シャッタースピード

この記事は2018年08月12日に公開されました。 情報が古い可能性があります。

こんにちは、殿内(@tonoccho)です

前回は絞りについて学びましたので、今回はシャッタースピードです。シャッタースピードは短ければ暗く、ながければ真っ白になるというイメージでいたのですが、もうちょっと詳しく見たいところです。

絞りは蛇口をどれだけ開くか、シャッタースピードはどれだけの時間水を出すか

前回の軽いおさらいですが、絞りはレンズの中に入ってくる光の量を調節する昨日です。絞るほど減っていきます。ちょうど水道の蛇口と同じですね。

では、シャッタースピードは、というと、「どれだけの時間水道を開けっ放しにするか」というものになります。絞りは1段階変わると面積が2倍になりますが、シャッタースピードも一段階変わると時間が2倍になります。

シャッタースピードの基本

シャッタースピードというのはつまり「シャッターを開いてから閉じるまでの時間」です。で、以下のような性質があります。

とまぁこの辺は割と誰でも知っているところではありますね。

デジカメの性質は光の総量を揃え、適正露光を目指す

では、カメラにとって「きちんと取れた写真」とは何かというと、「一定量の光が撮像素子に当たった」というものになります。

例えるなら「いかなる設定でもコップに水がいっぱいになるようにする」とでも言えば良さそうです(実際この例で解説するサイトが多かった)。

光の量を体積、しかも円柱として考える(レンズは丸いので)と、底面積かける高さになります。そして高さは時間とともに増えるので、結局体積は底面積かける時間になりますね。ここの底面積は絞りのことです。

絞りが1段階変化すると、底面積は2倍または1/2倍になるので、同一の体積を手に入れるには時間を1/2倍、または2倍にします。比の問題ですね。では、Fの値が2.8のときに0.5秒のシャッタースピードでとった写真の光の総量は、先程言ったように底面積(レンズの面積)かける時間で求めます。

2.8*2.8*π*0.5=3.92π

です。では、Fを4(1段階上げた)場合のシャッタースピードは方程式で求まります。

4*4*π*x=3.92πなので、x=0.245、つまりシャッタースピードが2倍高速になりました。

絞りとシャッタースピードの限界を知る

カメラにとって適切な光の量を100としたときに、絞りxシャッタースピードが100になっているうちは三脚などを使えばきちんとした写真がとれます。ですが、いくら頑張っても100にならない(100未満になってしまう、または100を超えてしまう)場合があります。それは、非常に明るいときと、非常に暗いとき、そして、明るさの差がとにかく大きいときです。

非常に明るいときというのは、いくら絞っても水勢が強すぎて一瞬でも蛇口を開いたらコップから水が溢れかえってしまう場合です。実例としてはガンガンな日差しの中で白亜の宮殿を撮るような場合でしょうか。

例えばこの写真はシャッタースピードがおそすぎてなんか眩しい写真になっちゃいました。

一方で非常に暗いときというのは、いくら蛇口を開けても水がほとんど出ないので待てど暮せどコップがいっぱいにならない場合です。実例としては夜の山で風景を撮るような場合でしょう。

洞窟内の写真です。もう無理矢理感高い写真ですね。

明るさの差がとにかく大きいというのは、例えば花火大会で花火を撮るような場合です。明るいところは真っ白に、暗いところは真っ黒になるというイメージです。花火を撮ったのに花火がなんか真っ白な光の玉になって近くのビルばかり取れちゃったというケースはあると思います。

例えばこれなんかハイコントラストですね。遠くの空が変な色です。

写真には要件がある

さて絞りとシャッタースピードの関係はこれまで書いたとおりそれほど難しくはないのですが、写真を撮るときに

と言うように一見すると矛盾した要件もあるかと思います。この辺はもはや数学的な問題になる。つまり「水道とコップだけではもうどうしようもない」ケースですね。これらの問題を解決する道具についてもおいおい勉強していければと思います。

まとめ

シャッタースピードそのものは割とピンときやすかったのであまり長々書く必要はありませんでしたが、シャッタースピードと絞りのかんけいをしれたのは良かったです。

また、絞りとシャッタースピードだけでは解決できないことを知るのも大事だと思いますし、そのための道具もまた売られているというのが興味深いですね。

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