Глубина резко изображаемого пространства – Формула и таблица расчета глубины резкости. Как рассчитать глубину резкости

Содержание

Глубина резкости в фотографии

Поделиться статьёй:

Одним из главных факторов, влияющих на качество фотографии, является глубина резкости или ГРИП (глубина резко изображаемого пространства). При настройке фокуса фотоаппарата на определенной точке можно заметить, что оставшееся изображение может быть как полностью размытым, так и оставаться резким и четким. Именно эта самая четкость кадра зависит от глубины резкости, поэтому каждый фотограф, который нацелен на совершенствование своих навыков, обязан разобраться в правилах подбора глубины резкости — ведь это одна из самых важных составляющих хорошего кадра.

Содержание статьи:

 

Что такое глубина резко изображаемого пространства?

Для того, чтобы разобраться с этим понятием, сформулируем его определение:

Глубина резко изображаемого пространства или ГРИП — это расстояние между самым близким и самым далеким объектом снимаемой сцены, которые воспринимаются на фотографии как резкие. Все, что лежит ближе или дальше зоны глубины резкости оказывается размытым в разной степени.

То есть, в области глубины резкости объекты будут максимально четкими, а те объекты, что находятся вне ее — размываются, причем чем дальше объект от ГРИП, тем сильнее он будет размыт на фотографии. В каждой такой зоне резкости будет такая точка, объект в которой выглядит максимально резким. У маленькой ГРИП будет большая зона размытия изображения и наоборот.

Стоит отметить, что все параметры глубины резкости достаточно условны и в определении, написанном выше, говорится лишь о восприятии картинки человеческим зрением. Можно посмотреть на любую фотографию и убедиться в том, что каких-то четких границ резкости и нерезкости на картинке попросту не существует. Любая резкость на изображении переходит в нерезкость плавно, без каких-либо четких границ — так что каждый человек сам решает, где проводить грань между этими двумя понятиями.

Важно понимать, что только на дистанции фокусировки оптика дает картинку с максимальной резкостью, которая располагается в точке фокуса. Все остальные объекты, находящиеся на других расстояниях, будут постепенно размываться и причем чем дальше, тем сильнее. Опытные фотографы при настройке ГРИП обычно определяются на свой глазомер и стаж работы.

Правильно настроенная глубина резкости в кадре позволяет максимально воплотить задумки фотографа в жизнь, расставить акценты и показать самое важное. Например, в пейзажной съемке принято использовать большую ГРИП — так вы выделите как самый главный объект, так и оставите просматриваемым фон и второстепенные детали. В портретной же съемке значения должны быть намного меньше — концентрация на модели очень важна, а дополнительные хорошо просматриваемые детали только отвлекают зрителей от самого человека.

Факторы, влияющие на глубину резкости

Известно, что ГРИП можно изменять: делать меньше или больше, подстраивая под свои творческие задумки. В этом процессе фотографам помогают определенные факторами, научиться работать с которыми очень важно и нужно. Именно размер отверстия диафрагмы, фокусное расстояние, дистанция до точки фокусировки и разрешение определяют то, какой будет глубина резко изображаемого пространства.

Диафрагма

В первую очередь, стоит упомянуть об апертуре. Это такое отверстие в объективе, которое позволяет попадать определенному количеству света на датчик камеры. Размер открытия диафрагмы измеряется в значении f — диафрагменном числе, которое представляет из себя отношение фокусного расстояния объекта съемки к размеру открытия диафрагмы. Чем больше это отверстие — тем меньше диафрагменное число, а значит и меньше будет глубина резкости. Если же диафрагма почти закрыта, то ГРИП будет намного больше.

Именно изменения “отверстия” в диафрагме являются самым простым и популярным способом отрегулировать глубину резкости. Для того, чтобы сделать ее большой, просто установите f на значение 11 и выше. Чаще всего большая ГРИП подходит для съемки с большим количеством яркого дневного света — в таком случае ее можно установить и на больших значениях: например, f/16. Так в фокусе будет находиться весь кадр, а значит пространство на фотографии будет максимально четким.

Если на фотографии присутствуют несколько объектов, которые следует выделить — то фотографы предпочитают использовать значение из “золотой середины” f/8 — с ним фон получится размытым и не отвлечет внимание от объектов.

Иногда требуется как можно больше закрыть диафрагму доводя значения до f/32 и даже больше — в таких случая требуется учесть возможное возникновения дефекта под названием “дифракция”, который способен сильно повлиять на мягкость картинки (даже сама точка фокусировки может стать немного размытой). Именно поэтому фотографы-пейзажисты и используют среднее значение f/8 — и получают шикарные снимки.

Фокусное расстояние

ГРИП, настроенная с помощью диафрагмы, может в какой-то момент стать неправильной и неподходящей. Надо учитывать тот факт, что количество света и положение объектов может меняться, а значит, и сама апертура должна изменяться вместе с ними. Особенно актуально это для фотографов, снимающих ландшафты широкоугольной оптикой — им просто необходимо использовать в работе другой способ настройки глубины резкости, а именно — фокусное расстояние.

Физические свойства объектива при фокусном расстоянии влияют на ГР не меньше, чем другие факторы. Например, короткое, которое меньше 27 миллиметров и сфокусировано на расстоянии 5 метров с диафрагмой f/4 будет иметь ГРИП больше, чем, например, большое фокусное расстояние 300 миллиметров с теми же расстоянием и значением f.

Для того, чтобы разобраться в вопросе как можно лучше, к фотоаппаратам прилагается инструкция с диаграммой ГРИП для каждой остановки диафрагмы и расстояния фокусировки.

Итак, чем больше фокусное расстояние, тем тем меньше будет глубина резко изображаемого пространства. Чем фокусное расстояние меньше, тем она будет больше. Причина этого явления в том, что длиннофокусные объективы увеличивают изображения и, конечно же, пятна рассеяния.

Дистанция до точки фокусировки

Расстояние от объекта до объектива — это еще один пункт, на который стоит обращать внимание при работе с ГРИП. Да, еще можно менять с помощью изменения расстояния! Чем ближе объект располагается к объективу (при условии, что фокус расположен на этом объекте), тем глубина резкости будет меньше. Такой способ ее изменения можно назвать наименее доступным и практичным — ведь при изменении расстояния будет меняться сама композиция кадра. Поэтому наилучшим решением здесь будет сохранить композиционное решение с помощью изменения фокусного расстояния вашей оптики.

Стоит отметить, что отношение между дистанцией фокусировки и глубиной резко изображаемого пространства при прочих равных условиях всегда остается неизменным.

Разрешение

Разрешение изображение тоже влияет на то, какой будет ГРИП. Чем большее число пикселей будет содержать сенсор вашей фотокамеры (то есть, чем меньше будет размер индивидуального пикселя) и чем мельче будут кристаллы галогенида серебра в пленке — тем лучше будут различаться малые кружки нерезкости. Как только разрешение уменьшается, то с ним повышается глубина резкости.

Как предугадать ГРИП?

Стоит отметить, что есть несколько способов, которые помогают в работе фотографам определять глубину резкости и делать резкими в фокусе даже те объекты, которые не находятся в центре кадра.

Видоискатель — важный элемент в фотоаппарате, который позволяет увидеть сцену с максимально открытой диафрагмой. Вы увидите минимальную ГРИП, несмотря на то, какое значение диафрагмы f будет установлено.

Функция предпросмотра есть на большинстве современных камер — при нажатии на специальную кнопку установится заданное вами значение диафрагмы.

Яркость — тот параметр, на который не стоит обращать внимание при использовании функции предпросмотра. Да, изображение будет казаться слишком темным, но это поможет понять, какой будет глубина резкости на фотографии.

Live view — это режим, которым также можно воспользоваться в работе. Например, когда на фотокамере отсутствует кнопка предпросмотра. Для того, чтобы увидеть, какой эффект будет достигнут при изменении настроек диафрагмы, необходимо выйти и снова зайти в этот режим.

Просмотр изображения с достаточно близкой дистанции поможет оценить резкость в режиме Live View — с помощью зума можно увеличить любую часть изображения.

Проверка снимка осуществляется уже после того, как кнопка спуска была нажата. Так вы можете рассмотреть изображение наиболее детально, используя зум для детального рассмотрения.

Использование всех факторов в работе

Для того, чтобы максимально полно управлять глубиной резкости и создавать кадры, воплощающие все ваши задумки, применяйте в работе над фотографией все вышеперечисленные способы управлять ГРИП: размер отверстия диафрагмы, фокусное расстояние, дистанция до точки фокусировки и разрешение — их можно объединить и создавать как малую, так и большую глубину резкости.

Например, если вы будете использовать длинный объектив с большим открытием апертуры, то ГРИП снимка будет не такой большой, как например, если бы вы снимали на расстоянии с помощью широкоугольника с малым открытием диафрагмы.

Если заменить широкоугольную оптику на телеобъектив, то изображение также изменится — при перемещении назад вам придется заново регулировать композицию на фотографии.

Когда вы приближаетесь к предмету и уменьшаете глубину резкости, а отдаляясь — увеличиваете. Работа с ГРИП представляет собой творческий процесс с бесконечным количеством вариантов снимков. Снимайте как можно больше фотографий, экспериментируя с апертурой и ее размерами, расстоянием от предмета до объектива и фокусным расстоянием.

Помните, что при фотографировании отсматривать получившиеся кадры лучше всего сразу — так вы сразу заметите недочеты и ошибки в работе, тут же их исправите.

Для того, чтобы разобраться в вопросе как можно лучше, к фотоаппаратам прилагается инструкция с диаграммой ГРИП для каждой остановки диафрагмы и расстояния фокусировки.

Когда использовать малую ГРИП, а когда большую?

Большая глубина резкости может понадобиться во всех тех случаях, когда в фокусе необходимо оставить как можно большее число объектов. В первую очередь — в съемке пейзажей, где важно показать все планы и детали сюжета. Именно такие фотографии снимаются почти на закрытых диафрагмах со значениями f/8-f/16. Исключением могут быть разве что фотографии, где все объекты довольно сильно удалены от камеры, а переднего плана как такового нет — в таких случаях даже диафрагму закрывать не обязательно.

Стоит отметить, что каждый раз, когда мы имеем дело с композицией с множеством планов, стоит задуматься о небольшом закрытии диафрагмы. Не обязательно, чтобы это был пейзаж — это могут быть групповые портреты, фото предметов. Для съемки натюрмортов прикрыть диафрагму необходимо для того, чтобы объект попал в ГРИП полностью, так как при съемке мелких предметов на небольшой дистанции глубина резкости может быть слишком небольшой — особенно актуально это правила для съемок коммерческого характера.

В макрофотографиях диафрагму необходимо закрывать довольно значительно — чтобы маленький предмет точно был резким в кадре. Обычно значения диафрагму устанавливаются от f/16 до более высоких значений. На рынке оптики даже представлены макрообъективы с возможностью снимать на значении f/32.

Малая глубина резкости необходима в тех случаях, когда мы хотим выделить главный объект, сделать его резким, а фон максимально размыть. В таких случаях речь, чаще всего, идет о портретах, где важно сконцентрировать внимание зрителя на человеке. Но с тем самым боке — размытым до “кружочков” фоном, нравится работать не только портретистам, но и просто любителям выделять объекты по максимуму, так что снимать на такой ГРИП можно, по сути, что угодно.

Советуем вам как можно практиковаться в применении разной глубины резкости и экспериментировать со всеми факторами, влияющими на нее — тогда качественные снимки начнут получаться у вас уже очень скоро!

Поделиться статьёй:

top100photo.ru

ГРИП — глубина резкости


ГРИП (глубина резко изображаемого пространства, далее глубина резкости) — это зона, при нахождении в которой объекты в кадре выглядят достаточно резкими.

Глубина резкости — один из важнейших инструментов в фотографии. Она позволяет акцентировать внимание зрителя на объекте съёмки и управлять этим вниманием на второстепенных объектах.

Теперь обо всём по порядку

Минимальная ошибка в фокусировке приводит к браку, и будет неважно, снимаете ли вы крупным планом портрет или человека в полный рост. Нерезкость настолько бросается в глаза, что её легко видит даже неискушённый зритель.

Если вы снимаете портрет крупным планом, лучше всего фокусироваться на глаза. Глаза — это показатель резкости — если они окажутся вне фокуса, то весь портрет очень сильно проиграет.

Отделение объекта съёмки от фона

Подбор оптимальной глубины резкости позволяет визуально отделить снимаемый объект от фона. Фон, попадающий в зону нерезкости, размывается до такой степени, чтобы не отвлекать зрителя от главного героя.

Обратите внимание, я специально написал «до такой степени», давая понять, что не нужно «убивать фон в хлам», превращая интересную локацию в студийную съёмку на пятнистом фоне. Если фон будет читаться, и в общих чертах будет понятно, что на нём происходит, это добавит снимаемому портрету разнообразия и антуража.

Управление глубиной резкости

Как вы знаете, глубина резкости напрямую зависит от значения диафрагмы. Однако существуют ещё два фактора, влияющих на ГРИП — расстояние до объекта съёмки и фокусное расстояние объектива.

Понимание того, как влияют эти факторы на изображение, и их грамотное комбинирование развязывает вам руки при создании композиции с нужной глубиной резкости.

Давайте рассмотрим три этих фактора в порядке их важности для изображения.

Диафрагма

Диафрагма — самый важный фактор, который мы можем изменять в широком диапазоне значений.

ГРИП — глубина резкости

Как вы знаете, чем больше открыта диафрагма (меньше число f), тем меньше глубина резкости. И наоборот.

Максимальные значения диафрагмы зависят от вашего объектива. Фиксы позволяют открывать диафрагму до значений 2,0, 1,4 и даже 1,2. При таких значения попасть в резкость весьма не просто.

Использование крайних значений диафрагмы нежелательно, так как большинство объективов показывают свои наилучшие характеристики в примерном диапазоне F:8 — F:16. Поэтому, снимая на диафрагме F:1,4, будьте готовы не только к минимальной глубине резкости, но также к большим хроматическим абберациям и невысокой резкости.

На первое время советуем воспользоваться он-лайн калькулятором ГРИП.

Фокусное расстояние

На глубину резкости влияет и фокусное расстояние.

ГРИП — глубина резкости

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше глубина резкости при прочих равных параметрах съёмки.

Например, условия съемки: диафрагма 8,0, расстояние до объекта съёмки 2 метра.

Фокусное расстояние 12 мм 24 мм 50 мм 85 мм 105 мм 200 мм
Глубина резкости 62 см — ∞ 314 см 51 см 17 см 11 см 3 см

Таким образом, если вам нужно размыть фон в кадре и при этом снимать на той же диафрагме, вы можете использовать более длиннофокусную оптику.

Расстояние до объекта

Расстояние до объекта съёмки так же влияет на глубину резкости, как и фокусное расстояние.

ГРИП — глубина резкости

Чем ближе вы находитесь к объекту съёмки, тем меньше глубина резкости.

По этой самой причине, съёмка макрообъектов затрудняется минимальными значениями глубины резкости. Например, при фокусном расстоянии 60 мм, диафрагме f/22 и расстоянии до объекта 15 см глубина резкости составит всего 0,33 см, то есть 3,3 мм.

Расстояние от камеры до объекта измеряется от плоскости матрицы; для этой цели на большинство фотокамер нанесён специальный символ — перечёркнутая окружность, указывающий на плоскость матрицы или плёнки.

Например, условия съемки: диафрагма 8,0, фокусное расстояние 85 мм.

Расстояние 0,2 м 0,5 м 1 м 5 м 10 м 15 м
Глубина резкости 0,1 см 0,92 см 4 см 1,1 м 4,61 м 11,12 м

Гиперфокальное расстояние

Гиперфокальное расстояние также влияет на глубину резкости. Это самое короткое расстояние (до точки фокусировки) при котором бесконечность попадает в зону ГРИП. Если установить объектив на гиперфокальное расстояние, то глубина резкости будет от половины гиперфокального расстояния до бесконечности.

Например, при использовании объектива с фокусным расстоянием 24 мм и диафрагмой f/11 гиперфокальное расстояние составит 1,5 метра. При фокусировке на точку, расположенную на данном расстоянии, все объекты в пределах от 75 см до бесконечности будут находиться в фокусе.

Вывод

Используя эти знания, вы можете легко подбирать необходимое сочетание диафрагмы, фокусного расстояния и расстояния до объекта для реализации любых ваших задумок.
Для упрощения такого подбора на большинство дискретных объективов нанесена шкала глубины резкости, с помощью которой вы легко сможете подобрать необходимое сочетание параметров съёмки.

Например, если вы снимаете модель с расстояния 15 метров и хотите получить размытый фон, вам достаточно взять объектив с фокусным расстоянием 200 мм и открыть диафрагму до значения f/4,0. Глубина резкости при таких параметрах составит 89 см.

fototips.ru

ГРИП и гиперфокальное расстояние


ГРИП и гиперфокальное расстояние являются одними из основных понятий, которые необходимо усвоить начинающему фотографу. Давайте разбираться по порядку – что это такое и для чего применяется в фотографии.


ГРИП – это сокращенная аббревиатура от слов Глубина Резко Изображаемого Пространства, она же Глубина резкости. По-английски аббревиатура ГРИП будет называться Depth of Field или  DOP. Это область пространства или расстояние между ближней и дальней границей, где объекты будут восприниматься резкими.


Строго говоря, идеальная резкость, с точки зрения физики, может быть только в одной плоскости. Откуда же тогда появляется эта область? Дело в том, что человеческий глаз, несмотря на все свое совершенство, все же не является идеальной оптической системой. Мы не замечаем небольшую размытость изображения до некоторых пределов. Принято считать, что человеческий глаз не замечает размытости точки до 0,1 мм с расстояния 0,25 м. На этом и основаны все расчеты глубины резкости. В фотографии эта небольшая размытость точки называется кружком нерезкости. В большинстве методик расчета за диаметр кружка нерезкости принимается величина 0,03 мм.


Исходя из допущения, что человеческий глаз не замечает некоторую размытость, мы будем иметь уже не плоскость резкости в пространстве (называемую фокальной плоскостью), а некоторую область, которая ограничивается допустимым размытием объектов. Эта область и будет называться глубиной резкости.


От чего зависит глубина резкости


На глубину резко изображаемого пространства оказывают влияние всего два параметра:


  1. Фокусное расстояние объектива

  2. Величина диафрагмы


Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше глубина резкости. Чем шире открыта диафрагма (меньше диафрагменное число), тем меньше глубина резкости. Проще говоря, для того, чтобы получить максимально большую глубину резкости, нужно использовать широкоугольный объектив и максимально прикрыть диафрагму, сделав ее отверстие меньше. И, наоборот, для получения минимальной ГРИП желательно использовать длиннофокусный объектив и широко открытую диафрагму.


В некоторых источниках, причем позиционируемых, как весьма авторитетные, можно встретить утверждение, что на глубину резкости влияет также и размер матрицы или кадра фотопленки. На самом деле это не так. Сам по себе размер матрицы или кроп-фактор никакого влияния на ГРИП не оказывает. Но почему тогда глубина резкости у компактных фотоаппаратов с маленьким размером матрицы значительно больше, чем у зеркальных фотоаппаратов с большим размером сенсора? Потому что с уменьшением размера матрицы уменьшается и фокусное расстояние объектива, необходимого для получения того же угла зрения! А чем меньше фокусное расстояние, тем глубина резкости больше.


Глубина резкости также зависит от расстояния до объекта съемки – чем ближе к объективу, тем глубина резкости меньше, а размытие заднего плана выражено сильнее.


 Как используется глубина резкости


Выбор оптимальной глубины резкости зависит от задач съемки. Самая распространенная ошибка начинающих фотографов, которые недавно приобрели светосильный объектив – снимать все на максимально открытой диафрагме. Когда-то это хорошо, а когда-то нет. Например, если вы снимаете портрет со слишком малой глубиной резкости, вполне может получиться так, что глаза будут в резкости, а кончик носа нет. Красиво ли это? Вопрос спорный. Если же голова человека повернута в сторону, то ближний глаз может оказаться резким, а дальний глаз — размытым. Это вполне допустимо, но у клиента, который не знает, что такое глубина резкости, могут возникнуть определенные вопросы.


Поэтому, для получения оптимальной глубины резкости при портретной съемке, не нужно стремиться всегда открывать диафрагму. Для большинства случаев ее лучше прикрыть на пару ступеней. Тогда и фон будет приятно размыт, и глубина резкости приемлемая. При съемке групповых портретов особенно важно обеспечить такую ГРИП, чтобы все люди получились резкими. Диафрагма в таком случае прикрывается сильнее, до значения f/8 –f/11 при съемке вне помещений и хорошем освещении.


Гиперфокальное расстояние


Как быть, если нам нужно, к примеру, сфотографировать пейзаж, где объекты переднего и заднего плана должны быть одинаково резкими? Здесь на помощь придет умение использовать гиперфокальное расстояние. Это расстояние до передней границы резко изображаемого пространства при фокусировке объектива на бесконечность. Иными словами, это та же ГРИП, но при фокусировке на бесконечность.


В зависимости от того, где важнее получить максимальную резкость – на переднем плане или на максимально удаленных объектах, фокусируются либо на гиперфокальное расстояние, либо на бесконечность. В первом случае более резкими получатся детали переднего плана, во втором – удаленные объекты. Гиперфокальное расстояние также зависит от фокусного расстояния объектива и диафрагмы. Чем больше закрыта диафрагма и меньше фокусное расстояние объектива – тем меньше гиперфокальное расстояние.


На этом снимке резок как передний, так и задний план


Расчет ГРИП и гиперфокального расстояния


Для расчета протяженности ГРИП и гиперфокального расстояния обычно применяют специальные таблицы. Но я рекомендую воспользоваться более современным способом, а именно, специализированной программой. Работает она онлайн прямо в браузере. Программа очень проста в использовании,  и в ней легко разобраться самостоятельно. А самое главное, что поможет вам правильно выбирать ГРИП и гиперфокальное расстояние – это постоянная осознанная практика!


Автор: Евгений Карташов

photo-monster.ru

Глубина резко изображаемого пространства — Википедия

Глубина резко изображаемого пространства, Глубина резкости (ГРИП) — расстояние вдоль оптической оси объектива между двумя плоскостями в пространстве предметов, в пределах которого объекты отображаются в сопряжённой фокальной плоскости субъективно резко[1]. Непосредственно зависит от важнейших характеристик оптической системы: главного фокусного расстояния и относительного отверстия, а также от дистанции фокусировки.
При этом абсолютно резко отображаются только объекты, расположенные в одной плоскости предметного пространства, соответствующей дистанции фокусировки[2].

В повседневной речи понятие глубины резко изображаемого пространства обозначается более коротким выражением «глубина резкости».
Однако, в оптике последнее обозначает другую величину, которая отсчитывается в пространстве изображений[1]. Её практическая оценка фотографами и кинооператорами не производится, но играет важную роль в прикладных сферах.
Оценка глубины резко изображаемого пространства может производиться визуально на фокусировочном экране зеркального или мониторе электронного видоискателей, а также по соответствующей шкале на оправе объектива или по таблицам, составленным при расчёте оптической системы[3].

Критерии глубины резкости

Шкала глубины резкости современного фотообъектива с постоянным фокусным расстоянием. Белые штрихи обозначают границы резкого отображения для разных значений диафрагмы. Видно, что при установленной диафрагме f/11 и текущей дистанции наводки резко отображается пространство от 1 до 2 метров

Глубина резкости не является абсолютной величиной, поскольку определяется, исходя из наименьшей разрешающей способности объектива, а также из условий наблюдения полученного изображения и возможностей человеческого зрения[4]. Критерием глубины резко изображаемого пространства служит кружок рассеяния, превышающий диаметр диска Эйри объектива, поскольку учитывается светорассеяние фотоэмульсии, снижающее разрешение. В свою очередь, размер кружков рассеяния, образующих изображение объекта съёмки, зависит от расстояния между ним и плоскостью наводки на резкость. Чем больше смещение от плоскости наводки, тем больше диаметр такого кружка и ниже резкость изображения. Точки предметов, расположенных вне плоскости фокусировки, могут изображаться субъективно резко, если диаметры соответствующих кружков рассеяния не превышают пороговую величину[5].

Эта величина выбирается, исходя из соображения, что при рассматривании с расстояния наилучшего видения 25 сантиметров человеческий глаз воспринимает изображение резким, если кружок рассеяния меньше 0,1 мм. Диаметр принимается пороговым для крупноформатных негативов, предназначенных для контактной печати[3].
Малоформатные фотографические негативы, предназначенные для увеличения, допускают диаметр кружка рассеяния 0,03—0,05 мм., или 1/1000 диагонали кадра[6]. Для среднеформатных негативов 6×6 см. кружок рассеяния не должен превышать 0,075 мм. Эта величина рассчитана для фотоотпечатков средних размеров 13×18 и 18×24 см. При более крупных увеличениях предметы, расположенные в пределах расчётной глубины резкости могут оказаться нерезкими из-за превышения порогового значения, незаметного глазу[4]. Однако это компенсируется тем, что крупные снимки рассматриваются с большого расстояния.

Для 35-мм кинонегатива по советским стандартам допускалось значения кружка рассеяния не более 0,03 мм, а для 16-мм — 0,015 мм[7]. В широкоформатном кинематографе расчётным считается такой же кружок рассеяния, как и на стандартной 35-мм киноплёнке. За рубежом принимались более крупные размеры кружка рассеяния: в США они составляли 0,05 мм (0,002 дюйма) для 35-мм киноплёнки, и 0,001 дюйма для 16-мм[7]. Все эти величины также рассчитаны, исходя из условий наблюдения готового изображения, которые зависят от размеров зрительного зала и стандартных экранов.

Видео по теме

Факторы глубины резкости

Зависимость глубины резкости изображаемого пространства от относительного отверстия

Глубина резко изображаемого пространства обратно пропорциональна фокусному расстоянию объектива и прямо пропорциональна диафрагменному числу[3]. ГРИП вариообъективов изменяется одновременно с фокусным расстоянием. Кроме того, глубина резкости прямо пропорциональна дистанции, на которую сфокусирован объектив. Максимальная глубина резкости достижима на бесконечности, которая для большинства объективов начинается с 15—20 метров. Напротив, при наводке на близко расположенные предметы большая глубина резкости достижима с трудом. Особенно это заметно при макросъёмке, когда зона резкого изображения может составлять доли миллиметра даже при сильном диафрагмировании.

Из прямых зависимостей глубины резкости от фокусного расстояния и дистанции фокусировки вытекает ещё одна, косвенная: глубина резкости обратно пропорциональна увеличению изображения объекта съёмки в фокальной плоскости, то есть масштабу, с которым он отображается. Увеличение масштаба достижимо как приближением к снимаемому предмету, так и использованием более длиннофокусного объектива, что в обоих случаях приводит к сужению области пространства, отображаемого резко. В то же время, небольшое увеличение позволяет получить большую глубину резкости.

В практической фото- и киносъёмке глубина резкости чаще регулируется при помощи апертурной диафрагмы с изменяемым относительным отверстием. Диафрагмирование объектива позволяет повысить глубину резкости при прочих равных условиях. Получение небольшой глубины резкости возможно на сравнительно небольших дистанциях съёмки при помощи светосильной оптики с открытой диафрагмой. Возможность «отделить» объект от фона на больших удалениях 50—100 метров дают только светосильные телеобъективы, специально выпускаемые для спортивной фотографии.

Чем больше формат негатива (сенсора), тем труднее достижима большая глубина резкости при том же масштабе изображения, поскольку приходится использовать более длиннофокусный объектив. Крупноформатные фотоаппараты для получения портрета, резко отображающего одновременно всю голову, требуют сильного диафрагмирования, в то время как на малоформатном негативе это достижимо даже при средних значениях диафрагмы. Видеокамеры, обладающие миниатюрной ПЗС-матрицей, обеспечивают огромную глубину резкости даже при съёмке крупным планом. Явление объясняется зависимостью фокусного расстояния, требуемого для получения изображения с определённым углом поля зрения, от размера кадрового окна. Уменьшение размера кадра для его заполнения изображением того же объекта съёмки позволяет использовать более короткофокусный объектив.

Поэтому два снимка одного и того же объекта, сделанные камерами разных форматов в одинаковом масштабе с одного расстояния, при равном относительном отверстии объективов обладают различной глубиной резкости. Камера с меньшим размером кадра даёт более протяжённую глубину резкости, так как для получения аналогичного масштаба используется более короткофокусный объектив.

Влияние подвижек фотоаппарата

Описанные принципы зависимости глубины резкости справедливы только при строгой перпендикулярности оптической оси объектива к плоскости фотоматериала или матрицы. Наклон оси в результате подвижек изменяет картину распределения резкости из-за несовпадения плоскости резкого изображения с кадровым окном. Это может использоваться как для расширения зоны снимка, отображаемой резко, так и для её искусственного сужения[8].

Возможности управления глубиной резкости при помощи подвижек характерны для карданных камер и фотоаппаратов, оснащённых шифт-объективом с возможностью уклона. Соблюдение принципа Шаймпфлюга позволяет отображать резко объекты, расположенные на разных расстояниях без диафрагмирования объектива[9]. Однако, глубина резкости при этом не увеличивается, а перемещается область пространства, отображаемого резко. Объекты вне этой зоны отображаются нерезкими, даже если находятся на одном расстоянии с резкими. Наклон оптической оси даёт эффект небольшой глубины резкости удалённых ландшафтов, обычно резких по всему полю кадра. В результате крупные объекты съёмки кажутся субъективно миниатюрными, похожими на макет или игрушку[10].

Особенности цифровой фотографии

Увеличение глубины резкости программным способом. Слева — два из шести исходных снимков, снятых с брекетингом фокуса; справа — готовый снимок, полученный в приложении «CombineZM»

Шкалы глубины резкости, нанесённые на оправы большинства сменных фотообъективов, рассчитаны для фотоплёнки, эмульсия которой обладает светорассеянием, снижающим резкость изображения. Фотоматрицы влияют на разрешение в значительно меньшей степени, позволяя полнее использовать возможности этой же оптики, используемой с современными цифровыми зеркальными фотоаппаратами. Стандарты новейших объективов для DSLR в 1,5 раза строже, и исходят из размера кружка нерезкости, составляющего 1/1500 диагонали полнокадровой матрицы, то есть 28 микрометров[11]. Глубина резкости, определяемая по таким шкалам, вполне соответствует наиболее массовому формату фотоотпечатка 10×15 см. Для более крупных снимков и изображения на мониторе компьютера она оказывается завышенной, поскольку современные сенсоры обеспечивают более высокую разрешающую способность, чем плёнка[11]. В ещё большей степени несоответствие таких шкал проявляется при использовании фотоматриц уменьшенных размеров APS-C и Nikon DX. Для учёта современных технических возможностей могут использоваться альтернативные калькуляторы глубины резкости, рассчитанные исходя из размера пикселя матрицы[12].

Существующие технологии цифровой фотографии также позволяют значительно увеличить глубину резкости за счёт объединения нескольких фотографий, снятых с различными дистанциями фокусировки объектива (брекетинг фокуса). В настоящий момент доступны специальные компьютерные приложения, позволяющие склеивать снимки с переменной фокусировкой[13][14][15]. Такая техника, получившая название англ. Focus Stacking, получила распространение в прикладной научной фотографии, главным образом в макро- и микрофотографии, поскольку пригодна только для съёмки неподвижных объектов.
Новейшая технология камеры светового поля позволяет регулировать дистанцию фокусировки и глубину резкости изображения уже после съёмки программными методами[16].

Последние модели смартфонов Nokia с 2013 года оснащаются встроенной камерой с возможностью управления глубиной резкости, получившей торговое название «Refocus»[17]. При этом фокусировка может быть изменена после съёмки, что особенно эффективно для сцен, протяжённых в глубину.

Расчёт ГРИП

Диаграмма, иллюстрирующая зависимость глубины резкости от относительного отверстия. Точки 1 и 3, находящиеся не в фокусе, при закрытой диафрагме 4 дают кружки рассеяния меньшего диаметра

Передняя и задняя границы резко изображаемого пространства могут быть определены по формулам[7]:

R1=R⋅f2f2−K⋅f⋅z+K⋅R⋅z{\displaystyle R_{1}={\frac {R\cdot f^{2}}{f^{2}-K\cdot f\cdot z+K\cdot R\cdot z}}};
R2=R⋅f2f2+K⋅f⋅z−K⋅R⋅z{\displaystyle R_{2}={\frac {R\cdot f^{2}}{f^{2}+K\cdot f\cdot z-K\cdot R\cdot z}}}, где

R1{\displaystyle R_{1}} — дистанция до передней границы резко изображаемого пространства;

R{\displaystyle R} — дистанция фокусировки;

R2{\displaystyle R_{2}} — дистанция до задней границы резко изображаемого пространства;

f{\displaystyle f} — заднее главное фокусное расстояние объектива в метрах;

K{\displaystyle K} — знаменатель геометрического относительного отверстия объектива или диафрагменное число;

z{\displaystyle z} — диаметр кружка нерезкости или допустимый кружок рассеяния, для негативов форматом 24×36 мм равный 0,03—0,05 мм (в формулу подставляется значение в метрах).

Значения R1{\displaystyle R_{1}}, R{\displaystyle R}, R2{\displaystyle R_{2}} отсчитываются от фокальной плоскости фотоаппарата (где располагается фотоматериал или фотоматрица). Глубина резко изображаемого пространства P{\displaystyle P} определяется разностью между задней и передней границами резкости:

P=R2−R1{\displaystyle P=R_{2}-R_{1}}

Гиперфокальное расстояние

Расстояние, на которое сфокусирован объектив, когда задняя граница резко изображаемого пространства лежит в «бесконечности» для данного геометрического относительного отверстия, называется «гиперфокальным»[18][19][20][3]. Понятие гиперфокального расстояния важно в практической фотографии и киносъёмке потому, что обеспечивает максимально возможную глубину резкости, расположенную от бесконечности до половины расстояния фокусировки.

При ландшафтной съёмке короткофокусной оптикой наилучшая резкость достигается при фокусировке объектива не на «бесконечность», а на гиперфокальное расстояние. Упрощённо это достигается совмещением символа «бесконечности» шкалы фокусировки с делением шкалы глубины резкости, соответствующим текущей диафрагме[21]. Тогда передняя граница резко изображаемого пространства будет находиться на расстоянии, равном половине дистанции наводки[20]. При расположении объектов съёмки не ближе этого расстояния всё изображаемое пространство на фотографии будет практически резким с учётом размеров кружка рассеяния. Большинство широкоугольных объективов для малоформатных фотоаппаратов и 35-мм кинокамер при фокусировке на гиперфокальное расстояние отображают резкими предметы практически на любых дистанциях. До появления эффективных систем автофокуса этим явлением пользовались при репортажной и спортивной съёмке, когда времени на точную фокусировку недостаточно.

Компактные устройства с небольшим размером кадра и короткофокусным объективом, такие как веб-камеры, экшн-камеры, камерафоны и камеры видеонаблюдения, зачастую не требуют фокусировки за счёт неподвижной установки объектива типа фикс-фокус на гиперфокальное расстояние. То же относится к простейшим фотоаппаратам и кинокамерам.
Гиперфокальное расстояние для каждого объектива индивидуально и зависит от текущего диафрагменного числа. Вычисляется по формуле:

H=f2Kz+f{\displaystyle H={\frac {f^{2}}{Kz}}+f}[19], где

f{\displaystyle f} — фокусное расстояние;

K{\displaystyle K} — знаменатель относительного отверстия;

z{\displaystyle z} — диаметр кружка рассеяния;

H{\displaystyle H} — гиперфокальное расстояние.

Для практических расчётов можно воспользоваться упрощённой формулой:

H=f2Kz{\displaystyle H={\frac {f^{2}}{Kz}}}

При фотографировании бесконечности использование гиперфокального расстояния упрощает формулы расчета границ резко изображаемого пространства[22]:

R1=HRH+R{\displaystyle R_{1}={\frac {HR}{H+R}}};
R2=HRH−R{\displaystyle R_{2}={\frac {HR}{H-R}}}, где

R1{\displaystyle R_{1}} — передняя граница резко изображаемого пространства;

R{\displaystyle R} — расстояние, на которое производится наводка на резкость;

R2{\displaystyle R_{2}} — задняя граница резко изображаемого пространства;

H{\displaystyle H} — гиперфокальное расстояние при данном относительном отверстии.

Из формул следует, что зона резкости по протяженности больше от плоскости наводки до задней границы резкости, чем от плоскости наводки до передней границы резкости.

Для определения плоскости наводки R{\displaystyle R} при заданных передней и задней границах резкости пользуются формулой:

R=2R1R2R1+R2{\displaystyle R={\frac {2R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}}

Практическое значение глубины резкости

R={\frac  {2R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}} Фотографии, снятые в одинаковом масштабе камерафоном (вверху) и фотоаппаратом с матрицей APS-C

Большая глубина резкости, необходимая для точного отображения деталей, не всегда рассматривается как достоинство снимка. Выделение главного объекта съёмки резкостью в художественной фотографии и кинематографе традиционно используется как выразительное средство, наряду с тональной и линейной перспективой[23].

Для классических фото- и кинокамер с большим размером кадра характерна небольшая глубина резкости, позволяющая эффективно использовать этот приём. Особенно удобны в этом отношении полнокадровые цифровые зеркальные фотоаппараты и цифровые кинокамеры формата «Супер-35». Специальные портретные объективы относятся к группе длиннофокусных и обладают небольшой глубиной резкости. Напротив, миниатюризация техники и распространение мобилографии характерны тенденцией роста глубины резкости, легко достижимой при небольших фокусных расстояниях. Это позволяет в большинстве таких устройств обходиться без фокусировки, но влияет на эстетику изображения, лишённого объёма.

Имитация глубины резкости часто используется в трёхмерной графике и компьютерных играх для придания изображению достоверного «оптического» вида. Кроме того, это помогает сосредоточить внимание игрока на главном объекте или персонаже. На специализированных сайтах данный эффект обычно называется английским аналогом термина «глубина резкости» — Depth of Field, DOF[24].

В то же время, современный кинематограф, развивающийся в направлении повышения зрелищности за счёт повсеместного распространения технологий 3D, обнаруживает тенденции к отказу от такого выразительного средства, как выделение резкостью при её малой глубине. Передача объёма достигается в стереокино другими путями, не требующими «классических» выразительных средств. Такой подход затрудняет постановку сложных сцен, например при съёмках фильма «Сталинград» по новейшим технологиям IMAX 3D, когда изображение снималось с расчётом достижения максимальной глубины резкости всего кадра[25]. Аналогичным образом создавалось изображение фантастического «Аватара»[26]. Современная операторская школа исходит из того, что большая глубина резкости позволяет полнее использовать достоинства объёмного изображения и повысить эффект присутствия.

В традиционном «плоском» кинематографе кинооператоры предпочитают использовать сравнительно длиннофокусные киносъёмочные объективы. позволяющие выделять объект съёмки резкостью. Компактные видеокамеры с матрицей небольшого размера могут использовать кадр такой оптики полностью при помощи DOF-адаптеров с промежуточным изображением.

См. также

Источники

  1. 1 2 Фотокинотехника, 1981, с. 64.
  2. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 23.
  3. 1 2 3 4 Общий курс фотографии, 1987, с. 24.
  4. 1 2 Глубина резко изображаемого пространства (рус.). Объективы. Zenit Camera. Проверено 7 июля 2014.
  5. ↑ Волосов, 1978, с. 65.
  6. ↑ Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 37.
  7. 1 2 3 Гордийчук, 1979, с. 156.
  8. ↑ Tilt/Shift: контроль глубины резкости (рус.). Cambridge in colour. Проверено 15 апреля 2013. Архивировано 22 апреля 2013 года.
  9. Д. Корн. Форматные камеры. Окончание (рус.). Статьи о фототехнике. Фотомастерские РСУ. Проверено 1 мая 2014. Архивировано 23 апреля 2013 года.
  10. ↑ Tilt-адаптеры (рус.). Статьи. Fotorox. Проверено 24 апреля 2014.
  11. 1 2 Владимир Медведев. Кружок нерезкости. Новый взгляд (рус.). Статьи (недоступная ссылка — история). Персональный блог. Проверено 26 января 2014. Архивировано 6 июля 2013 года.
  12. ↑ Новый калькулятор глубины резкости (рус.) (недоступная ссылка — история). Medvedev. Проверено 4 июля 2014. Архивировано 15 ноября 2014 года.
  13. ↑ ImageFocus Stacking software (англ.). CMOS Cameras (недоступная ссылка — история). Голландские микроскопы «Euromex». Проверено 5 июля 2014. Архивировано 29 июня 2014 года.
  14. ↑ Extended Depth of Field (англ.). Demos. Biomedical Imaging Group. Проверено 5 июля 2014.

wiki2.red

Глубина резко изображаемого пространства — Википедия. Что такое Глубина резко изображаемого пространства

Глубина резко изображаемого пространства, Глубина резкости (ГРИП) — расстояние вдоль оптической оси объектива между двумя плоскостями в пространстве предметов, в пределах которого объекты отображаются в сопряжённой фокальной плоскости субъективно резко[1]. Непосредственно зависит от важнейших характеристик оптической системы: главного фокусного расстояния и относительного отверстия, а также от дистанции фокусировки.
При этом абсолютно резко отображаются только объекты, расположенные в одной плоскости предметного пространства, соответствующей дистанции фокусировки[2].

В повседневной речи понятие глубины резко изображаемого пространства обозначается более коротким выражением «глубина резкости».
Однако, в оптике последнее обозначает другую величину, которая отсчитывается в пространстве изображений[1]. Её практическая оценка фотографами и кинооператорами не производится, но играет важную роль в прикладных сферах.
Оценка глубины резко изображаемого пространства может производиться визуально на фокусировочном экране зеркального или мониторе электронного видоискателей, а также по соответствующей шкале на оправе объектива или по таблицам, составленным при расчёте оптической системы[3].

Критерии глубины резкости

Шкала глубины резкости современного фотообъектива с постоянным фокусным расстоянием. Белые штрихи обозначают границы резкого отображения для разных значений диафрагмы. Видно, что при установленной диафрагме f/11 и текущей дистанции наводки резко отображается пространство от 1 до 2 метров

Глубина резкости не является абсолютной величиной, поскольку определяется, исходя из наименьшей разрешающей способности объектива, а также из условий наблюдения полученного изображения и возможностей человеческого зрения[4]. Критерием глубины резко изображаемого пространства служит кружок рассеяния, превышающий диаметр диска Эйри объектива, поскольку учитывается светорассеяние фотоэмульсии, снижающее разрешение. В свою очередь, размер кружков рассеяния, образующих изображение объекта съёмки, зависит от расстояния между ним и плоскостью наводки на резкость. Чем больше смещение от плоскости наводки, тем больше диаметр такого кружка и ниже резкость изображения. Точки предметов, расположенных вне плоскости фокусировки, могут изображаться субъективно резко, если диаметры соответствующих кружков рассеяния не превышают пороговую величину[5].

Эта величина выбирается, исходя из соображения, что при рассматривании с расстояния наилучшего видения 25 сантиметров человеческий глаз воспринимает изображение резким, если кружок рассеяния меньше 0,1 мм. Диаметр принимается пороговым для крупноформатных негативов, предназначенных для контактной печати[3].
Малоформатные фотографические негативы, предназначенные для увеличения, допускают диаметр кружка рассеяния 0,03—0,05 мм., или 1/1000 диагонали кадра[6]. Для среднеформатных негативов 6×6 см. кружок рассеяния не должен превышать 0,075 мм. Эта величина рассчитана для фотоотпечатков средних размеров 13×18 и 18×24 см. При более крупных увеличениях предметы, расположенные в пределах расчётной глубины резкости могут оказаться нерезкими из-за превышения порогового значения, незаметного глазу[4]. Однако это компенсируется тем, что крупные снимки рассматриваются с большого расстояния.

Для 35-мм кинонегатива по советским стандартам допускалось значения кружка рассеяния не более 0,03 мм, а для 16-мм — 0,015 мм[7]. В широкоформатном кинематографе расчётным считается такой же кружок рассеяния, как и на стандартной 35-мм киноплёнке. За рубежом принимались более крупные размеры кружка рассеяния: в США они составляли 0,05 мм (0,002 дюйма) для 35-мм киноплёнки, и 0,001 дюйма для 16-мм[7]. Все эти величины также рассчитаны, исходя из условий наблюдения готового изображения, которые зависят от размеров зрительного зала и стандартных экранов.

Факторы глубины резкости

Зависимость глубины резкости изображаемого пространства от относительного отверстия

Глубина резко изображаемого пространства обратно пропорциональна фокусному расстоянию объектива и прямо пропорциональна диафрагменному числу[3]. ГРИП вариообъективов изменяется одновременно с фокусным расстоянием. Кроме того, глубина резкости прямо пропорциональна дистанции, на которую сфокусирован объектив. Максимальная глубина резкости достижима на бесконечности, которая для большинства объективов начинается с 15—20 метров. Напротив, при наводке на близко расположенные предметы большая глубина резкости достижима с трудом. Особенно это заметно при макросъёмке, когда зона резкого изображения может составлять доли миллиметра даже при сильном диафрагмировании.

Из прямых зависимостей глубины резкости от фокусного расстояния и дистанции фокусировки вытекает ещё одна, косвенная: глубина резкости обратно пропорциональна увеличению изображения объекта съёмки в фокальной плоскости, то есть масштабу, с которым он отображается. Увеличение масштаба достижимо как приближением к снимаемому предмету, так и использованием более длиннофокусного объектива, что в обоих случаях приводит к сужению области пространства, отображаемого резко. В то же время, небольшое увеличение позволяет получить большую глубину резкости.

В практической фото- и киносъёмке глубина резкости чаще регулируется при помощи апертурной диафрагмы с изменяемым относительным отверстием. Диафрагмирование объектива позволяет повысить глубину резкости при прочих равных условиях. Получение небольшой глубины резкости возможно на сравнительно небольших дистанциях съёмки при помощи светосильной оптики с открытой диафрагмой. Возможность «отделить» объект от фона на больших удалениях 50—100 метров дают только светосильные телеобъективы, специально выпускаемые для спортивной фотографии.

Чем больше формат негатива (сенсора), тем труднее достижима большая глубина резкости при том же масштабе изображения, поскольку приходится использовать более длиннофокусный объектив. Крупноформатные фотоаппараты для получения портрета, резко отображающего одновременно всю голову, требуют сильного диафрагмирования, в то время как на малоформатном негативе это достижимо даже при средних значениях диафрагмы. Видеокамеры, обладающие миниатюрной ПЗС-матрицей, обеспечивают огромную глубину резкости даже при съёмке крупным планом. Явление объясняется зависимостью фокусного расстояния, требуемого для получения изображения с определённым углом поля зрения, от размера кадрового окна. Уменьшение размера кадра для его заполнения изображением того же объекта съёмки позволяет использовать более короткофокусный объектив.

Поэтому два снимка одного и того же объекта, сделанные камерами разных форматов в одинаковом масштабе с одного расстояния, при равном относительном отверстии объективов обладают различной глубиной резкости. Камера с меньшим размером кадра даёт более протяжённую глубину резкости, так как для получения аналогичного масштаба используется более короткофокусный объектив.

Влияние подвижек фотоаппарата

Описанные принципы зависимости глубины резкости справедливы только при строгой перпендикулярности оптической оси объектива к плоскости фотоматериала или матрицы. Наклон оси в результате подвижек изменяет картину распределения резкости из-за несовпадения плоскости резкого изображения с кадровым окном. Это может использоваться как для расширения зоны снимка, отображаемой резко, так и для её искусственного сужения[8].

Возможности управления глубиной резкости при помощи подвижек характерны для карданных камер и фотоаппаратов, оснащённых шифт-объективом с возможностью уклона. Соблюдение принципа Шаймпфлюга позволяет отображать резко объекты, расположенные на разных расстояниях без диафрагмирования объектива[9]. Однако, глубина резкости при этом не увеличивается, а перемещается область пространства, отображаемого резко. Объекты вне этой зоны отображаются нерезкими, даже если находятся на одном расстоянии с резкими. Наклон оптической оси даёт эффект небольшой глубины резкости удалённых ландшафтов, обычно резких по всему полю кадра. В результате крупные объекты съёмки кажутся субъективно миниатюрными, похожими на макет или игрушку[10].

Особенности цифровой фотографии

Увеличение глубины резкости программным способом. Слева — два из шести исходных снимков, снятых с брекетингом фокуса; справа — готовый снимок, полученный в приложении «CombineZM»

Шкалы глубины резкости, нанесённые на оправы большинства сменных фотообъективов, рассчитаны для фотоплёнки, эмульсия которой обладает светорассеянием, снижающим резкость изображения. Фотоматрицы влияют на разрешение в значительно меньшей степени, позволяя полнее использовать возможности этой же оптики, используемой с современными цифровыми зеркальными фотоаппаратами. Стандарты новейших объективов для DSLR в 1,5 раза строже, и исходят из размера кружка нерезкости, составляющего 1/1500 диагонали полнокадровой матрицы, то есть 28 микрометров[11]. Глубина резкости, определяемая по таким шкалам, вполне соответствует наиболее массовому формату фотоотпечатка 10×15 см. Для более крупных снимков и изображения на мониторе компьютера она оказывается завышенной, поскольку современные сенсоры обеспечивают более высокую разрешающую способность, чем плёнка[11]. В ещё большей степени несоответствие таких шкал проявляется при использовании фотоматриц уменьшенных размеров APS-C и Nikon DX. Для учёта современных технических возможностей могут использоваться альтернативные калькуляторы глубины резкости, рассчитанные исходя из размера пикселя матрицы[12].

Существующие технологии цифровой фотографии также позволяют значительно увеличить глубину резкости за счёт объединения нескольких фотографий, снятых с различными дистанциями фокусировки объектива (брекетинг фокуса). В настоящий момент доступны специальные компьютерные приложения, позволяющие склеивать снимки с переменной фокусировкой[13][14][15]. Такая техника, получившая название англ. Focus Stacking, получила распространение в прикладной научной фотографии, главным образом в макро- и микрофотографии, поскольку пригодна только для съёмки неподвижных объектов.
Новейшая технология камеры светового поля позволяет регулировать дистанцию фокусировки и глубину резкости изображения уже после съёмки программными методами[16].

Последние модели смартфонов Nokia с 2013 года оснащаются встроенной камерой с возможностью управления глубиной резкости, получившей торговое название «Refocus»[17]. При этом фокусировка может быть изменена после съёмки, что особенно эффективно для сцен, протяжённых в глубину.

Расчёт ГРИП

Диаграмма, иллюстрирующая зависимость глубины резкости от относительного отверстия. Точки 1 и 3, находящиеся не в фокусе, при закрытой диафрагме 4 дают кружки рассеяния меньшего диаметра

Передняя и задняя границы резко изображаемого пространства могут быть определены по формулам[7]:

R1=R⋅f2f2−K⋅f⋅z+K⋅R⋅z{\displaystyle R_{1}={\frac {R\cdot f^{2}}{f^{2}-K\cdot f\cdot z+K\cdot R\cdot z}}};
R2=R⋅f2f2+K⋅f⋅z−K⋅R⋅z{\displaystyle R_{2}={\frac {R\cdot f^{2}}{f^{2}+K\cdot f\cdot z-K\cdot R\cdot z}}}, где

R1{\displaystyle R_{1}} — дистанция до передней границы резко изображаемого пространства;

R{\displaystyle R} — дистанция фокусировки;

R2{\displaystyle R_{2}} — дистанция до задней границы резко изображаемого пространства;

f{\displaystyle f} — заднее главное фокусное расстояние объектива в метрах;

K{\displaystyle K} — знаменатель геометрического относительного отверстия объектива или диафрагменное число;

z{\displaystyle z} — диаметр кружка нерезкости или допустимый кружок рассеяния, для негативов форматом 24×36 мм равный 0,03—0,05 мм (в формулу подставляется значение в метрах).

Значения R1{\displaystyle R_{1}}, R{\displaystyle R}, R2{\displaystyle R_{2}} отсчитываются от фокальной плоскости фотоаппарата (где располагается фотоматериал или фотоматрица). Глубина резко изображаемого пространства P{\displaystyle P} определяется разностью между задней и передней границами резкости:

P=R2−R1{\displaystyle P=R_{2}-R_{1}}

Гиперфокальное расстояние

Расстояние, на которое сфокусирован объектив, когда задняя граница резко изображаемого пространства лежит в «бесконечности» для данного геометрического относительного отверстия, называется «гиперфокальным»[18][19][20][3]. Понятие гиперфокального расстояния важно в практической фотографии и киносъёмке потому, что обеспечивает максимально возможную глубину резкости, расположенную от бесконечности до половины расстояния фокусировки.

При ландшафтной съёмке короткофокусной оптикой наилучшая резкость достигается при фокусировке объектива не на «бесконечность», а на гиперфокальное расстояние. Упрощённо это достигается совмещением символа «бесконечности» шкалы фокусировки с делением шкалы глубины резкости, соответствующим текущей диафрагме[21]. Тогда передняя граница резко изображаемого пространства будет находиться на расстоянии, равном половине дистанции наводки[20]. При расположении объектов съёмки не ближе этого расстояния всё изображаемое пространство на фотографии будет практически резким с учётом размеров кружка рассеяния. Большинство широкоугольных объективов для малоформатных фотоаппаратов и 35-мм кинокамер при фокусировке на гиперфокальное расстояние отображают резкими предметы практически на любых дистанциях. До появления эффективных систем автофокуса этим явлением пользовались при репортажной и спортивной съёмке, когда времени на точную фокусировку недостаточно.

Компактные устройства с небольшим размером кадра и короткофокусным объективом, такие как веб-камеры, экшн-камеры, камерафоны и камеры видеонаблюдения, зачастую не требуют фокусировки за счёт неподвижной установки объектива типа фикс-фокус на гиперфокальное расстояние. То же относится к простейшим фотоаппаратам и кинокамерам.
Гиперфокальное расстояние для каждого объектива индивидуально и зависит от текущего диафрагменного числа. Вычисляется по формуле:

H=f2Kz+f{\displaystyle H={\frac {f^{2}}{Kz}}+f}[19], где

f{\displaystyle f} — фокусное расстояние;

K{\displaystyle K} — знаменатель относительного отверстия;

z{\displaystyle z} — диаметр кружка рассеяния;

H{\displaystyle H} — гиперфокальное расстояние.

Для практических расчётов можно воспользоваться упрощённой формулой:

H=f2Kz{\displaystyle H={\frac {f^{2}}{Kz}}}

При фотографировании бесконечности использование гиперфокального расстояния упрощает формулы расчета границ резко изображаемого пространства[22]:

R1=HRH+R{\displaystyle R_{1}={\frac {HR}{H+R}}};
R2=HRH−R{\displaystyle R_{2}={\frac {HR}{H-R}}}, где

R1{\displaystyle R_{1}} — передняя граница резко изображаемого пространства;

R{\displaystyle R} — расстояние, на которое производится наводка на резкость;

R2{\displaystyle R_{2}} — задняя граница резко изображаемого пространства;

H{\displaystyle H} — гиперфокальное расстояние при данном относительном отверстии.

Из формул следует, что зона резкости по протяженности больше от плоскости наводки до задней границы резкости, чем от плоскости наводки до передней границы резкости.

Для определения плоскости наводки R{\displaystyle R} при заданных передней и задней границах резкости пользуются формулой:

R=2R1R2R1+R2{\displaystyle R={\frac {2R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}}

Практическое значение глубины резкости

R={\frac  {2R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}} Фотографии, снятые в одинаковом масштабе камерафоном (вверху) и фотоаппаратом с матрицей APS-C

Большая глубина резкости, необходимая для точного отображения деталей, не всегда рассматривается как достоинство снимка. Выделение главного объекта съёмки резкостью в художественной фотографии и кинематографе традиционно используется как выразительное средство, наряду с тональной и линейной перспективой[23].

Для классических фото- и кинокамер с большим размером кадра характерна небольшая глубина резкости, позволяющая эффективно использовать этот приём. Особенно удобны в этом отношении полнокадровые цифровые зеркальные фотоаппараты и цифровые кинокамеры формата «Супер-35». Специальные портретные объективы относятся к группе длиннофокусных и обладают небольшой глубиной резкости. Напротив, миниатюризация техники и распространение мобилографии характерны тенденцией роста глубины резкости, легко достижимой при небольших фокусных расстояниях. Это позволяет в большинстве таких устройств обходиться без фокусировки, но влияет на эстетику изображения, лишённого объёма.

Имитация глубины резкости часто используется в трёхмерной графике и компьютерных играх для придания изображению достоверного «оптического» вида. Кроме того, это помогает сосредоточить внимание игрока на главном объекте или персонаже. На специализированных сайтах данный эффект обычно называется английским аналогом термина «глубина резкости» — Depth of Field, DOF[24].

В то же время, современный кинематограф, развивающийся в направлении повышения зрелищности за счёт повсеместного распространения технологий 3D, обнаруживает тенденции к отказу от такого выразительного средства, как выделение резкостью при её малой глубине. Передача объёма достигается в стереокино другими путями, не требующими «классических» выразительных средств. Такой подход затрудняет постановку сложных сцен, например при съёмках фильма «Сталинград» по новейшим технологиям IMAX 3D, когда изображение снималось с расчётом достижения максимальной глубины резкости всего кадра[25]. Аналогичным образом создавалось изображение фантастического «Аватара»[26]. Современная операторская школа исходит из того, что большая глубина резкости позволяет полнее использовать достоинства объёмного изображения и повысить эффект присутствия.

В традиционном «плоском» кинематографе кинооператоры предпочитают использовать сравнительно длиннофокусные киносъёмочные объективы. позволяющие выделять объект съёмки резкостью. Компактные видеокамеры с матрицей небольшого размера могут использовать кадр такой оптики полностью при помощи DOF-адаптеров с промежуточным изображением.

См. также

Источники

  1. 1 2 Фотокинотехника, 1981, с. 64.
  2. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 23.
  3. 1 2 3 4 Общий курс фотографии, 1987, с. 24.
  4. 1 2 Глубина резко изображаемого пространства (рус.). Объективы. Zenit Camera. Проверено 7 июля 2014.
  5. ↑ Волосов, 1978, с. 65.
  6. ↑ Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 37.
  7. 1 2 3 Гордийчук, 1979, с. 156.
  8. ↑ Tilt/Shift: контроль глубины резкости (рус.). Cambridge in colour. Проверено 15 апреля 2013. Архивировано 22 апреля 2013 года.
  9. Д. Корн. Форматные камеры. Окончание (рус.). Статьи о фототехнике. Фотомастерские РСУ. Проверено 1 мая 2014. Архивировано 23 апреля 2013 года.
  10. ↑ Tilt-адаптеры (рус.). Статьи. Fotorox. Проверено 24 апреля 2014.
  11. 1 2 Владимир Медведев. Кружок нерезкости. Новый взгляд (рус.). Статьи  (недоступная ссылка — история). Персональный блог. Проверено 26 января 2014. Архивировано 6 июля 2013 года.
  12. ↑ Новый калькулятор глубины резкости (рус.)  (недоступная ссылка — история). Medvedev. Проверено 4 июля 2014. Архивировано 15 ноября 2014 года.
  13. ↑ ImageFocus Stacking software (англ.). CMOS Cameras  (недоступная ссылка — история). Голландские микроскопы «Euromex». Проверено 5 июля 2014. Архивировано 29 июня 2014 года.
  14. ↑ Extended Depth of Field (англ.). Demos. Biomedical Imaging Group. Проверено 5 июля 2014.
  15. ↑ Focus Stacking Software Module for QuickPHOTO Programs (англ.). Deep Focus Module. Promicra. Проверено 5 июля 2014.
  16. ANNE STREHLOW. Computer scientists create a ‘light field camera’ that banishes fuzzy photos (англ.). Stanford News (3 November 2005). Проверено 5 июля 2014.
  17. Brad Molen. Nokia Camera and Refocus Lens (англ.). Nokia Lumia 1520 review. Engadget. Проверено 5 июля 2014.
  18. ↑ Фотокинотехника, 1981, с. 63.
  19. 1 2 Гордийчук, 1979, с. 157.
  20. 1 2 Волосов, 1978, с. 67.
  21. ↑ Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 39.
  22. ↑ Гордийчук, 1979, с. 158.
  23. ↑ Что такое глубина резкости в фотографии? (рус.). «Про Фото». Проверено 6 марта 2012. Архивировано 27 мая 2012 года.
  24. Joe Demers. Chapter 23. Depth of Field: A Survey of Techniques (англ.). NVIDIA Developer Zone. Проверено 6 марта 2012. Архивировано 27 мая 2012 года.
  25. ↑ MediaVision, 2013, с. 18.
  26. ↑ Аватар. 3D IMAX (рус.). LiveJournal (30 декабря 2009). Проверено 6 июля 2014.

Литература

  • Фомин А. В. § 4. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 23—25. — 256 с. — 50 000 экз.
  • Гордийчук О. Ф., Пелль В. Г. Раздел III. Киносъёмочные объективы // Справочник кинооператора / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1979. — С. 143—173. — 440 с.
  • Д. С. Волосов. Фотографическая оптика. — 2-е изд. — М.,: «Искусство», 1978. — С. 64—68. — 543 с.
  • Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин. Краткий справочник фотолюбителя. — 3-е изд.. — М.,: «Искусство», 1985. — С. 33—46. — 367 с.
  • Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.,: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 64, 65. — 447 с.

Ссылки

wiki.sc

Программа расчета глубины резкости

Версия 2.1

Как пользоваться

В программе можно открыть четыре окна.

Стартовое окно программы с включенной справочной информацией о размерах объекта, попадающего в кадр. Предназначено для работы с дистанциями фокусировки от 1 м до бесконечности.

Окно для работы с дистанциями меньшими одного метра. Переход на это окно осуществляется при изменении дистанции стрелками или перетаскивании человечка вплотную к камере.

Справочное окно для оценки допустимого круга нерезкости. Открывается при нажатии на знак вопроса.

Окно с информацией о версии программы. Открывается при нажатии на логотип. Если компьютер подключен к Интернету, то при щелчке по ссылке открывается данная статья.

Программой можно пользоваться как простым калькулятором. В этом случае стрелочками над и под значениями фокусного расстояния, диафрагменного числа и допустимого кружка нерезкости выбираем необходимые параметры, стрелочками внизу окна выбираем расстояние, на котором находится объект фокусировки, и считываем значение переднего и заднего плана. В нижней строчке красным цветом отображается положение до начала бесконечности и положение переднего плана при фокусировке на гиперфокальное расстояние. Программа позволяет графически представить полученные результаты. Так, точка фокусировки отмечена зеленым человечком на дороге. Глубину резкости можно оценить по тому, какие деревья резко изображены на обочине дороги. Если задний план находится в бесконечности, становятся видны горы на горизонте. Расстояние можно изменять, и перетаскивая человечка вдоль дороги. Если расстояние становится меньше 1 м, то открывается окно, которое показывает значение глубины резкости, положение резких планов относительно цветка, который тоже можно перетаскивать по экрану. Красный флажок на дороге отмечает гиперфокальное расстояние, красная полоса на дороге – границу резко регистрируемого переднего плана при наводке на него. Эта часть программы не претерпела изменений с самой первой версии. Расчет ведется в соответствии с нижеприведенными формулами, дающими однозначный результат, если задано фокусное расстояние, диафрагма и круг нерезкости. Все изменения в программе связаны с дополнительной справочной информацией, облегчающей выбор допустимого круга нерезкости. Эта часть служит не для получения точного числа, а для грубой оценки и лучшего понимания критериев, определяющих выбор допустимого круга нерезкости. В последней версии программы добавлено окно, позволяющее оценить угол поля зрения и размер объектов, попадающих в кадр. Отображается горизонтальный угол зрения, обозначенный как hfov, и вертикальный, обозначенный как vfov. Углы рассчитываются для кадра, размер которого отображается в правом верхнем углу экрана красным цветом. Отображение углов и ожидаемой картинки на экране можно отключить, щелкнув по экрану камеры в левом нижнем углу экрана. Угол зрения полезен при съемке панорам для оценки необходимого числа кадров при заданном фокусном расстоянии и размере матрицы. Кроме того, этот параметр мне представляется существенно более разумным, чем используемое часто вместо него приведенное фокусное расстояние. Сегодня, когда процент людей с опытом работы с пленочными зеркальными камерами с комплектом объективов с разными фокусными расстояниями ничтожно мал по сравнению со снимающей публикой, это не облегчает жизнь фотографам со стажем и вводит в заблуждение новичков, поскольку к понятию фокусного расстояния, принятому в оптике, не имеет никакого отношения, и определяет не расстояние от линзы до точки, в которой сходится параллельный пучок, а угол, под которым виден объект, занимающий кадр целиком. Расчет углов в программе производится для нормальных (прямолинейных) объективов и не может быть применен к объективам типа «рыбий глаз». Фокусное расстояние в программе может быть изменено до значений нереальных для некоторых комбинаций нормальный объектив + матрица, и, следовательно, картинка, отображающая ожидаемое изображение на экране камеры, тоже будет нереальной 🙂 Так, нормальный объектив с фокусным расстоянием 15 при работе с кадром 36х24 мм дает горизонтальный угол зрения 100 градусов, а объектив «рыбий глаз» с аналогичным фокусным расстоянием уже 140 градусов. Подробнее о разнице в угле зрения объективов разной конструкции см. в статье «Сверхширокоугольный объектив Мир-47».

Оценка допустимого круга нерезкости осуществляется после нажатия на знак вопроса в верхнем правом углу. Для получения правильного значения необходимо сделать выбор в верхнем и одном из двух нижних выпадающих меню. Верхнее меню служит для задания размера кадра, следующее меню позволяет задать число пикселей в матрице, либо пункт AgBr, который подразумевает использование средней пленки с относительно хорошим объективом. Если выбрать в верхнем меню размер кадра 36х24 мм и в следующем меню AgBr, то программа будет давать значения, близкие к нанесенным на оправу объективов. Самое нижнее выпадающее меню позволяет задать размер желаемого отпечатка. Его целесообразно использовать, если ваша камера имеет запас по числу пикселей, но вы не собираетесь печатать большие отпечатки. В этом случае оценка производится из условия печати, например, на сублимационном принтере с разрешением 300 точек на дюйм. Это близко к тому, что может увидеть глаз с расстояния наилучшего видения в 25 см. Во втором окне в этом случае будет отображаться число мегапикселей у матрицы, размер двух пикселей которой равен расчетному кругу нерезкости.

Я рекомендую сделать серию тестовых снимков мир, чтобы определить экспериментально допустимый кружок рассеяния для вашего аппарата. Весьма вероятно, что он будет определятся возможностями объектива, а не матрицы.

В программе, кроме допустимого кружка фокусировки, отображается также значение линейного предела разрешения (dp). Если линейный предел разрешения превысит заданный размер допустимого кружка фокусировки d, то фон под значениями диафрагмы допустимого кружка фокусировки и линейного предела разрешения станет розовым. В этом случае, чтобы получить реальные значения, надо изменить либо диафрагму, либо допустимый кружок фокусировки.

  1. Фокусное расстояние
  2. Диафрагма
  3. Допустимый круг нерезкости
  4. Линейный предел разрешения
  5. Размер кадра
  6. Число пикселей в матрице
  7. Размер отпечатка
  8. Дистанция
  9. Положение переднего и заднего планов
  10. Гиперфокальное расстояние
  11. Положение переднего плана при фокусировке на гиперфокальное расстояние

Программу можно использовать, не выходя из этой статьи, можно записать отдельно и запускать с помощью Macromedia Flash Player или через обозреватель, запустив файл rezkost.html. Последняя версия программы при запуске на локальной машине позволяет редактировать стартовые значения. Для этого надо отредактировать файл datarzk.txt. Для матрицы можно задать значения недоступные из меню программы, они будут действовать пока вы не введете новые в меню. Форматы записи:

dn6=0.016&fn=35&dnr1=24&wc=3&hc=2&mp=9&
или
fn=35&dnr1=24&wc=3&hc=2&mp=9&

где fn=35& — означает, что начальное фокусное расстояние равно 35 мм, а dn6=0.016&, что допустимый кружок нерезкости равен 16 мкм. Данное значение круга нерезкости действует до тех пор пока, не нажата кнопка со знаком вопроса. После входа в меню оценки допустимого круга нерезкости приоритет будет отдан заданным в данном меню параметрам. Если допустимый кружок нерезкости не задан, то он рассчитывается из количества чувствительных элементов в матрице, задаваемом в Мп. dnr1=24& — размер длинной стороны кадра 24 мм, wc=3&hc=2& — отношение сторон кадра в данном случае 3:2, mp=9& — количество чувствительных элементов в матрице равно 9 Мп.

Использование КПК накладывает определенные ограничения, связанные с тем, что у вас нет правой клавиши мыши, и тем, что компьютер узнает о положении курсора только в момент касания пером экрана. Он не способен различить нахождение пера над кнопкой и собственно нажатие на кнопку, поэтому, возможно, при переходе от одной кнопки к другой придется делать лишнее нажатие.

В программе используется латинский шрифт, так как это позволяет, во-первых, воспользоваться без проблем шрифтами КПК и не тратить места на внедрение начертания букв в файл программы, а во-вторых, мне не удалось подобрать мелкий кириллический шрифт, который бы четко читался на КПК.

Теория и практика

Глубина резкости рассчитывается по довольно простым формулам, однако заниматься расчетами в процессе съемки не всегда удобно, за время вычислений пчела может и улететь. ; ; где p – расстояние между плоскостью изображения и плоскостью наведения, А — относительное отверстие, f — фокусное расстояние, d – допустимый кружок рассеяния, p1 – положение переднего плана, p2 – положение заднего плана.

Фотографическую разрешающую способность фотообъектива характеризуют числом параллельных штрихов (линий), которое данный объектив может воспроизвести на отрезке фотоматериала длиной 1 мм. Аналогично определяется и разрешение фотоматериала. Линейное разрешение фотообъектива – величина, обратная разрешению в линиях. Для оценки разрешающей способности фотообъектива с учетом разрешающей способности фотослоя линейные разрешения объектива и фотослоя следует суммировать. Для определения глубины резко изображаемого пространства предметов допустимый кружок расфокусировки должен соответствовать сумме линейных разрешений объектива и фотослоя. Однако как бы хорошо мы не сфокусировались на объекте, и как бы не была высока разрешающая способность объектива, предельная разрешающая способность оптической системы изображать раздельно две близко расположенные точки ограничивается дифракцией на границе зрачка. Согласно дифракционной теории светящаяся точка в силу дифракции на диафрагме изображается в виде кружка рассеяния. Этот кружок состоит из яркого центрального ядра, которое называется кружком Эйри, и окружающих его темных и светлых колец. Рэлей сделал вывод, что две равно яркие точки видны раздельно, если центр кружка Эйри одной точки совпадает с первым минимумом второй точки. Из критерия Рэлея следует, что разрешающая способность идеального фотообъектива при использовании миры абсолютного контраста и освещении монохромным светом зависит только от отношения фокусного расстояния к диаметру зрачка, то есть от диафрагменного числа. И линейный предел разрешения оптической системы равен:где K- диафрагменное число, f- фокусное расстояние, лямбда – длина волны. При длине волны 546 нм, получим для линейного предела разрешения значение, равное K/1500.

Применительно к матрице цифровой камеры можно считать, что 2 линии будут различимы, если диаметр кружка фокусировки меньше линейного размера двух чувствительных элементов. В этом случае, если изображение 2 белых линий ведется точно на центры двух несмежных чувствительных элементов, то сигнал на них будет максимален, в элементе же, находящемся между ними, — минимален. Конечно, малейший сдвиг изображения относительно матрицы приведет к тому, что мы не сможем различить линии. Если штрихи тест-объекта идут под некоторым углом к столбцам чувствительных элементов, то, рассматривая изображение построчно, можно увидеть чередующиеся сплошные и пунктирные линии. Получается структура, напоминающая ткань сорта муар.

Мои измерения системы объектив + матрица показывают, что реальное разрешение в полтора раза хуже предельного теоретического разрешения для одной матрицы, и для получения линейного разрешения надо размер двух чувствительных ячеек умножить на 1,6.

При съемке пейзажа очень важным является знание гиперфокального расстояния, или начала бесконечности. Этими терминами обозначается дистанция до объекта, при фокусировке на который задний резкий план находится в бесконечности. Если мы установим на шкале аппарата гиперфокальную дистанцию, то задний план будет лежать в бесконечности, а передний план находится вдвое ближе точки фокусировки. Если мы наведем аппарат на бесконечность, то передний план будет совпадать с гиперфокальной дистанцией. Т.о. наводя аппарат не на бесконечность, а на гиперфокальную дистанцию, мы вдвое приближаем границу резкого переднего плана.

Для ориентировки в допустимых кружках рассеяния в приведенной ниже таблице даны характерные значения линейных пределов разрешения типичных объективов, фотопленок и матриц.

 

Размер кадра

Разрешающая способность

Линейный предел разрешения

 

мм

линий/мм

мкм

Матрица      
ICX252AQ, 3 Мп 7,2х 5,35 145 7
1/27″, 6 Мп 5,3 x 4 280 3,5
1/25″, 7 Мп 5,75 x 4,31 265 4
1/23″, 10 Мп 6,16 x 4,62 295 3
1/23″, 12 Мп 6,16 x 4,62 325 3
1/1,8″, 6 Мп 7,2 х 5,35 200 5
1/1,8″, 12 Мп 7,2 х 5,3 280 3,5
1/1,7″, 10 Мп 7,6 x 5,7 240 4
1/1,6″, 12 Мп 7,78 x 5,83 255 4
2/3″, 6 Мп 8,8 х 6,6 170 6
2/3″, 12 Мп 8,8 х 6,6 230 4,5
4/3″, 6 Мп 18 x 13,5 85 12
4/3″, 12 Мп 18 x 13,5 110 9
APS, 6 Мп 23 х 15 65 15
APS, 12 Мп 23 х 15 85 12
APS, 15 Мп 23 х 15 105 9
APS, 18 Мп 23 х 15 115 9
36х24 мм, 12 Мп 36 x 24 55 18
36х24 мм, 21 Мп 36 x 24 75 13
36х24 мм, 24 Мп 36 x 24 85 12
Пленка      
Kodak ProFoto II 100 36х24 125 8
Kodak Gold Plus 100 36х24 100 10
Kodak T-Max 100 36х24 200 5
ORWO NP-15 36х24 170 6
ORWO NP-27 36х24 85 12
ФОТО-32 36х24 200 5
ФОТО-64 36х24 150 7
ФОТО-250 36х24 100 10
Микрат-МФН 36х24 520 2
ДС-4 36х24 68 15
ЦО-32Д 36х24 60 17
Объектив      
Индустар 100У 90х60 70 14
Волна-3 60х60 50 20
Гелиос 44 36х24 45 22
Мир 38 60х60 42 24
Индустар 61Л/З 36х24 42 24

На хорошей пленке можно различить до 100 линий на мм. Хорошие объективы для 35 мм пленочных камер имеют по центру разрешающую способность 40-60 линий на мм. Для оценки разрешения системы объектив + пленка линейные пределы разрешения для пленки и объектива складываются, т.е. в типичном случае можно зарегистрировать порядка 50 штрихов на мм. Т.е. допустимый кружок фокусировки для этой системы равен 20 микрон.

На объективы, предназначенные для ручной фокусировки, обычно наносится шкала глубины резкости. Воспользовавшись программой, легко решить обратную задачу и определить допустимый круг нерезкости, который был взят для расчета шкалы.
Шкала резкости на объективе Волна -3 для аппарата Киев 88 с F=80 мм . Шкала нанесена из расчета, что допустимый круг нерезкости равен примерно 65 мкм.

Таблица глубин резкости на фотоаппарате Welta с объективом Xenon F=50 мм. Таблица составлена из расчета, что допустимый круг нерезкости равен примерно 40 мкм

Я проанализировал шкалы и на остальных своих объективах, и вот что у меня получилось:

Объектив

Фокусное расстояние
мм

Допустимый круг нерезкости
мкм

Пеленг 8 15
Зенитар 16 25
Мир 47 20 28
Мир 24 35 30
Мир 1 37 40
Мир 26* 45 100
Xenon 50 40
Индустар 50-2 50 45
Юпитер 3 50 40
Canon EF 50/1,4 50 30
Индустар 61Л/З 50 40
Гелиос 44 58 40
Мир 38* 65 70
Индустар 58* 75 40
Волна-3* 80 65
Pentacon 135 45

* — помечены объективы для среднеформатных камер.

Как мы видим в большинстве случаев, шкала строится в предположении, что результатом будет отпечаток 10х15 см. Наибольший разброс в размерах круга нерезкости наблюдается у объективов среднеформатных камер. Т.о. если мы хотим получить максимум возможного из пленки и объектива, то следует учитывать, что глубина резко изображаемого пространства будет меньше диапазона, указанного на объективе. Скачать последнюю версию

Лицензионное соглашение

Сейчас принято предварять любую программу лицензионным соглашением. Следуя духу времени, сделал это в 2001 году и я. Обобщив чужой опыт написания подобного документа, я пришел к выводу, что все сводится к следующему заявлению:

Дорогой пользователь, кушай на здоровье.
Если подавился, то сам дурак.
Если будешь кормить других, забыв о поваре, то готовься к очной ставке с кузькиной матерью.

Данное лицензионное соглашение распространяется на все исполнимые модули программы. Последняя версия 2.1 может быть скачена и с исходными кодами, и в этом случае я счел необходимым изменить свои пожелания по ее использованию и, следовательно, и лицензионное соглашение. Free Software Foundation проделала огромную работу по оттачиванию формулировок и я решил воспользоваться плодами их деятельности. Данная программа распространяется под лицензией, совпадающей с русским переводом GENERAL PUBLIC LICENSE GNU.

Попытаюсь пояснить, почему я просто не воспользовался лицензией GPL GNU.

1) Мое понимание выдвигаемых условий должно быть максимальным. Очевидно, что это надо делать на родном языке вне зависимости от уровня владения иностранным и доверия переводчику. Родной язык большинство знают лучше иностранного, а себе доверяют больше, чем любому другому :-).

2)В предисловии к переводу сказано:
«Настоящий перевод Стандартной Общественной Лицензии GNU на русский язык не является официальным. Он не публикуется Free Software Foundation и не устанавливает имеющих юридическую силу условий для распространения программного обеспечения, которое распространяется на условиях Стандартной Общественной Лицензии GNU. Условия, имеющие юридическую силу, закреплены исключительно в аутентичном тексте Стандартной Общественной Лицензии GNU на английском языке.»

Однако, в моем понимании, иерархия условий, определяющих деятельность Интернета, основывается сперва на Декларации Независимости Киберпространства, а уж затем на всех документах, ей не противоречащих.

Декларация гласит:
«Правительства получают полномочия из согласия управляемых. Вы его не спрашивали, и не получали от нас. Мы не приглашали вас. Вы не знаете нас, вы не знаете наш мир. Киберпространство не находится внутри ваших границ. Не думайте, что вы можете строить его, как если бы это был проект общественной постройки. Вы не можете этого делать. Это — явление природы, и оно растет само по себе через наши коллективные действия.

Вы не участвовали в нашем огромном и растущем диалоге, вы не создавали богатства нашего рынка. Вы не знаете нашу культуру, нашу этику, наши неписаные законы, которые уже обеспечивают в нашем обществе больше порядка, чем могло быть получено от любого из ваших предписаний.

Вы утверждаете, что у нас есть проблемы, которые вы должны решить. Вы используете эту претензию как оправдание, чтобы вторгнуться в наши владения. Многие из этих проблем просто не существуют. Где имеются реальные конфликты, где имеются правонарушения, мы будем выявлять их, применяя к ним наши собственные средства. Мы формируем наш собственный Социальный Контракт. Это руководство возникнет согласно условиям нашего мира, но не вашего. Наш мир иной.»

Таким образом, вопрос о юридической силе отпадает. Нарушая мои пожелания, высказанные в данной лицензии, вы наживаете врага. Вы не можете знать, что существенно, а что нет, и какая реакция последует. Надо просто следовать букве лицензии или быть готовым, что последует, возможно, не адекватная в вашем понимании реакция. Люди разные — одни живут с лозунгом Свобода или смерть, другие готовы согласиться на шмон в аэропорту ради иллюзорного обеспечения безопасности. Как писал Бенджамин Франклин, один из творцов американской государственности: Пожертвовавший свободой ради безопасности не заслуживает ни свободы, ни безопасности. Похоже, его потомки не вняли его заветам, и не стоит идеализировать современное американское законодательство и следовать ему, распространяя с программой лицензию на английском языке.

  • Версия 2.1 для настольного компьютера — Zip архив, включающий три файла (rezk21f1.html, rezk21f1.swf, datarzk.txt)
  • Версия 2.1 с исходными кодами — Zip архив, включающий пять файлов (rezk21f1.html, rezk21f1.swf, rezk21f1.fla, datarzk.txt, GPL russian translation.htm)
  • Версия 1.19 для старых КПК — Zip архив, включающий три файла (rezk19f4.html, rezk19f4.swf, datarzk.txt)

История версий

Версия 2.1 от 9 сентября 2009 г.

Добавлена справочная возможность отображать угол поля зрения и размер объекта, попадающего в кадр в плоскости фокусировки. Увеличено число задаваемых в файле datarzk.txt стартовых параметров. Слегка оптимизирован код.

Программа впервые распространяется вместе с исходными кодами. Причина этого шага, в первую очередь, заключается в том, что я постепенно полностью отказываюсь от использования в своей работе ОС семейства Windows. А поддержка технологии flash под Linux не позволяет продолжить ее разработку, поэтому если кто то решит улучшить или дополнить программу, то флаг ему в руки. Программа Flash5linux на сегодняшний день не позволяет открыть и редактировать текст данной программы. Для работы и ее модернизации, вероятно, надо приобретать программный пакет фирмы Adobe и работать под Windows, что в мои ближайшие планы не входит.

Версия 1.9 от 15 сентября 2007 г.

Исправлены некоторые проблемы, связанные с отображением при длительной работе без перезагрузки. Пополнен список матриц для выбора допустимого кружка рассеяния. Эта версия программы при запуске на локальной машине позволяет редактировать стартовые значения фокусного расстояния и допустимого кружка рассеяния. Для этого надо отредактировать файл datarzk.txt.

Версия 1.5 от 11 января 2005 г.

Опубликована в статье: Чудо механики – объектив PC MICRO-NIKKOR 85 мм 1:2,8 D

Версия 1.4 от 27 ноября 2004 г.

Опубликована в статье: MINOX DC-6311

Изменены стартовые значения допустимого кружка рассеяния, фокусного расстояния и диафрагмы.

Добавлена возможность оценки допустимого кружка рассеяния по размеру матрицы и числу пикселей, либо желаемому размеру отпечатка в предположении, что печать происходит на сублимационном принтере или фотобумаге с разрешением 12 точек на мм. Оценка допустимого круга нерезкости осуществляется после нажатия на знак вопроса в верхнем правом углу. Для получения правильного значения необходимо сделать выбор в верхнем и одном из двух нижних выпадающих меню. Верхнее меню служит для задания размера кадра, следующее меню позволяет задать число пикселей в матрице, либо пункт AgBr, который подразумевает использование средней пленки с относительно хорошим объективом. Если выбрать в верхнем меню размер кадра 36х24 мм и в следующем меню AgBr, то программа будет давать значения, близкие к нанесенным на оправу объективов типа Индустар. Самое нижнее выпадающее меню позволяет задать размер желаемого отпечатка. Его целесообразно использовать, если ваша камера имеет запас по числу пикселей, но вы не собираетесь печатать большие отпечатки.

Версия предполагает использование Flash Player 6.

Версия 1.01 от 13 ноября 2001 г.

Впервые опубликована в статье: Из жизни пчел или о макросъемке на природе и глубине резкости

Для того, чтобы установить программу на КПК, достаточно распаковать архив, и его содержание (два файла, html и swf) поместить в произвольную директорию КПК. В установках Microsoft Internet Explorer должен быть выбран пункт «Fit to Screen». Этот выбор вступает в силу после перезагрузки страницы. При испытании на Cassiopeia Е-125 выяснилось, что, хотя процессор с тактовой частотой 150 МГц, казалось бы, довольно мощный, однако обработка графики вызывает у него существенные задержки. Видеосистеме КПК не нравятся полупрозрачные области и необходимость постоянно пересчитывать картинку. Конечно, здесь виноват не только компьютер, но и интерпретатор Flash.

Архив (zip) — 15Кб.

www.ixbt.com

Секреты глубины резкости

Объектив в состоянии навестись на резкость только на определенной дистанции. Предметы, находящиеся на большом или маленьком расстоянии от  предмета съемки  могут быть достаточно резкими. Эта зона визуальной резкости может быть настолько мала, что будет едва заметна или может увеличиться настолько, что можно будет  увидеть четкое изображение до самого горизонта. Глубину резкости можно назвать  зоной визуальной резкости

Только идеальный фокус на определенном расстоянии может создать совершенно четкое изображение, составленное из небольших точек. При этом объекты, расположенные ближе или дальше, будут по-прежнему выглядеть резкими, их размытие будет слишком минимальным, чтобы быть заметным человеку.

Фотографируя пейзажи, мы стремимся к тому, чтобы достичь максимальной резкости во всем изображении, начиная с травы рядом со штативом и заканчивая самыми далекими холмами, но это не правило и не закон, а личный выбор фотографа. В портрете и при съемке спортивных сюжетов наоборот, размытый фон и находящиеся рядом с объектом съемки предметы, помогут сконцентрировать внимание на главном объекте.

Держим ситуацию под контролем

Глубина резкости может сильно различаться и обусловлена в основном тремя факторами.

Первый — это открытие диафрагмы. Чем больше открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости. Запомните, что например, f/16 выражает меньшую диафрагму (отверстие объектива закрыто), а f/4 это большее диафрагменное число (отверстие объектива открыто). В зеркальных фотоаппаратах с предустановленными программами, при съемке пейзажей используются более закрытые диафрагмы, чтобы увеличить глубину резкости, а при съемке спортивных событий или портретов более открытые.

Чтобы контролировать открытие диафрагмы, установите режим приоритета диафрагмы и, камера автоматически подберет значение выдержки для установки точной экспозиции. Снимать в режиме приоритета диафрагмы, регулируя только диафрагменное число, достаточно просто, но это не всегда позволяет достичь желаемых результатов. К счастью, глубина резкости регулируется также с помощью фокусного расстояния. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше глубина резкости.

Например, устанавливая фокусное расстояние 18 мм, можно создать полностью четкое изображение. Поэтому, если вы хотите размыть фон, используйте более длинное фокусное расстояние.

Третий фактор — это расстояние между фотоаппаратом и предметом съемки.

Чем меньше это расстояние, тем меньше глубина резкости. В качестве примера можно привести макросъемку при которой глубина резкости совсем отсутствует и в фокусе будут находиться все отдельные детали предмета съемки. Для достижения лучшей глубины резкости при съемке на большом расстоянии,  не всегда достаточно просто сфокусироваться на самом отдаленном предмете.

К сожалению, упомянутые три фактора контроля глубины резкости не всегда хорошо работают вместе. Например, если вы решите установить широкоугольный объектив для лучшей глубины резкости, то предмет съемки окажется слишком маленьким и вы решите уменьшить расстояние до предмета съемки, чтобы увеличить его размеры.. но — это приведет к уменьшению глубины резкости.

Три способа изменения глубины резкости

Каким же образом диафрагма, фокусное расстояние и расстояние до предмета съемки могут изменить резкость изображения?

Выделим красным цветом места, где предмет съемки будет в фокусе.

1. Изменяем диафрагму

Чем больше открыта диафрагма, тем меньше будет глубина резкости. Это не проблема, а возможность при фотографировании поместить вне фокуса менее важные детали фотографии.

2.Изменяем расстояние до предмета съёмки

Чем ближе предмет съемки, тем меньше глубина резкости.

3. Изменяем фокусное расстояние

Установки зума или объектива влияют на глубину резкости. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше глубина резкости.

Что происходит, когда некоторые части изображения не в фокусе?

Только  некоторые части изображения, сфотографированные с правильного расстояния, будут восприниматься сенсорами фотоаппарата как точки и предметы, остальные  же объекты, расположенные на другом расстоянии, окажутся вне зоны фокуса,  и тогда  каждая светлая точка станет диском, так называемым диском нерезкости

Чем дальше будет предмет от точки фокусировки, тем больше будут диски. Это образует зону допустимой резкости, которую мы называем глубиной резкости. 

Диски нерезкости очень важны в фотографии.

Глубина резкости не касается только объектов вне фокуса. Разные части изображения могут быть слегка вне фокуса (маленькие диски нерезкости)  и полностью расфокусированными.

Предметы, которые находятся рядом с зоной максимальной глубины резкости, еще различимы и поэтому могут создавать помехи в восприятии изображения.  Чтобы уменьшить этот деффект, необходимо еще больше размыть некоторые части изображения ( обычно это фон) для того, чтобы они стали полностью неузнаваемы. То есть необходимо сделать все для того, чтобы уменьшить глубину резкости. Этим объясняется выбор  фотографами-профессионалами объективов с максимально возможной открытой диафрагмой. 

Смотря в видоискатель невозможно оценить, какой  эффект  окажет открытие диафрагмы на глубину резкости, так как в момент фокусирования диафрагма всегда максимально открыта и закрывается только в момет нажатия на кнопку спуска. Многие зеркальные фотоаппараты, например, Nikon, имеют кнопку предпросмотра, которая позволяет увидеть результат съемки с выбранными нами параметрами диафрагмы.  Эта функция позволяет оценить глубину резкости, но не позволяет оценить полностью качество снимка, так как изображение будет затемненным.

Многие фотоаппараты не имеют функции предпросмотра и тогда можно использовать режим Live View. Будьте внимательны, так как в режиме Live View не отображаются измененные настройки диафрагмы. Поэтому, чтобы увидеть, как будет влиять изменение настроек диафрагмы на изображение, необходимо выйти из режима Live View и снова зайти. Если в вашем фотоаппарате нет ни режима Live View, ни функции предпросмотра, единственный выход — рассматривать отснятое изображение зуммируя детали.

Как предугадать глубину резкости?

Можно сделать предметы резкими и в фокусе, даже если они находятся не в центре изображения.

Используем видоискатель

С помощью видоискателя можно увидеть сцену с максимально открытой диафрагмой. При этом вы увидите минимальную глубину резкости, независимо от того, какое значение диафрагмы установлено

Предпросмотр

Многие зеркальные фотоаппараты имеют кнопку предпросмотра, при нажатии которой устанавливается заданное вами значение диафрагмы

Не обращайте внимание на яркость

При использовании кнопки предпросмотра, изображение покажется более темным, однако, это поможет представить какой будет глубина резкости  на изображении.

Используйте live view

Если в вашем фотоаппарате нет функции предпросмотра, используйте режим Live View. Чтобы увидеть эффект, который будет достигнут при изменении настроек диафрагмы, выйдите и снова зайдите в режим Live View

Рассматривайте изображение с близкого расстояния

Для оценки резкости в режиме Live View, с помощью зума, можно увеличить любую часть изображения.

Проверьте снимок

После того, как вы нажали на кнопку спуска, можете рассмотреть фото во всех его деталях, увеличивая изображение кнопкой зума

Упражнения на практике

Это упражнение поможет вам применить ваши знания в области оценки глубины резкости.

Результат вашей работы будет более понятным при использовании небольшого пространства стола, так как глубина резкости лимитирована небольшим расстоянием. Мы использовали игру «Монополия», но вы можете фотографировать бутылки, консервные банки, чашки и любые предметы, которые найдете на кухне. Если есть возможность, используйте штатив, чтобы избежать эффекта шевеления во время съемки и тогда, любое отсутствие резкости, будет зависеть только от глубины резкости.

Если у вас нет штатива, снимайте в ярко освещенном помещении и используйте высокое значение ИСО, например, 1000, чтобы выдержка была достаточно короткой для того, чтобы использовать все возможные значения диафрагмы.

Установите на объективе фокусное расстояние 55 mm, сфокусируйтесь на самой ближней к вам точке и, перейдя в режим приоритета диафрагмы, установите ее минимальное значение для того, чтобы диафрагма была максимально открыта (обычно f/4-5,6) и нажмите на спуск. Теперь закройте диафрагму, установив ее значение на f/22, и сделайте второй снимок. Далее установите на объективе минимальное фокусное расстояние, например, 18mm и повторите съемку, установив минимальную и максимальную величину диафрагмы.

Рассмотрите внимательно полученные четыре снимка на компьютере, зумируя изображение, чтобы оценить отсутствие резкости в той или иной части изображения. Возможно, с диафрагмой f/22 изображение не будет полностью резким,  но на меньшем фокусном расстоянии глубина резкости будет больше и предметы, которые раньше были полностью вне фокуса, теперь будут различимы.

photo-monster.ru

Глубина резко изображаемого пространства – Формула и таблица расчета глубины резкости. Как рассчитать глубину резкости

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Пролистать наверх