Стробоскопи проти відеосвітла: Чому на ваших підводних фото бракує червоного

Це трагедія фізики: океан, попри всю свою біологічну велич, по суті є гігантським фільтром, створеним для знищення кольору. Я пригадую свою першу експедицію до затонулих руїн стародавнього портового міста Дварка. Тоді я був молодим докторантом, який прагнув задокументувати підводну кам'яну кладку. Я зробив знімок того, що вважав яскравою, іржаво-червоною церемоніальною посудиною.

Коли я проявив зображення, посудина не була іржаво-червоною. Вона мала тьмяний, гнітючий відтінок ціану. Вода поглинула червоні хвилі світла задовго до того, як вони досягли мого сенсора. Я не зафіксував історію. Я зафіксував синю пляму.

Основна претензія багатьох із вас до власної підводної фотографії полягає в тому, що вона «виглядає синьою» або їй бракує насиченості Amphiprion ocellaris (Клоуна звичайного), якого ви бачили на власні очі. Щоб виправити це, ви повинні додати штучне світло. Але тут виникає дилема, яка бентежить багатьох моїх студентів: інвестувати у стробоскоп (strobe) чи у відеосвітло (video light)?

Прошу вашої уваги. Сьогодні ми обговорюємо оптику.

Злодій на ім'я Вода

Перш ніж обговорювати обладнання, ми повинні зрозуміти середовище. Вода приблизно у 800 разів щільніша за повітря. Коли сонячне світло проникає крізь поверхню, молекули води поглинають енергію з різною швидкістю.

Червоне світло має найдовшу хвилю та найнижчу енергію. Воно стає першою жертвою. До того часу, як ви спуститеся на 5 метрів (15 футів), червоний колір фактично зникає. Він перетворюється на чорний або коричневий. На 10 метрах зникає помаранчевий. На 20 метрах починає тьмяніти жовтий. Нижче 30 метрів ви занурюєтеся в монохромний світ синього та зеленого.

Якщо ви фотографуєте морське віяло Gorgonia на глибині 20 метрів без штучного світла, ви фотографуєте синю структуру. Не має значення, наскільки дорога ваша камера. Червоного світла на такій глибині фізично не існує. Ви повинні принести його з собою.

Стробоскоп: Машина часу

Стробоскоп, або спалах, це пристрій, який накопичує електричну енергію в конденсаторі та вивільняє її за частку секунди. Я часто порівнюю використання стробоскопа з володінням мініатюрною блискавкою.

Заморожування часу

Тривалість спалаху стробоскопа неймовірно мала, часто 1/1000 секунди або швидше. Це має вирішальне значення для таксономії. Якщо ви намагаєтеся сфотографувати Chromis viridis (Хроміса синьо-зеленого), ви знаєте, що вони хаотичні плавці. Вони не позують.

Відеосвітло вимагає від вас використання витримки камери для фіксації руху. Якщо темно, ваш затвор залишається відкритим довше, і риба перетворюється на розмиту пляму. Стробоскоп видає стільки світла за такий короткий час, що миттєво «заморожує» рибу, незалежно від вашої витримки (у межах швидкості синхронізації, sync speed). Це створює чіткі, різкі зображення, де видно кожну лусочку.

Потужність та проникнення

Стробоскопи мають колосальну потужність. Ми вимірюємо її у провідних числах (guide numbers). Високоякісний стробоскоп може освітити секцію затонулого корабля на відстані п'яти метрів. Він бореться із сонцем. Він дозволяє використовувати вузьку діафрагму (наприклад, f/16 або f/22), щоб отримати велику глибину різкості, гарантуючи, що і ніс, і хвіст Carcharhinus amblyrhynchos (Сірої рифової акули) залишаться у фокусі.

Недолік? Ви не бачите світла, доки не зробите знімок. Це вимагає розуміння кутів, щоб уникнути зворотного розсіювання (backscatter), відбиття світла від планктону. Це не інтуїтивно зрозуміло. Це потребує вивчення.

Відеосвітло: Що бачите, те й отримаєте

Відеосвітло, це джерело постійного світла. Це ліхтар. На початку моєї кар'єри це були гарячі галогенні лампи, яких вистачало на 20 хвилин. Сьогодні ми використовуємо світлодіоди (LED).

Простота використання

Для новачків відеосвітло є спокусливим. Ви вмикаєте його. Ви бачите, як кольори повертаються до коралів Acropora. Ви робите знімок. Те, що ви бачите на своєму РК-екрані, приблизно відповідає тому, що ви отримаєте на фінальному зображенні. Це допомагає вашій камері фокусуватися, оскільки сенсор може «бачити» контраст.

Дефіцит потужності

Проте джерела постійного світла слабкі порівняно зі стробоскопами. Щоб зрівнятися за миттєвою світловіддачею зі стробоскопом середнього класу, вам знадобилося б відеосвітло розміром з валізу.

Оскільки світло слабше, ви змушені відкривати діафрагму (f/4 або f/5.6) або сповільнювати витримку. Це призводить до малої глибини різкості (розмитий фон) або розмиття руху. Відеосвітло чудово підходить для відео, це очевидно. Для фотографії воно найкраще підходить для макрооб'єктів (крихітних істот), де світло знаходиться дуже близько до об'єкта.

Технічні концепції: Люмени проти Кельвінів

Не купуйте спорядження, орієнтуючись на картинку на коробці. Дивіться на цифри.

Люмени (Lumens)

Це міра загальної кількості видимого світла, що випромінюється джерелом.

• Відеосвітло: Вимірюється в люменах. 1 000 люмен, це світло для фокусування. Від 3 000 до 5 000 люмен, початковий рівень для ширококутного відео. Професійні кіносвітла перевищують 30 000 люмен.
• Стробоскопи: Вимірюються за провідним числом (GN). Не намагайтеся конвертувати GN у люмени. Це як порівнювати тепле з м'яким. Просто знайте, що стробоскоп із GN 20 значно яскравіший у ту частку секунди, ніж лампа на 5 000 люмен.

Колірна температура (Kelvin)

Світло має «температуру».

• Тепле світло (3000K): Виглядає жовтим/помаранчевим, як стара лампочка.
• Денне світло (5000K-5600K): Це нейтральний білий. Це те, що вам потрібно. Воно імітує сонце опівдні.
• Холодне світло (6500K+): Виглядає синім. Уникайте цього. Океан і так достатньо синій. Ми намагаємося виправити синяву, а не додати її.

Я віддаю перевагу трохи теплішому стробоскопу (4800K), щоб підкреслити насичені червоні кольори м'яких коралів.

Матриця порівняння

Як науковець, я ціную логічно впорядковані дані. Ось розбивка.

Рецепт доктора Пателя для початківців

Ви, мабуть, запитуєте: «Професоре, що мені купити, щоб мої фото перестали бути схожими на синю багнюку?»

Ось моя порада. Вона прямолінійна, бо я хочу, щоб ви заощадили гроші.

Сценарій А: Ви знімаєте переважно відео (GoPro / TG-6). Купуйте відеосвітло. У вас немає вибору. Стробоскопи не працюють для відео. Вам потрібно щонайменше 2 500 люмен. Все, що менше, це іграшка. Переконайтеся, що воно має широкий промінь (wide beam, 100 градусів або більше), щоб уникнути «гарячої плями» (hot spot, яскравого білого кола) у центрі вашого кадру.

Сценарій Б: Ви хочете робити красиві фото риб та ландшафтів. Купуйте стробоскоп. Не купуйте відеосвітло, думаючи, що воно підійде для обох цілей. Це не так. Відеосвітло під час ширококутної зйомки рифу з відстані 1 метра не дасть абсолютно нічого. Сонце занадто сильне, а вода занадто щільна. Стробоскоп проб'ється крізь синяву та освітить риф.

Почніть з одного стробоскопа. Навчіться його розташовувати. Пізніше купіть другий, щоб заповнити тіні.

Сценарій В: Ентузіаст макрозйомки. Якщо ви фотографуєте лише голозябрових молюсків (nudibranchs), цих чудових маленьких морських слимаків, ви можете використовувати якісне відеосвітло. Оскільки джерело світла знаходиться лише в кількох сантиметрах від об'єкта, інтенсивності достатньо. Воно створює приємне, м'яке світло, яким легше керувати, ніж різким імпульсом стробоскопа.

Останнє попередження щодо етикету

Я маю завершити зауваженням про підводні манери. Якщо ви бачите колегу-дайвера, можливо, поважного археолога, який вивчає уламок кераміки, не спрямовуйте своє відеосвітло на 5 000 люмен йому прямо в обличчя. Це осліплює. Це грубо. Це руйнує їхній нічний зір.

Ставтеся до свого світла як до інструменту для розкриття історії, а не як до зброї.

Океан приховує свої справжні кольори. Наше завдання, повернути їх, але ми повинні робити це за допомогою правильних інструментів. Вибирайте мудро. Стробоскоп фіксує момент; відеосвітло фіксує потік. Вирішіть, яку саме історію ви бажаєте записати.