半透明な写真を撮ってみよう

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おもしろ科学実験室（工学のふしぎな世界）

半透明な写真を撮ってみよう

2024年2月2日
愛媛大学工学部工学科
電気電子工学コース

はじめに

　デジタルカメラを使ったおもしろい撮影方法を紹介します。カメラのしくみが分かれば、下のような半透明な写真を撮影することができます。もちろん、これは合成写真ではありません。市販の一般的なデジカメを使って、ワンショットで撮影しています。ぜひ、カメラの原理を理解して、みなさんも半透明な写真を撮影してみてください。

デジタルカメラの撮影の原理

　デジタルカメラの撮影の原理について簡単に説明します。デジタルカメラでは、被写体からの光は、レンズ使って集められ撮像素子で感知されます。一般的な撮像素子には、CMOSセンサーまたはCCDセンサーがあります。例えば、CMOSセンサーは低い電力消費と高い処理速度が特徴で、CCDセンサーは高い画質と感度を持っています。

　実際の撮影では、シャッターボタンを押すことで、レンズが開いて一瞬の間、撮像素子が光を受け取ります。このとき、撮像素子は光を受けとり、それらを電気信号に変換します。撮像素子は何百万もの画素（ピクセル）を持っており、ひとつひとつの画素が光の明るさと色情報を取り込みます。そのため、撮像素子が多くのピクセルを持つほど、撮影した写真は鮮明で詳細なものになります。一方、撮像素子が光を受け取ることで発生した電気信号はデジタルデータとなり、画像処理装置に送られ、最終的にはメモリーカードなどに保存されます。

用意するもの

デジタルカメラ
三脚

半透明な写真を撮ってみよう

　半透明な写真は、下図のように「人物と背景」が映っている画像と「背景のみ」が映っている画像を合成することで作成できます。

　では、１度の撮影でどうすれば、合成できるでしょうか？答えは簡単で、シャッターが開いて人物を撮影している間に、人物が撮影場所からいなくなれば、「人物と背景」と「背景のみ」の両方の画像を得ることができます。しかし、通常、カメラで撮影するとき、シャッターが開いている時間は、0.01秒くらいです。人物が0.001秒くらいのスピードで移動できれば可能ですが、残念ながら、そんなことができる人はいません。では、どうすればできるかというと、シャッターを開いている時間（シャッタースピード）を長くすれば良いのです。

　デジカメによっては、シャッタースピードを自由に設定できる機種もありますが、一般的なデジカメでは、シャッタースピードを設定できない場合も多いです。ただし、シャッタースピードを設定する項目がない場合でも、撮影モードを「花火」にするとシャッタースピードを遅くすることができます。機種にもよりますが、花火モードにするとシャッタースピードは5秒ぐらいになります。

　シャッターが開いている撮影時間が5秒くらいになると、撮影中に人も移動できます。例えば、5秒のうち、半分だけカメラの前に立ち、もう半分はフレームアウトすることで、「人物と背景」が映っている画像と「背景のみ」が映っている画像を実現できます。実際に撮影している様子と、撮影された写真は下図のようになります。

　このとき、注意しないといけないことは、撮影中に被写体が動くとブレた写真になるので、カメラに写っている間は、動かないようにすることです。あと、カメラを手で持って撮影すると、シャッターを押したときや撮影中に手ブレが発生するので、三脚とタイマー機能を使って、手ブレが生じないように撮影してください。また、シャッタースピードが5秒くらい遅くなると、明るい部屋で撮影すると、撮像素子に入る光量が多過ぎるため、写真は真っ白になります。そのため、半透明の写真を撮るときは、部屋を暗くして撮影してください。