Що таке глибина різкості

  1. гурток нерізкості
  2. Управління глибиною різкості
  3. Роз'яснення: фокусна відстань і глибина різкості
  4. підрахунок ГРИП
  5. Глибина фокусу і візуалізація діафрагми
  6. Інші міркування

Глибиною різкості зображуваного простору (ГРИП) є такий діапазон відстаней на зображенні, в якому предмети сприймаються як різкі. Глибина різкості варіюється в залежності від типу камери, величини апертури діафрагми і дистанції фокусування, хоча друкований розмір і дистанція перегляду можуть змінювати наше сприйняття глибини різкості. Ця глава покликана забезпечити краще інтуїтивне і технічне розуміння фотографії та надає калькулятор ГРИП , Щоб продемонструвати, як вона залежить від параметрів настройки вашої камери.

Різкість зображення не змінюється раптово, вона зменшується поступово. По суті, все, що знаходиться ближче або далі дистанції фокусування, поступово втрачає різкість - навіть якщо це непомітно для ока або для роздільної здатності камери.

гурток нерізкості

гурток нерізкості

Оскільки не існує чітко заданої межі, для визначення граничного розмиття точки, після якого вона сприймається як різко, використовується більш точний термін під назвою «гурток нерізкості». Коли гурток нерізкості стає відчутний нашими очима, ця область вважається вийшла за межі глибини різкості і не є «прийнятно чіткої». Вищенаведений гурток нерізкості був збільшений для простоти; в дійсності він складає незначну частку від площі сенсора камери.

Вищенаведений гурток нерізкості був збільшений для простоти;  в дійсності він складає незначну частку від площі сенсора камери

Коли гурток нерізкості стає помітний оком? Припустимо чіткий гурток нерізкості визначений як такий, який залишиться непомітним при збільшенні для друку на стандартному розмірі 20x25 см і при спостереженні з стандартного відстані близько 30 см.

При таких дистанції перегляду і друкованому розмірі виробники камер вважають гурток нерізкості нерозрізненим, якщо він має діаметр не більше 0.025 мм (після збільшення). В результаті виробники камер використовують цей стандарт при маркуванні глибини різкості на об'єктивах (на прикладі f / 22 для об'єктива 50 мм). Насправді людина з ідеальним зором може розрізнити 1/3 цього розміру або навіть менше, так що гурток нерізкості повинен бути ще менше, щоб забезпечити прийнятну чіткість.

Для кожної комбінації друкованого розміру і дистанції огляду гуртки нерізкості будуть різні. В раніше наведеному прикладі розмитих точок гурток нерізкості насправді менше дозволу вашого екрану для двох точок на будь-якій стороні дистанції фокусування, і тому вони знаходяться в глибині різкості. Інакше кажучи, глибина різкості може грунтуватися на моменті, коли гурток нерізкості перевищує розмір пікселя вашої цифрової камери.

Зауважте, що глибина різкості задає тільки максимальну величину гуртка нерізкості і не описує, що відбувається з областями, що не потрапили в фокус. Ці області називаються «бокé» (слово має японське походження). Два зображення з однаковою глибиною різкості можуть мати істотно різний боке, і воно залежить від форми діафрагми об'єктива. В реальності форма кружка нерізкості зазвичай відрізняється від круглої, але наближається до такої, поки він залишається мізерно малим. При збільшенні для більшості об'єктивів це буде багатокутник з 5-8 ребрами.

Управління глибиною різкості

Хоча друкований розмір і дистанція перегляду є важливими факторами, які впливають на те, яким великим гурток нерізкості здається нашим очам, основними факторами, які визначають, наскільки великий гурток нерізкості буде на сенсорі вашої камери, є розкриття діафрагми і дистанція фокусування. Велика діафрагма (менше число f-ступені) і менші дистанції фокусування створять меншу глибину різкості. Наступний тест ГРИП був проведений при ідентичною дистанції фокусування з об'єктивом 200 мм (320 мм поля зору на 35 мм камері), при різних діафрагмах:

Роз'яснення: фокусна відстань і глибина різкості

Зауважте, що я не згадав фокусна відстань як фактор, що впливає на глибину різкості. Навіть незважаючи на те, що телеоб'єктиви здавалося б створюють набагато меншу глибину різкості, це відбувається переважно тому, що вони часто використовуються для збільшення предмета, до якого не можна підійти ближче. Якщо об'єкт займе ідентичну площа в видошукачі (постійне збільшення) як на широкоугольном, так і на телеоб'єктивів, глибина різкості буде практично * незалежна від фокусної відстані! Звичайно, це вимагало б від вас підійти набагато ближче для ширококутний об'єктив або помітно віддалитися для телеоб'єктива, як продемонстровано в наступній таблиці глибин різкості:

Фокусна відстань (мм) Дистанція фокусування (м) Глибина різкості (м) 10 0.5 0.482 20 1.0 0.421 50 2.5 0.406 100 5.0 0.404 200 10 0.404 400 20 0.404

Примітка: розрахунки глибини різкості дані для діафрагми f / 4.0 на Canon EOS 30D
(Кроп-фактор 1.6) з використанням гуртка нерізкості діаметром 0.0206 мм.

Зверніть увагу, для мінімальних фокусних відстаней дійсно є невелика зміна, однак цей ефект незначний у порівнянні як з діафрагмою, так і з дистанцією фокусування. Навіть незважаючи на те, що загальна глибина різкості практично незмінна, частка глибини різкості попереду і позаду дистанції фокусування змінюється з фокусною відстанню, як показано нижче:

Положення глибини різкості Фокусна відстань (мм) Позаду Попереду 10 70.2% 29.8% 20 60.1% 39.9% 50 54.0% 46.0% 100 52.0% 48.0% 200 51.0% 49.0% 400 50.5% 49.5%

Це показує обмеженість традиційної концепції ГРИП: вона бере до уваги тільки сам діапазон і не враховує розподіл глибини щодо фокальної площині, незважаючи на те, що обидва чинники можуть вплинути на сприйняття різкості. Ширококутні об'єктиви забезпечують більшу глибину різкості за фокальною площиною, ніж перед нею, що істотно для традиційної пейзажної і ландшафтної зйомки.

З іншого боку, при постійних точці зйомки і дистанції фокусування об'єктив з великою фокусною відстанню дасть меншу глибину різкості (навіть незважаючи на істотні відмінності в підсумковому зображенні). Це більш наочно в повсякденному застосуванні, але пов'язано це зі ступенем збільшення, а не з дистанцією фокусування. Здається, що для великих фокусних відстаней глибина різкості знижується, - тому що вони стискають перспективу. Це має фон набагато ближче до переднього плану - навіть якщо деталі не стають більш чіткими. Глибина різкості також здається меншою у дзеркальних камер, ніж у компактних цифрових камер, оскільки дзеркальні камери вимагають більшого фокусної відстані для отримання аналогічного кута огляду.

* Примітка: ми описуємо глибину різкості як практично постійну, оскільки існує ряд випадків, в яких це перестає бути істинним. Для дистанцій фокусування, що призводять до значного збільшення, або в зоні близько гіперфокальної відстані ширококутні об'єктиви можуть забезпечити більшу глибину різкості, ніж телеоб'єктиви. З іншого боку, для ситуацій великого збільшення традиційний розрахунок ГРИП стає неточним з іншої причини: фактор збільшення . Це насправді призводить до зміщення ГРИП на більшості ширококутних об'єктивів і збільшує її для теле- і макрооб'єктивів. В іншому окремо взятому випадку, близько гіперфокальної відстані, збільшення ГРИП проявляється, оскільки ширококутні об'єктиви мають велику задню ГРИП і тому простіше досягають прийнятної чіткості на нескінченності для будь-якої заданої дистанції фокусування.

підрахунок ГРИП

Щоб підрахувати глибину різкості, потрібно спершу визначитися з максимальним допустимим гуртком нерізкості. Він залежить від типу камери (розмір сенсора або плівки) і від комбінації друкованого розміру і дистанції перегляду.

Розрахунки глибини різкості базово увазі, що для прийнятною чіткості розмір кружка нерізкості не повинен перевищувати 0.025 мм (як обговорювалося вище), проте люди з ідеальним зором здатні розрізняти третину цього розміру. Якщо ви використовуєте в якості стандарту людського сприйняття 0.025 мм, візьміть до уваги, що межа глибини різкості може виявитися недостатньо чіткої. Наведений тут калькулятор ГРИП заснований на даному стандарті, але у мене є також більш гнучкий калькулятор глибини різкості .

Глибина фокусу і візуалізація діафрагми

Ще одним наслідком гуртка нерізкості є концепція глибини фокуса (звана також «простором фокуса»). Вона відрізняється від глибини різкості тим, що описує діапазон, в якому світло фокусується на сенсорі камери, на відміну від кількості зображення в фокусі. Це важливо, оскільки визначає межі того, наскільки горизонтально / вертикальна повинна бути плівка або цифровий сенсор, щоб досягти необхідного фокуса на всіх частинах зображення.

Діаграма показує залежність глибини фокуса від діафрагми. Фіолетові лінії демонструють максимальні кути, на яких світло може потенційно потрапити в діафрагму. Область фіолетового кольору показує всі можливі кути. Діаграма може бути також використана для ілюстрації глибини різкості, але в цьому випадку замість сенсора слід переміщати елементи об'єктива.

Ключова думка така: коли об'єкт знаходиться у фокусі, промені світла з однієї точки сходяться в одну точку на сенсорі камери. Якщо промені досягають сенсора в інших положеннях (утворюючи диск замість точки), об'єкт виявиться поза фокусом, і расфокусировка буде наростати зі зміною відстані.

Інші міркування

Чому б просто не використовувати мінімальну діафрагму (максимальне число f), щоб домогтися найкращої можливої ​​глибини різкості? Крім того, що це вимагало б недосяжних без штатива витягів, занадто маленька діафрагма розмиває зображення, породжуючи великий гурток нерізкості (або «гурток розсіювання») внаслідок ефекту, званого дифракцией - навіть в фокальній площині. Зі зменшенням діафрагми дифракція швидко стає більш серйозним обмежуючим фактором, ніж глибина різкості. Незважаючи на неймовірну глибину різкості, стінопис саме з цієї причини мають обмежену роздільну здатність.

Для макрозйомки (великого збільшення) глибина різкості в дійсності схильна до впливу іншого фактора: збільшення. Фактор збільшення дорівнює 1 для внутрішньо симетричних (нормальних) об'єктивів, але для ширококутних і телеоб'єктивів він буде більше або менше 1, відповідно. Глибина різкості більше розрахункової досягається, коли фактор збільшення менше 1, і менше розрахункової, коли він більше 1. Проблема полягає в тому, що виробники зазвичай не вказують фактор збільшення об'єктивів, і його можна тільки приблизно оцінити візуально.

Коли гурток нерізкості стає помітний оком?