絞りとシャッター速度とISO感度の基本。

絞りとシャッター速度とISO感度の基本。

適正な明るさ

今回はカメラの初心者向けに、カメラの基本的な事柄についてお伝えします。個人的にもカメラの基本的メカニズムの整理という意味もありまして書こうと思います。

ポイントである、絞り、シャッター速度、ISO感度について極力分かりやすくまとめました。

写真を撮るとは?

まずはなぜ写真が撮れるのかというところから。レンズから入った光がイメージセンサーに到達し、電気信号に変換されます。それが色データとして記録されて、その集合体が画像として僕らが認識できるようになります。

レンズに入ってくる光が多ければ明るく、少なければ暗い画像になるのは想像できるかと思います。
明るい
暗い

カメラに入ってくる光の量を調整することで、出来上がる画像の明暗をコントロールできるということです。つまり、基本的なカメラの使い方とは、適正な明るさに調整することなのです。
適正な明るさ

適正な明るさに調整する方法

それでは、適正な明るさに調整するにはどうすればよいのでしょうか。レンズに入ってくる光の量の調整機能として、絞りとシャッター速度があります。

絞り(F値)

絞りはF値ともよばれますが、光が入ってくる道の広さのことを意味します。もう少し専門的に言うと、レンズの有効口径です。この道(有効口径)が狭いと光は一度に少しの量しか通過することができませんので、入ってくる光の量は少なくなります。
絞り

絞りはF1.4, F2, F2.8, F4・・・といった形で変化していきます。数値が大きくなるに従い、光の通り道(レンズの有効口径)が狭くなっていることを意味します。

シャッター速度

シャッター速度とは、光が入ってくる時間です。レンズを通過した光を電気信号に変換するイメージセンサーの手前にシャッターが設けられていて、これが開いている時間をシャッター速度と呼んでいます。シャッター速度は、1秒, 1/2秒, 1/4秒, 1/8秒・・・といった形で変化します。

シャッター速度は、速ければ画像は暗く遅ければ明るくなります。絞りとシャッター速度は密に関連していて、どんなに絞りを開いて光の道を広くしても、シャッター速度が極端に速ければ光の量は少なくなり画像は暗くなります。逆に絞りを絞って道を細くしても、シャッター速度を極端に遅くすると、光の量は多くなり画像は明るくなります。

ISO感度

入射光の道幅と時間で光量は決まります。ですがカメラにはその光量を受けとる感度を変える機能があります。10という光を取り込んだとき、それを20や50として増感することができます。これをiso感度と呼びます。

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「何だ。だったら絞りとかシャッター速度を組み合わせて光量を調節しなくてもiso感度だけ調整すれば良いじゃないか。」と思うかもしれません。iso感度には一つ大きなデメリットがあって、感度を上げれば上げるほど、明るくはなりますがノイズが増えて画質が落ちます。詳しくはこちら。

よって、実際のところISO感度を上げることで対応できる範囲は限られています。

絞り(F値)・シャッター速度・ISO感度の関係

仮にISO感度を100に固定して、絞り(F値)が1.0、シャッター速度が1秒のときのカメラが取り込むことができる明るさを1としたときの絞り(F値)・シャッター速度の関係を表にしてみると以下のようになります。

絞り(F値)とシャッター速度の関係
絞り、シャッター速度関係

絞りを1段絞る(光の通り道を半分にする)と明るさは半分になり、シャッター速度を半分にすると明るさが半分になります。よって明るさは1/2ずつ減っていきます。

表の右下の方になるにつれて、値小さくなりすぎてイメージが沸き辛い数値になっていますね。これを分かりやすく表現したものにEV値があります。EV値とは、様々なシーンの明るさを数値に置き換え、そのシーンを適正露出で撮影するための絞りとシャッター速度の設定を示した表のことです。

EV値表
EV値表
上記表のISO感度は100です。ISO感度とEV値の関係性は以下の通り。ISO感度が倍になると、EV値が1増えます。(上記表に1を加算する)

ISO感度とEV値の関係性
ISO感度とEV値の関係

例えばEV値1は「薄明かり」、EV値12は「くもり」、EV値15は「快晴」時のおよその明るさを示しています。

この表で重要なのは、ある明るさをカメラに取り込むための設定は一つでは無いということです。例えば、EV値2の明るさを取り込むための設定は、1/4秒-F1、1/2秒-F1.4、1秒-F2の3つの組み合わせがあることが分かります。

実際に確認してみましょう。以下は2つの異なる設定で撮ったEV値12相当の明るさ設定の写真です。
絞り(F値):4  シャッター速度:1/250秒
F4・1/250秒
絞り(F値):8  シャッター速度:1/60秒
F8・1/60秒

いかがでしょうか。いずれも同じ明るさで撮れていますね。絞り、シャッター速度、ISO感度、これらの複数の組み合わせの中で、被写体の動くスピード、ぼかし、画質といった要素を勘案して最も適した設定を決めて撮影します。

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まとめ

以上のまとめです。

  • 撮影とは、適正量の光をカメラに取り込むこと
  • 明るさをコントロールするには、「絞り(F値)」、「シャッター速度」、「ISO感度」がある
  • ISO感度は上げすぎるとノイズが増えて画質が落ちる
  • あるシーンの明るさ(EV値)を得るための絞り(F値)とシャッター速度の設定を一覧にしたものがEV値表
  • 同じEV値を得るための絞り(F値)とシャッター速度設定は一つでは無い
  • ISO感度を倍にすると、EV値が1上がる

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