チルトシフトレンズ:パースペクティブコントロール

ティルトシフトレンズを使用すると、写真家は被写界深度と遠近法の通常の制限を超えることができます。これらのレンズが可能にする光学的トリックの多くは、他の方法ではデジタルで再現することができず、特定の風景、建築、および製品の写真には必須です。このチュートリアルの最初の部分では、シフト機能について説明し、デジタル一眼レフカメラでの視点制御とパノラマでの使用に焦点を当てます。 2 番目の部分では、ティルトシフトレンズを使用して被写界深度を制御することに焦点を当てます。

概要:チルトシフトの動き

シフトの動き 写真家がデジタルカメラセンサーに対してレンズのイメージングサークルの位置を移動できるようにします。これは、レンズの遠近の中心が画像の遠近の中心と一致しなくなり、対応する広角レンズの側面からのトリミングのみを使用するのと同様の効果を生み出すことを意味します。

傾きの動き 写真家が最も鮮明な焦点面を傾けて、レンズ軸に垂直にならないようにすることができます。これにより、カメラから遠ざかるにつれて幅が広がるくさび形の被写界深度が生成されます。したがって、チルト効果は必ずしも被写界深度を増加させるわけではありません。写真家が被写体に合わせて位置をカスタマイズできるようにするだけです。

コンセプト:レンズイメージングサークル

カメラのデジタルセンサーでキャプチャされた画像は、実際には、レンズによってキャプチャされた円形の画像 (「イメージングサークル」) の中央の長方形のトリミングにすぎません。ほとんどのレンズでは、この円はセンサーが必要とする範囲をわずかに超えるように設計されています。対照的に、シフトレンズは、通常必要とされるよりもはるかに大きなイメージングサークルを実際に投影するため、写真家はこのイメージングサークルを「シフト」して、特定の長方形部分を選択的にキャプチャできます。

通常のカメラレンズ

シフトを適用:

左

そうですね

シフト動作が可能なレンズ

上記の比較は、35 mm SLR カメラの 11 mm シフトの動きを示しています。
実際のイメージサークルは、クロップファクターのあるカメラのセンサーに比べて大きくなります
(詳細については、デジタルカメラのセンサーサイズに関するチュートリアルを参照してください)このトピック）

シフトの動きには、主に 2 つの用途があります。カメラマンは視点を変更したり、視野角を拡大したりできます (複数の画像を使用)。それぞれの手法については、以降のセクションで説明します。上記の例は、中望遠カメラレンズがフラットな遠近法を作成したため、パノラマの作成により役立ちます。

シフト機能には追加の利点があります。シフトしていない場合でも、これらのレンズは通常、フレームの端でより優れた画質を持ちます。これは、クロップファクターを備えたカメラでフルフレームの 35 mm レンズを使用する場合と同様です。これは、柔らかさとケラレが少なくなり、歪みが目立たなくなる可能性があることを意味します。

一方、シフト動作が可能なレンズは、同じ焦点距離と最大口径を仮定すると、同等の通常のレンズよりもはるかに大きく、重くする必要があります。シフトを極端に動かすと、イメージサークルの領域が露出されて画質が低下しますが、これは、通常のカメラレンズで常に見えるものより悪くない場合があります。さらに、24 mm チルトシフトレンズは、イメージサークルのサイズが類似しているため、通常の 16 mm レンズと光学的に類似している可能性があります。これは、この 24 mm チルトシフトレンズの光学品質が通常の 24 mm レンズよりも優れている可能性が高いことを意味します。広角レンズは一般に光学品質が劣るためです。

パースペクティブコントロールのためのシフト操作

シフトの動きは通常、建築写真で収束する垂直線をまっすぐにするためのパースペクティブコントロールに使用されます。カメラが水平線 (下の消失点) に直接向けられている場合、実際には平行な垂直線が印刷物では平行のままです:

カメラのレンズ (つまり、イメージングサークルの中心) が水平線から離れた方向に向けられると、垂直線の収束が発生します。シフトレンズのトリックは、イメージングサークルの中心がまだ地平線上またはその近くにある場合でも、主に地平線の上または下にある画像をキャプチャできることです。この効果により視点が変わります。

のためにレンズをシフト

通常のレンズ

遠近感コントロール

レンズをずらしたことで、建築物が際立った印象を与え、実物のようにそびえ立つように見えます。これは、建物からこの視点を得るのに十分な距離をとれない状況 (狭い通りの脇から建物を撮影する場合など) に非常に役立つ効果です。

上記の例では、視点の消失点が地平線上に直接配置されていないため、垂直線は完全に平行ではありません (ただし、通常のレンズよりもはるかに平行です)。完全に平行な垂直線は、やり過ぎて非現実的に見える場合があるため、わずかな収束が望ましい場合がよくあります。

同様の遠近効果は、通常のレンズとデジタル技術を使用して実現できます。 1 つの方法は、より広角のレンズを使用して、これのトリミングされた部分のみを印刷することですが、これはカメラのメガピクセルのかなりの部分を犠牲にします.

2 番目の方法は、Photoshop のパースペクティブコントロールを使用して、上の通常のレンズから画像を引き伸ばすことです (逆さまの台形のような形になるように)。

2 番目の方法では、より多くの解像度が保持されますが、水平方向の解像度が上部に向かって徐々に低下する画像が生成されます。いずれにせよ、通常、レンズをシフトすると最高の品質が得られます。

テクニカルノート:デジタルパースペクティブコントロールがシフトレンズと同様の品質結果を達成するかどうかについてよく質問されます。上記のデジタル技術は明らかに解像度を犠牲にしますが、問題は、光学的に貧弱なティルトシフトレンズにイメージングサークルのエッジを使用することによって引き起こされるソフト化よりも、必然的に悪化するかどうかです。私の経験では、キヤノンの 45 mm および 90 mm ティルトシフトレンズを使用する場合、シフトレンズを使用する方が明らかに優れています。キヤノンの 24 mm ティルトシフトレンズは、より近いコールです。色収差が適切に除去されていれば、シフトしたレンズの方が少し優れていることがわかります.

シームレスなパノラマのためのシフト操作

一連のシフトされた写真を使用して、デジタルパノラマを作成できます。この手法には、カメラレンズの光学中心を動かさないという利点があります。つまり、前景の被写体との視差エラーを防ぐためにパノラマヘッドを使用する必要がなくなります。もう 1 つの潜在的な利点は、最終的な合成写真が元のレンズの直線的な遠近感を保持することです。

Canon と Nikon のレンズは、それぞれ 11 mm と 11.5 mm までシフトできます。これは、レンズがカメラセンサーに対して (各方向に) 物理的に移動できる距離を表します。 11 mm のシフトが写真にとって実際に何を意味するかをよりよく理解できるように、いくつかの一般的なシフトシナリオを以下に示します。各レンズはその軸を中心に回転できるため、このシフトは 2 つの方向に適用できます。

横向きで水平シフト移動を使用したパノラマ:

フルフレーム 35 mm センサー
面積増加:60%
アスペクト比:2.42:1

1.6X クロップファクターのセンサー
面積増加:100%
アスペクト比:3 :1縦向きで水平シフト移動を使用した広角:

フルフレーム 35 mm センサー
面積増加:90%
アスペクト比:1.28:1

クロップファクター 1.6 倍のセンサー
面積増加:150%
アスペクト比:1.66 :1

注:すべての図は 11 mm シフトの縮尺で示されています。面積の増加は最も近い 5% に丸められます

クロッピングされたセンサーは、フルフレームセンサーよりもシフトから得られるものが多いことに注意してください。パノラマの場合、フルフレームとトリミングされたセンサーでそれぞれ 2:1 と 3:1 の劇的に広い縦横比を達成でき、解像度が大幅に向上します。次のセクションで計算機を使用して、カメラの向き、シフト方向、およびセンサーサイズのさらに多くの組み合わせを調べることができます。

Shift は、上下左右以外の方向にも使用できます。以下の例は、横向きの 35 mm フルフレームセンサーの 30° 刻みのシフトのすべての組み合わせを示しています。

画像の上にマウスを移動すると、各シフトの組み合わせのフレームアウトラインが表示されます。 1.6X CF の場合、これは 5X になります。

撮影後は、各写真の遠近法やレンズの歪みを補正する必要がなく、レンズのケラレが画像間で不均一になることがないため、スティッチングプロセスはより簡単になります。したがって、Photoshop または別の基本的な画像編集プログラムを使用して、画像をレイヤー化し、手動で整列させることができます。写真が小さな絞りを使用して露光された場合でも、ケラレによってカメラがシフトされていない写真よりもシフトされた写真を露出する可能性があるため、手動または固定露出を使用してください。これは、カメラのスルーザレンズ (TTL) 測光が、露出に使用される絞りではなく、レンズを大きく開いた状態 (最小の f 値) での測定に基づいているためです。

別の方法として、一連のシフトされた写真にフォトスティッチングソフトウェアを使用して、遠近感を制御するパノラマを作成することもできます。このようなパノラマでは、レンズを上下にシフトする必要があり、パノラマを構成するカメラアングルごとにその位置を維持する必要があります。

チルトシフトレンズカリキュレーター

以下のチルトシフト計算機は、上下または左右方向のシフト動作に含まれる画角と、その他の関連値を計算します。これは、必ずしも現場で使用されるというよりも、シフトの動きの数値をよりよく理解することを目的としています。このように、レンズに 5 mm と 10 mm のシフトのマークがある場合、これが最終的な画像にどのように影響するかをよりよく視覚化できるはずです。計算機内の図 (右側) は動的に調整され、値が示されます。

「単一の写真の場合の焦点距離」の出力は、シフトされていない写真を使用して、シフトされた画角全体を網羅するために必要な焦点距離の感覚を与えることを目的としています。このことから、45 mm ティルトシフトレンズのイメージサークルは、実際には通常の 28 mm 広角レンズに匹敵する画角をカバーしていることがわかります。

利用可能な NIKON &CANON TILT SHIFT レンズ

キヤノンには 4 種類、ニコンには 3 種類の主流のティルトシフトレンズモデルがあります。

Canon チルトシフトレンズ	Nikon Tilt Shift レンズ
Canon 17 mm TS-E f/4L
Canon 24 mm TS-E f/3.5L II	PC-E Nikkor 24mm F3.5D ED
Canon 45 mm TS-E f/2.8	PC-E Nikkor 45mm F2.8D ED
Canon 90 mm TS-E f/2.8	PC-E Nikkor 85mm F2.8D ED