Photography 101

Most recent cameras are very good with exposure but you may sometimes see problems with motion blur, focus blur or grainy picture and you may be wondering how you can avoid them. Or you may have purchased a new DSLR or mirrorless camera and you may be overwhelmed by dozens of settings on the display alone.

This article focuses on shutter speed, aperture and ISO. It shows you how you can find them in your camera's viewfinder, how you can change them to (you guessed it) reduce blur and noise, and how to do so very easily, maybe by just turning one dial.

The reason I wrote this is there are many articles that explain this with something called "Exposure Triangle", which doesn't make sense to me (why "triangle"?). So, I'm using a different analogy -- a box-shaped bucket.

最近のカメラの自動機能は大変優秀ですが、それでも画像が振れたり、ボケたり、ノイズが目立ったりすることがあるかと思います。 また、新しい一眼レフやミラーレスのカメラを買ってみたものの、設定がややこしそうで戸惑っている方も多いかと思います。

このページでは、シャッター速度、絞り、ISOに注目して、どの値をどのように変えれば、ブレ、ボケやノイズを減らせるかについて述べます。 また、そのための簡単な機能(ダイヤルを回すだけ)についても触れます。

カメラの露出について説明している記事はたくさんあるのですが、なぜか「Exposure Triangle」という三角形で説明している記事が多く、あまり直観的ではありません。 それよりも、縦・横・高さで容積を簡単に計算できる「枡(ます)」のたとえを使ったほうがいいのでないかと思って書いてみました。

The Exposure Bucket

Besides framing and focus, there are only three things you can change: shutter speed, aperture and ISO:

(Note: I'm avoiding formal definitions to simplify the explanation.)

Think of this as a bucket to scoop the light with. When the light is bright (dense), you can scoop enough light with a small bucket. The image will be crisp from near to far.


"Unity" by Bruce Beasley, Fremont, CA - daytime, sunny

On the other hand, when it is dark, you need a large bucket to make the picture brighter. That means you must increase the length (shutter speed), width (aperture) and/or height (ISO) of the bucket, but each has different consequence. The photos below are from a very dark, cloudy day.

Slow shutter causes motion blur

 

The blur can be caused by the subject moving or the camera shaking while the shutter is open.

Wider aperture causes foreground/background to blur

 

When the aperture is wide, the objects that are closer or farther than the main subject (i.e., outside the "Depth of Field" (wiki)) become blurry. This is called "bokeh" (wiki) (rhymes with sauté) and is often done on purpose to draw attention to the main subject.

Higher ISO causes the image to become noisy

 

See how the wall of the building and body of the car look grainy in this example (ISO 25600).

The noise becomes more noticeable in night photography.

Changing the shape of the bucket

Flexible Program / Program Shift

The important part is that you can change the shutter speed, aperture and ISO and still get the same exposure as long as the volume of the bucket stays the same. On many DSLR/mirrorless cameras, you can adjust the shutter speed and aperture at the same time by turning the main dial in the "P" (Program) mode.

  • To reduce motion blur, turn the dial to select a faster shutter speed. (Aperture becomes wide.)
  • To reduce bokeh, turn the dial the other way to select a narrow aperture. (Shutter speed slows down.)

Nikon calls it "Flexible Program" (web). Canon and Sony call it "Program Shift" (web).

Auto ISO

Many recent cameras can automatically increase the ISO when there is not enough light. The "Auto ISO" menu may look a little complicated but you can basically specify the settings such as "If the shutter speed 1/30 still doesn't catch enough light, raise the ISO ... but only up to 1600".

  • To reduce motion blur and bokeh, allow the camera to use high ISO.
  • To reduce noise, lower the ISO limit or disable Auto ISO and use a low ISO.

The relationship between the ISO values and the noise level totally depends on the model. Search for "[your camera model] ISO noise" to find the product reviews and sample images.

Changing the volume of the bucket

Exposure compensation

Most cameras do an excellent job figuring out the right exposure, but sometimes they need your help. For instance, if the scene is too bright (e.g, sunny beach), the subject may look dark in the photo. To fix this, use "exposure compensation" which basically tells the camera to overexpose the whole picture to get the exposure right for the subject. When taking pictures of a bright subject (e.g., the moon) in a dark scene, do the opposite.

Be very, very careful and NEVER forget to set it back when you are done. Otherwise all your pictures after that will be exposed incorrectly!

 

露出の「枡」

構図とフォーカスを除くと、カメラで変えられる主な設定はシャッター速度、絞り、ISOの三つしかありません。

(注:説明を簡単にするために正確な定義は省いています)

ここで、直方体の「枡」を想像して下さい。すくう物は、お酒ではなくて「光」です。 明るい場合には光の密度が高いため、小さい枡でも十分な光がすくえます。 近くから遠くまでボケもブレもなく写ります。


晴天の写真(オブジェはBruce Beasley作「Unity」)

逆に、暗い場合には、大きな枡が必要になります。 そのためには枡の長さ(シャッター速度)、幅(絞り)、高さ(ISO)を大きくしなければいけませんが、それぞれ異なる影響があります。 以下の例は非常に暗い曇りの日に撮影された写真です。

遅いシャッター速度 → ブレ

 

「ブレ」には、シャッターが開いている間に被写体が動くことによって生じる「被写体振れ」と、カメラが動くことによって起こる「カメラ振れ」があります。

開いた絞り → 前景・背景のボケ

 

絞りが開くと、被写体より近くや遠くにある物がボケて写ります。 これは芸術的な効果としてよく使われます。 英語にもなっていて、"bokeh" (wiki)といいます。 逆に、焦点が合う範囲を被写界深度(wiki))といいます。

高いISO → ノイズ

 

写真の中で、ビルの壁と車のボディがザラついて見えます(ISO 25600)。

夜景の写真ではノイズがさらに目立ちます。.

「枡」の形を変える

Flexible Program / Program Shift

重要なのは、シャッター速度、絞り、ISOを変えても、「升」の体積が変わらなければ露出自体は変わらないということです。 一眼レフやミラーレスカメラのほとんどの機種では、「P」(プログラム)モードでメイン・ダイアルを回すとシャッター速度と絞りを同時に調整できます。

  • ブレを減らすには、シャッター速度が速くなる方向に回します。(絞りが開きます。)
  • ボケを減らすには、逆に絞りが絞られる方向に回します。(シャッター速度は遅くなります。)

ニコンのカメラでは「Flexible Program」 (web)と呼ばれ、 キヤノンとソニーでは"Program Shift" (web)と呼ばれています。

自動ISO

最近の多くの機種のカメラは、暗いシーンで自動的にISO値を上げる機能を備えています。 「自動ISO」 のメニューは一見複雑に見えますが、基本的には例えば「シャッター速度1/30秒で光が足りなければISO値を上げていい。ただし上限は1600」というような条件を指定できます。

  • ブレやボケを避けるには、ISOの上限を上げます。
  • ノイズを減らすにはISOの上限を下げるか、Auto ISOをOFFにして低いISO値を使用します。

ISO値とノイズ・レベルの関係は、完全にカメラの機種に依存します。「(機種名) ノイズ ISO」で製品レビューやサンプル画像を検索して下さい。

「枡」の容積を変える

露出補正

カメラの自動露出は大抵の場合は正しく機能しますが、場合によっては補正が必要なこともあります。 たとえば、晴天の砂浜など、周りが非常に明るくて被写体が比較的暗く写る場合には「露出補正」メニューで露出を上げる必要があります。 逆に被写体が周りに比べて明るい場合(月の写真など)は「露出補正」で全体を暗くします。

露出補正する際には十分注意して、設定を戻すのを忘れないようにして下さい。 もし忘れると、それ以降の写真が全部露出不足か露出過多になってしまいます。

 

Find your shutter speed, aperture and ISO

Here are the typical figures for the shutter speed, aperture and ISO so that you can find them on your camera's display.

Shutter speed

Shutter speed is displayed as 2" (meaning 2 seconds), 2000 (meaning 1/2000 second), etc.

Aperture

Aperture is shown with the "f-number" (wiki) such as 1.4 (or F1.4, f/1.4) and it corresponds to how much light the lens passes through by opening and closing its blades inside. The name of the lens (e.g., "Nikkor 50mm f/1.4D") usually shows the widest aperture (f/1.4).

The numbers in the aperture sequence increase by 1.4 (square root of 2). That is because the area on the lens is proportional to the square of the aperture (1/2.82, etc.).

ISO

ISO indicates the sensitivity of the image sensor.

f-stop

In all the example sequences above, the first number makes the picture brightest (i.e., used when it's dark) with the sacrifice of motion blur (shutter speed), bokeh (aperture) and noise (ISO).

When you change the value one step to the right in one of these sequences (e.g., shutter speed from 125 to 250), you are doubling the light that is captured, and it is called "increasing by one f-stop". So, "One stop down" is going the other way, halving the light. For instance, you can increase the shutter speed by one f-stop and decrease the aperture also by one f-stop to maintain the same exposure.

シャッター速度、絞り、ISOの見方

シャッター速度、絞り、ISOは大体以下のような数字でカメラのディスプレイに表示されています。

シャッター速度

シャッター速度は 2"(2秒)、 2000(1/2000秒)のように表示されます。

絞り

絞りは1.4(またはF1.4、f/1.4)のような「F値」 (wiki)で表示されます。 これはレンズが内部の羽根を開いたり閉じたりして、どれくら光を通すかということを表します。 普通は、レンズの名称(例えば「Nikkor 50mm f/1.4D」)に含まれている数字が開放絞りのF値(1/1.4)を表します。

上の例の絞りの各数字は1.4倍(√2倍)ずつ大きくなっています。 これは、レンズの光が通る部分の面積が絞り値の二乗(1/2.82等)に比例するためです。

ISO

ISO値はセンサーの感度を表します。

F値の段階

上の全ての例で、最初の数字を使うと画像が一番明るくなります。 つまり、一番暗い時に使う数字ですが、それによってブレ(シャッター速度の場合)、ボケ(絞りの場合)、ノイズ(ISOの場合)が発生します。

数字をひとつ右に動かすと(例えばシャッター速度125から250)、取り入れる光の量が二倍になります。 これを「F値を一段階上げる」と言います。 逆に「F値を一段階下げる」というのは半分にすることです。 例えば、シャッター速度を一段階上げて、絞りを一段階下げると同じ露出を保つことができます。

Resources

This article focuses on because I believe it's a simple math that explain the camera exposure well. A Google search on "camera exposure" or "shutter speed aperture ISO" will find many websites with detailed explanation with figures and examples. (Note that some of them use the "bucket" analogy with different definitions.)

Here are a few notable links:

With the knowledge, you can also experiment with the shutter-priority, aperture-priority and manual modes that I didn't cover.

Happy shooting!

リンク

このページでは露出を桝の体積にたとえてカメラの露出について説明しました。 他にも、Googleで"camera exposure""shutter speed aperture ISO"を検索すると、 詳しい説明やたくさんの図や写真の例を含んだ記事が見つかります。

例(英語):

シャッター速度優先、絞り優先モードやマニュアルモードについては述べませんでしたが、上で述べた基礎知識をもとにして調べてみて下さい。

Happy shooting!