zebranie dużej ilości dokumentów archiwalnych, zapewniając wygodę, niższy koszt i większą elastyczność w korzystaniu z dokumentów.
Są pewne obszary, w których film może mieć pewne zalety. Nowoczesne aparaty filmowe nie są tak energochłonne jak nowoczesne aparaty cyfrowe i mogą działać dłużej na mniejszych bateriach. Niektóre aparaty filmowe, zwłaszcza starsze, mogą działać bez baterii: niektóre będą działać całkowicie bez baterii, podczas gdy inne mogą utracić niektóre funkcje, takie jak pomiar i niektóre czasy otwarcia migawki. Baterie, które mają tylko zasilać światłomierze, są często bardzo małe i mogą trwać długo. Może to być dobrodziejstwem dla tych, którzy spędzają dużo czasu z niewielkim lub żadnym dostępem do elektryczności lub źródła baterii.
Prędkość filmu
W porównaniu z filmem, aparaty cyfrowe mają znacznie większą prędkość (czułość na światło) i mogą działać lepiej przy słabym oświetleniu lub przy bardzo krótkich ekspozycjach. Efektywną prędkość aparatu cyfrowego można regulować w dowolnym momencie, podczas gdy film musi zostać zmieniony w aparacie filmowym, aby zmienić prędkość.
Czystość
Pył na płaszczyźnie obrazu to stały problem dla fotografów, a szczególnie w fotografii cyfrowej. Aparaty DSLR są szczególnie podatne na problemy z kurzem, ponieważ czujnik pozostaje na swoim miejscu, podczas gdy film przesuwa się przez aparat przy każdej ekspozycji. Zanieczyszczenia w aparacie, takie jak kurz lub piasek, mogą porysować film; pojedyncze ziarnko piasku może uszkodzić całą rolkę folii. Wraz ze starzeniem się kamer filmowych mogą powstawać zadziory na częściach wewnątrz komory podawania filmu. W przypadku lustrzanek cyfrowych trudno jest uniknąć kurzu, ale można je łatwo usunąć za pomocą komputera z oprogramowaniem do edycji obrazu. Niektóre cyfrowe lustrzanki jednoobiektywowe są wyposażone w systemy, które usuwają kurz z matrycy poprzez wibrowanie lub uderzanie w nią, czasami w połączeniu z oprogramowaniem, które zapamiętuje, gdzie znajduje się kurz i usuwa z obrazów piksele pokryte kurzem.
Kompaktowe aparaty cyfrowe są wyposażone w obiektywy stałoogniskowe, co utrudnia przedostawanie się kurzu do obszaru obrazu. Podobne kamery filmowe są często tylko światłoszczelne i nie są szczelne dla środowiska. Niektóre nowoczesne lustrzanki cyfrowe, takie jak Olympus E-3, zawierają rozległe uszczelnienia przeciwpyłowe i pogodowe, aby uniknąć tego problemu.
Koszt
Systemy obrazowania kliszowego i cyfrowego mają różne akcenty kosztowe. Aparaty cyfrowe są znacznie droższe w zakupie niż ich odpowiedniki filmowe. Ceny jednak gwałtownie spadają ze względu na intensywną konkurencję. Z drugiej strony kamery filmowe są dość tanie w zakupie, zwłaszcza używanego sprzętu, ale wymagają bieżących kosztów filmu i opracowania. Jednak w sferze cyfrowej można by argumentować, że ciągły stan zmian technologicznych spowoduje, że użytkownik cyfrowy będzie stale ulepszał i kupował inny sprzęt, gdy jego aparat cyfrowy szybko stanie się przestarzały. Inne koszty fotografii cyfrowej to specjalistyczne baterie, karty pamięci i długoterminowe przechowywanie danych. Koszt oprogramowania do edycji cyfrowej może być znaczny, zwłaszcza jeśli wymagane są nowsze funkcje. Pojawienie się bardzo wysokiej jakości aparatów telefonicznych od początku 2010 r. sprawia, że aparaty cyfrowe z małymi matrycami stają się zbędne niemal tak szybko, jak rozwijały się w ciągu ostatniej dekady. W związku z tym producenci skupiają uwagę na modelach premium, takich jak kompaktowe aparaty systemowe i kompakty z dużymi matrycami. Telefony komórkowe, takie jak iPhone X, Samsung Galaxy S8 i Nokia Lumia 1020, potrafią robić zdjęcia, które mogą konkurować z tańszymi dedykowanymi aparatami lub je pokonać. Drukarki atramentowe mogą tanio i łatwo wykonywać wydruki niskiej jakości z plików cyfrowych, ale drukowanie atramentowe wysokiej jakości wiąże się z kosztami porównywalnymi z drukowaniem na mokro, niezależnie od początkowego źródła obrazu.
Branża filmowa
Istnieje przemysł filmowy argumenty specyficzne w filmie vs. cyfrowej debaty.
Większość kina cyfrowego jest wyświetlana w rozdzielczości 2K , która jest tylko nieznacznie wyższą rozdzielczością niż zorientowany na konsumenta format HD 1080p .
Znani reżyserzy filmowi, tacy jak Christopher Nolan , Paul Thomas Anderson i Quentin Tarantino , wszyscy publicznie krytykowali kino cyfrowe i kinematografię cyfrową , a także opowiadali się za wykorzystaniem filmów i odbitek filmowych. Najsłynniej, że Tarantino zasugerował w 2012 roku, że chciałby przejść na emeryturę, ponieważ (choć wciąż może kręcić na filmie) nie może wyświetlać na odbitkach 35 mm w większości amerykańskich kin, ze względu na szybką konwersję na cyfrową. Paul Thomas Anderson był ostatnio w stanie stworzyć najwięcej odbitek na kliszy 70 mm od lat do swojego filmu Mistrz . Jest również wielu reżyserów filmowych, takich jak Peter Jackson , Guillermo del Toro , George Lucas i James Cameron, którzy są zagorzałymi zwolennikami kina cyfrowego i możliwości zwiększenia liczby klatek na sekundę, jakie to ze sobą niesie.