УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ:ГЛУБИНА РЕЗКОСТИ
Глубина резкости относится к диапазону расстояний, который кажется достаточно резким. Она зависит от типа камеры, диафрагмы и расстояния фокусировки, хотя размер отпечатка и расстояние просмотра также могут влиять на наше восприятие глубины резкости. Это руководство предназначено для лучшего интуитивного и технического понимания фотографии и содержит калькулятор глубины резкости, чтобы показать, как она зависит от настроек вашей камеры.
Глубина резкости не меняется резко от резкой к нерезкой, а происходит как постепенный переход. На самом деле все, что находится непосредственно перед или за дистанцией фокусировки, начинает терять резкость — даже если это не воспринимается нашими глазами или разрешением камеры.
КРУГ ПУТАНИЦЫ
Поскольку критической точки перехода нет, используется более строгий термин, называемый «кругом нерезкости». " используется для определения того, насколько точка должна быть размыта, чтобы восприниматься как нерезкая. Когда кружок нерезкости становится заметным для наших глаз, говорят, что эта область находится за пределами глубины резкости и, следовательно, больше не является "приемлемо резкой". ." Круг путаницы выше был преувеличен для ясности; в действительности это была бы лишь крошечная часть площади сенсора камеры.
Когда кружок нерезкости становится заметным для наших глаз? Приемлемо резкий кружок нерезкости определяется как кружок, который останется незамеченным при увеличении до стандартного отпечатка 8x10 дюймов и при наблюдении со стандартного расстояния просмотра около 1 фута.
При таком расстоянии просмотра и размере отпечатка производители камер предполагают, что кружок нерезкости незначителен, если его размер не превышает 0,01 дюйма (при увеличении). В результате производители камер используют стандарт 0,01 дюйма при указании маркеров глубины резкости объектива (показано ниже для f/22 на объективе 50 мм). На самом деле человек со зрением 20/20 или лучше может различать детали размером в 1/3 этого размера, поэтому кружок нерезкости должен быть еще меньше, чтобы добиться приемлемой резкости повсюду.
Различный максимальный круг нерезкости также применяется для каждой комбинации размера печати и расстояния просмотра. В более раннем примере с размытыми точками кружок нерезкости на самом деле меньше, чем разрешение вашего экрана для двух точек по обе стороны от фокуса, и поэтому они считаются в пределах глубины резкости. Кроме того, глубина резкости может быть основана на том, когда кружок нерезкости становится больше, чем размер пикселей вашей цифровой камеры.
Обратите внимание, что глубина резкости устанавливает только максимальное значение кружка нерезкости и не описывает, что происходит с областями, когда они выходят из фокуса. Эти области также называются «боке» от японского (произносится боке). Два изображения с одинаковой глубиной резкости могут иметь существенно разное боке, так как это зависит от формы диафрагмы объектива. На самом деле кружок нерезкости обычно не является кругом, а только аппроксимируется как таковой, когда он очень мал. Когда он становится большим, большинство объективов будут отображать его в виде многоугольника с 5–8 сторонами.
УПРАВЛЕНИЕ ГЛУБИНОЙ РЕЗКОСТИ
Хотя размер отпечатка и расстояние просмотра влияют на то, насколько большим будет кружок нерезкости, выглядит на наш взгляд, апертура и расстояние фокусировки являются двумя основными факторами, определяющими, насколько большим будет круг нерезкости на сенсоре вашей камеры. Большая диафрагма (меньшее число ступеней диафрагмы) и меньшее расстояние фокусировки дают меньшую глубину резкости. В следующем тесте сохраняется то же фокусное расстояние, но изменяется значение диафрагмы:
примечание:изображения сделаны с объективом 200 мм (поле зрения 320 мм на 35-мм камере)
УТОЧНЕНИЕ:ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ И ГЛУБИНА РЕЗКОСТИ
Обратите внимание, что фокусное расстояние не было указано как влияющее на глубину резкости, вопреки распространенному мнению. Несмотря на то, что телеобъективы, кажется, создают гораздо меньшую глубину резкости, это в основном потому, что они часто используются для увеличения объекта, когда невозможно приблизиться. Если объект занимает одинаковую часть изображения (постоянное увеличение) как для телеобъектива, так и для широкоугольного объектива, общая глубина резкости практически* не зависит от фокусного расстояния. ! Это, конечно, потребует, чтобы вы были либо намного ближе с широкоугольным объективом, либо намного дальше с телеобъективом, как показано на следующей диаграмме:
| Фокусное расстояние (мм) | Фокусное расстояние (м) | Глубина резкости (м) |
|---|---|---|
| 10 | 0,5 | 0,482 |
| 20 | 1.0 | 0,421 |
| 50 | 2.5 | 0,406 |
| 100 | <тд>5.00,404 | |
| 200 | <тд>100,404 | |
| 400 | 20 | 0,404 |
Примечание. Глубина резкости рассчитывается при f/4,0 на камере с кроп-фактором 1,6X,
с использованием кружка нерезкости 0,0206 мм.
Обратите внимание, как действительно есть тонкое изменение для самых маленьких фокусных расстояний. Это реальный эффект, но он пренебрежимо мал по сравнению как с диафрагмой, так и с дистанцией фокусировки. Несмотря на то, что общая глубина резкости практически постоянна, доля глубины резкости, которая находится перед фокусным расстоянием и позади него, изменяется в зависимости от фокусного расстояния, как показано ниже:
| Распределение глубины резкости | ||
|---|---|---|
| Фокусное расстояние (мм) | Сзади | Спереди |
| 10 | <тд>70,2 % <тд>29,8 %||
| 20 | <тд>60,1 % <тд>39,9 %||
| 50 | <тд>54,0 % <тд>46,0 %||
| 100 | <тд>52,0 % <тд>48,0 %||
| 200 | <тд>51,0 % <тд>49,0 %||
| 400 | <тд>50,5 % <тд>49,5 %||
Это обнажает ограничение традиционной концепции глубины резкости:она учитывает только общую глубину резкости, а не ее распределение по фокальной плоскости, хотя и то, и другое может способствовать восприятию резкости. Обратите внимание, что широкоугольный объектив обеспечивает более плавное исчезновение глубины резкости позади фокальной плоскости, чем спереди, что важно для традиционных пейзажных фотографий.
Также могут отображаться более длинные фокусные расстояния. иметь меньшую глубину резкости, потому что они увеличивают фон по сравнению с передним планом (из-за их более узкого угла обзора). Это может привести к тому, что фон, находящийся не в фокусе, будет выглядеть еще более нечетким, потому что его размытие увеличилось. Однако это совершенно другая концепция, поскольку глубина резкости описывает только четкие области фотографии, а не размытые области.
С другой стороны, когда вы стоите в одном и том же месте и фокусируетесь на объекте, находящемся на том же расстоянии, объектив с большим фокусным расстоянием будет иметь меньшую глубину резкости (даже если кадры объекта будут совершенно по-другому). Это более характерно для повседневного использования, но является следствием более высокого увеличения, а не фокусного расстояния.
Глубина резкости для зеркальных камер также меньше, чем для компактных цифровых камер, потому что зеркальные камеры требуют большего фокусного расстояния для получения того же поля зрения (дополнительную информацию по этой теме см. в руководстве по размерам сенсоров цифровых камер).
*Техническое примечание :мы описываем глубину резкости как практически постоянным, потому что есть предельные случаи, когда это не так. Для фокусных расстояний, приводящих к большому увеличению или очень близким к гиперфокальному расстоянию, широкоугольные объективы могут обеспечивать большую глубину резкости, чем телеобъективы. С другой стороны, при большом увеличении традиционный расчет глубины резкости становится неточным из-за другого фактора:увеличения зрачка. Это уменьшает преимущество глубины резкости для большинства широкоугольных объективов и увеличивает его для телеобъективов и макрообъективов. В другом предельном случае, вблизи гиперфокального расстояния, увеличение глубины резкости возникает из-за того, что широкоугольный объектив имеет большую заднюю глубину резкости и, таким образом, может легче достичь критической резкости на бесконечности.
Расчет глубины резкости
Чтобы рассчитать глубину резкости, нужно сначала выбрать подходящее значение для максимально допустимого круга нерезкости. Это зависит как от типа камеры (сенсор или размер пленки), так и от комбинации расстояния просмотра и размера отпечатка. Излишне говорить, что знать заранее, что это будет, часто бывает непросто. Попробуйте инструмент калькулятора глубины резкости, чтобы найти его для вашей конкретной ситуации.
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ГЛУБИНЫ ФОКУСА И АПЕРТУРЫ
Еще одним следствием круга нерезкости является концепция глубины фокуса (также называемая «рассеиванием фокуса»). Он отличается от глубины резкости, поскольку описывает расстояние, на котором свет фокусируется на датчике камеры. , а не тему:
Диаграмма, изображающая зависимость глубины резкости от апертуры камеры. Фиолетовые линии, образующие край каждой заштрихованной области, представляют крайние углы, под которыми свет потенциально может попасть в апертуру. Внутренняя часть областей, заштрихованных фиолетовым цветом, представляет собой все остальные возможные углы.
Ключевая концепция заключается в следующем:когда объект находится в фокусе, световые лучи, исходящие из этой точки, сходятся в точке на датчике камеры. Если световые лучи попадают на датчик в несколько иных местах (приходя к диску, а не к точке), то этот объект будет визуализирован как не в фокусе — и это будет увеличиваться в зависимости от того, насколько далеко друг от друга расположены световые лучи.
ДРУГИЕ ПРИМЕЧАНИЯ
Почему бы просто не использовать наименьшую диафрагму (наибольшее число) для достижения максимально возможной глубины резкости? Помимо того факта, что это может потребовать непомерно длинных выдержек без штатива камеры, слишком малая диафрагма смягчает изображение, создавая больший кружок нерезкости (или «диск Эйри ") из-за эффекта, называемого дифракцией, даже в плоскости фокуса. Дифракция быстро становится более ограничивающим фактором, чем глубина резкости, поскольку апертура становится меньше. Несмотря на огромную глубину резкости, именно поэтому "камеры-обскуры" ограниченное разрешение.
Для макросъемки (большое увеличение), на глубину резкости на самом деле влияет другой фактор:увеличение зрачка. Это равно единице для объективов с внутренней симметрией, хотя для широкоугольных и телеобъективов оно больше или меньше единицы соответственно. Большая глубина резкости достигается (чем обычно вычисляется) для увеличения зрачка меньше единицы, тогда как увеличение зрачка не меняет расчет, когда оно равно единице. Проблема в том, что увеличение зрачка обычно не указывается производителями линз, и визуально его можно оценить лишь приблизительно.
ДРУГИЕ ВЕБ-САЙТЫ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
- Норман Корен предлагает другой взгляд на глубину резкости, включая множество уравнений для расчета глубины резкости и круга нерезкости.
- В Luminous Landscape сравнивается глубина резкости для нескольких фокусных расстояний, что обеспечивает визуальное доказательство того, что глубина резкости не сильно зависит от фокусного расстояния.