写真の基本原理は人間の瞳に良く似ています。
光の反射を網膜がとらえることで視覚を感じることとおおよそ同じで、光反応するフィルムに光を当てて写真を描いています。
ところで、現代ではフィルムを使ったカメラはフィルムの無いデジタルカメラに置き換わりつつあります。その中でも大半はスマートフォンだと言っても過言ではないでしょう。
スマートフォンのカメラはフィルムではなくデジタルセンサーが光をとらえて写真を描いています。
フィルムカメラ（銀鉛カメラともいう）でもデジタルカメラでも、カメラはレンズを用いて光を集め、それを描画するという基本の仕組みは変わりません。
写真を上手にとる秘訣は、カメラに上手に光を取り込んであげることです。
カメラが光を集めるということから、写真撮影にとって光量を調整するという作業は必要不可欠な工程です。
この集める光の量を「露出値」とか「露光量」といい、光の総量はセンサー（フィルム）に光が当たっている時間（シャッター速度）と一定時間にどれだけの光の量を取り込むかという値（F値、絞り値）によって決まります。
露出が足りなければ（総光量が足りない）暗い写真になり、露出が多すぎると反対に白っぽい写真になります。
さて、フィルムカメラの場合は写真が出来上がるまでには、撮影＞フィルムの現像＞印画紙への焼き付け という大まかにいって3つの工程を経て初めて写真が出来上がります。しかし、デジタルカメラの場合は撮影＞プリントという2つの工程で済みます。プリントアウトしなくてもモニターなどで確認するだけなら撮影だけで済みます。
この簡単さがデジタルカメラが普及した理由なのですが、くわえてスマホに高性能なカメラが付いたことで、どこでもいつでも撮影ができるようになったことが普及に拍車をかけました。
それはさておき、デジカメの利点は撮影した写真がデータであることから、加工や修正が簡単にできることにあります。フィルムカメラも焼き付けの際に同じように修正することはできるのですが、暗室での専門的な作業が必要であったり、失敗した場合には１から作業工程をやり直さないといけないなど、一般人には難しい作業です。
さて、最近のデジタルカメラがいかに優秀でも、露出不足や露出オーバーの写真はなくなりません。せっかく写真を撮ったのに暗かったり、逆に明るすぎたりっていうのは誰でも経験ありますよね。
露出の過不足は修正ソフトを使えば（最近のカメラにはカメラ自体に修正機能があるものも・・）ある程度は修正できるのですが、あまりにも不足している場合は修正しても全体に黒っぽい感じが残るし、露出オーバーの場合は修正しても全体が灰色がかったりと、あまり満足のいく結果にならないことがあります。
これは仕方がないことで、例えば写真でいうと黒は、光がまったく当たっていないということです。光がないモノはいくら頑張ってもそこに何もないのと同じで増幅できませんね。そして白というのは全ての色の要素をとらえたということです、黒と同じで元々が何であったかというのは分からないのでいくら光の量を減らしても灰色にしかならないのです。
修正ソフトはなかなか優秀で、多少の過不足は人の目ではわからない程度に自然な感じに修正できるので、まずは適正露出付近で撮影できるよう心掛けるときれいな写真が撮影できます。
では、適正露出っていうのはなんでしょう？
写真の出来不出来は露出が決める
写真撮影で光の量を決めるのは、シャッター速度、絞り値、ISO感度の３つです。
シャッター速度、
シャッタースピードはカメラのシャッターが開いている時間で、開いている時間だけセンサーに光が当たります。シャッタースピードが速ければ早いほどシャッターの開いている時間は短くなります。シャッター速度は手ブレにも影響します。シャッター速度が遅ければ遅いほど手ブレの影響を大きくうけます。
手ブレを防ぐ目安としてはレンズサイズの逆数と言われています。例えば50mmのレンズを使った場合、1/50（秒）が手ブレを抑えられるぎりぎりのシャッター速度です。
ただし、この数値は写真をとるのが慣れている方、大体はプロ写真家ですが、の場合で、一般的にはこの数値に3ないし5を掛けた数字、つまり1/150～1/250（秒）で撮影すればほぼ手ブレの無い写真になります。
ですので、手ブレが気になって仕方がない方はシャッター速度がこの数値以下にならないようにして撮影すると良いですね。
絞り値（F値）
絞りというのは、人間の眼に例えると虹彩のようなもので、作りも働きもほぼ同じです。人間の眼とカメラを比較すると、レンズは角膜と水晶体で、絞りは虹彩、レンズとデジタルセンサー（フィルム）の間の空間はガラス体、デジタルセンサー（フィルム）は網膜です。
絞りはレンズに入る光の量を調整します、まぶしい時の瞳を見ると虹彩が小さく、暗いところでは大きくなりますよね。
【tips
絞りは光の量＝情報の量を調整します。人は、よりよく観察したいもの、興味のある物はじっくり見ますよね。その際の瞳を見ると虹彩が大きく広がり、より多くの光＝情報を捉えようとします。また、まばたきもゆっくりとしてきます。その分まぶしさを感じるので目は細くなり、まばたきが少ないので瞳には涙が多めに供給されます。ウェットになった瞳は多くの光を反射します。恋する乙女の瞳がきらきらとして美しく見えるのは、大好きな人をよりよく見たいという気持ちが瞳に現れるからなんですね。】
スマートフォンの場合やコンパクトカメラの場合、多くはこのF値は固定されています。iPhoneの場合はF値2.2となっています。
ISO感度
ISO感度というのは本来はフィルムカメラのフィルムがどれだけ弱い光をとらえることが出来るのかを表す数値です。
フィルムで説明するとISO20～ISO1600までの範囲があって、数値が小さいほど繊細な像を結ぶことができますし、大きな数値になるほど光の少ないところでの撮影が可能になります。
数値が小さいほど繊細な像を結べるようになるかわりに露出に関してはよりシビアになります。ISO20の場合は適正露出から+-0.5の範囲が許容範囲となります。
数値が大きいほど少ない光を捉えることができるので暗いところでも速いシャッター速度を使うことが出来ます。
またフィルムで例えると、ISO20や32の場合はリバーサルフィルムというポジフィルム（通常の写真はネガフィルムという色の反転したフィルムです、ポジフィルムはスライド写真のようにフィルムだけで色が確認できます）を用いた高精細、高再現な写真に向いています。ISO1600の場合は、暗いけれどもストロボ（フラッシュ）が使えないような劇場や天体撮影などに向いています。ちなみにISO1600だとろうそく1本分の明るさで部屋中が撮影できるほどです。
デジタルカメラの場合も同様の考え方で問題ありません。つまりISO感度の数値が大きいほど（感度が高い）暗いシーンの撮影が可能になりますが、その分ノイズが増えます。
以上の３つの組み合わせで露出が決まります。
スマホの場合、F値は固定されていることが多いので、シャッター速度とISO感度を変えることで露出調整が出来ます。ほとんどの場合、これらも自動で調整する設定になっているので、普段なにも考えずに撮影してもそこそこの写真が撮影できていると思います。
画素数が多ければ写真はきれいになるはうそ？
画素数について
フィルムカメラの場合は画素数というのはフィルムのサイズを意味します。通常は35mm、映画だと70mm、もっと大きな4インチ×5インチなんていう大判カメラもあります。これは絵を描くときのキャンバスのサイズと同じと考えていいと思います。
一つの絵を描く際に、より大きなキャンバスを使えばより多くの絵の具を乗せることができますよね。また小さな部分をより細かく描くことができて遠目に見ると小さな絵よりも大きな絵の方がより細かく、より精細な絵を描くことが出来ます。画家の多くがより大きなキャンバスで絵を描きたがるのはそういう理由からなんだと思います。
画素数というのは、フィルムカメラのサイズと同じくキャンバスのサイズと考えていいと思います。つまり画素数が多い＝データ量が大きい、のでより高精細な絵を描くことができるようになるということですね。解像度が高という言い方をします。
ただし、デジカメの場合は像を結ぶのは、紙やフィルムではなくて、イメージセンサーに配置されている画素センサーです。絵の具に当たるものはセンサーひとつに貯められる電気信号です。画素数＝センサーの数ということになります。そしてスマートフォンの場合、限られたスペースにセンサーを配置する必要から、小さなセンサーをたくさん詰め込むという対策が取られます。小さなセンサーは貯められる情報が大きなセンサーに比べると少ないため、貯めきれない情報は捨てられてしまいます。
ですので、1600万画素のスマートフォンカメラより800万画素の一眼デジカメの方が画質が良いということがあります。
そして、1600万画素の写真というのは、そのままのサイズで表すと黒板のような大きさになることもあります。実際に写真を見る場合は7インチ程度のディスプレイやプリントしてもスナップ写真のサイズか２Lサイズ程度ですね。フィルムの焼き付けと異なりデジカメの場合はディスプレイやプリントをする際には格納されているデータを処理して表示あるいは印刷をします。ですので1600万画素で撮影したものも800万画素で撮影したものもプリントすると対して差が無い（人の眼で判別できるような差が無い）事が多いのです。
写真の美しさを決めるのはこれらの要素に加えて、プリンターの性能にもよります。ですので単に画素数が多いだけではきれいな写真が出来上がるということではありませんので注意が必要です。
大体の感覚ですが、スナップ写真程度のサイズの写真であれば720dpi程度（おおよそ92万画素）で十分きれいな写真になります。実際に人間の眼で判別できる精度は300dpiが限界と言われています。通常はプリントサイズの方が撮影サイズよりも小さいのでこの考え方で良いです。
※但し、データをスキャンした写真などの場合は印刷する解像度の2倍～3倍の解像度でスキャンした方が良いです。
むやみやたらと大きな画素数はそのままデータサイズの大きさに影響します。1GB程度のメモリーを使って写真を撮る場合、300万画素で約600枚ですが1000万画素だと約150枚程度になります。メーカーなどで若干の差がありますが目安と思っていただければと思います。
スマホできれいな写真を撮る方法～写真は引き算～
さて、ずいぶんと前置きが長くなりましたが
スマホできれいな写真を撮るにはどうすればいいのかですね。
☆カメラの設定を変える
アプリによってはカメラの設定を変えられないものもありますが、お使いのアプリで設定を変えられる場合はできる限り高い解像度を選択します。
これは先ほど書いたように、一眼デジカメと異なりスマホ用のセンサーは小さいものが使われていますので解像度を上げることでハンデを減らすという意味があります。
その分データサイズは大きくなります。
☆カメラの構え方
スマホで撮影するときに片手で撮影する人がほとんどだと思います。できるだけ両手で構えてカメラを目線の高さで撮影するようにしましょう。
これは撮影するものときちんと正対することで目で見た景色に近いイメージで撮影をするためです。また手ブレを防ぐためにも両手でしっかりホールドすると良いでしょう。
☆構図を工夫する
見た物を見たままで撮影すると、記録写真のようになってしまいます。思い出を残すという意味では問題はないのですが、構図をちょっと工夫するだけで見栄えの良い写真になります。
まずは、メインの被写体をずらす方法です。ほとんどのカメラはピントが画角の中心に合うようになっています。ですのでほとんど写真は真ん中に写したいものが配置される、いわゆる「日の丸写真」になってしまいます。例えば子供の姿を横から撮るときに、正面にむかってスペースを空けてあげると動きの感じられる写真になります。
次に、画角を斜めにする方法です。ほとんどの写真は水平か垂直に撮影しますが、そこをあえて斜めに構えることで奥行の感じられる写真になります。
☆黄金比・白銀比を使う
簡単に言うと、黄金比とは画面をおおよそ上下１/3ずつに分解する線を引き（カメラにグリッドを表示する機能があれば分かりやすいです。）その線が交わる場所に被写体を置くというものです。背景と被写体のバランスをとるのにいい方法です。
正確に言うと、画角を1：1.618に想定し、その中に1：1の正方形を置く、さらに残った場所に余った辺のサイズで正方形をらせん状に設置していく。正方形の対角線を結ぶ1/4円を結んでいくと黄金螺旋といわれるらせん模様が出来ます。このらせん上に対象物を配置していくと美しいとされる構図になるというものです。
自然界に存在するもので有名なのはオウムガイのうずまきはこのらせん比になっているそうです。フィボナッチ数列やフラクタル幾何学とも関連があるそうですので興味のある方はそちらで調べてみても良いかもしれません。
白銀比については、聞きなれないかもしれませんが、白銀比というのは日常生活で最も良く目にする比率かもしれません。身近なところで言うとコピー用紙はおおむね白銀比で構成されます。比率で言うと1：1.414（√2）です。
写真の場合、フィルムで言うと35mmフィルムはほぼ白銀比で、Lサイズや2Lサイズなどもほぼ白銀比です。白銀比は日本人にはなじみがあって、法隆寺などは白銀比で構成されています。またドラえもんの体型も白銀比で構成されています。
スマホの画面は最近のものであれば16：9で構成されています。比率を直すと約1.7：1ですので黄金比や白銀比と比べても少々細長いものです。
ですので写真にするのであれば左右を少しカットしたイメージで撮影するとこれらの比率に納めやすくなります。
写真加工ソフトがあれば撮影後に比率に合わせてトリミングをしても引き締まった構図になります。写真加工ソフトで私が使っているのがPhotoshopのエレメンタルとLightRoomというソフトですが、これらのソフトは黄金比でのトリミングを簡単にするツールが付属しています。
☆光源を工夫する
【逆光】
写真は順光（被写体の正面から光が当たる）で撮影するときが一番楽に撮れますが、いまひとつ面白みに欠けます。特に人物の場合、背景とトーンが同じになってしまうと被写体が背景に溶け込んでしまいます。そこで光源を被写体の後ろに持っていく逆光で撮影してみましょう。逆光の場合の露出は被写体に合わせます、画面全体の光の量で露出をきめてしまうと、肝心の被写体に対しては露出不足になります。ですのでF値固定のカメラの場合であれば、カメラが指定するシャッター速度より少し遅めのシャッター速度を選びます。ストロボはなるべく使わない方が発色が良くなります。お料理などの撮影にも逆光が使えます。
【半逆光】
逆光はどうしても難しい場合や、影がきつくなりすぎる場合は半逆光（斜め後ろからの光）で撮影するとソフトな感じに仕上がります。
【補助光を使う】
補助光というとストロボを思いつきますが、ここではストロボ以外で身近にあるものを使います。レストランで女性の写真を撮る場合などにはモデルに胸の少し上くらいでお皿など白い物を持ってもらうと、顔面に下からの反射光があたり、良いポートレートが撮れます。きれいなお皿などが無い時は、テーブルにナフキンなど白っぽい布を引いて、そこに頬杖などをついたポーズをとってもらうと同じ効果が出ます。
女性の写真の場合、顔面の陰影はあまり目立たせない方が美しい写真になります。また、できるだけ近くで撮影し、瞳に照明などの光が映り込んでいると目がきらきらとしてかわいらしさがアップします。
プロカメラマンはこの効果をレフ板という大きな反射板をつかって作り出しますが、日常的に持ち歩いている人はいないと思うので、手近なもので代用します。
お料理や人物撮影の場合は露出は多少オーバー目で取ると美しい写真に仕上がります。
【ピントを工夫する】
後ボケ、前ボケを使う
被写体に対して後ろ側を大きくボケさせる（ピントを外す）と後ボケ、前をボケさせるのを前ボケと言います。
後ボケ写真は、背景をぼやかして被写体を浮き出させる効果があり、前ボケは手前に物を置きながら被写体を浮き立たせ奥行のある画面を作ります。
人物写真やお料理の写真はよく後ボケや前後ボケを使います。前ボケの場合、覗き見写真にならないよう配置を工夫する必要があります。
【写したい部分を絞り込む】
写真はざっくり言うと引き算です。目に映る全ての物を写真に収めようとすると、ごちゃごちゃとしてなんだかわからない写真になってしまいます。ですので思い切って切り取ってしまうのもひとつです。例えば、子供の写真ですが、体全部を写真に収める必要はありません、顔だけを撮る場合でも例えば髪の生え際より少し上で切ってしまうと表情がより良く表現できます。
【背景に注意する】
ごちゃっとした背景はもちろんですが、人物の真後ろに建物の縦の線が映り込むと、角の生えたような写真になりますし、首のところに横の線が入ると首切り写真になります。撮影時には気が付かないもので、出来上がった写真を見るとがっかりすることもあります。撮影のときは焦らずにちょっと周囲を観察しましょう。
【レンズのクセを知る】
レンズによっては画角の端にいくほどゆがみが出るものがあります。こういったレンズでもうまく使うと遠近感が強調されたり、ダイナミックな広がりを感じる写真になったりします。幸いデジカメやスマホの場合、写す前にどんな雰囲気になるかはモニターで確認できますので、カメラを上下に動かしたり角度を変えてみると雰囲気が掴めます。
まとめ
シャッターチャンスを逃さない
どんなに上手に撮れる人でもシャッターを切らなければその一瞬は永遠に戻ってきません。写真を撮るときは焦らず、ためらわず、どんどんシャッターを切りましょう。
思わぬ良い写真が撮れる時は無心でシャッターを押している時に良く訪れます。