Fotografia podwodna

Świat ciszy

Powierzchnia naszej planety w ponad 70% pokryta jest wodą. Zanim wprowadzimy pojęcie fotografii podwodnej, sklasyfikujmy temat planu zdjęciowego, który jej dotyczy. Ekosystem wodny najprościej można podzielić na dwa główne działy: wody płynące i wody stojące. Do wód płynących zaliczamy odpowiednio: potoki, strumienie, rzeki oraz zbudowane przez człowieka sztuczne cieki wodne. Do najważniejszych typów wód stojących zaliczamy: oceany, morza (i formacje pokrewne) jeziora, zalewy, limany (płytkie zatoki, powstałe z wypełnienia wodą końcowego odcinka rzecznej doliny), zbiorniki sztuczne, stawy, baseny, wyrobiska.

Fot. Stephan Frink

Ekosystemy wodne niekiedy metaforycznie nazywa się "światami ciszy, milczenia". Nie jest to do końca uzasadnione merytorycznie. Świat wodny to nie świat kosmosu – próżni. W wodzie dźwięk się rozchodzi, na co koronnym przykładem jest język wielorybów, a także praca sonarów w łodziach podwodnych. Każda metafora powstała jednak z jakiegoś powodu. W ekosystemach wodnych z całą pewnością jest ciszej, nie tylko ze względu na brak obecności cywilizacji ludzkiej, ale także z powodu innego języka porozumiewania się zwierząt (np. barwa, zachowanie, impulsy elektryczne u ryb). Jest to świat, gdzie panuje inny rytm życia, na co szczególną uwagę powinien zwrócić fotograf.

Światło pod wodą

Jeśli Słońce znajduje się co najmniej 40 stopni nad horyzontem, światło docierające z niego do powierzchni wody ulega rozbiciu już w 2 do 6%. Jeśli wartości kątowe położenia Słońca są mniejsze, straty na samej powierzchni wody stają się automatycznie większe. Ta część promienia świetlnego, która przedrze się przez powierzchnię wody, biegnie dalej, w kierunku dna zbiornika, ulegając stopniowemu pochłanianiu przez cząsteczki wody i osady w niej zawieszone. Efektem tego mechanizmu wchłaniania promienia światła jest stopniowe osłabienie siły fotonów wraz z głębokością i gęstością wody. Energia świetlna przekształcana jest w energię cieplną, a fotony rozpraszają się we wszystkich kierunkach. Wynika z tego, że współczynnik załamania światła w wodzie zależny jest m.in. od rodzaju zawiesiny, składu chemicznego wody, od położenia obszaru załamującego względem brzegu (inaczej załamują światło wody przybrzeżne, inaczej oceaniczne), rodzaju zbiornika wodnego (Ocean Spokojny, Morze Arktyczne).

Fot. Lisa Young, Seahorse

Dla fotografa ważna jest świadomość, że światło białe to tylko wrażenie, jakiego doświadczamy w związku z dotarciem promieni świetlnych do powierzchni naszej siatkówki. Natomiast światło przechodzące przez powierzchnię wody nie jest pochłaniane równomiernie w całym zakresie widma. W trakcie kontaktu światła z wodą następuje więc selektywna absorpcja fotonów świetlnych, która musi być uwzględniana przy wykonywaniu fotografii podwodnej. Światło czerwone np. jest pochłaniane mocniej niż żółte, a z kolei żółte mocniej niż niebieskie i zielone. Woda działa jak filtr, pochłaniając selektywnie pewne zakresy widma światła widzialnego.

Fot. Stephan Frink

Przechodząc przez powierzchnię wody, światło słoneczne przestaje mieć cechy światła białego. Przykładowo na głębokości 20-30 metrów składowe światła ograniczają się do widma zielono-niebieskiego. Wpływa to bezpośrednio na koloryt oglądanych obiektów. Dlaczego? Jakikolwiek oglądany przedmiot wydaje się biały, ponieważ odbija cały zakres promieniowania widzialnego, jest postrzegany jako niebieski, jeśli odbija promieniowanie zielone i czerwone, jest postrzegany jako zielony, gdy odbija promieniowanie czerwone i niebieskie, i wreszcie wydaje się czerwony, jeśli odbija zakresy fal niebieskich i zielonych. Zgodnie z tym systemem zmiany barw pod wpływem eliminacji składowych, obiekt czerwony na głębokości 30 metrów będzie postrzegany jako czarny, ze względu na pochłonięcie na tej głębokości całego promieniowania czerwonego.

Fot. Stephan Frink

Czerwień zanika najwcześniej, bowiem na głębokości 1 m jest jej już o 50% mniej niż na powierzchni. Na głębokości 10 metrów czerwień to zaledwie 10% promieniowania widzialnego. Barwa pomarańczowa zanika na głębokości 10-15 m, a barwa żółta na głębokości 15-25 m. Błękity pochłaniane są w najmniejszych stopniu. poszczególne głębokości pochłaniania zależne są od wielu czynników: rodzaj wody, stopień oddalenia od linii brzegowej, zawiesistość itp.
Jest jeszcze jedna ważna informacja dla fotografów podwodnych – stopień absorpcji promieniowania uwzględniany przez fotografującego powinien składać się z głębokości i odległości, którą musi przebyć światło od obiektu do obiektywu. Istotna jest zatem sumaryczna droga światła, którą przebywa ono od powierzchni wody do powierzchni materiału światłoczułego (matrycy), a nie tylko o głębokość.

Podwodna mgła

Pod wodą również występuje zjawisko, które można opisać przez analogię do mgły na lądzie. Opisywałem wcześniej tzw. rozpraszanie światła, spowodowane stopniowym pochłanianiem go przez cząsteczki wody i zawiesinę np. mikroplanktonu. Te czynniki powodują, że fotograf nie powinien się spodziewać pod wodą możliwości fotografowania z odległości większej niż parę metrów. Mocne doświetlenie na niewiele się zda, ponieważ światło wróci do nas, odbijając się od podwodnej zawiesiny. Trzeba więc starać się podchodzić jak najbliżej, co z kolej stoi w sprzeczności ze zmniejszaniem kąta widzenia obiektywu pod wodą.

Wykres przedstawia absorpcję widma światła widzialnego jako funkcję głębokości

"Optyka" wody

Zapewne większość z nas pamięta przykład z fizyki, w którym rurka, patyk czy też drut zanurzony w wodzie wydaje się złamany. Dzieje się tak dlatego, że część obiektu zanurzona w wodzie wydaje się bliżej powierzchni niż część niezanurzona. Następuje zjawisko załamania światła. Spotkamy je zawsze, gdy światło będzie przechodzić przez dwa ośrodki, różniące się współczynnikami załamania. Juz na etapie obserwacji podwodnej, np. za pomocą maski płetwonurka doświadczamy złudzenia załamania. Spowodowane jest to tym, że maska zawiera nieco powietrza; jest więc, prócz wody, drugim ośrodkiem, wydzielonym od niej szkłem wizjera. Wszystko to powoduje, że obiekty widziane pod wodą wydają się znajdować w odległości 3/4 rzeczywistej odległości na lądzie, natomiast ich wymiary są większe o 1/3. Obiektyw "doznaje" tego samego złudzenia. Kąt widzenia jest zmniejszony o ok. 1/4. Głębia ostrości także się zmniejsza, a fotograf jest zmuszony ustawiać ostrość na odległości pozorowane. Najprostszym sposobem jest cofnięcie się, jednak zjawisko rozpraszania światła uniemożliwia taki sposób obejścia relatywizacji odległości pod wodą. Wyjściem z sytuacji jest używanie obiektywu o bardzo szerokim kącie widzenia.

Fot. Stephan Frink

Załamywanie się światła powoduje także częstsze występowanie takich błędów optycznych jak astygmatyzm i aberracje chromatyczne. Skutkuje to znacznym spadkiem jakości obrazu w rogach i krańcach kadru. I temu producenci zaradzili. Istnieją specjalne nasadki korygujące aberracje oraz kąt widzenia obiektywu pod wodą.

Zasady ekspozycji

Dla fotografa najważniejsze jest określenie właściwego otworu przesłony. Zanim określimy wartość ekspozycji pod wodą, należy wziąć pod uwagę szereg czynników:
– czułość ISO;
– wysokość Słońca;
– stopień zachmurzenia;
– stopień przezroczystości wody;
– poziomy kierunek wykonywania fotografii (aparat skierowany w kierunku powierzchni lub dna);
– jasność obiektu;
– stopień odbijania światła przez otoczenie.
Specjaliści radzą, żeby owe dane dla warunków fotografowania w danym dniu, nanosić w formie tabelki np. na głębokościomierz.

 Fot. Stephan Frink

Fot. Stephan Frink

Ze względu na zanikanie barw na większych głębokościach i panujące tam złe warunki oświetleniowe, zaleca się stosowanie oświetlenia sztucznego. Pozwala ono dodać brakujące tony barw do planu zdjęciowego i uzyskać prawidłową kolorystycznie reprezentację np. wielobarwnych gatunków ryb czy raf koralowych. Oświetlenie sztuczne nie powinno być prostopadłe względem obiektu fotografowanego, ponieważ znajdujące się w wodzie cząsteczki np. planktonu mogą wywołać niekorzystne dla całego kadru wrażenie śniegu, co zmniejsza, i tak już niewielki, kontrast fotografii. Należy tak dostosować model światła, by mieć możliwość ciągłej zmiany jego pozycji, nie przekraczając przy tych zmianach kąta 45 stopni, co z kolei może spowodować zbyt duże podkreślenie cieni. Obiekt więc powinien być oświetlony z boku, jednak niedopuszczalne jest oświetlenie pod kątem np. 90 stopni.

Kto fotografuje pod wodą?
Podstawowym warunkiem, jakie musi spełniać fotografujący pod wodą, jest umiejętność nurkowania. Jest to zasada najważniejsza, ponieważ jej przestrzeganie decyduje o bezpieczeństwie życia fotografa w środowisku podwodnym. O fotografowaniu pod wodą powinni zapomnieć osoby cierpiące na następujące schorzenia lub stany fizjologiczne:
– odma samoistna;
– podatność na drgawki i utraty przytomności;
– perforowana błona bębenkowa;
– astma oskrzelowa;
– uzależnienie lekowe;
– cukrzyca;
– przebycie torakotomii;
– uszy po zabiegach chirurgicznych lub z protezami plastykowymi w kanale słuchowym;
– ciąża;
– istotne obniżenie pojemności rezerwowej płuc;
– otyłość znacznego stopnia;
– choroba wieńcowa i nadciśnienie;
– duża wada wzroku.
Uogólniając, można powiedzieć, że profesjonalną fotografią podwodną zajmują się w większości ludzie zawodowo związani z wodą: nurkowie, oceanolodzy, biolodzy morscy. Amatorów w tym świecie nie jest wielu, również ze względu na koszty odpowiedniego sprzętu, nie tylko fotograficznego.

Fot. Stephan Frink

Sprzęt

Producent sprzętu podstawowego nie ma tu w ogóle znaczenia. Istnieją wprawdzie specjalne kompakty do fotografowania nawet na głębokości 10 m, ale jakość zdjęć i możliwości ingerencji w ustawienia takich aparatów są bardzo ograniczone. Stosuje się więc specjalne obudowy podwodne (np. Ikelite) dostosowane do konkretnych modeli lustrzanek. Dodajmy do tego jeszcze specjalne uchwyty na lampy błyskowe – bez ich pomocy na większych głębokościach nie zrobimy udanych zdjęć, przede wszystkim ze względu na brak światła. Ceny, nawet dla całkowicie amatorskich modeli (np. Nikon D5000), zaczynają się dopiero od 5000 zł.

Zdjęcie przedstawia futerał aparatu do fotografowania pod wodą