No Image

Увеличьте глубину резкости глубина

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

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 матовом стекле фотоаппарата прямого визирования или зеркального, а также на мониторе электронного видоискателя или по соответствующей шкале на оправе объектива и таблицам, составленным при расчёте оптической системы [3] .

Содержание

Критерии глубины резкости [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

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 [8] . 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 [ править | править код ]

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 [9] .

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 [10] . 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 [11] .

Читайте также:  Что значит перевес номеров

Особенности цифровой фотографии [ править | править код ]

Расчёт ГРИП [ править | править код ]

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

R 1 = R ⋅ f 2 f 2 − K ⋅ f ⋅ z + K ⋅ R ⋅ z =><2>-Kcdot fcdot z+Kcdot Rcdot z>>> ; R 2 = R ⋅ f 2 f 2 + K ⋅ f ⋅ z − K ⋅ R ⋅ z <2>=<2>><2>+Kcdot fcdot z-Kcdot Rcdot z>>> , где

Глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) – это расстояние между самым близким и самым далёким объектом снимаемой сцены, которые воспринимаются на фотографии как резкие. Всё, что лежит ближе или дальше зоны ГРИП оказывается в той или иной степени размытым.

Следует понимать, что сама концепция ГРИП достаточно условна. Никакой реальной и однозначной глубины резкости в природе не существует, поскольку объектив единовременно может быть сфокусирован лишь на одной определённой дистанции, а не на каком-то абстрактном диапазоне расстояний. Уместнее говорить скорее о плоскости фокусировки бесконечно малой толщины, ближе и дальше которой начинается размытие изображения.

Так откуда же берётся глубина резкости? В теории, любая точка, на которую наведён фокус объектива, должна быть спроецирована на поверхность плёнки или сенсора именно как безусловно резкая точка. Точка же, лежащая вне фокуса, отобразится в виде т.н. пятна рассеяния (кружка нерезкости). Чем дальше отстоит точка от плоскости абсолютного фокуса, тем большим будет диаметр кружка. Т.е. размер пятен рассеяния плавно возрастает по мере удаления от плоскости фокусировки. На практике же, кружки рассеяния, размер которых оказывается меньше разрешающей способности системы объектив-матрица, выглядят неотличимыми от точек, что и позволяет говорить о глубине резкости как о некоем условно однородном диапазоне, включающем в себя не только плоскость абсолютного фокуса, но и соседствующие с ней объекты.

Таким образом, ГРИП целиком зависит от максимального размера кружка рассеяния, при котором он всё ещё воспринимается нами как резкая точка. Восприятие это весьма субъективно – за диаметр допустимого кружка рассеяния можно по устоявшейся традиции принять 1/1500 диагонали кадра, или (что более разумно) отталкиваться от размера пикселя матрицы, а ещё лучше положиться на собственные глаза: если объект на фотографии лично вам кажется резким, то вы вправе считать его попавшим в ГРИП. Изящные искусства (включая художественную фотографию) это вообще та область, где ваше субъективное мнение имеет неизмеримо больший вес по сравнению с любыми математическими расчётами.

Какие факторы влияют на глубину резкости? Их не столь уж много:

    Диафрагма: чем меньше относительное отверстие объектива, т.е., чем больше диафрагменное число, тем больше ГРИП, поскольку при диафрагмировании объектива диаметр кружков рассеяния уменьшается. При полностью открытой диафрагме ГРИП минимальна. Именно изменение значения диафрагмы является обычно наиболее удобным способом управления глубиной резко изображаемого пространства, т.к. не влияет на композицию и перспективу снимка.

Малая глубина резкости. Диафрагма f/4.

Здесь ГРИП значительно больше. Диафрагма f/22.

Может показаться, что глубина резкости зависит ещё и от размера кадра, но это впечатление ошибочно. В самом деле, на снимках, сделанных полнокадровыми камерами, ГРИП получается меньше, чем на фотоаппаратах с кроп-фактором (при одинаковых значениях диафрагмы и равных эквивалентных фокусных расстояниях объективов), а компактные камеры, напротив, изображают резкой практически всю сцену. Однако в этом нет ничего странного. Дело в том, что для получения одного и того же угла изображения, камеры с меньшим размером кадра (большим кроп-фактором) должны быть оснащены объективом с пропорционально меньшим фокусным расстоянием, что неизбежно ведёт к увеличению ГРИП. Напротив, на крупные камеры ставят более длинные объективы, а чем больше истинное фокусное расстояние объектива, тем меньше (при прочих равных условиях) глубина резкости.

Художественное использование глубины резкости

О глубине резкости во время съёмки мы задумываемся в двух случаях: когда мы хотим отделить объект от фона с помощью малой ГРИП, либо напротив, нам нужна большая ГРИП, чтобы вся сцена получилась резкой.

Малая глубина резкости

Если вам нужна минимальная глубина резкости, откройте диафрагму пошире, т.е. до минимального её значения (f/1,4–5,6 в зависимости от конструкции объектива). По возможности используйте максимальное доступное вам фокусное расстояние.

Читайте также:  Wolf among us выборы и последствия

Многие объективы демонстрируют не лучшее качество изображения при полностью открытой диафрагме. Виной тому различные оптические аберрации, которые особенно выражены по краям линзы. Что ж, если освещение позволяет, прикройте диафрагму на одну ступень и проблема должна уйти.

Главная трудность при съёмке на больших диафрагмах – наводка на резкость. Автофокус не всегда попадает в цель, поэтому внимательно контролируйте его работу и не стесняйтесь делать побольше дублей. С цифровой камерой это ничего не стоит. Фокусируйтесь всегда на наиболее значимой части объекта. Если вы снимаете портрет, то такой частью, как правило, являются глаза. Они должны быть безукоризненно резкими. В тех случаях, когда портретируемый располагается к вам вполоборота, фокус должен приходиться на ближний к вам глаз.

Малая глубина резкости позволяет вам размыть фон и выделить таким образом основной объект съёмки, но это вовсе не избавляет вас от необходимости следить за фоном, пусть и размытым. Мусор на заднем плане остаётся мусором, даже если он не в фокусе. Не ленитесь удалять из кадра всё лишнее до съёмки. Сделать шаг влево или вправо, чтобы изменить неудачную композицию куда проще, чем впоследствии пытаться исправить её в Фотошопе.

Большая глубина резкости

Перейдём к случаю, когда вам нужно изобразить какой-либо объект или сцену резкой от края до края. В первую очередь речь идёт, конечно же, о съёмке пейзажей. Диафрагму, очевидно, стоит прикрыть. Вопрос – на сколько? Если вы снимаете с рук, да ещё и в сумерках, то возможно, вам стоит пожертвовать излишней ГРИП ради большей скорости затвора. Лучше получить чёткую фотографию с малой ГРИП и выборочным фокусом на наиболее важных объектах, чем фотографию с большой ГРИП, но при этом смазанную из-за чрезмерно длинной выдержки. Если же света достаточно, или вы располагаете штативом, вопрос продолжительности экспозиции перестаёт вас беспокоить, и возникает соблазн зажать диафрагму до максимального значения, предусмотренного конструкцией объектива (обычно f/22–36). Этого не следует делать без крайней необходимости. Во-первых, при больших значениях диафрагмы физический размер отверстия настолько мал, что дифракция световых волн начинает ощутимо скрадывать качество изображения, и даже предметы, попавшие в фокус, выходят на фотографии слегка размытыми. Этот эффект особенно выражен на 35-мм камерах, не говоря уже о камерах с кроп-фактором. Пользователи камер большого формата (4×5 либо 8×10 дюймов) могут снимать с диафрагмой f/45, и даже f/64, поскольку дифракция здесь не так заметна вследствие больших физических размеров системы. Во-вторых, при использовании малоформатных камер даже умеренные значения диафрагмы вроде f/8-11 обеспечивают глубину резкости достаточную для большинства сцен. Мне сложно представить себе ситуацию, когда бы при съёмке на малоформатную камеру мне понадобилась диафрагма меньше f/16 для широкоугольных объективов и меньше f/22 для телеобъективов. Подбирайте значение диафрагмы опытным путём, делая пробные снимки и проверяя по ним ГРИП, но повторюсь ещё раз – f/8-11 это, в большинстве случаев, оптимальный баланс между глубиной резкости и общим качеством изображения. Со временем вы научитесь определять нужную диафрагму с первой попытки на основании вашего опыта.

Если вы пользуетесь зеркальной камерой, то при взгляде в видоискатель вам может показаться, что глубина резкости слишком мала. Это нормально. Экспозамер и наведение на резкость всегда осуществляются при полностью открытой диафрагме, чтобы обеспечить максимально яркую картинку в видоискателе и облегчить фокусировку. В момент съёмки диафрагма будет автоматически прикрыта до заранее установленного значения. Некоторые зеркальные камеры оснащены репетиром диафрагмы, который позволяет заранее оценить глубину резкости при визировании.

Обратите внимание на то, что ГРИП асимметрична. Треть её лежит перед плоскостью идеального фокуса, а две трети – за ней. Таким образом, если вы хотите получить какую-то область на снимке резкой, вам следует мысленно разделить её на три части и сфокусироваться на каком-либо предмете, лежащем на границе между ближней к вам третью и третью, следующей непосредственно за ней. Если вам нужно, чтобы резкой вышла вся сцена, начиная от какого-либо объекта на переднем плане и до бесконечности, наведите объектив на расстояние вдвое большее, чем расстояние до этого объекта, а значение диафрагмы подберите эмпирически.

При макросъёмке вследствие предельно близкой фокусировки ГРИП исчезающе мала. Не стоит и пытаться изобразить всю сцену резкой. Хорошо если миниатюрный объект съёмки – цветок или насекомое – полностью поместиться в зону ГРИП. Чаще приходится жертвовать резкостью второстепенных деталей, чтобы наиболее значимые элементы оказались в фокусе. Как правило, в таких случаях я использую значение диафрагмы f/11-16, но никто не мешает вам экспериментировать, сужая или расширяя ГРИП для достижения своих творческих целей.

Гиперфокальное расстояние и прочие
малополезные вещи

Иногда пейзажные фотографы, движимые желанием достичь максимальной глубины резкости и не переборщить при этом с диафрагмированием, прибегают к такому понятию, как гиперфокальное расстояние. При фокусировке на гиперфокальное расстояние всё пространство от половины гиперфокального расстояния и до бесконечности оказывается в пределах приемлемой резкости. Также гиперфокальное расстояние используется для определения математически выверенных границ резко изображаемого пространства. Подробнее об этом сказано в статье «Гиперфокальное расстояние и расчёт ГРИП», где вы найдёте множество унылых формул, снабжённых не менее унылыми комментариями. Кроме того, вы можете воспользоваться калькулятором ГРИП, который позволит вам поэкспериментировать с различными съёмочными параметрами, влияющими на глубину резкости.

Впрочем, я не советую вам чрезмерно увлекаться подобными вещами. Вся эта математика сама по себе довольно занимательна, но к практической фотосъёмке имеет весьма отдалённое отношение. Опытный фотограф знает, как добиться необходимой глубины резкости без всяких таблиц и калькуляторов просто на основании своего опыта и художественного вкуса.

Спасибо за внимание!

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Читайте также:  Как переустановить windows 10 лицензию на ноутбуке

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

1 января 2017 г.

3 простых способа повлиять на глубину резкости

Если ваша цель сделать на фотографии размытый фон или получить резкость от края до края, то нужно уметь управлять глубиной резко изображаемого пространства.

Альфонсо С. показал при простых пути для управления глубиной резкости.

Как известно, изменение диафрагмы самый простой способ повлиять на степень размытия и размеры зоны резкости в фотографии. Однако есть и другие способы.

Чтобы быть точным, есть три основных способа, с помощью которых можно повлиять на глубину резко изображаемого пространства. Зная их можно более легко контролировать глубину резкости и делать снимки с меньшим количеством ненужной суеты.

1. Изменение диафрагмы

Наиболее известный способ контроля степени размытия в кадре, это изменений диафрагмы. Чем более широко открыта диафрагма, тем больше света попадает в камеру во время экспозиции кадра.

Увеличенный поток света делает процесс более легким, можно установить более короткую выдержку, когда доступно много света. Чем больше отверстие диафрагмы, тем изображение будет менее четким по оси Z в трехмерном пространстве. То есть более размытым сзади и спереди.

Вот почему когда установлено большое значение диафрагмы в зоне резкости будет очень маленькая область.

Если закрывать диафрагму (уменьшать размер отверстия), то глубина резкости будет увеличиваться, делая все большую область кадра резкой. Это происходит из-за того, что более маленькое отверстие диафрагмы пропускает меньше света, создавая тем самым более четкое изображение.

Например при диафрагме f/16 резкость будет практически одинаковая от переднего до заднего плана. Такой подход идеально подходит для широкоугольной фотографии или, например, для пейзажей, когда целью снимка является полная четкость всего кадра.

Если начать менять диафрагму при разных фокусных расстояниях, то можно заметить кое-что странное.

Например значения до f/5.6 не дадут слишком размытого фона при использовании широкоугольного объектива. А с телеобъективом 200mm даже с f/16 не получится сделать максимально резкими все объекты в кадре.

Это означает, что есть второй способ повлиять на глубину резкости.

2. Изменение фокусного расстояния

Когда пользуешься объективом со средними значением фокусного расстояния (около 50 миллиметров), то значение диафрагмы будет оказывать умеренное влияние на глубину резкости.

Если же брать объективы с большим диапазоном различий в фокусных расстояниях, то можно обнаружить, что изменение диафрагмы влияет на размытие в меньшей степени.

Если использовать длиннофокусный телеобъектив, то даже самое маленькое значение диафрагмы не позволит сделать резкими одновременно передний и задний план. И наоборот, сильный широкоугольник, какой-нибудь «рыбий глаз» сделает практически недостижимым получение малой глубины резкости.

Причиной этого является оптика. Телеобъектив «сжимает» внутри кадра всё что попадает в поле зрения. Это само по себе создает малую глубину резкости.

Широкоугольные объектив напротив создают более широкую глубину резкости, увеличивая видимость объекта в пределах оси Z.

В действительности, объектив не влияет на само изображение, просто он показывает определенный угол из всего доступного пространства, и чем этот угол меньше, тем более близкими в нем кажутся объекты расположенные на разном расстоянии. То есть более дальние объекты «увеличиваются» намного сильнее, чем более близкие, из-за компенсации этого увеличения изображение становится более размытым, если не фокусироваться специально на него.

Эти оптические эффекты работают из-за взаимодействия между объектами благодаря расстоянию по оси Z. Любое изменение в расстоянии по этой оси будет влиять на глубину резкости.

Это приводит нас к третьему способу повлиять на глубину резкости.

3. Изменение дистанции между объектами и камерой

Поместите человека на расстоянии полуметра от стены. Попробуйте создать небольшую глубину резкости, чтобы он был в фокусе, а стена размыта. Вероятно, это окажется весьма сложным.

Конечно, можно использовать длиннофокусный объектив и снимать с расстояния в метр с большим увеличением. Получается, что очень сильное увеличение и съемка с очень близкого расстояния будет единственным эффективным способом сделать размытие фона. Однако в этом случае получается по-настоящему крупный план, в котором будет, например, одно ухо.

Можно будет использовать чрезвычайно большую диафрагму f/1.8, но резкость будет очень сильно падать, и четким окажется только глаз человека, а нос и уши будут сильно размыты.

Чтобы всего этого избежать, нужно переместить человека подальше от стены. В полутора-двух метрах от нее все изменится.

Расстояние от человека до стены по оси Z будет существенно увеличено. Это дополнительное пространство намного проще поможет создать размытый фон без чрезмерно крупного плана или крайне сильного размытия деталей объекта съемки.

Вы можете изменить расстояние по оси Z:

  • перемещая объекты ближе или дальше от фона к переднему плану:
  • перемещая камеру ближе или дальше от объекта.

В зависимости от того, какое фокусное расстояние у объектива, можно увеличивать или уменьшать масштаб объектов в кадре, чтобы оказывать влияние на глубину резкости.

Три разных способа, которые работают вместе

Все три способа влияют на глубину резкости по одной схеме, они воздействуют на восприятие оси Z. Вместо того, чтобы воспринимать каждый из этих способов по отдельности, думайте как они работают вместе.

Часто при использовании телеобъектива для получения более узкой глубины резко изображаемого пространства, вам также придется менять дистанцию между объектами.

Всегда думайте о последствиях влияния размера диафрагмы на изображение. Очень легко забыть, что большая диафрагма создает очень маленькую глубину резкости. Скорее всего, предспросмотр на небольшом экране камеры не покажет с достаточной очевидностью полученный результат. Только когда уже слишком поздно, при просмотре на большом экране, станет понятно, что не все объекты оказались в зоне резкости.

Вот почему рекомендуется всегда делать несколько снимков с разным значением диафрагмы, когда вы нашли идеальный кадр. Это добавит уверенности и обезопасит вас, если первоначальный выбор диафрагмы окажется не слишком подходящим.

“>

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector