Что такое глубина резкости?
Что такое глубина резкости?
Глубина резкости – это расстояние между ближайшей и самой дальней точкой пространства, в пределах которого в фокус видеокамеры попадают все объекты видеонаблюдения, то есть четко отображаются на экране монитора. Данный параметр зависит от фокусного расстояния, формата объектива и конкретного значения диафрагмы. Так, глубина резкости увеличивается при уменьшении фокусного расстояния, в следствие чего увеличивается значение F-числа. При этом, чем больше значение данной категории, тем меньше будет формат объектива.
С теоретической точки зрения, в фокусе может быть лишь один объект видеонаблюдения, попавший в поле зрения видеокамеры, поскольку существует лишь одна фокальная плоскость. Однако человеческий глаз способен распознавать большее число предметов в кадре, считая их довольно резкими. Например, если пятно размытости будет менее 0,1 мм, то такой предмет будет считаться довольно четким и хорошо различимым для наблюдающего за ним человека.
На практике часто возникают ситуации, когда изображение с объекта видеонаблюдения, записанное в темное время суток оказывается без фокуса. Одной из причин данной проблемы может служить максимально раскрытая диафрагма, что собственно и приводит к минимальной резкости изображения. Избежать подобных проблем даже при самом низком освещении на охраняемом объекте удастся при помощи настройки заднего фокуса камеры.
«Кружок нерезкости»
Четко заданной границы, при достижении которой объект начинает терять свою резкость, не существует, поэтому для определения его предельного размытия принято использовать термин «кружок нерезкости». В тот момент, когда его начинает замечать человеческий глаз, то данная область считается вышедшей за пределы глубины резкости и не является «приемлемо четкой».
При определении глубины резкости следует учитывать:
— размеры отверстия диафрагмы;
— расстояние от объектива до объекта;
— фокусное значение объектива.
Как глубина резкости микроскопа (глубина фокуса) влияет на контроль качества штыревых разъемов
Трудности при контроле штыревых контактов
Электрические разъемы хорошо вам известны —они используются для соединения двух цепей между собой, подключения цепи к устройству, кабеля к электрической плате, соединения двух электрических плат и т.п. Разъемы бывают разных конфигураций, но многие из них имеют штыри для соединения. Даже если поврежден один штырь, устройство может оказаться неисправным. Причинами возникновения дефектов могут быть трение, инородный материал и коррозия, или окисление. Чтобы минимизировать сбои, производители осуществляют жесткий контроль качества, и микроскоп здесь играет важную роль.
При контроле штыревых контактов с помощью микроскопа, малая глубина резкости не позволяет сфокусироваться на всем контакте одновременно, от основания до наконечника.
Размытый фокус усложняет обнаружение и локализацию дефекта.
Малая глубина резкости не позволяет сфокусироваться на всем контакте одновременно (увеличение 26X)
Сфокусирован на наконечнике | Сфокусирован на основании |
Для решения проблемы малой глубины резкости, можно использовать ПО для создания полностью сфокусированного изображения контакта. Однако, данная процедура занимает много времени, поскольку оператор каждый раз вынужден возвращаться к реальному изображению для навигации по различным зонам контакта. К счастью, все эти трудности можно преодолеть, используя цифровой микроскоп с высокопроизводительным объективом.
Контроль штыревых контактов с помощью цифрового микроскопа DSX1000
Глубина резкости и разрешающая способность объектива микроскопа DSX1000 позволяют одновременно сфокусироваться на всем контактном разъеме, максимально упрощая и ускоряя процесс контроля.
В случае контроля крупных контактов, когда сложно сфокусироваться на всех зонах одновременно, можно воспользоваться функцией увеличения глубины резкости, нажав на кнопку.
Линзы объектива
Кнопка глубины резкости
Изображение, полученное DSX1000 — В фокусе весь контакт (увеличение 26X)
Основы фотографии. Часть 2. Диафрагма и глубина резкости
Продолжаем знакомить вас с основами фотографии в сжатом, но в очень информативном виде. С множеством примеров и пояснительных схем.
Мы разделили материал на несколько частей. Прошлый выпуск был посвящён теме «Часть 1. Фокусное расстояние объектива и дистанция фокусировки». А сегодня продолжим говорить про объектив и его характеристики.
Сперва поговорим о таком явлении, как глубина резкости.
Обратите внимание, если сфокусироваться на какой-то цифре на линейке, то соседние цифры спереди и сзади тоже можно считать, в какой-то степени, резкими.
То есть для зрителя будет изображаться резким не тонкая плоскость фокусировки, а определённое пространство.
Если мы измерим расстояние от камеры до ближней и дальней границы этого пространства, то сможем вычислить, так называемую Глубину Резко Изображаемого Пространства. Сокращённо ГРИП или просто Глубина Резкости.
На практике, обычно, фотографы никогда не занимаются этими точными вычислениями. Да и определить точные границы глубины резкости довольно сложно, тем более что они, во многом, субъективны и зависят от остроты нашего зрения.
Но главное — запомнить, что глубина резкости кадра может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от определённых настроек фотоаппарата.
И именно управление глубиной резкости позволяет вам сделать размытым задний фон в портрете:
или, наоборот, получить резким всё пространство пейзажа от ближних камушков до дальних гор:
Основная настройка, которая позволяет менять глубину резкости на снимке — это диафрагма.
Диафрагма — это специальная перегородка, при помощи которой мы можем уменьшать отверстие объектива.
Это отверстие называется — апертура. Но фотографы между собой часто называют диафрагмой и саму перегородку, и отверстие.
Уменьшение отверстия уменьшает количество света, которое проходит через объектив.
Как видно, снимок становится темнее, но при этом увеличивается глубина резкости.
Чтобы лучше увидеть эти изменения глубины резкости, давайте выровняем яркость снимков. Как мы помним из начала видео, скорректировать яркость снимка можно, изменив выдержку или светочувствительность (ISO).
Мы сейчас увеличим яркость с помощью выдержки. Что мы видим?
Когда свет проходит в объектив через большое отверстие, глубина резкости маленькая. Чем меньше становится отверстие, тем больше глубина резкости. И тем больше объектов в кадре окажутся резкими для зрителя.
Диафрагма — это основной инструмент управления глубиной резкости. Но стоит учитывать ещё и другие факторы. Например, чем ближе мы фокусируемся, тем меньше будет глубина резкости.
Это целая проблема в макросъёмке, когда мы фотографируем мелкие объекты крупным планом. В кадре получается очень много размытых деталей, даже если сильно прикрыть диафрагму.
На глубину резкости также влияет фокусное расстояние объектива и даже, в какой-то степени, размер матрицы. Опытные фотографы учитывают и используют эти тонкости. Но на начальном этапе можно пока не забивать этим себе голову.
Для первого знакомства с глубиной резкости, главное — это освоить диафрагму.
К сожалению, в разных фотоаппаратах разное управление, поэтому мы не можем подсказать, какой кнопкой или каким колесом вам нужно изменять диафрагму.
Можем дать только один совет. Начинайте осваивать свой фотоаппарат с ручного режима, чтобы автоматика не мешала вам видеть и анализировать все изменения, которые вы делаете.
С обозначениями диафрагмы в фотоаппарате может возникнуть небольшая путаница. Одно и то же значение разные производители фотокамер могут записывать по-разному:
1/2.
Эта неразбериха поначалу может вас немного путать или даже раздражать. Но тут главное уловить суть.
Диафрагма чаще всего выражается через так называемое относительное отверстие, которое всегда имеет вид дроби.
Например, возьмём три числа:
1/2.8
1/4
1/5.6
Какое из этих чисел больше? Правильно! То, у которого знаменатель меньше. То есть, самое большое число здесь — это 1/2.8.
Произносить или записывать «один поделить на 2.8» — это слишком долго, поэтому, обычно говорят просто — диафрагма 2.8. Но всегда держат в голове, что 2.8 — это знаменатель.
А значит, диафрагма 2.8 — это более открытая диафрагма, чем 4 или 5.6.
И глубина резкости на диафрагме 2.8 будет меньше, чем на диафрагме 5.6.
Как мы уже выяснили, чем больше открыта диафрагма, тем больше объектив пропускает света. И у каждого объектива есть свои пределы, до которых в нём может открываться диафрагма.
Максимально открытое отверстие указывается в названии объектива.
Светосильные объективы со значениями 2.8, 1.4, 1.2 лучше ценятся, потому-что пропускают больше света.
Самые светосильные объективы – это, обычно, фиксы (с фиксированным фокусным расстоянием). А вот зум-объективы пропускают меньше света, и редко переваливают через значение 2.8. Такова плата за универсальность по углам обзора.
Кроме того, в зум объективах начального уровня, часто, это значение ещё и переменное:
Например, обозначение на зум-объективе 16-50 3.5-5.6 означает, что в широкоугольном положении (когда фокусное расстояние 16 мм) диафрагму можно открыть максимум до 3.5. А в узкоугольной положении (когда фокусное расстояние 50 мм) максимально открытая диафрагма будет 5.6.
Этот недостаток вносит некоторые неудобства во время съёмки, зато такие объективы дешевле.
Не стоит расстраиваться, если у вас не очень светосильный объектив.
Да, он будет вас немного ограничивать, но это не значит, что ваши снимки будут обязательно тёмными.
В фотоаппарате есть и другие настройки, которыми можно менять яркость снимка. Не трудно догадаться, что это как раз оставшиеся два параметра: Выдержка и ISO.
Но об этом мы расскажем в следующий раз. Так что, не отключайтесь 😉
А самые нетерпеливые из вас могут уже сейчас посмотреть наше новое видео, которое сделано как раз на базе тех материалов, которые вы увидите в ближайшем будущем.
Если вам понравился материал, пожалуйста, не забудьте подписаться на наш YouTube канал. Это очень воодушевит нас готовить больше интересных материалов.
——————-
Напоминаем, что у нас с братом ещё есть отличный авторский Телеграм канал без рекламы — t.me/koldunovs .
Там у нас есть чат фотографов, в котором можно общаться и обсуждать новые материалы.
© Братья Колдуновы
Глубина резкости и диафрагма. Цифровая фотография. Трюки и эффекты
Глубина резкости и диафрагма
Диафрагма управляет не только количеством света, проходящим через объектив, но и глубиной резкости.
Определение
Расстояние между передней и задней границами резко изображаемого пространства называется глубиной резкости.
Не все объекты в кадре находятся на одинаковом расстоянии от камеры. Чаще всего сюжет имеет несколько планов. На резкость камера наводится (фокусируется) лишь по одному из объектов. Поэтому важно, насколько резко на снимке получится все то, что находится дальше или ближе фотографируемого вами объекта.
Важно!
Глубина резкости меняется в зависимости от фокусного расстояния объектива, расстояния до объекта и величины диафрагмы.
При съемке объектов, удаленных на разное расстояние, наиболее резко на снимке получится тот, на котором сфокусирован объектив.
Предметы спереди и сзади этого объекта будут «расплываться» по мере удаления от точки, на которую наведен фокус. Но так как человеческое зрение несовершенно, то в определенном диапазоне расстояний на глаз они будут казаться резкими. Например, если предметы, расположенные на расстоянии от 3 до 7 метров от объектива, находятся в фокусе и выглядят на снимке достаточно резко, то говорят, что глубина резкости равна 4 метрам.
На рис. 4.12 приведен пример изменения глубины резко изображаемого пространства с помощью сфотографированных с одной и той же точки полосок с нанесенными на них расстояниями в дюймах. На фотографии верхней полоски более или менее резко изображены все цифры, которые находятся к фотоаппарату ближе, чем цифра 6. На средней полоске резко изображенной видна цифра 8. А на нижней полоске зона резкости расширена до цифры 10.
Рис. 4.12. Глубину резко изображаемого пространства можно изменять
Чем ближе камера находится к объекту, тем меньше глубина резкости.
Если на цветок перед вами уселась красивая бабочка, то, наклонившись, чтобы заснять ее, вы получите превосходное изображение этой бабочки, но вот луг и даже ближайший к вам цветок или куст могут стать частью размытого фона. Если же вы попробуете снять тот же вид с расстояния 2–4 м, то шансы на получение хорошего, резкого изображения значительно увеличатся.
На рис. 4.13 первый снимок (а) сделан с расстояния менее 50 см, а чтобы сделать второй снимок (б), фотограф отошел от объекта съемки примерно на 5 м. Очевидно, что глубина резкости первой фотографии совсем невелика: и ближний, и дальний объекты изображены размыто, а в фокусе находится лишь средний объект. На втором снимке все предметы и фон изображены одинаково резко.
а
б
Рис. 4.13. Чем ближе к объекту съемки находится камера, тем меньше глубина резкости
Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем больше размеры резко изображаемого пространства. Короткофокусные (широкоугольные) объективы имеют гораздо большую глубину резкости по сравнению со всеми остальными.
Глубина резкости тем больше, чем меньше открыта диафрагма. Закрывая диафрагму, фотограф увеличивает глубину резкости. Сравните две фотографии, приведенные на рис. 4.14. Первый снимок сделан с диафрагмой f/3,9, а второй – со значением диафрагмы f/10,7 (в следующем разделе вы узнаете, что чем больше знаменатель этой дроби, тем меньше степень открытия диафрагмы и тем у же отверстие, через которое проходит свет).
а
б
Рис. 4.14. Первый снимок (а) сделан с диафрагмой, открытой до f/3,9, и его глубина резкости ниже, чем на втором снимке (б), который сделан с прикрытой диафрагмой (f/10,7)
На первом снимке, сделанном с меньшей глубиной резкости, объект съемки четко выделяется на нерезком и размытом фоне. Прикрывая диафрагму, фотографы зачастую намеренно уменьшают глубину резкости и размывают фон, чтобы выделить главный объект снимка. Но при фотографировании пейзажа или интерьера цель фотографа иная – добиться максимальной глубины резкости.
Снимая с расстояния 5-10 м короткофокусным объективом и прикрыв диафрагму (до разумных пределов), можно добиться максимальной глубины резкости изображения.
Для съемки разных сюжетов нужна разная глубина резкости. Фотографируя пейзаж, для хорошей фокусировки и на переднем, и на заднем плане глубину резкости увеличивают, то есть прикрывают диафрагму.
Секрет
Так когда же открывать диафрагму, а когда прикрывать? Есть нехитрый секрет: для большой глубины резкости – большие значения диафрагмы, для малой глубины – малые.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРесФормулы DOF на рис. 6.4 приведены для справки. В этой главе я не буду использовать эти формулы, а вместо них воспользуюсь экспериментально подобранными значениями, которые подходят для конкретного шейдера. Тем не менее, вы можете использовать эти формулы, чтобы точнее представить данный эффект в более сложных сценах. |
Первое, что надо рассмотреть, — чем является DOF и как он возникает. Взгляните на рис. 6.1.
6.2, первая вещь, которую вы отметите, — это то, что камера получает изображение объекта, захватывая отраженные им лучи света. Свет отражается от объекта во всех направлениях и, в конечном итоге, достигает линзы камеры. Линза предназначена для управления увеличением объекта и гарантирует, что свет, прошедший через линзу, попадет в диафрагму. Диафрагма — это небольшое отверстие, контролирующее сколько света попадает на приемник. Приемник — роговица, пленка или ПЗС — получает энергию световых лучей и преобразует ее в цвета (ПЗС означает «прибор с зарядовой связью»).
Именно этот достигающий приемника свет и вызывает нежелательное размытие и искажение. Вы можете спросить, откуда берется этот лишний свет. В получении ответа вам поможет рис. 6.3.
Это вызвано тем, что поступивший под неправильным углом свет также внесет свой вклад в изображение, хотя и не будет должным образом сфокусирован. Я не буду вдаваться в детали, но такое же явление происходит и когда объект находится далеко от камеры.Глубина резкости — Цифровая фотография
Глубина резко изображаемого пространства
Глубиной резкости изображаемого пространства (ГРИП)- это такой диапазон расстояний на изображении, в котором предметы воспринимаются как резкие.
Это один из важнейших инструментов в фотографии. Она позволяет акцентировать внимание зрителя на объекте съемки и добиваться творческих эффектов.
Глубина резкости может быть разной в зависимости от:
1. величины диафрагмы;
2. расстояния до объекта съемки;
3. величины фокусного расстояния
Малая ГРИП
1 — точка фокусировки
2 — глубина резкости
3 и 4 — пространство в котором объекты не резкие
Здесь мы видим, что фон размыт и внимание сосредоточено на объекте.
Большая ГРИП
1 — точка фокусировки
2 — глубина резкости
3 и 4 — пространство в котором объекты не резкие
Фон слишком резкий, что отвлекает внимание от объекта съемки.
| При фотографировании пейзажа или натюрморта, чаще всего, глубина резкости необходима большая, так как необходимо хорошо видеть объекты на всех планах. | |
| Малая глубина резкости важна в макросъемке или в портрете. Ведь нужно выделить портретуемого из среды, чтобы все внимание было обращено к человеку. |
Но в творческой работе бывают исключения! Так для съемки натюрморта можно использовать малую ГРИП.
И так, рассмотрим зависимость ГРИП от настроек фотоаппарата.
Размер диафрагмы контролирует глубину резкости.
На прошлых уроках мы рассматривали понятие “Диафрагма”. И знаем, чем больше открыта диафрагма (меньше число f), тем меньше глубина резкости. И наоборот.
Шире диафрагма — меньше глубина резкости
Максимальные значения диафрагмы зависят от объектива. Объективы с диафрагмами 2.0, 1.4, 1.2 называются светосильными и позволяют добиться ОЧЕНЬ маленькой ГРИП.
На глубину резкости влияет и фокусное расстояние.
На больших фокусных расстояниях глубина резкости становится меньше. При этом они сжимают перспективу: кажется, что фон намного ближе к переднему плану.
Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше глубина резкости.
Больше фокусное расстояние — меньше глубина резкости.
Расстояние до объекта съемки влияет на глубину резкости.
Чем меньше расстояние до объекта съемки тем меньше глубина резкости.
Ближе объект — меньше глубина резкости.
Эту зависимость мы видим при Макросъемке.
При расстоянии до объекта 15 см глубина резкости получается всего 3,3 мм даже при фокусном расстоянии 60 мм и прикрытой диафрагме (f/22).
На следующем уроке мы познакомимся с темой «Фрейминг в фотографии»
Вопросы для самоконтроля:
· Что такое ГРИП?
· Зачем нужно контролировать ГРИП при съемке?
· Для какого жанра фотографии актуальна малая глубина резкости, для какого большая и почему?
· Какие настройки фотоаппарата контролируют ГРИП?
Выставка финалистов фотоконкурса «Глубина резкости» открыта во Владивостоке — Новости — События
Выставка финалистов четвертого Дальневосточного фотоконкурса «Глубина резкости» открыта в Приморской государственной картинной галерее (Партизанский проспект, 12).
Познакомиться с работами авторов можно до 6 сентября.
Фотоконкурс «Глубина резкости» проводится во Владивостоке уже четвертый раз. В этом году в нем приняли участие 353 фотографа из восьми регионов Дальнего Востока, крупных городов России и даже Германии. На судейство экспертной комиссии они представили 1522 снимков.
«Все фотографии объединяет то, что сделаны они на Дальнем Востоке в 2019 году. Зрители увидят головокружительные снимки с высоты птичьего полета в номинации «Аэрофотография», простые человеческие истории в номинациях «Новости» и «Люди», профессиональные постановочные фотографии в номинации «Командная работа», забавные снимки братьев наших меньших в номинации «Флора и фауна», необъятную красоту нашей Родины в номинации «Пейзаж», красивую архитектуру в номинации «Город», а также лучшие фотографии начинающих авторов в специальной номинации «Дебют», — рассказывают организаторы.
В состав жюри вошли известные фотографы и фотокритики, победители и члены жюри всероссийских и международных фотоконкурсов, амбассадоры известных мировых марок фототехники.
Из огромного числа заявок они отобрали всего 60 снимков от 54 авторов. Именно они и представлены зрителям на выставке.
На открытии выставки наградили победителей фотоконкурса. Лучшим в номинации «Аэрофотография» стал Родион Сенин (Владивосток), в номинации «Пейзаж» – Антон Комлев (Владивосток), в номинации «Флора и фауна» – Ольга Васик (Владивосток), в номинации «Люди» – Василий Боровик (Уссурийск), в номинации «Новости» – Александр Хитров (Владивосток), в номинации «Командная работа» – Иван Ефремов (Владивосток), в номинации «Дебют» – Каролина Галанина (Корсаков), в номинации «Выбор оргкомитета» – Виктор Демчук (Владивосток).
Выставка финалистов конкурса «Глубина резкости» будет открыта в Приморской государственной картинной галерее до 6 сентября. После этого коллекция будет показана еще в нескольких городах Приморского края и Дальнего Востока.
Диана Лащенко, [email protected]
По информации управления культуры администрации Владивостока
Фото — сетевое издание PRIMPRESS
Глубина резкости и глубина резкости
При рассмотрении разрешения в оптической микроскопии основное внимание уделяется двухточечному разрешению , боковому разрешению в плоскости, перпендикулярной оптической оси ( Рисунок 1 ). Другим важным аспектом разрешения является осевая (или продольная ) разрешающая способность объектива, которая измеряется параллельно оптической оси и чаще всего называется глубиной резкости.
Рисунок 1 — Диапазоны глубины резкости Осевое разрешение, как и горизонтальное разрешение, определяется только числовой апертурой объектива (, рис. 2 ), а окуляр просто увеличивает детализацию, разрешенную и проецируемую на промежуточную плоскость изображения.
Как и в классической фотографии, глубина резкости определяется расстоянием от плоскости ближайшего объекта в фокусе до самой дальней плоскости, также одновременно находящейся в фокусе. В микроскопии глубина резкости очень мала и обычно измеряется в микронах. Термин «глубина резкости», который относится к пространству изображения, часто используется как синоним глубины резкости, который относится к пространству объекта.
Такой обмен номенклатурой может привести к путанице, особенно когда оба термина используются специально для обозначения глубины резкости в объективах микроскопа.Можно ожидать, что геометрическая плоскость изображения представляет собой бесконечно тонкий срез образца, но даже при отсутствии аберраций каждая точка изображения распределяется на дифракционную фигуру, которая простирается выше и ниже этой плоскости. Диск Эйри, основная единица дифракционной картины, создаваемой объективом микроскопа, представляет собой сечение через центр промежуточной плоскости изображения.
Это увеличивает эффективную глубину фокусировки профиля интенсивности диска Эйри по оси Z, который проходит через несколько разные плоскости образца.
| Увеличение | Числовая апертура | Глубина резкости (мкм) | Глубина изображения (мм) |
|---|---|---|---|
| 4x | 0,10 | 55,5 | 0,13 |
| 10x | 0,25 | 8,5 | 0,80 |
| 20x | 0,40 | 5,8 | 3.8 |
| 40x | 0,65 | 1,0 | 12,8 |
| 60x | 0,85 | 0,40 | 29,8 |
| 100x | 0,95 | 0,19 | 80,0 |
Глубина резкости меняется в зависимости от числовой апертуры и увеличения объектива, и при некоторых условиях системы с высокой числовой апертурой (обычно с более высокой степенью увеличения) имеют большую глубину фокусировки, чем системы с низкой числовой апертурой, даже если глубина резкости меньше (см.
Таблица 1 ).Это особенно важно при микрофотографии, поскольку пленочная эмульсия или датчик цифровой камеры должны экспонироваться или освещаться в плоскости, которая попадает в область фокусировки. Небольшие ошибки, допущенные при фокусировке при большом увеличении, не так критичны, как ошибки, сделанные с помощью объективов с очень малым увеличением. Таблица 1 представляет расчетные изменения глубины резкости и глубины изображения в промежуточной плоскости изображения в серии объективов с увеличением числовой апертуры и увеличения.
При высоких числовых апертурах микроскопа глубина резкости определяется в первую очередь волновой оптикой, в то время как при более низких числовых апертурах доминирует геометрический оптический круг нерезкости . Используя множество различных критериев для определения того, когда изображение становится неприемлемо резким, несколько авторов предложили разные формулы для описания глубины резкости в микроскопе.
2}} +
\ гидроразрыва {п}
{\ mathrm {M \ cdot NA}}
e $$
Где d (tot) — глубина резкости, λ — длина волны излучающего света, n — показатель преломления среды (обычно воздуха (1.000) или иммерсионное масло (1.515)) между покровным стеклом и передней линзой объектива, а NA соответствует числовой апертуре объектива. Переменная e — это наименьшее расстояние, которое может быть разрешено детектором, размещенным в плоскости изображения объектива микроскопа, чье боковое увеличение составляет M . Используя это уравнение, глубина резкости ( d (tot) ) и длина волны ( λ ) должны быть выражены в аналогичных единицах. Например, если d (tot) должно быть вычислено в микрометрах, λ также должно быть выражено в микрометрах (красный свет 700 нанометров вводится в уравнение как 0.7 микрометров).
Обратите внимание, что ограниченная дифракцией глубина резкости (первый член в уравнении) уменьшается обратно пропорционально квадрату числовой апертуры, в то время как боковой предел разрешения уменьшается обратно пропорционально первой степени числовой апертуры. . Таким образом, на осевое разрешение и толщину оптических секций, которые могут быть достигнуты, числовая апертура системы влияет в гораздо большей степени, чем на разрешение микроскопа в поперечном направлении.
—
Калькулятор глубины резкостиРассчитайте глубину резкости для популярных объективов с помощью этого интерактивного учебного пособия.
Человеческий глаз может нормально воспринимать изображение от бесконечности до примерно 25 сантиметров, так что глубина резкости может быть значительно больше, чем та, которую дает уравнение выше, когда кто-то наблюдает изображение в микроскоп через окуляры. С другой стороны, видеодатчик или фотоэмульсия лежит в тонкой фиксированной плоскости, так что глубина резкости и осевое разрешение при использовании этих датчиков задаются параметрами в уравнении.
В этих случаях осевое разрешение условно определяется как одна четверть расстояния между первыми минимумами, выше и ниже фокуса, вдоль оси трехмерного дифракционного изображения, создаваемого объективом.
Эти значения глубины резкости и распределения интенсивностей в трехмерной дифракционной картине рассчитываются для некогерентно освещенных (или излучающих) точечных источников, у которых числовая апертура конденсора больше или равна апертуре объектива. . Как правило, глубина резкости увеличивается до 2 раз по мере увеличения когерентности освещения (когда числовая апертура конденсатора приближается к нулю).Однако функция трехмерного рассеяния точки ( PSF ) с частично когерентным освещением может сложным образом отличаться от описанной до сих пор, когда функция апертуры не является однородной. В ряде режимов микроскопии, основанных на фазе и генерирующих контраст, глубина резкости может оказаться неожиданно меньшей, чем предсказанная из приведенного выше уравнения, и может дать очень тонкие оптические срезы.
В цифровой и видеомикроскопии неглубокая фокальная плоскость в мишени камеры или ПЗС-матрицы, высокая контрастность, достигаемая при больших числовых апертурах объектива и конденсора, а также большое увеличение изображения, отображаемого на мониторе, — все это способствует уменьшению глубины поля.Таким образом, с помощью видео можно получить очень четкие и тонкие оптических срезов и определить уровень фокусировки тонкого образца с очень высокой точностью.
Глубина резкости и глубина резкости
Это Раздел 3.4 Руководства по ресурсам для обработки изображений.
Из-за сходства названия и природы понятия «глубина резкости» (DOF) и глубина резкости часто путают. Чтобы упростить определения, глубина резкости касается качества изображения стационарного объектива при изменении положения объекта, тогда как глубина резкости касается неподвижного объекта и способности датчика сохранять фокус при различных положениях датчика, включая наклон.
Глубина резкости
Глубина резкости объектива — это его способность поддерживать желаемое качество изображения (пространственную частоту при заданном контрасте) без перефокусировки, если положение объекта перемещается все ближе и дальше от плоскости наилучшего фокуса. DOF также применяется к объектам сложной геометрии или элементам разной высоты. Когда объект помещается ближе или дальше, чем установленное расстояние фокусировки объектива, объект размывается, и ухудшаются как разрешение, так и контраст.Таким образом, глубина резкости имеет смысл только в том случае, если она определена с соответствующим разрешением и контрастом. Для прямого измерения и сравнения глубины резкости системы визуализации можно использовать несколько мишеней; эти цели подробно описаны в Обзоре тестовых целей.
Разрешениеи глубина резкости
«У этого объектива хорошая глубина резкости?» Трудно дать количественную оценку без указания размера детали объекта или частоты пространства изображения.
Чем меньше детализация, тем выше требуемая пространственная частота и тем меньшую глубину резкости может создать объектив.Кривая глубины резкости может использоваться, чтобы увидеть, как объектив работает на заданной глубине при определенном размере детали (кривые характеристик объектива). Эти графики учитывают не только теоретические ограничения, связанные с настройкой f / #, но и аберрационные эффекты конструкции объектива.
На рис. 1 , значения контрастности (ось y) видны в диапазоне WD (ось x) с фиксированной частотой 20 $ \ small {\ tfrac {\ text {lp}} {\ text {mm} }} $ (деталь изображения). Обратите внимание на разницу в глубине резкости между , рис. 1a, , установленным на f / 2.8 и Рисунок 1b , установленный на f / 4. Также обратите внимание, что существует больше используемой глубины резкости за пределами наилучшего фокуса, чем между наилучшим фокусом и объективом, из-за уменьшения увеличения. Сами графики содержат разноцветные линии, обозначающие разные положения датчиков.
Эти типы асимметричных кривых глубины резкости распространены в объективах с фиксированным фокусным расстоянием.
Рисунок 2 имеет тот же объектив, что и Рисунок 1a , но с другим WD.Обратите внимание, что увеличение глубины резкости происходит при более длинных WD. В конце концов, когда линза фокусируется на бесконечно удаленных объектах, возникает гиперфокальное состояние. Это условие достигается на расстоянии, на котором все кажется одинаково сфокусированным.
Рисунок 2: кривых глубины резкости для объектива при f / 2,8 при WD 200 мм ( a ) и при WD 500 нм ( b ). Примечание ( a ) имеет гораздо больший масштаб.Как f / # влияет на глубину резкости
Изменение f / # объектива изменяет глубину резкости, как показано на Рисунок 3 .Для каждой конфигурации, показанной на рис.
3 , есть два пучка лучей. Связка, представленная пунктирными черными линиями, показывает, насколько хорошо сфокусирован объектив. По мере того, как объект удаляется от наилучшего положения фокусировки (где пересекаются пунктирные линии), детали объекта перемещаются в более широкую область конуса. Чем шире разброс конуса, тем больше размытие изображения в окружающей среде. F / # объектива определяет, насколько быстро расширяется конус и сколько информации или деталей размываются вместе на заданном расстоянии. Рисунок 3a показывает линзу с малой глубиной резкости, а Рисунок 3b показывает линзу с большой глубиной резкости.
Красный конус на рис. 3 — угловое представление разрешения системы. Место пересечения линий красного конуса и пунктирного черного конуса определяет общий диапазон глубины резкости. Чем ниже f / #, тем быстрее расширяются черные пунктирные линии и тем ниже глубина резкости.
По мере того, как детали становятся меньше (представлен меньшим красным конусом), пучки на фиг. , рис. 3a, и , 3b, перемещаются ближе друг к другу. В конце концов, слишком большое увеличение f / # приводит к размытию мелких деталей из-за достижения предела дифракции объектива, поскольку предельное разрешение объектива обратно пропорционально f / #. Это ограничение означает, что, хотя увеличение f / # всегда будет увеличивать глубину резкости, минимальный разрешаемый размер объекта (даже при лучшем фокусе) увеличивается. Дополнительные сведения о дифракционном пределе и его отношении к f / # см. В разделе «Диск Эйри и предел дифракции».Использование коротких длин волн помогает спасти часть этого разрешения. Узнайте больше о том, как длина волны влияет на производительность системы, в разделе «Кривые MTF» и «Характеристики линз». Обратите внимание, что этот эффект дифракции не отображается на рисунке 3, но упоминается здесь как нечто важное.
В общем, когда линзы фокусируются на короткие WD, большие углы конусов заставляют конусы очень быстро расходиться по обе стороны от наилучшего фокуса, что приводит к ограниченной глубине резкости.
Для объектов в фокусе с более длинными WD скорость перехода связок уменьшается, а глубина резкости увеличивается.
Пример: f / # Эффекты крупным планом на уровне объекта
На рисунке 4a показан пучок лучей в центре проверяемого объекта при f / 2,8 ( a ) и f / 8 ( b ). Вертикальные линии представляют собой шаг на 2 мм от наилучшего фокуса. На каждой вертикальной линии квадрат представляет размер дискретного элемента для одного пикселя детали. Рисунок 4a показывает, что по мере расширения пучка лучей большее количество лучей пропускает детали. На рис. 4b , фигура , пучок расширяется медленнее, и все лучи падают на деталь, которая больше диаметра пучка для всех показанных глубин.
Рис. 4: Иллюстрация пучка лучей в центре проверяемого объекта при f / 2,8 (a) и f / 8 (b). Рисунок 5 показывает ту же концепцию, что и Рисунок 4 , но конусы представляют несколько точек в поле зрения.
Каждая деталь и последующий пробел представляют одну пару линий. Наложение связок в рис. , , 5a, показывает, как информация смешивается вместе быстрее, чем информация на , рис. 4b, , и показывает, как две разные детали объекта могут размываться вместе из-за более низкого f / #.В рис. 5b этого не происходит из-за более высокого f / # объектива.
Глубина резкости — РАСШИРЕННАЯ
Глубина резкости является дополнением глубины резкости в пространстве изображения и связана с тем, как качество фокусировки изменяется на стороне датчика объектива, когда датчик перемещается, в то время как объект остается в том же положении. Глубина фокуса характеризует допустимый наклон и наклон между плоскостью изображения объектива и самой плоскостью сенсора.При уменьшении f / # уменьшается и глубина резкости, что увеличивает влияние наклона на достижение наилучшего фокуса через сенсор.
Без активного выравнивания всегда будет некоторая степень отклонения в ортогональности между датчиком и используемым объективом; Рисунок 6 показывает, как возникает эта проблема. Обычно считается, что проблемы, связанные с глубиной резкости, возникают только с большими сенсорами.
Однако эта проблема не зависит от размера сенсора. Как показывает вывод в уравнении 3 , глубина фокуса, $ \ delta $, сильно зависит от количества пикселей или количества пикселей, $ p $, и имеет мало общего с размером массива или пикселя, $ s $.По мере увеличения количества пикселей сенсоров эта проблема становится более очевидной. В частности, во многих приложениях линейного сканирования большие массивы и низкие значения f / # подчеркивают необходимость тщательного выравнивания между объектом, линзой и датчиком.
(1) $$ \ delta = 2 \ times \ left (f / \ # \ right) _w \ times s $$
(1)$$ \ delta = 2 \ times \ left (f / \ # \ right) _w \ times s $$
(2) $$ z = \ frac {1} {2} \ left (s \ times p \ times \ tan {\ alpha} \ right) $$
(2)$$ z = \ frac {1} {2} \ left (s \ times p \ times \ tan {\ alpha} \ right) $$
(3) \ begin {align}
\ frac {\ delta} {2} &> z \\
\ left (f / \ # \ right) _w &> \ frac {1} {2} \ left (p \ times \ tan {\ alpha} \ right)
\ end {align}
\ begin {align}
\ frac {\ delta} {2} &> z \\
\ left (f / \ # \ right) _w &> \ frac {1} {2} \ left (p \ times \ загар {\ alpha} \ right)
\ end {align}
Влияние наклона датчика
На рисунке 7 показан 35-миллиметровый объектив, использующий освещение 470 нм. Рисунок 7a установлен на f / 2.8 и Рисунок 7b установлен на f / 5.6. Оба графика выходят на 150 $ \ small {\ tfrac {\ text {lp}} {\ text {mm}}} $ — предел Найквиста для сенсора с пикселями 3,45 мкм. Легко видеть, что характеристики на Рисунке 7a намного лучше, чем у на Рисунке 7b , использование этого объектива с настройкой f / 2.8 обеспечивает наивысший уровень качества изображения в данной плоскости объекта.Однако, как обсуждалось в предыдущем разделе, наклон датчика отрицательно влияет на качество получаемого изображения, и чем больше количество пикселей, тем сильнее эффект.
Рисунок 7: Характеристики MTF для объектива 35 мм при f / 2,8 (a) и f / 5,6 (b). Обратите внимание, что обе конструкции работают почти на дифракционном пределе. Рисунок 8 анализирует глубину резкости для двух случаев в Рисунок 7 .
В обоих случаях крайняя правая вертикальная линия обеспечивает наилучший фокус для всего изображения.Каждая полувертикальная линия слева от наилучшего фокуса представляет положение на 12,5 мкм ближе к задней части объектива. Они имитируют положение пикселей, предполагая наклон / наклон 12,5 мкм и 25 мкм соответственно от центра к углу датчика. Пучок синего луча показывает центр изображения, а жёлтый и красный пучки лучей показывают углы изображения. Жгуты желтого и красного цвета представляют один цикл пары линий на датчике с размером пикселей 3,45 мкм. Обратите внимание на Рисунок 8a , что для f / 2.8 уже есть просачивание между пучками желтых и красных лучей при сдвиге в положение наклона 12,5 мкм. При увеличении до 25 мкм красный пучок теперь покрывает два полных пикселя и примерно половину желтого пучка. Это вызывает значительное размытие. В рис. 8b для f / 5,6 пучки желтых и красных лучей остаются в пределах одного пикселя во всем диапазоне наклона 25 мкм. Обратите внимание, что положение синего пикселя не меняется, так как наклон / наклон центрируются на этом пикселе.
Рисунок 9 показывает изменение характеристик MTF в углу изображения для этого 35-миллиметрового объектива с учетом наклона 25 мкм, как показано на Рисунок 8 . На рис. 9a показаны новые характеристики объектива при f / 2,8; обратите внимание на снижение производительности по сравнению с рис. 9а . На рисунке 9b показано изменение производительности при f / 5.6, что незначительно по сравнению с 9а. Что наиболее важно, объектив с f / 5,6 теперь превосходит объектив с f / 2,8. Недостатком работы систем с f / 5.6 является в три раза меньше света по сравнению с f / 2.8, и это может быть проблематичным в приложениях с высокой скоростью или строчной разверткой. Наконец, если датчик наклонен относительно его центра, производительность снижается как в верхней, так и в нижней части датчика (и в соответствующих точках поля обзора), поскольку пучки лучей расширяются после наилучшего фокуса.
Нет двух одинаковых комбинаций камеры и объектива.При построении нескольких систем этот факт может проявляться в разной степени.
Для решения этих проблем необходимо использовать камеры и объективы с более жесткими допусками. Что касается сенсоров, некоторые линзы имеют механизмы управления наклоном / наклоном для преодоления этого фактора. Обратите внимание, что некоторые датчики линейного сканирования могут иметь наклон, что означает, что они не полностью плоские; это не может быть уменьшено или устранено с помощью управления наклоном / наклоном.
Рекомендуемые ресурсы
Указания по применению
Указания по применению
Понимание глубины резкости (DoF) | Винсент Табора | High-Definition Pro
«Глубина резкости» (DoF) определяет, насколько сфокусирован ваш объект при съемке фотографии.
Более техническое определение этого слова:
Расстояние между ближайшими и самыми дальними объектами на фотографии, которое выглядит достаточно резким.
Здесь расстояние измеряется от камеры до объекта, причем объектом может быть человек, место, вещь или объект. Когда мы говорим «камера», мы на самом деле имеем в виду датчик, который захватывает изображение с объектива. Объектив камеры — это то, что фокусирует изображение для создания экспозиции, которую фиксирует датчик.
Когда вы фокусируете камеру вручную, используя кольцо фокусировки или функцию автофокусировки, вы фактически определяете глубину резкости. Во время композиции изображения вы смотрите в видоискатель, где объект является наиболее резким.После того, как вы определили самый резкий фокус, вы создаете экспозицию. DoF может иметь узкую или большую фокусировку.
Давайте взглянем на эту иллюстрацию, чтобы показать пример двух типов глубины резкости.
Узкая и большая глубина резкости показывает разницу в фокусе.
Narrow Depth of Field — Только малая часть изображения находится в резком фокусе.
Большая глубина резкости — Большая часть изображения находится в резком фокусе.
Узкая глубина резкости
Когда вы снимаете узкую или маленькую глубину резкости, вы фокусируетесь только на объекте и размываете фон.Это также называется «эффектом боке». Фон не имеет значения для композиции, в то время как ваш объект находится в центре внимания. Лучше всего использовать это в портретных фотографиях и фотографиях продуктов. Хороший выстрел в голову часто использует узкую глубину резкости, в которой у вас неглубокий фокус. Часто фотограф устанавливает точку фокусировки глаз во время портретной съемки головы. В противном случае фокус можно установить на объект в случае съемки продукта, например, на серьгу.
Чтобы получить узкую глубину резкости с хорошим боке, диафрагму нужно открыть больше.Это означает, что на датчик попадает больше света через линзу.
Фотографы-портретисты, которые делают снимки в голову, будут использовать диафрагму f / 2,8 или даже меньше. Чем больше ваша диафрагма, тем больше света вы пропускаете на датчик, следовательно, у вас более мелкий фокус или более узкая глубина резкости. Хорошее фокусное расстояние действительно больше зависит от «угла обзора» (AoV), потому что все дело в фокусировке на объекте.
Чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора и больше увеличение.
Объективы с большим фокусным расстоянием идеально подходят для большего увеличения. Когда вы можете увеличить объект, вы создадите более мелкую фокусировку. Это не единственный способ получить узкую глубину резкости. Вы также можете использовать так называемые объективы «Prime» с фиксированным фокусным расстоянием, чтобы снимать красивые портреты с узкой глубиной резкости. Прайм 35 мм или 50 мм часто используется фотографами, снимающими в голову, для получения снимков с близкого расстояния и личных снимков.
Если вы используете телеобъектив 300 мм, вам необходимо находиться на определенном расстоянии от объекта для фокусировки.
Еще один способ использования узкой глубины резкости — макросъемка. Это потому, что чем меньше расстояние до объекта, тем меньше глубина резкости. Макро-изображения — это снимки с очень близкого расстояния и часто очень маленьких объектов, таких как насекомые и крошечные объекты. Используемая техника многократно увеличивает изображение для получения деталей. Отличные макро-снимки, такие как пчела на цветке, лучше всего делать с объективами с минимальным расстоянием фокусировки. Наиболее популярны в использовании линзы с фокусным расстоянием 90 мм и 105 мм.
Выстрел в голову с узкой или малой глубиной резкостиБольшой глубиной резкости
При большой глубине резкости больше фокусируется на всем кадре и имеет более широкий угол. Он имеет гораздо более четкую фокусировку на большой части изображения, а не только на небольшой его части. Это идеальная техника для съемки пейзажей и широкоугольных снимков.
В живописных пейзажах часто используется большая глубина резкости, поскольку она позволяет более четко сфокусироваться на большей части изображения. Когда у вас большая глубина резкости, вы фокусируете большую часть изображения, если не все изображение.Многие фотографии фактически сделаны с большой глубиной резкости, поскольку многие цифровые камеры не имеют дополнительных функций увеличения или увеличения.
Чем короче фокусное расстояние, тем шире угол обзора и меньше увеличение.
Фотографы-пейзажисты снимают изображения с большой глубиной резкости. Идеальный тип линз для создания таких изображений имеет короткое фокусное расстояние, <35 мм. Объектив 15 мм отлично подойдет для съемки горизонта города под широким углом. Когда вы снимаете такую сцену, как линия горизонта, вы хотите, чтобы большая часть сцены была четко сфокусирована.Что касается диафрагмы, чем больше глубина резкости, тем меньше света попадает на сенсор. Это означает, что для создания изображения потребуется установить меньшую диафрагму.
Это соответствует более высокой диафрагме, например. f / 14.
Датчики камеры
Диафрагма и фокусное расстояние — это всего лишь два фактора, которые влияют на глубину резкости. Размер сенсора камеры будет третьим фактором.
Меньшие сенсоры имеют большую глубину резкости, большие сенсоры — меньшую глубину резкости.
Вот почему, когда вы делаете снимок камерой смартфона, вы обычно не получаете малой глубины резкости. Это связано с тем, что камеры смартфонов имеют меньшие сенсоры, чем зеркальные или беззеркальные цифровые камеры. Смартфоны, использующие искусственный интеллект, получают малую глубину резкости с помощью программного обеспечения, а не оптического оборудования. Камера с полнокадровым сенсором (35 мм) отлично подходит для съемки фотографий с небольшой глубиной резкости.
Гиперфокальное расстояние
Чтобы получить максимальную глубину резкости, важно понимать, что означает гиперфокальное расстояние .Он определяется как:
Расстояние фокусировки, обеспечивающее максимальную глубину резкости для ваших фотографий. Это самое близкое расстояние фокусировки, которое позволяет объектам, находящимся на бесконечности, быть приемлемо резкими .
Для этого фотографу необходимо сфокусироваться на точке между передним и задним планами изображения. Если сфокусироваться на переднем плане, то фон будет размытым и наоборот.
Формула для вычисления гиперфокального расстояния.Переменная «кружок нерезкости» означает приемлемую резкость части изображения.Он измеряется в мм (миллиметрах), и это точка света на датчике камеры, которая может появиться из-за того, что находится не в фокусе. Более высокое значение означает большее размытие изображения. Это всего лишь краткое объяснение гиперфокального расстояния, поскольку это само по себе тема, достойная отдельной статьи.
Перспектива
В конце концов, перспектива определит лучшую композицию и глубину резкости. Насколько близко фотограф находится к объекту и как он создает композицию, дает разные результаты.Степень резкости изображения зависит от расстояния до объекта, диафрагмы, фокусного расстояния и размера сенсора. На самом деле нет неправильного или правильного правила для глубины резкости, но есть правильная техника для узкой и большой глубины резкости. Что фотограф решает с этим делать, так это то, как они создают свое изображение.
Что такое глубина резкости и как ее использовать в фотографии
Поделитесь этим с друзьями! Спасибо!
Если вы похожи на меня, понимание глубины резкости (DOF) было одним из самых больших препятствий, которые вам пришлось преодолеть при изучении технических аспектов фотографии и съемки в ручном режиме.Я читал объяснения в Интернете, видел ссылки на калькуляторы, слышал, как их описывают как «мелкие» или «глубокие», и не мог понять всего этого.
Однажды он просто щелкнул. Не знаю, где и когда, но теперь я понимаю это гораздо лучше. Мне нравится использовать эти знания, чтобы положительно повлиять на мое личное искусство, а также на искусство, которое я создаю для своих клиентов. Моя цель в этой статье — объяснить глубину резкости таким образом, чтобы он «щелкнул» для вас, если он еще этого не сделал.
Объяснение глубины резкости начинается с определения определенных терминов и переходит к описанию некоторых вещей, которые влияют на глубину резкости.
Что такое глубина резкости?
Диапазон расстояний по обе стороны от фокальной плоскости, которые являются «приемлемо резкими». («Приемлемо резкий» — вот где начинается путаница.) Другой способ обозначить это: область позади и перед вашей точкой фокусировки, которая также находится в фокусе. Хотя каждая фотография двухмерна, она изображает трехмерный мир. Расстояние между камерой и объектом, а также расстояние позади объекта до «конца» фотографии — это «глубина» фотографии.Глубина резкости — это глубина резкости.
На фотографии ниже вся область «в фокусе» — это глубина резкости.
Что такое фокальная плоскость?Расстояние от камеры, на котором достигается самая резкая фокусировка
На фото ниже очевидно точное расположение фокальной плоскости.
Что влияет на глубину резкости (DOF)?Диафрагма:
На мой взгляд, это, безусловно, имеет наибольшее влияние на глубину резкости.
Расстояние от объекта: как далеко вы находитесь от того, на чем хотите сфокусироваться.Хотя это кажется очевидным, легко недооценить влияние расстояния на глубину резкости.
На каждой из фотографий выше я стоял все дальше и дальше. Вы можете легко увидеть соответствующее увеличение глубины резкости.
Все приведенные выше фотографии были сделаны моим Sigma Art 35mm 1.4 при следующих настройках: f / 1.4 | ISO 400 | СС 1/200
Фокусное расстояние:Некоторые исследования показывают, что фокусное расстояние не влияет на глубину резкости, и в некоторой степени я согласен.Но для практичности фокусное расстояние, похоже, действительно влияет на глубину резкости, поэтому я кратко остановлюсь на этом здесь.
Размер сенсора:Я считаю, что это меньше всего влияет на глубину резкости, в первую очередь потому, что большинство фотографов обычно не переключаются (поочередно) между датчиком кадрирования и полным кадром. Изменения глубины резкости зависят от того, используете ли вы кадрирование или полный кадр; но если вы большую часть времени используете только один датчик, это не сильно повлияет на вашу работу.
Мне было относительно легко понять, как диафрагма влияет на мою глубину резкости.Стоя на том же месте, с тем же объективом и на таком же расстоянии от меня, было легко увидеть, какая часть моего изображения будет в фокусе, если я переключусь между f / 1,4 и f / 5,6. Однако изменение расстояния до объекта или добавление другого фокусного расстояния в микс заставляло мою голову кружиться.
Примеры разной глубины резкости
Вот несколько хороших примеров того, как изменение расстояния до объекта может повлиять на глубину резкости.
На этой первой фотографии (моего красивого, всегда готового стать моделью для меня мужа) я подошла очень близко и сфокусировалась на его взгляде.Как вы можете ясно «видеть» (каламбур определенно предназначен!), Его глаз — единственное, что в фокусе на этом изображении. Это потому, что я снимал с диафрагмой f / 1,4, стоя очень близко к нему. (Одно из моих любимых занятий !!) Поскольку моя глубина резкости тонкая, а его лицо имеет большую «глубину», в фокусе находится только его глаз. Все остальное на фотографии находится либо перед этой точкой фокусировки, либо за ней и поэтому размыто.
Для этого второго изображения я сделал два шага назад и сохранил настройки камеры практически такими же.Я сфокусировался на его дальнем глазу на этом изображении. Обратите внимание, насколько большая часть изображения оказывается в фокусе. Однако, поскольку я держал его под углом и снимал с такой широкой диафрагмой, моя глубина резкости все еще довольно тонкая. Из-за угла его передний глаз не сфокусирован резко.
Другие области, такие как волосы, уши и линия шеи / плеч, находятся в фокусе. Все они находятся в одной фокальной плоскости с его глазом. Однако при просмотре фотографии его лицо должно быть в центре внимания. Из-за разной глубины и большой диафрагмы изображение не кажется приятным резким.Если бы он стоял прямо параллельно мне, оба глаза могли бы быть в фокусе. Если бы я увеличил глубину резкости, закрыв диафрагму до f / 2.5, все его лицо могло бы быть в гораздо более резком фокусе.
Для этого финального изображения я отступил на пару шагов от объекта. Вы можете легко увидеть, что моя глубина резкости намного больше на таком расстоянии. Почти все его (крепкое) тело находится в действительно хорошей форме (э-э… сделай это резким). Остальная часть изображения красиво размывается, чтобы создать действительно приятное отделение объекта от фона.
Я сделал все эти изображения объективом Sigma Art 35mm 1.4 при следующих настройках: f / 1.4 | ISO 640 | сс 1/100
Если бы я сделал одни и те же снимки с теми же настройками, стоя в тех же местах с объективом 50 мм или объективом 85 мм, глубина резкости казалась бы мельче (тоньше) для каждого из изображений.
Надеюсь, эти примеры помогли вам раскрыть тайну глубины резкости и создать больше изображений, которые вам нравятся!
Подробнее:
Как совмещение фокуса поможет вам создавать Shaper Photos
Cinnamon Wolfe — Guest Post
Я люблю фотографировать при естественном освещении, живу посреди высокой пустыни Калифорнии.Жена энергичного армейского мужа, мачеха крутого подростка и домашняя мама двух глупых щенков, мои дни никогда не будут одинаковыми в лучшем виде. В свободное от камеры время я смеюсь, задаю глубокие вопросы, пью кофе и читаю книги. Я никогда не откажусь от темного шоколада или вонючего сыра.
Facebook | Блог | Pinterest | Twitter | Instagram
Поделитесь этим с друзьями! Спасибо!
Все о глубине резкости
Это название области изображения, находящейся в приемлемом фокусе.Это называется глубиной резкости (часто сокращенно DOF), и это одно из основных соображений при съемке.
Глубина резкости регулируется диафрагмой (также известной как ƒ-ступень) объектива. Более широкое отверстие — большее отверстие — обозначается меньшим числом, например / 2 или / 2,8. Объективы с большой максимальной диафрагмой называются светосильными, потому что они пропускают большее количество света и позволяют использовать более короткие выдержки. Эти широкие диафрагмы также обеспечивают меньшую глубину резкости.
Меньшие значения диафрагмы, обозначаемые большими числами, например / 16 и ƒ / 22, пропускают меньше света и требуют использования более длинных выдержек или более высоких значений ISO для компенсации и обеспечения правильной экспозиции. Маленькие диафрагмы также обеспечивают большую глубину резкости.
На практике, когда дело доходит до глубины резкости, есть три варианта: хочу ли я много, хочу немного или это вообще имеет значение?
Вам может потребоваться большая глубина резкости — большая область резкости — если вы фотографируете пейзаж или путевую фотографию, на которой вы хотите, чтобы вся сцена была четко сфокусирована.Отчасти поэтому пейзажные фотографы используют штативы — они могут сочетать небольшую диафрагму и низкое значение ISO (для минимального шума и максимального качества изображения), что требует большой выдержки.
Если вы фотографируете портрет или иным образом пытаетесь сосредоточить внимание на одном объекте, сводя к минимуму влияние других элементов сцены, таких как фон, вам, вероятно, понадобится меньшая глубина резкости. Поэтому вы выбираете максимальную диафрагму вашего объектива или что-то близкое к ней.Вот почему портретные линзы часто бывают очень светосильными, с максимальной диафрагмой в некоторых случаях / 1,4 — потому что минимизация глубины резкости помещает фокус буквально и образно на объект и ни на что другое. В показанных здесь примерах вы можете увидеть, как фон становится более заметным и часто отвлекающим на изображениях, снятых с меньшей диафрагмой, по сравнению с теми же сценами, снятыми с более широкими диафрагмами, которые обеспечивают меньшую глубину резкости.
А как насчет третьего варианта — того, где вам все равно, большая это глубина резкости или маленькая? В этом случае вы можете рассмотреть возможность использования самой резкой диафрагмы на вашем объективе.Обычно это диафрагма на расстоянии 2–3 ступеней от широко открытой диафрагмы — часто в районе / 8. Он обеспечивает «среднюю» глубину резкости, ни мелкую, ни глубокую, и максимизирует возможность очень резкой фокусировки, потому что апертуры на каждом конце спектра (например, / 2 и / 32) менее резкие, чем ƒ / 8 будет.
Камера и объектив могут помочь вам достичь желаемой глубины резкости благодаря нескольким часто используемым функциям. Многие объективы, например Fujifilm XF 23mm f / 1.4, напечатайте направляющую глубины резкости прямо на стволе. Это показывает диапазон, который будет в фокусе при заданной диафрагме (обозначен здесь цифрами 4, 8, 11 и 16), и напрямую преобразуется в измерения расстояния на кольце фокусировки. Сфокусируйтесь на 5 метрах при / 8, и гид покажет, что ваша глубина резкости будет включать все от 8 футов до бесконечности. Это очень полезный способ рассчитать, какой у вас будет глубина резкости, исходя из того, где вы сфокусировались и какую диафрагму вы используете.
Еще более точный способ определить, что будет в фокусе, — использовать кнопку предварительного просмотра глубины резкости камеры. На некоторых камерах, таких как Fujifilm X-Pro2, нажатие кнопки спуска затвора наполовину обеспечивает предварительный просмотр глубины резкости в момент перед экспонированием. На некоторых камерах есть отдельная кнопка предварительного просмотра глубины резкости на корпусе рядом с креплением объектива, при нажатии которой она вручную останавливает диафрагму в зависимости от настройки экспозиции, чтобы показать фактическую глубину резкости.(Камеры с оптическими видоискателями TTL по умолчанию открывают объектив до самой широкой диафрагмы для наиболее яркого предварительного просмотра, а затем настраиваются на величину диафрагмы при спуске затвора.)
Вы можете предварительно просмотреть глубину резкости и вручную настроить диафрагму и точку фокусировки при этом, чтобы отрегулировать глубину резкости, чтобы включить все, что вы хотите, и ничего более. Только не удивляйтесь, когда изображение станет темнее во время предварительного просмотра глубины резкости, поскольку объектив фактически останавливается и пропускает меньше света.
Большинство фотографов думают, что фокусное расстояние объектива влияет и на глубину резкости. Технически это неверно, если объект занимает ту же область сенсора (ближе к широкоугольному объективу, дальше от телефото), но на практике так кажется. Это означает, что широкоугольные линзы обеспечивают более широкий угол обзора и, кажется, обеспечивают большую глубину резкости, в то время как более длинные линзы, кажется, сужают глубину резкости.
Если вы фотографируете человека крупным планом с помощью широкоугольного объектива или вдалеке с помощью телеобъектива (так, чтобы они занимали одну и ту же область сенсора), глубина резкости технически была бы такой же, но люди используют эти объективы иначе. в реальности.Таким образом, более широкий объектив и более широкий угол обзора создают видимость большей области в фокусе, а длинные телеобъективы (например, 85-миллиметровые, 105-миллиметровые и 135-миллиметровые портретные линзы) показывают более узкий угол обзора, который, кажется, сжимает сцену и обеспечивает меньшую глубину глубина резкости. Можно с уверенностью сказать, что в большинстве случаев более широкий объектив обеспечивает большую область в фокусе, а более длинный объектив создает впечатление меньшей глубины резкости.
В любом случае, хотите ли вы большой или небольшой глубины, лучший способ взять на себя управление — это научиться делать ручные настройки камеры и выбирать точную комбинацию диафрагмы, выдержки и ISO, которую вы хотите.Если не считать этого, выбор приоритета диафрагмы позволит вам диктовать, хотите ли вы большую глубину резкости (/ 22) или небольшую (2.8 / 2,8), и камера соответствующим образом отрегулирует выдержку. Подробнее об использовании режима приоритета диафрагмы на следующей неделе.
Первоначально опубликовано 8 августа 2019 г.
Понимание глубины резкости в фотографии
Глубина резкости — один из важнейших творческих инструментов в нашем распоряжении как фотографов. Это также одна из тех тем, которых люди избегают, потому что это сбивает с толку.Если вы хотите узнать, как мы используем и контролируем глубину резкости в ваших фотографиях, эта статья для вас.
Что такое глубина резкости?
Давайте начнем этот раздел с того, что есть формула для расчета глубины резкости, но мы не собираемся ее использовать. Если вы хотите понять это, попробуйте поискать в Википедии. Вместо этого я дам вам простое объяснение, которое должно вам помочь.
Представьте, что вы фотографируете пейзажную сцену. Сначала вы устанавливаете ISO, диафрагму и / или выдержку.Затем вы тщательно кадрируете композицию сцены, прежде чем сфокусироваться и сделать снимок. Ключевой момент, который нужно понять, заключается в том, что в этом процессе вы сосредотачиваетесь на одной точке сцены. Эта единственная точка является точкой истинного фокуса. Если вы внимательно изучите полученную фотографию, вы обнаружите, что элементы сцены, находящиеся далеко от точки фокуса, выглядят размытыми. Чем дальше вы отойдете от точки фокуса, тем сильнее будет размытие.
Теперь, если вы попробуете описанное выше, вы вполне можете решить, что это описание неверно и что элементы сцены кажутся в фокусе, несмотря на то, что они находятся на некотором расстоянии от точки фокусировки.Этот эффект и есть глубина резкости. Мы определяем это как область вокруг точки фокусировки, которая кажется находящейся в фокусе. Вы можете увидеть это на диаграмме ниже.
Иллюстрация глубины резкости
Точка фокуса на этом изображении находится где-то между 3 и 4 на ленте. Чем дальше вы отойдете от этой точки, тем более размытыми будут цифры. Еще один момент, который стоит отметить, заключается в том, что глубина резкости примерно вдвое больше выходит за пределы точки фокусировки, чем перед ней.
Что определяет глубину резкости
Существует ряд факторов, влияющих на кажущуюся глубину резкости, и вы можете использовать их, чтобы сделать вашу фотографию более интересной.Это:
- Диафрагма
- Объектив Фокусное расстояние
- Точка фокусировки
- Размер сенсора формата пленки
Многие люди уже знают, как использовать диафрагму для управления глубиной резкости. Чем шире диафрагма, тем меньше (или мельче) область, которая оказывается в резком фокусе. Если вы хотите максимизировать глубину резкости, вы должны использовать маленькую диафрагму. Но будьте осторожны, чтобы не спутать это с резкостью. Использование самой маленькой диафрагмы не делает изображение резче.Фактически, это, вероятно, сделает его мягче из-за того, что называется дифракцией.
Фокусное расстояние объектива также помогает контролировать глубину резкости. Если вы используете широкоугольный объектив, такой как 24 мм, он увеличит глубину резкости, а более длинный объектив, например, 150 мм, уменьшит ее. Вот почему широкоугольные объективы предпочитают фотографы-пейзажисты, желающие максимизировать глубину резкости, а более длинные линзы используются для размытия фона.
Точка фокусировки также важна для управления глубиной резкости.Чем ближе мы перемещаем точку фокусировки к камере, тем меньше глубина резкости (при прочих равных условиях). Если вы когда-либо пробовали макросъемку, то вполне могли понять, что даже при очень маленькой диафрагме, такой как f / 22, весь объект оказывается не в фокусе.
Макро изображение, показывающее малую глубину резкости
Последний фактор — это фактор, который труднее изменить без смены камеры, а именно размер сенсора. Чем меньше размеры вашего сенсора, тем больше глубина резкости (все остальные переменные остаются неизменными).Посмотрите на изображение ниже горизонта Нью-Йорка. Изображение находится в фокусе от ближайшего до самого дальнего здания.
Линия горизонта Нью-Йорка с большой глубиной резкости
Это изображение было фактически снято с широкой диафрагмой f / 2.8. Одна из причин, по которой все изображение находится в фокусе, заключается в том, что камера, использованная для съемки, была компактной камерой с относительно небольшим сенсором.
Как мы можем использовать глубину резкости
Малая глубина резкости позволит вам сфокусироваться на одном объекте и убрать отвлекающий фон.Это любимая техника фотографа-портретиста, который фокусируется на глазах объекта и размывает фон. Когда вы смотрите на фотографию, вы сразу фокусируетесь на глазах и игнорируете фон. Я использовал ту же технику на этой фотографии альпаки, чтобы ваше внимание было обращено только на животное на переднем плане.
Этот эффект был создан с помощью длинного объектива, широкой диафрагмы и подъезда как можно ближе к животному.Большинство людей замечают только альпаку на переднем плане, когда смотрят на это изображение.
Это следующее изображение имеет большую глубину резкости, позволяющую взгляду зрителя блуждать по кадру.
Этот эффект был создан, потому что камера, которую я использовал, имеет относительно небольшой сенсор, широкоугольный объектив и относительно небольшую диафрагму. Я также очень осторожно разместил точку фокусировки, чтобы максимально увеличить глубину резкости, метод, известный как гиперфокальная фокусировка.
Ваша роль как фотографа при съемке заключается в том, чтобы решить, какую глубину резкости вы хотите создать, а затем использовать инструменты, описанные в этой статье, для управления этим.
Освоение глубины резкости (DoF) в фотографии • PhotoTraces
Распространено заблуждение, что профессиональные фотографы снимают только в ручном режиме, то есть вручную выбирают три наиболее важные настройки — диафрагму, число ISO и выдержку.
По моему опыту, наиболее полезным и удобным режимом съемки является режим приоритета диафрагмы.С его помощью вы по-прежнему можете управлять диафрагмой и ISO, но ваша камера автоматически устанавливает выдержку, отдавая приоритет вашему выбору диафрагмы.
Почему я так думаю? Поскольку выбор диафрагмы является основным способом управления , глубина резкости — одна из самых важных концепций в фотографии.
Регулировка глубины резкости раскроет вашу творческую свободу, позволяя полностью контролировать, насколько резким будет ваше изображение.
Если вы не знаете, что такое глубина резкости и как ее можно использовать в фотографии, продолжайте читать.Эта статья вам подойдет.
Какое определение глубины резкости в фотографии?
Короче говоря, глубина поля (DOF) — это расстояние между ближайшими и самыми дальними объектами на вашем изображении, которые имеют приемлемую резкость. Он измеряется в футах или метрах.
Глубина резкости может быть небольшой (узкой) или большой. Когда он неглубокий, резким кажется лишь небольшая часть фотографии.Когда он большой, в фокусе находится большая часть вашего изображения.
Есть три способа работы с глубиной резкости: с помощью настройки диафрагмы , расстояния съемки и фокусного расстояния объектива . Я проиллюстрирую все три способа более подробно ниже.
Как диафрагма влияет на глубину резкости?
Как вы уже знаете, диафрагма — это «отверстие» в объективе, через которое свет попадает в камеру. Чем больше отверстие (чем меньше число диафрагмы), тем больше света проникает внутрь.Чем меньше отверстие (чем выше номер диафрагмы), тем меньше света попадает на датчик.
Однако диафрагма — это больше, чем просто управление количеством света, которое необходимо для получения хорошо экспонированной фотографии. Выбранное значение диафрагмы (или, как его еще называют, число диафрагмы) напрямую влияет на глубину резкости вашего изображения.
Чем меньше значение диафрагмы, тем меньше глубина резкости. Например, при f / 1.8 резкой будет только часть интересующего вас объекта.Остальная часть фотографии будет размыта.
Связанные : Демистификация F-Stop в фотографии
Если вы хотите, чтобы большая часть вашего изображения казалась резкой, вам нужно использовать более высокое значение диафрагмы, например, f / 8 и выше. Изображение, снятое с малой диафрагмой, должно быть резким во всем.
Теперь, когда вы знаете, насколько важна диафрагма, вы наверняка поняли, почему я сказал, что большинство профессиональных фотографов снимают в режиме с приоритетом диафрагмы .Этот режим позволяет создать желаемую глубину резкости, не задумываясь о выдержке.
Конечно, будут ситуации, когда вы не сможете выбрать конкретное число диафрагмы из-за слишком низкой выдержки. К счастью, когда дело доходит до пейзажной фотографии, вы часто можете снимать на более низких скоростях, поскольку ваши объекты обычно неподвижны.
Как расстояние съемки влияет на глубину резкости?
Расстояние между вами и вашим объектом также влияет на воспринимаемую глубину резкости окончательного изображения.Как правило, чем ближе вы находитесь к объекту, тем меньше глубина резкости и наоборот.
Как фокусное расстояние влияет на глубину резкости?
В фотографии фокусное расстояние — основная характеристика объективов. Он сообщает нам угол обзора и уровень увеличения.
Что касается глубины резкости, широкоугольные объективы дают нам большую глубину резкости , а телеобъективы позволяют получать изображения с очень малой глубиной резкости .
В пейзажной фотографии лучшим выбором является широкоугольный объектив. Это не только позволяет нам разместить большую часть сцены в нашем кадре (не удаляясь слишком далеко от нашего объекта), но также создает изображения, которые с большей вероятностью будут резкими от края до края.
Если мы хотим снимать портреты, то классический выбор — это объектив 85 мм. Это позволяет нам «приблизиться» к объекту, фактически не приближаясь к нему. И это создаст меньшую глубину резкости, которая нам нужна, чтобы выделить объект на размытом фоне.
f / 10, 1 / 250c, ISO 100, 10 ммКак увеличить глубину резкости в фотографии
Как я уже упоминал выше, в пейзажной фотографии нам нужно изображение, которое будет резким во всем. Это означает, что нам нужна большая глубина резкости. Так что мы можем сделать?
а) Закройте отверстие
Мы уже знаем, что чем меньше диафрагма, тем больше глубина резкости. Итак, первое, что мы должны сделать, это выбрать значение диафрагмы f8 или выше. По моему опыту, f / 8-11 — это диапазон, который чаще всего используется в пейзажной фотографии.
Закрытие диафрагмы приведет к уменьшению количества света, попадающего на датчик. Ваша камера компенсирует это меньшей скоростью затвора. Поэтому обязательно используйте штатив. Я бы порекомендовал один, когда это возможно, даже при большой выдержке.
b) Используйте меньшее фокусное расстояние
Для увеличения глубины резкости вам понадобится объектив с коротким фокусным расстоянием, например 16–35 мм (10–24 мм на камерах с кадрированным датчиком). Лучше всего подходят широкоугольные объективы с постоянным фокусным расстоянием или широкоугольные зум-объективы, но если вы только начинаете, подойдет и обычный зум-объектив.Просто убедитесь, что вы используете самое короткое фокусное расстояние при съемке пейзажей или вообще хотите большую глубину резкости.
c) Отойдите от объекта
Ваша глубина резкости будет больше, если вы отойдете от объекта. Это особенно полезно при съемке пейзажей с интересующими объектами как на переднем, так и на заднем плане. Если вы отойдете от объекта на переднем плане, у вас будет больше шансов получить резкий снимок от края до края.
f / 9, ISO 100, 1/400 с, 49 ммКак увеличить глубину резкости
Иногда вы используете штатив, закрываете диафрагму широкоугольного объектива и удаляетесь от объекта, но при этом задний или передний план все еще кажется размытым.В чем проблема?
Связанные : Основы фотографии: статьи, руководства и руководства
Обычно это фокусировка. Есть такое понятие, как гиперфокальное расстояние, которое особенно ценно в пейзажной фотографии. Это помогает нам сфокусировать объектив таким образом, чтобы добиться очень большой глубины резкости.
Под гиперфокальным расстоянием мы понимаем расстояние между объективом и ближайшим объектом, который кажется резким и когда глубина резкости увеличивается до бесконечности. Это зависит от фокусного расстояния вашего объектива и выбранной диафрагмы и может быть рассчитано по формуле, но хорошая новость в том, что вам действительно не нужно вычислять это самостоятельно.
В Интернете есть бесчисленное множество приложений для смартфонов или диаграмм, которые показывают ваше гиперфокальное расстояние (в метрах или футах) в зависимости от фокусного расстояния и диафрагмы, которую вы используете.
Как только вы его найдете, просто сфокусируйте объектив на этом расстоянии (используя его шкалу фокусировки), и вы будете знать, что все, от половины этой точки до бесконечности, будет казаться резким.
Итак, если на диаграмме указано, что ваше гиперфокальное расстояние составляет 6 футов, вы должны сфокусироваться на 6 футах, и тогда все, что находится на расстоянии от 3 футов от вас до бесконечности, будет в фокусе на изображении.
Я использовал широкое фокусное расстояние 10 мм и диафрагму f / 11, чтобы максимизировать глубину резкости.Гиперфокальное расстояние при этих настройках составляет всего 45 см.
Важно помнить, что глубина резкости начинается на расстоянии 3 футов от камеры. Все, что ближе, будет размыто. Поэтому убедитесь, что вы отодвигаетесь от любых объектов на переднем плане, которые находятся слишком близко к вам и которые вы хотите добиться резкости на конечном изображении.
Связанные : Условия фотографии, которые необходимо знать
С гиперфокальным расстоянием сложная вещь в том, что вам нужно правильно сфокусироваться. Если, скажем, вы не сможете сфокусироваться на расстоянии 6 футов, а вместо этого сфокусируетесь на расстоянии 5 футов, вы не получите резкое изображение от края до края. Хорошая новость в том, что если вы сфокусируетесь на расстоянии, превышающем гиперфокальное расстояние (допустим, 7 футов), изображение все равно будет четким до бесконечности.
Итак, если вы ошиблись с гиперфокальным расстоянием, просто попытайтесь сделать это правильно!
Гиперфокальное расстояние звучит немного сложно, но распечатанная диаграмма или мобильное приложение помогут вам понять это правильно.Это определенно то, что поможет вам улучшить ваши пейзажные фотографии и, возможно, сделать более качественные отпечатки.
Я пользуюсь мобильным приложением PhotoPills и очень рекомендую его.
Как добиться малой глубины резкости
Обычно нам нужна малая глубина резкости, когда мы снимаем портреты или натюрморты. Небольшая область фокусировки позволяет нашему объекту выделяться и маскирует или стирает возможные отвлекающие факторы на заднем плане. Для этого мы можем:
a) Откройте отверстие
Чем больше мы открываем диафрагму, тем меньше глубина резкости.При f / 5,8 мы все еще можем определить, что такое фон, но при f / 1,4 он будет просто размытым.
b) Используйте большее фокусное расстояние
Хотя вы можете делать интересные портреты с широкоугольным объективом, если вы хотите добиться малой глубины резкости, вам следует выбрать объектив с большим фокусным расстоянием. Объектив 85 мм — это обычный выбор для портретов.
В фотографии природы, когда вам часто нужно изолировать объект от фона, телеобъектив — лучший вариант.Он не только обеспечивает очень малую глубину резкости, но и позволяет увеличивать изображение с большого расстояния.
c) Подойдите ближе к предмету
Еще один способ уменьшить глубину резкости — это приблизиться к объекту съемки. Так вам будет проще размыть неинтересный или отвлекающий фон.
f / 1,4, 1/250 с, ISO 100, 35 ммПонять фотографию — значит понять глубину резкости
Глубина резкости — обширная тема, которая легко может ошеломить новичка.