[ארכיון] חיישן המצלמה

במדריך זה נכיר את חיישן המצלמה ואת המושג רגישות (ISO). נסביר כיצד שליטה ברגישות מאפשרת לנו לצלם בתנאי תאורה משתנים וגם בהשפעתה על איכות התמונה המתקבלת.

חיישן המצלמה  (Image Sensor)

חיישן המצלמה ממוקם בחלקה הפנימי האחורי של המצלמה והוא הרכיב האחראי על רישום התמונה. החיישן הוא המקבילה הדיגיטלית לסרט הצילום שכמעט ועבר מן העולם. חיישן המצלמה מורכב ממטריצה גדולה של תאים רגישים לאור, כל אחד מהם אחראי על רישום האור בנקודה מסויימת של התמונה. כל נקודה כזאת מכונה פיקסל. בזמן הצילום נאסף המידע מהחיישן ונשמר על כרטיס הזיכרון כקובץ תמונה דיגיטלי. ככל שהחיישן מכיל יותר פיקסלים יכולת הפרדת הפרטים (או הרזולוציה) של המצלמה גבוהה יותר. כשאנו נתקלים במצלמה המתהדרת ב- 14Mega Pixel משמעות הדבר שחיישן המצלמה מכיל 14 מיליון פיקסלים. מצלמה כזאת תפיק תמונות ברזולוציה גבוהה יותר ממצלמה בעלת חיישן המכיל מספר קטן יותר של פיקסלים.

חיישן APS-C של מצלמת D5100 של חברת ניקון

מספר הפיקסלים בחיישן איננו המדד היחיד לאיכות התמונה המתקבלת. פרמטר נוסף חשוב מאד הוא גודלו הפיזי של החיישן. העיסוק בטכנולוגיות חיישנים איננו עניין פשוט ואנו נעסוק בו בהרחבה במאמר עתידי אותו נפרסם בעניין. לצורך הדיון במאמר המבוא הנוכחי נפשט ונאמר בהכללה גסה כי חיישן גדול יותר יכול להכיל פיקסלים גדולים, לקלוט כמות גדולה יותר של אור וכתוצאה מכך להפיק תמונות באיכות גבוהה יותר. מצלמות קומפקטיות מכילות חיישנים קטנים (בין השאר משיקולי גודל המצלמה ומחיר) ואילו מצלמות רפלקס מכילות חיישנים גדולים משמעותית – עד לגודל המכונה Full Frame, הזהה לגודלו של פריים אחד בסרט צילום קלאסי (35 מ”מ).

חיישן פורמט מלא (Full Frame) השייך למצלמת D3S של חברת ניקון

החיישנים הקיימים היום במצלמות הם משני סוגים בדרך כלל: CCD ו-CMOS. עד לפני כמה שנים היו רוב המצלמות הדיגיטליות  הרפלקסיות בעלות חיישני CCD. בשנים האחרונות הפכו חיישני CMOS לנפוצים יותר ויותר בקרב מצלמות הרפלקס בין השאר בשל הירידה בעלות הייצור שלהם (סיבה נוספת קשורה ליכולתם הבסיסית לאפשר קצב צילום מהיר יותר מחיישני CCD – עניין חשוב במיוחד במצלמות רפלקס). במרבית המצלמות הקומפקטיות כיום נעשה דווקא שימוש בחיישני CCD (מצד שני באופן מפתיע, מרבית המצלמות הסלולאריות להן חיישנים קטנים במיוחד, עושות שימוש בטכנולוגיית CMOS).

טבלה המציגה את ההבדלים בגדלי החיישנים במצלמות מסוגים שונים (היחסים בתמונה מדוייקים)

רגישות החיישן (ISO)

בעולם סרטי הצילום מסומנת רגישות הסרט בערכי ISO (או על פי המדד הוותיק יותר המכונה ASA). רגישות הסרט מייצגת את התאמתו של סרט הצילום לצילום בתנאי תאורה שונים. סרט ברגישות של 100-200 ISO מתאים לצילום באור יום בהיר, סרט ברגישות 800-1600 ISO מתאים לצילום בתנאי תאורה קשים (מעט אור).

אותו עיקרון קיים גם בעולם הצילום הדיגיטאלי. רגישות החיישן (ומכאן המצלמה) לאור נקבעת על ידי הגדרת ערך ה-ISO של המצלמה. בכל רגע נתון ניתן לשנות את הרגישות (מה שהצריך החלפת סרט בעולם סרטי הצילום). שינוי הרגישות מיושם במצלמה על ידי שינוי רמת ההגברה האלקטרונית של האות שהתקבל בחיישן.

רגישות החיישן ניתנת לשינוי על סקלה של ערכי ISO שיכולה לנוע בטווח שבין 80 ועד למעלה מ-100,000. הטווח משתנה ממצלמה למצלמה וככל שהיא מתקדמת יותר טווח הרגישות שהיא מאפשרת גבוה יותר. ככל שערך ה-ISO גבוהה יותר, הרגישות גבוהה יותר ומאפשרת צילום בתנאי תאורה קשים יותר. משמעות הדבר היא שדרושה כמות קטנה יותר של אור כדי לקבל תמונה בבהירות נכונה.

אם למשל נצלם את אותה התמונה פעם ב-ISO 200 ופעם ב-ISO 400, וכל שאר הגדרות המצלמה יהיו זהות, נקבל את התמונה שצולמה ברגישות גבוהה יותר בהירה יותר.

חשוב להדגיש כי כל יצרנית בוחרות לקבוע את רף ה-ISO המקסימאלי של כל מצלמה באופן שונה – כך עשוי לקרות ששתי יצרניות העושות שימוש באותו החיישן יחליטו על ISO מקסימאלי אחר בהתאם לרמת הרעש בתמונה שהן מוכנות לתת לחיישן לייצר – עוד על כך מייד.

רגישות החיישן ורעש דיגיטלי

ככל שמצלמים ברגישות גבוהה כך מופיעה בעוצמה גדולה יותר בתמונה המתקבלת תופעה הנקראת רעש דיגיטלי. הרעש הדיגיטלי מתבטא בגרעיניות ובפיקסלים צבעוניים המופיעים באופן אקראי באזורים בתמונה שהיו אמורים להופיע כחלקים. התופעה נובעת מפעולת ההגברה האלקטרונית של האות הדיגיטלי בחיישן. ככל שמגדילים את התמונה יותר כך ניתן להבחין יותר ברעש.

נסו לצלם תמונה ברגישות הגבוהה ביותר הקיימת במצלמה שלכם וצפו בה מוגדלת על מסך המחשב ב-100%. הרעש הדיגיטלי ייראה מייד. כדי להימנע ככל האפשר מרעש דיגיטלי מומלץ לצלם תמיד ברגישות הנמוכה ביותר המתאפשרת בתנאי הצילום. הכירו את יכולות המצלמה שלכם ואת איכות התמונה שהיא מפיקה ברגישות גבוהה כדי לדעת מהו גבול הרגישות שמאפשר קבלת תמונה באיכות סבירה.

דוגמא: נתבונן בתמונה הבאה אשר צולמה ב-200 ISO (צילום: גילי יערי):

מגדילים את התמונה מאד נוכל לראות שלמרות ההגדלה לא ניתן להבחין ברעש דיגיטלי (ISO 200):

עכשיו נסתכל על הגדלה של תמונה דומה אשר צולמה ברגישות ISO 1600. ניתן להבחין ברעש המזכיר לכלוך על התמונה.

מצלמות מתקדמות יותר ידעו להפיק לעיתים קרובות תמונות נקיות יותר מרעשים גם בערכי ISO גבוהים (עם זאת חשוב לזכור כי בעולם הצילום אין ארוחות חינם – ניקוי רעשים אגרסיבי מידי אולי יסלק את הרעשים מן התמונה אך הוא עשוי גם להעלים ממנה פרטים רבים).

איך קובעים את הרגישות המתאימה

ניתן להתייחס אל רגישות החיישן כהגדרת טווח הפעולה שלנו. בצהרי יום שמש קייצי נעבוד ברגישות הנמוכה ביותר אותה מאפשרת המצלמה – לרוב 100-200 ISO (תלוי בדגם המצלמה). ביום סגרירי או במקום מוצל מאד האור חלש יותר ולכן נצלם ברגישות גבוהה יותר (400-600 ISO). במקום חשוך (בצילום ללא מבזק) נקבע את הרגישות על ערך גבוה 800-1600 או אף יותר. חשוב לזכור תמיד שנעדיף לצלם ברגישות הנמוכה ביותר המתאפשרת בתנאי התאורה הקיימים כדי להקטין ככל האפשר את הרעש הדיגיטלי בתמונה.

נשאלת השאלה איך נדע שאנחנו ברגישות הנכונה. התשובה היא שכל עוד אנחנו יכולים לצלם את התמונה באופן שרצינו, מבחינת עומק השדה (ראה צמצם) ו/או הקפאה/מריחת תנועה (ראה סגר), אנחנו ברגישות הנכונה. אם הרגישות הנוכחית תחייב אותנו לצלם במהירות נמוכה מאד כדי להכניס מספיק אור (חשיפה ארוכה יותר), וכתוצאה מכך נקבל תנועה ואנשים מרוחים ומטושטשים – סימן שיש צורך להעלות את הרגישות. על המשחק העדין שבין הצמצם לסגר ולרגישות העומד בלב ליבה של טכניקת הצילום נרחיב במדריך הבא.

כפתור ה-ISO ב-D7000 של ניקון

שליטה ברגישות

ברוב המצלמות, אפילו הפשוטות ביותר ניתן לשלוט ברגישות הצילום. בחלק ממצלמות הרפלקס השליטה ברגישות מתבצעת באמצעות כפתור ייעודי המסומן ב-“ISO” בשילוב הזזת הגלגלת. במצלמות האחרות השליטה ברגישות מתבצעת באמצעות התפריט. עליכם לקרוא את חוברת ההפעלה של המצלמה שלכם ולהכיר את דרך השליטה ברגישות.

במדריך הבא נחבר את שלמדנו בשלושת המדריכים האחרונים ונבין את יחסי הגומלין בין הצמצם מהירות הסגר והרגישות.

כתבה זו נכתבה על ידי גילי יערי, מורה בקורסים לצילום ומנהל פלאש 90 – בית הספר לצילום מעשי בשיתוף האתר MegaPixel.