Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Глубина резкости изображаемого пространства: Что такое «глубина резко изображенного пространства» (DOF или ГРИП)?

Содержание

Что такое «глубина резко изображенного пространства» (DOF или ГРИП)?

Глубина резко изображаемого пространства (DOF или ГРИП) обозначает, насколько фотография сфокусирована. Если основной объект находится в фокусе, но передний план или фон размыт, эта фотография говорит о том, что глубина резко изображаемого пространства мала. Если большинство объектов съемки находятся в фокусе, включая передний план и фон, это говорит о том, что у фотографии большая глубина резко изображаемого пространства DOF (ГРИП). Она определяетсярасстоянием между объектом и камерой, а также значением диафрагмы (aka f-stop) и фокусным расстоянием объектива.

Расстояние: Перемещая камеру ближе к объекту, можно получить размытость фона и переднего плана изображения, благодаря малой глубине резкости изображаемого пространства. Удаление от объекта имеет противоположный эффект;   все изображение попадает в фокус,  обеспеченное большой глубиной резко изображаемого пространства.

Диафрагма: Разные настройки диафрагменного числа обеспечивают разный уровень размытости изображения. Открытая диафрагма (на это указывает низкое значение f-stop) обеспечивает малую глубину резкости изображаемого пространства, в результате чего основной объект находится в фокусе, а передний план/фон размыты. Этот прием используется при съемке портретов или использовании макрообъектива для привлечения большего внимания к главному объекту съемки. Узкое отверстие диафрагмы (на это указывает высокое значение f-stop) обеспечивает большую глубину резко изображаемого пространства DOF, в результате вся фотография в фокусе; это используется при пейзажной или панорамной съемке.

Фокусное расстояние: Другим важным фактором, определяющим глубину резко изображаемого пространства, является фокусное расстояние объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше глубина резко изображаемого пространства. Следует учитывать, что маленькое фокусное расстояние, создает большую глубину резко изображаемого пространства. Даже если для съемки используется одна и та же настройка диафрагмы, снимок, сделанный с фокусным расстоянием 70 мм, и снимок с фокусным расстоянием 300 мм будут иметь разную глубину резкости изображаемого пространства.

 

ВАЖНО: Число DOF может существенно различаться в зависимости от датчика изображения камеры. Наиболее компактные камеры point-and-shoot имеют очень маленькие датчики изображения и не могут обеспечить малую глубину резко изображаемого пространства DOF.

ПРИМЕЧАНИЕ:  Термин «размытость» использованный в данном пояснении не связан с размытостью изображения, вызванной движением («шевеленкой»).

Что такое ГРИП

Что такое  ГРИП

О глубине резкости

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

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.

 

Диафрагма

Чем больше открыта диафрагма, тем меньше глубина резкости.

Использование крайних значений диафрагмы нежелательно, так как на таких значениях теряется резкость и появляются хроматические абберации. Большинство объективов показывают свои наилучшие характеристики в диапазоне F:8 — F:16.

Скачать в формате RAW

F2

 

Скачать в формате RAW

F16

 

Фокусное расстояние

На глубину резкости влияет и фокусное расстояние.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше глубина резкости при прочих равных параметрах съёмки. Таким образом, если вам нужно размыть фон в кадре и при этом снимать на той же диафрагме, вы можете использовать более длиннофокусную оптику.

 

Скачать в формате RAW

70 мм

 

Скачать в формате RAW

200 мм

 

Пример

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

 

Скачать в формате RAW

24 мм

 

Скачать в формате RAW

50 мм

 

Скачать в формате RAW

85 мм

 

Скачать в формате RAW

135 мм

 

Скачать в формате RAW

200 мм

 

Расстояние до объекта

Расстояние до объекта съёмки так же влияет на глубину резкости. Чем ближе вы находитесь к объекту съёмки, тем меньше глубина резкости.

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.

 

Пример

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

 

Скачать в формате RAW

0,85 м

 

Скачать в формате RAW

1.2 м

 

Скачать в формате RAW

2 м

 

Скачать в формате RAW

5 м

 

Скачать в формате RAW

10 м

 

Гиперфокальное расстояние

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.

Скачать в формате RAW

Пример

Например, при использовании объектива с фокусным расстоянием 

24 мм и диафрагмой f/11гиперфокальное 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.

 

Скачать в формате RAW

24 мм F11

 

Фотограф: Александр Рыбаков

Модель: София Кирсанова

 


Источник:

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.

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.

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.

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.

Что такое глубина резкости

Глубиной резкости изображаемого пространства (ГРИП) является такой диапазон расстояний на изображении, в котором предметы воспринимаются как резкие. Глубина резкости варьируется в зависимости от типа камеры, величины апертуры диафрагмы и дистанции фокусировки, хотя печатный размер и дистанция просмотра могут изменять наше восприятие глубины резкости. Эта глава призвана обеспечить лучшее интуитивное и техническое понимание фотографии и предоставляет калькулятор ГРИП, чтобы продемонстрировать, как она зависит от параметров настройки вашей камеры.


Резкость изображения не меняется внезапно, она убывает постепенно. По сути, всё, что находится ближе или дальше дистанции фокусировки, постепенно теряет резкость — даже если это незаметно для глаза или для разрешающей способности камеры.

Кружок нерезкости

Поскольку не существует чётко заданной границы, для определения предельного размытия точки, после которого она воспринимается как нерезкая, используется более точный термин под названием «кружок нерезкости». Когда кружок нерезкости становится ощутим нашими глазами, эта область считается вышедшей за пределы глубины резкости и не является «приемлемо чёткой». Вышеприведенный кружок нерезкости был увеличен для простоты; в действительности он составляет ничтожную долю от площади сенсора камеры.

Когда кружок нерезкости становится различим глазом? Допустимо чёткий кружок нерезкости определён как такой, который останется незаметным при увеличении для печати на стандартном размере 20×25 см и при наблюдении со стандартного расстояния порядка 30 см.

При таких дистанции просмотра и печатном размере производители камер считают кружок нерезкости неразличимым, если он имеет диаметр не более 0.025 мм (после увеличения). В результате производители камер используют этот стандарт при маркировке глубины резкости на объективах (на примере f/22 для объектива 50 мм). В действительности человек с идеальным зрением может различить 1/3 этого размера или даже меньше, так что кружок нерезкости должен быть ещё меньше, чтобы обеспечить приемлемую чёткость.

Для каждой комбинации печатного размера и дистанции обзора кружки нерезкости будут различны. В ранее приведенном примере размытых точек кружок нерезкости в действительности меньше разрешения вашего экрана для двух точек на любой из сторон дистанции фокусировки, и потому они находятся в глубине резкости. Иначе говоря, глубина резкости может основываться на моменте, когда кружок нерезкости превышает размер пикселя вашей цифровой камеры.

Заметьте, что глубина резкости задаёт только максимальную величину кружка нерезкости и не описывает, что происходит с областями, не попавшими в фокус. Эти области называются «бокé» (слово имеет японское происхождение). Два изображения с одинаковой глубиной резкости могут иметь существенно различное боке, и оно зависит от формы диафрагмы объектива. В реальности форма кружка нерезкости обычно отличается от круглой, но приближается к таковой, пока он остаётся ничтожно малым. При увеличении для большинства объективов это будет многоугольник с 5-8 рёбрами.

Управление глубиной резкости

Хотя печатный размер и дистанция просмотра являются важными факторами, которые влияют на то, каким большим кружок нерезкости кажется нашим глазам, основными факторами, которые определяют, насколько велик кружок нерезкости будет на сенсоре вашей камеры, являются раскрытие диафрагмы и дистанция фокусировки. Большая диафрагма (меньшее число f-ступени) и меньшие дистанции фокусировки создадут меньшую глубину резкости. Следующий тест ГРИП был произведен при идентичной дистанции фокусировки с объективом 200 мм (320 мм поля зрения на 35 мм камере), при различных диафрагмах:

Разъяснение: фокусное расстояние и глубина резкости

Заметьте, что я не упомянул фокусное расстояние как фактор, влияющий на глубину резкости. Даже несмотря на то, что телеобъективы казалось бы создают намного меньшую глубину резкости, это происходит преимущественно потому, что они часто используются для увеличения предмета, к которому нельзя подойти ближе. Если объект займёт идентичную площадь в видоискателе (постоянное увеличение) как на широкоугольном, так и на телеобъективе, глубина резкости будет практически* независима от фокусного расстояния!  Конечно, это потребовало бы от вас подойти намного ближе для широкоугольного объектива или заметно отдалиться для телеобъектива, как продемонстрировано в следующей таблице глубин резкости:

Фокусное расстояние (мм) Дистанция фокусировки (м) Глубина резкости (м)
10 0. 5 0.482
20 1.0 0.421
50 2.5 0.406
100 5.0 0.404
200 10 0.404
400 20 0.404

Примечание: расчёты глубины резкости даны для диафрагмы f/4.0 на Canon EOS 30D
(кроп-фактор 1.6) с использованием кружка нерезкости диаметром 0.0206 мм.

Обратите внимание, для минимальных фокусных расстояний действительно есть небольшое изменение, однако этот эффект незначителен по сравнению как с диафрагмой, так и с дистанцией фокусировки. Даже несмотря на то, что общая глубина резкости практически неизменна, доля глубины резкости впереди и позади дистанции фокусировки изменяется с фокусным расстоянием, как показано ниже:

  Положение глубины резкости
Фокусное расстояние (мм) Позади Впереди
10 70. 2 % 29.8 %
20 60.1 % 39.9 %
50 54.0 % 46.0 %
100 52.0 % 48.0 %
200 51.0 % 49.0 %
400 50.5 % 49.5 %

Это показывает ограниченность традиционной концепции ГРИП: она принимает во внимание только сам диапазон и не учитывает распределение глубины относительно фокальной плоскости, несмотря на то, что оба фактора могут повлиять на восприятие резкости. Широкоугольные объективы обеспечивают большую глубину резкости за фокальной плоскостью, нежели перед ней, что существенно для традиционной пейзажной и ландшафтной съёмки.

С другой стороны, при постоянных точке съёмки и дистанции фокусировки объектив с большим фокусным расстоянием даст меньшую глубину резкости (даже несмотря на существенные отличия в итоговом изображении). Это более наглядно в повседневном применении, но связано это со степенью увеличения, а не с дистанцией фокусировки. Кажется, что для больших фокусных расстояний глубина резкости снижается, — потому что они сжимают перспективу. Это располагает фон намного ближе к переднему плану — даже если детали не становятся более чёткими. Глубина резкости также кажется меньшей у зеркальных камер, чем у компактных цифровых камер, поскольку зеркальные камеры требуют большего фокусного расстояния для получения аналогичного угла обзора.

* Примечание: мы описываем глубину резкости как практически постоянную, поскольку существует ряд случаев, в которых это перестаёт быть истинным. Для дистанций фокусировки, приводящих к значительному увеличению, или в зоне около гиперфокального расстояния широкоугольные объективы могут обеспечить большую глубину резкости, чем телеобъективы. С другой стороны, для ситуаций большого увеличения традиционный расчёт ГРИП становится неточным по другой причине: фактор увеличения. Это в действительности приводит к смещению ГРИП на большинстве широкоугольных объективов и увеличивает её для теле- и макрообъективов. В другом отдельно взятом случае, около гиперфокального расстояния, увеличение ГРИП проявляется, поскольку широкоугольные объективы имеют большую заднюю ГРИП и потому проще достигают приемлемой чёткости на бесконечности для любой заданной дистанции фокусировки.

Подсчёт ГРИП

Чтобы подсчитать глубину резкости, нужно сперва определиться с максимальным допустимым кружком нерезкости. Он зависит от типа камеры (размер сенсора или плёнки) и от комбинации печатного размера и дистанции просмотра.

Расчёты глубины резкости базово подразумевают, что для приемлемой чёткости размер кружка нерезкости не должен превышать 0.025 мм (как обсуждалось выше), однако люди с идеальным зрением способны различать треть этого размера. Если вы используете в качестве стандарта человеческого восприятия 0.025 мм, примите во внимание, что граница глубины резкости может оказаться недостаточно чёткой. Приведенный здесь калькулятор ГРИП основан на данном стандарте, но у меня есть также более гибкий калькулятор глубины резкости.

Глубина фокуса и визуализация диафрагмы

Ещё одним следствием кружка нерезкости является концепция глубины фокуса (называемая также «пространством фокуса»). Она отличается от глубины резкости тем, что описывает диапазон, в котором свет фокусируется на сенсоре камеры, в отличие от количества изображения в фокусе. Это важно, поскольку определяет границы того, насколько горизонтально/вертикальна должна быть плёнка или цифровой сенсор, чтобы достичь требуемого фокуса на всех частях изображения.

Диаграмма показывает зависимость глубины фокуса от диафрагмы. Фиолетовые линии демонстрируют максимальные углы, на которых свет может потенциально попасть в диафрагму. Область фиолетового цвета показывает все возможные углы. Диаграмма может быть также использована для иллюстрации глубины резкости, но в этом случае вместо сенсора следует перемещать элементы объектива.

Ключевая мысль такова: когда объект находится в фокусе, лучи света из одной точки сходятся в одну точку на сенсоре камеры. Если лучи достигают сенсора в других положениях (образуя диск вместо точки), объект окажется вне фокуса, и расфокусировка будет нарастать с изменением расстояния.

Прочие соображения

Почему бы просто не использовать минимальную диафрагму (максимальное число f), чтобы добиться наилучшей возможной глубины резкости? Помимо того, что это потребовало бы недостижимых без штатива выдержек, слишком маленькая диафрагма размывает изображение, порождая большой кружок нерезкости (или «кружок рассеивания») вследствие эффекта, называемого дифракцией — даже в фокальной плоскости. С уменьшением диафрагмы дифракция быстро становится более серьёзным ограничивающим фактором, чем глубина резкости. Несмотря на невероятную глубину резкости, стенопы именно по этой причине имеют ограниченную разрешающую способность.

Для макросъёмки (большого увеличения) глубина резкости в действительности подвержена влиянию другого фактора: увеличения. Фактор увеличения равен 1 для внутренне симметричных (нормальных) объективов, но для широкоугольных и телеобъективов он будет больше или меньше 1, соответственно. Глубина резкости больше расчётной достигается, когда фактор увеличения меньше 1, и меньше расчётной, когда он больше 1. Проблема состоит в том, что производители обычно не указывают фактор увеличения объективов, и его можно только приблизительно оценить визуально.

Что такое глубина резкости или грип или как размыть фон на фотографии

Что это такое? Что попадет в резкость на фото, а что окажется не в фокусе? Как размыть фон на фотографии?

NIKON D810 УСТАНОВКИ: ISO 100, F4, 1 с, 85.0 мм экв.

Что такое глубина резкости?

Наверняка вы замечали, что фотоаппарат может сфокусироваться только на определенной дистанции, а всё, что находится перед или за местом фокусировки, оказывается размыто. Почему так? Во всем виноваты законы физики и оптики. Важно понимать, что объектив всегда фокусируется на определённой дистанции, а не на конкретном объекте съёмки. В этом легко убедиться: все предметы, находящиеся на что же дистанции, что и объект съёмки, окажутся тоже резкими.

Простое представление о глубине резкости.

Глубиной резкости изображаемого пространства (ГРИП) называется диапазон расстояний на снимке, в котором предметы воспринимаются как резкие.

Мы видим, что в этом определении говорится лишь о восприятии изображения человеком. Глядя на любое фото, мы сможем легко заметить, что четких границ у резкого и не резкого изображения не существует. Резкость плавно переходит в нерезкость, и каждый наблюдатель может сам в зависимости от своего восприятия проводить черту между резким и не резким в кадре.

На фотографии нет четких границ между резким и не резким: переход осуществляется плавно.

Дело в том, что только на дистанции фокусировки объектив дает максимально резкое изображение (в точке фокуса). Всё, что находится на других дистанциях, постепенно размывается, по мере отдаления от дистанции фокусировки. Сразу отметим, что при определении ГРИП во время съемки фотограф опирается прежде всего на свои глаза и опыт. В следующей статье мы поговорим и о том, как рассчитывают глубину резкости с высокой точностью и какие для этого существуют инструменты .

А пока я предлагаю обсудить как и, главное, для чего изменять глубину резкости. Ведь ГРИП — важный творческий инструмент, с которым должен уметь работать каждый фотограф.

От чего зависит глубина резкости?

Глубину резкости можно регулировать: увеличивать и уменьшать. За это отвечают следующие параметры

  • Дистанция до точки фокусировки: чем больше дистанция, тем глубина резкости больше, фон и передний план будут становиться резче. Чем дальше вы находитесь от объекта, на котором фокусируетесь, тем глубина резкости будет больше. Сравним кадры, сделанные при одинаковых параметрах, но на различной дистанции до объекта съемки:

При малой дистанции съемки и глубина резкости будет небольшой.

При большой дистанции съемки и глубина резкости будет большой. При тех же параметрах съемки, что в случае с левым кадром, в резкость попал весь Кремль.

  • Фокусное расстояние объектива: чем фокусное расстояние больше, тем глубина резкости меньше.

Сравним снимки, сделанные с одинаковой дистанции, но при разных фокусных расстояниях, при разном угле обзора.

Кстати, поэтому на компактных аппаратах фон размыть сложнее, нежели на зеркалках. Объективы компактов имеют достаточно короткое фокусное расстояние (чтобы дать нужный угол обзора при использовании маленькой матрицы). Оттого глубина резкости на компактах получается значительно больше и фон хуже размывается.

  • Диафрагма: чем более открыта диафрагма, тем глубина резкости меньше. Cравните кадры, сделанные при разных диафрагмах:

Чем сильнее закрываем диафрагму — тем больше глубина резкости.

Как правило, во время съемки глубину резкости регулируют именно за счет изменения диафрагмы. Ведь фокусное расстояние и дистанцию съемки зачастую поменять сложнее.

Когда необходима большая глубина резкости?

Во многих случаях нужна достаточная глубина резкости, чтобы в нее вошел весь наш сюжет. Прежде всего на ум приходит пейзажная съемка. Ведь при съемке пейзажа хочется показать резко как передний, близкий к нам план, так и фон. Поэтому пейзажи, как правило, снимаются на закрытых диафрагмах. Обычно значения диафрагмы при съемке пейзажа варьируются в районе от F8 до F16.

На переднем плане — красивый камень, на заднем — живописные горы. Конечно, хочется сделать резким и то, и другое. Поэтому фотограф закрыл диафрагму, тем самым добившись нужной глубины резкости.

Исключения могут составлять разве что пейзажи без близкого переднего плана, когда все объекты от нас сильно удалены. А раз дистанция съемки велика, значит и диафрагму закрывать не обязательно.

В данном пейзаже все предметы сильно удалены от фотографа, находятся на большой дистанции. Значит, данный кадр можно снимать на открытой диафрагме. Я для съемки выбрал диафрагму F6.3

NIKON D810 УСТАНОВКИ: ISO 64, F6.3, 1/125 с, 135.0 мм экв.

Вообще, прикрывать хоть немного диафрагму приходится почти всегда, когда мы имеем дело с многоплановой композицией. Даже если это не пейзаж, а групповой портрет или съемка предметов. Кстати, именно при коммерческой съемке предметов (для фотостоков, для каталогов) часто требуется прикрыть диафрагму, чтобы наш объект полностью попал в глубину резкости. Ведь если мы снимаем мелкие вещи с близкой дистанции, глубина резкости может быть очень маленькой. При коммерческой предметной съемке полная резкость предмета — важное требование, предъявляемое к фотографиям. А вот в творческой съемке предметов можно играть с диафрагмой и глубиной резкости как захочется.

NIKON D810 / 85.0 mm f/1.4 УСТАНОВКИ: ISO 64, F1.4, 1/3 с, 85.0 мм экв. NIKON D810 / 85.0 mm f/1.4 УСТАНОВКИ: ISO 64, F16, 25 с, 85.0 мм экв.

Пример съемки предметов с малой и с большой глубиной резкости. Кстати, о том как снят этот натюрморт, вы можете узнать из выпуска рубрики “Как это снято”.

На очень малых дистанциях производится и макросъемка. Поэтому, чтобы малюсенький цветочек, жучок или ювелирное изделие было достаточно резким, диафрагму закрывают, причем весьма значительно. При макросъемке часто пользуются диафрагмами от F16 и даже более закрытыми. Многие макрообъективы, например Nikon 105mm f/2.8G AF-S VR Micro-Nikkor, позволяют закрыть диафрагму аж до значения F32 (для обычных объективов значение минимальной диафрагмы колеблется обычно в пределах F16-F22)

Пример макросъемки: капля скатывается по лепестку розы. Кадр сделан макрообъективом Nikon AF-S Micro Nikkor 60mm f/2.8G ED. Дистанция съемки весьма мала (несколько сантиметров). Как видите, глубина резкости не так уж велика: в нее вошла лишь сама капля и края лепестка. Однако даже для такой небольшой ГРИП пришлось закрыть диафрагму до F18.

NIKON D5200 УСТАНОВКИ: ISO 200, F18, 15 с, 90.0 мм экв.

Почему диафрагму не принято закрывать до самого предела?

Вообще, отвечая на этот вопрос, стоит сразу сказать, что максимальную резкость в точке фокусировки объективы обычно дают на диафрагмах F8-F11. При более закрытых значениях глубина резкости продолжает увеличиваться, но детализация начинает постепенно падать, заметно снижаясь при приближении к максимальным значениям. Тут сказывается и явление дифракции. Поэтому, чтобы не портить резкость изображения, фотографы за редкими исключениями (например макросъемки), предпочитают не снимать на диафрагмах типа F22, F32.

Когда необходима маленькая глубина резкости?

Малая глубина резкости как правило нужна тогда, когда мы хотим выделить объект съемки резкостью, а остальной фон размыть. Конечно же, речь идет прежде всего о портретной съемке. В портрете фон размывают для того, чтобы ничто нас не отвлекало от главного героя кадра — человека.

NIKON D810 / 85.0 mm f/1.4 УСТАНОВКИ: ISO 640, F1.4, 1/160 с, 85.0 мм экв.

А многим очень нравится просто делать снимки с размытым фоном, играя с боке (рисунок с “кружочками” в зоне нерезкости). Таким образом можно снимать почти всё, что угодно: цветок на клумбе, красивый фонарь в городе, кулинарное изделие или куклу.

Пример съемки предмета на открытой диафрагме с размытым фоном.

NIKON D600 / 70.0-200.0 mm f/4. 0 УСТАНОВКИ: ISO 100, F4, 1/80 с, 190.0 мм экв.

Как размыть фон на фотографии?

Чтобы красиво размыть фон на фотографии и получать красивое боке, достаточно понять, что размытый фон — это следствие малой глубины резкости. А теперь мы уже знаем, как ее уменьшают и увеличивают — с помощью диафрагмы, фокусного расстояния объектива и выбора дистанции съемки.

Если мы снимаем с малой глубиной резкости, то всё, что не вошло в нее, окажется размытым, включая и фон.

Для съемки с малой глубиной резкости на зеркалки и беззеркалки, как правило, используют светосильные объективы с фокусным расстоянием более 35 мм на открытой диафрагме, снимая с не очень большой дистанции. Отличным выбором для фотографирования с размытым фоном станут телеобъективы вообще и портретная оптика в частности. В качестве примера объективов, которые красиво размывают фон, приведем Nikon AF-S 85mm f/1.8G Nikkor, Nikon AF-S 50mm f/1.8G Nikkor и Nikon AF-S 70-200mm f/2.8G ED VR II Nikkor.

А вот при использовании компактнных камер и камер системы Nikon 1, фон будет размыть сложнее: поскольку в них установлена меньшая по размеру матрица, то для получения должного угла обзора, используется оптика с гораздо более коротким фокусным расстоянием. А мы знаем, что чем короче фокусное расстояние — тем глубина резкости больше и тем сложнее размыть фон. Впрочем, попытаться размыть фон можно и на компактной камере. Для этого лучше всего снимать на максимальном зуме (то есть на максимальном фокусном расстоянии объектива) и с очень короткой дистанции.

В следующей статье мы познакомимся с тем, как точно рассчитать глубину резкости и как сделать так, чтобы весь кадр стал резким. Оставайтесь с нами!

Глубина резкости — один из инструментов фотографа

Большую часть информации об окружающем мире мы воспринимаем при помощи зрения. Фотография, это один из вариантов «поймать момент» и запечатлеть его для себя и потомков. Дело в том, что глаз, что фотокамера работают по законам оптики, иными словами общий принцип работы человеческого глаза идентичен объективу. Наш глаз постоянно фокусируется на разных предметах (в то время, как не интересующие нас остаются вне зоны фокуса) и мы ежесекундно сталкиваемся с понятием ГРИПа. Вот и рассмотрим сегодня что это такое и по какой причине оно возникает.

Что такое ГРИП?

ГРИП (глубина резко изображаемого пространства, или глубина резкости) в фотографическом деле — расстояние между ближней и дальней границами пространства, измеренное вдоль оптической оси, при нахождении в пределах которого объекты находятся в фокусе (на снимке получаются достаточно резко, и это понятие субъективное в определенной мере). Данное определение не строго математическое, поскольку плоскость наведения всегда одна. Размеры же пятен рассеяния образующих изображение, в частности, зависят от расстояния точек объекта до плоскости наведения. Чем больше диаметр такого пятна, тем не резче изображение объекта. Однако, точки предметов, расположенных вне плоскости наведения, могут изображаться достаточно резко если диаметры соответствующих кружков (пятен) рассеяния не превышают определённых величин. Считается, что если пятно рассеяния меньше 0,1 мм при рассматривании изображения с расстояния 25 см, человеческий глаз воспринимает его как резкое.

Все мы знаем, что глубина резкости — один из важнейших инструментов в фотографии. Благодаря этому явлению мы можем акцентировать внимание зрителя на объекте съёмки и управлять этим вниманием на второстепенных объектах. Так что же влияет на ГРИП?

Как влияет диафрагма на снимок

Диафрагма — она не только регулирует количество пропускаемого света. Чем больше значение диафрагмы (меньше физическое отверстие), тем больше глубина резкости, то есть область точной фокусировки вокруг снимаемого объекта. При открытой диафрагме происходит размытие заднего фона — этот эффект наиболее полезен в съемке портретов, чтобы акцентировать внимание на лице. С прикрытой же диафрагмой снимают пейзажи, в которых требуется резко отобразить всю площадь кадра.

Влияние фокусного расстояния объектива на ГРИП

Фокусное расстояние объектива — НЕ ВЛИЯЕТ на глубину резкости. Однако при различном фокусном расстоянии и прочих равных условиях получаются кадры, которые некорректно сравнивать. Если же получить сравнимые кадры (речь идет о масштабе изображения конкретной сцены), то ГРИП окажется одинаковой, однако при использовании объективов с большим фокусным расстоянием максимальный размер кружка рассеяния превышает соответствующую величину для короткофокусных объективов. Как следствие, несмотря на одинаковую глубину резкости, фон в случае съёмки длиннофокусным объективом будет размыт сильнее.

Расстояние до объекта съемки и влияние размера матрицы

Расстояние до объекта съемки — чем ближе вы находитесь к объекту съёмки, тем меньше глубина резкости.

Формат кадра (размер матрицы/пленки) — при увеличении светочувствительной поверхности уменьшается значение глубины резкости (корректнее сказать не уменьшается, а в кадр попадает большее количество снимаемых объектов, и при этом область ГРИП визуально становится меньше). Так что размер матрицы НЕ ВЛИЯЕТ на ГРИП.

Гиперфокальное расстояние и глубина резкости

Гиперфокальное расстояние — 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. 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.

Надеюсь эта статья помогла Вам разобраться о факторах влияющих на ГРИП и для нас стало очевидно, что глубина резкости индивидуальна и для каждого человека. Но она является очень важным инструментом любого фотографа, одной из «кисточек» светописи и без нее фотография утратила бы свой шарм. Используйте эту информацию для совершенствования вашей техники съемки и успеха! Фотографируйте!

Что такое ГРИП?

Что такое глубина резко изображаемого пространства (ГРИП)? В фотографии под этим термином понимают некоторую область пространства, в пределах  которой на снимке все объекты будут находиться в полной резкости.

Глубина резко изображаемого пространства является, пожалуй, одним из самых основных факторов работы, с помощью которого фотограф может влиять на построение кадра, на его композиционное решение. С помощью глубины резкости можно легко управлять вниманием зрителя, акцентировать его внимание на те или иные объекты в кадре, которые автор снимка считает наиболее значимыми и важными. Так же ГРИП позволяет фотографу показать на фотографии перспективу. Проще говоря, глубина резко изображаемого пространства – один из самых мощных инструментов фотографа. Давайте о ней сегодня и поговорим.

ГРИП в деталях

Начинающие фотографы порой даже и не представляют, что даже малейшая неточность в фокусировке способна сделать фотографию совершенно испорченной. Причем, совсем не имеет значения, что изображено на снимке. Излишняя и неуместная размытость той или иной зоны изображения сразу бросается зрителю в глаза, ее без труда разглядит даже неопытный человек.

Если вы решили, например, снимать портрет крупным планом, то, пожалуй, самым лучшим вариантом тут будет сделать фокусировку на глаза портретируемого. Если глаза модели будут изображены не резко, а уши, например, в четком фокусе – это будет смотреться очень нелепо. Это будет полнейший брак.

Акцент внимания зрителя нужно делать на самом главном

Правильный выбор глубины резко изображаемого пространства поможет фотографу показать зрителю изолируемость главного объекта в кадре, оторванность его от основного фона. Если вы сумеете на своем снимке добиться нерезкости заднего плана, его приятной размытости и мягкости, это позволит вам не отвлекать внимание человека, рассматривающего вашу фотографию, от основного объекта съемки.

Обратите внимание на начало предыдущего абзаца этой статьи. Мы не зря сказали: «правильный выбор глубины резко изображаемого пространства». Этим мы хотели подчеркнуть, что нет никакой необходимости натурную съемку превращать в сложную съемку в фотостудии, на пятнистом фоне. Если на вашей фотографии фон хоть и размыт, но вполне читаем – это придаст ей определенную привлекательность, поможет создать у зрителя то или иное настроение, которое вы хотите ему передать своим снимком.

Как управлять глубиной резко изображаемого пространства

Многие,  фотографы, даже те, кто совсем недавно взял в руки фотокамеру, знают, что в первую очередь глубина резко изображаемого пространства зависит от размера отверстия диафрагмы. Но, тем не менее, на величину глубины резкости так же влияют ещё и расстояние до снимаемого объекта и фокусное расстояние объектива, которым вы работаете.

Разобравшись и поняв, как работают эти два фактора, как они влияют на изображение, вы без особого труда научитесь комбинировать их. А это, в свою очередь, даст вам прекрасную возможность управлять глубиной резкости при создании ваших работ.

Давайте поговорим о каждом из этих факторов, влияющих на глубину резкости, немного поподробнее.

Диафрагма

Как мы уже сказали, диафрагма при работе с глубиной резко изображаемого пространства, пожалуй, самое главное. Главное преимущество работы с диафрагмой – то, что при съемке ее можно изменять в очень широком диапазоне значений.

Итак, главный закон диафрагмы. Чем больше диафрагменное число, то есть меньше отверстие диафрагмы, тем глубина резко изображаемого на снимке пространства будет больше. Проще говоря, чем уже отверстие, сквозь которое свет через объектив проходит на матрицу или пленку,  тем больше точность фокусировки вокруг снимаемого объекта.

Если открыть отверстие диафрагмы шире, то задний фон будет размыт. И тем ближе будет граница этой размытости и размытость будет сильнее, чем отверстие диафрагмы будет шире. Это свойство оптики хорошо использовать при съемке портретов, для того, чтобы акцентировать внимание зрителя на лицо портретируемого.

 С узким отверстием диафрагмы принято фотографировать пейзажи, на которых обычно бывает важным показать в резкости весь ландшафт, изображенный на снимке.

Максимальные значения диафрагмы в ту и другую стороны зависит от конструкции вашего объектива. Например, объективы с фиксированным фокусным расстоянием позволяют открыть отверстие диафрагмы до значений  F2,0, F1,4 или даже до F1,2.Но, работая на таких диафрагмах,  попасть в резкость бывает достаточно проблематично.

Так же не рекомендуем  вам фотографировать и на предельных значениях диафрагмы с другой стороны ее шкалы, то есть на самых минимальных по диаметру. Чаще всего современные объектив дают хорошие результаты по резкости в диапазоне диафрагм F8 — F16. Причем, работая на диафрагме F 1,4 нужно быть готовым не только к очень маленькой глубине резко изображаемого пространства, но и понижению четкости изображения а так же хроматической аберрации.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние объектива, которым вы работаете, тоже влияет на глубину резко изображаемого пространства.  Зависимость тут такая. Чем фокусное расстояние объектива больше, тем глубина резкости меньше. И, естественно, чем меньше фокусное расстояние, тем глубина резкости больше. Широкоугольники дают большую ГРИП.

Посмотрите вот на эту   таблицу. Условия съемки таковы: расстояние до объекта съемки 2 метра, диафрагма F 8.

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

Эта таблица хорошо иллюстрирует влияние фокусного расстояния объектива на величину глубины резко изображаемого пространства. Если вникнуть в цифры этой таблицы, вам сразу  будет понятно, что для того, чтобы добиться в кадре размытого фона при съемке на одном и том же значении диафрагмы нужно снимать более длиннофокусным объективом.

Расстояние до объекта съемки

Так же как и фокусное расстояние объектива, на глубину резко изображаемого пространства влияет и расстояние от  фотографа до того объекта, который является в кадре главным.

Зависимость тут такая. Чем ближе фотограф находится к объекту съемки, тем глубина резко изображаемого пространства будет меньше. Стало быть, тем мягче и размытее будет задний план.

Именно по этой простой причине фотографирование макрообъективами значительно усложняется из-за маленьких значений величины глубины резко изображаемого пространства. Взять хотя бы такой пример. Если вы будете снимать какой-нибудь  объект с расстояния 15 сантиметров макароообъективом с фокусным   расстоянием в 60 миллиметров на диафрагме F 2,0,  то глубина резкости у вас составит всего 0,33 см. Другими словами, 3.3 миллиметра! 

Расстояние от фотокамеры до снимаемого объекта измеряется не от передней линзы объектива, как считают некоторые, а от плоскости светоприемника, то есть матрицы вашего фотоаппарата или пленки, в него вставленной. На многих фотокамерах имеется специальный символ, определяющий плоскость светоприемника – перечеркнутая окружность.

Вот вам ещё одна таблица. Условия съемки таковы: фокусное расстояние объектива 85 миллиметров, диафрагма F 8.

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 резко изображаемого пространства. Что же это такое за расстояние?

Гиперфокальное расстояние – это самое короткое расстояние до точки фокусировки, при котором бесконечность попадает в зону глубины резко изображаемого пространства. Если при съемке объектив установить непосредственно на гиперфокальное расстояние, тогда глубина резко изображаемого пространства у вас будет распространяться от половины этого расстояния и до бесконечности.

Для примера такая раскладка: объектив у вас с фокусным расстоянием 24 миллиметра, снимаете вы на диафрагме F 11. Гипрефокальное расстояние в этом случае у вас составит 1,5 метра. Если вы настроите резкость на объект, находящийся от вас на расстоянии именно полутора метров, то на снимке у вас всё будет абсолютно резко от 70 сантиметров и до бесконечности.

Итог

Давайте сделаем краткие выводы из всего того, о чем мы вам сегодня рассказали.

Применяя в своей практической работе то, что вы сегодня узнали о глубине резко изображаемого пространства, для реализации своих творческих идей вы без особого труда сможете  подобрать правильную комбинацию фокусного расстоянии, значения диафрагмы и расстояния до снимаемого объекта.

Для того, чтобы вам было проще ориентироваться в глубине резко изображаемого пространства, на многих современных объективах, а на объективах прошлого века абсолютно на всех, имеется специально нанесенная шкала глубины резкости. С  помощью этой удобной в пользовании шкалы легко подобрать параметры съемки.

Если вы хотите получить на снимке приятный размытый фон, снимая, например, человека, который находится от вас на расстоянии 15 метров, вам будет необходимо взять объектив с фокусным расстоянием 200 миллиметров и фотографировать с диафрагмой F 4. При этих условиях глубина резко изображаемого пространства на вашем снимке составит всего 89 сантиметров.

Понимание глубины резкости — Руководство для новичков

Глубина резкости (DoF) — одно из важнейших понятий в фотографии. Понимание того, что такое DoF, и знание факторов, влияющих на него, — вот вещи, которыми должны овладеть все фотографы. Многие фотографы знают, что вы можете контролировать глубину резкости, регулируя диафрагму. Но знаете ли вы, что на глубину резкости влияют и другие факторы? В этой статье я хочу простыми словами объяснить, что такое глубина резкости, и поговорить о том, как вы можете ее контролировать.

Что такое глубина резкости?

Глубина резкости — это расстояние между ближайшими и самыми дальними объектами на фотографии, которое выглядит достаточно резким. Теперь ваша камера может четко сфокусироваться только в одной точке. Но переход от резкого к нерезкому происходит постепенно, а термин «приемлемо резкий» — расплывчатый! Не вдаваясь в технические подробности, то, как вы будете просматривать изображение и в каком размере вы будете смотреть на него, — факторы, которые влияют на приемлемую резкость изображения. Это также зависит от того, насколько хорошее у вас зрение!

С научной точки зрения, он основан на так называемом круге замешательства.Здесь задействовано больше физики, чем я собираюсь здесь углубляться! Спенсер говорит об этом в своей статье «Объяснение гиперфокального расстояния». Так что ознакомьтесь с техническими подробностями, если вам так хочется.

В этих двух скетчах я попытался проиллюстрировать, что подразумевается под узкой и большой глубиной резкости. На фотографии с узкой глубиной резкости в фокусе находится только небольшой фрагмент изображения. И наоборот, с большой глубиной резкости гораздо большая часть сцены становится резкой.

Видео демонстрация

Хотя в этой статье есть много реальных примеров фотографий, если вы относитесь к тому типу людей, которые предпочитают учиться с помощью демонстраций видео, мы сняли полное руководство по глубине резкости, которое вы можете найти полезный.Вы можете посмотреть это здесь:

Фото демонстрация

Теперь давайте покажем несколько примеров фотографий того, как изменить глубину резкости для данной сцены. Прежде всего, я хотел показать вам настройку, которую я использовал для создания образцов изображений в этой статье. Надеюсь, это даст вам немного больше информации о фотографиях и лучшее ощущение расстояний между объектами, которые я снимал. Чтобы изменить расстояние от камеры до объекта, я переместил штатив ближе / дальше от реквизита.Все тестовые изображения были сняты одной и той же камерой — Nikon D500.

Диафрагма

Диафрагма — это отверстие в линзе, через которое свет проходит к датчику. Думайте об этом как о зрачке вашего объектива. Он расширяется, чтобы впустить больше света, и сжимается, чтобы ограничить свет, когда он яркий. Диафрагма, вероятно, первое, о чем думает большинство фотографов, когда хотят настроить глубину резкости.

Большие диафрагмы, которые соответствуют малым значениям диафрагмы, создают очень малую глубину резкости.С другой стороны, маленькие диафрагмы или большие числа диафрагмы позволяют получать изображения с большой глубиной резкости.

Снято с помощью NIKON D800 и объектива 24–70 мм f / 2,8 @ 24 мм, ISO 200, 8 / 10s, f / 22,0
Это изображение имеет большой DoF. Я сфокусировался на камнях примерно в 5 метрах от меня. Камни на переднем плане и далекие облака — все в фокусе. Снято на NIKON D500 и объектив 17-55mm f / 2.8 @ 22mm, ISO 200, 1/1600s, f / 2.8
Это изображение имеет неглубокую глубину резкости. Здесь я остановился на боксерских перчатках. Они резкие, но фон размытый.

Расстояние между камерой и объектом

Еще одним важным фактором, влияющим на глубину резкости, является расстояние между камерой и объектом. Чем короче это расстояние, тем меньше глубина резкости. Вы когда-нибудь пытались сделать снимок цветка или насекомого крупным планом, но не можете сфокусировать весь объект даже с небольшой диафрагмой? Это потому, что чем ближе вы к объекту, тем меньше глубина резкости.

Посмотрите на эти два набора изображений. Расстояние между камерой и объектом в первой группе снимков равно 1.5м. После каждого кадра я останавливал диафрагму. У второго набора дистанция фокусировки чуть меньше полуметра. Обратите внимание на две вещи. В каждом наборе изображений по мере сужения диафрагмы глубина резкости увеличивается. Кроме того, для каждой пары фотографий, снятых с одной и той же диафрагмой, увеличивается глубина резкости, когда расстояние от камеры до объекта больше.

Просто небольшое примечание. В Интернете доступны различные калькуляторы глубины резкости. Вы также можете загрузить приложения DoF на свой телефон. Все значения DoF, упомянутые в этой статье, были рассчитаны с помощью приложения Simple DoF Calculator для моего iPhone.Если вас интересуют актуальные формулы для расчета глубины резкости, вы можете найти их здесь.

Фокусное расстояние объектива

Широкоугольные объективы (короткие фокусные расстояния) имеют большую глубину резкости, чем телеобъективы (длинные фокусные расстояния). Не совсем так! Это не так уж и сухо. Если вы делаете снимок и не меняете расстояние от камеры до объекта, это правда. Вы можете увидеть это, проиллюстрированное на этих двух наборах изображений ниже. Верхний набор снят с фокусным расстоянием 70 мм.Дно поставил на 105мм. Оба набора были сняты на расстоянии 2 м от объекта. Обратите внимание, что для каждой пары изображений, снятых с одной и той же диафрагмой, глубина резкости больше для объектива с более узким фокусным расстоянием.

Однако было бы несправедливо сравнивать эти два набора изображений. Поле зрения в каждой коллекции очень разное. Верхняя группа изображений охватила гораздо больше окружения, а олени в кадре намного меньше.

Чтобы сравнение было честным, я сделал еще два снимка.Первый был сделан с фокусным расстоянием 35 мм и примерно в 0,6 м от моей точки фокусировки (все еще глаз ближайшего оленя). Для второго изображения я переместил камеру назад так, чтобы она находилась на расстоянии 1,2 м от объекта. Затем я увеличил масштаб до 70 мм и создал кадр так, чтобы голова оленя была примерно того же размера и в том же месте, что и в первом кадре. Оказалось, что глубина резкости на обоих изображениях одинакова. Вы можете увидеть это, глядя на желудь перед носом оленя и снежинку и желудь сразу за носом.На обоих изображениях они одинаково резкие.

Так почему же два снимка выглядят по-разному? По двум причинам. Первое не имеет ничего общего с глубиной резкости. Боюсь, что пока я сочинял и снимал, солнце село! Таким образом, вы должны игнорировать тот факт, что фон на второй фотографии темнее. Прошу прощения за это! Кроме того, разница заключается в том, что большее фокусное расстояние имеет более узкий угол обзора. Таким образом, меньшая часть фона заполняет рамку.Кажущееся увеличение фона дает ощущение того, что размытие больше на фотографии, сделанной с более длинным объективом. Моя статья «Что такое сжатие объектива и как его использовать в фотографиях» рассказывает об этом более подробно.

Таким образом, фокусное расстояние на самом деле не влияет на глубину резкости, если вы отрегулируете расстояние от камеры до объекта так, чтобы увеличение объекта было одинаковым.

Размер сенсора

Размер сенсора также влияет на глубину резкости. В статье «Размер сенсора, перспектива и глубина резкости» довольно подробно рассматривается эта тема.Поэтому для получения дополнительных объяснений перейдите по ссылке.

Вкратце, камеры с меньшими сенсорами имеют большую глубину резкости. Однако вы должны быть осторожны при проведении сравнения. Вы должны смотреть на камеры с объективами с одинаковым эффективным фокусным расстоянием, чтобы поля зрения были одинаковыми. Если вы снимаете на одном и том же расстоянии от камеры до объекта и с одинаковыми диафрагмами, вы обнаружите, что более крупные датчики имеют меньшую глубину резкости. Вот почему многие профессиональные фотографы-портретисты любят использовать полнокадровые камеры.Вот пример. Полнокадровая камера с объективом 120 мм, камера APS-C с объективом 80 мм и камера Micro 4/3 с объективом 60 мм (все одинаковое поле зрения) имеют диафрагму f / 9 и расстояние от камеры до объекта 5,0 м. В этой таблице показано, как DoF будет выглядеть на каждом изображении.

Камера Фактор кадрирования Физическое фокусное расстояние Эффективное фокусное расстояние * Диафрагма DoF
* Эффективное фокусное расстояние = Физическое фокусное расстояние x Фактор кадрирования
Полнокадровый 1.0 120 мм 120 мм f / 9 0,92 м
APS-C 1,5 80 мм 120 мм f / 9 1,42 м
Micro 4/3 2,0 60 мм 120 мм f / 9 1,91 м

Распространенный вопрос: можете ли вы делать похожие изображения с одинаковыми степенями свободы, используя камеры с разными размерами сенсоров? Ответ положительный. Однако вы должны разделить диафрагмы на кроп-фактор, чтобы получить одинаковую глубину резкости.Используя те же камеры и объективы в приведенном выше примере, но установив диафрагму f / 18 на полнокадровой камере, f / 12 ** на датчике размера APS-C и f / 9 на камере Micro 4/3, вы получите изображения, которые не только находятся в одном поле зрения, но и имеют примерно одинаковую глубину резкости.

Камера Фактор кадрирования Физическое фокусное расстояние Эффективное фокусное расстояние * Физическая диафрагма Эффективная диафрагма ** DoF
* Эффективное фокусное расстояние = Физическое фокусное расстояние x Коэффициент кадрирования
** Эффективная диафрагма = диафрагма x коэффициент кадрирования
*** хотя f / 12 будет математически правильной физической диафрагмой, вам придется выбрать на камере либо f / 11, либо f / 13.
Полнокадровый 1.0 120 мм 120 мм f / 18 f / 18 1,89 м
APS-C 1,5 80 мм 120 мм f / 12 *** f / 18 ~ 1,91 м
Micro 4/3 2,0 60 мм 120 мм f / 9 f / 18 1,91 м

Определение глубины резкости

Многие зеркалки имеют кнопку предварительного просмотра глубины резкости.Если вы нажмете эту кнопку, когда смотрите в видоискатель, камера остановит объектив, и вы увидите, как будет выглядеть реальное изображение. Однако при малых значениях диафрагмы видоискатель будет очень темным, и превью будет сложно разглядеть!

Live view также можно использовать на некоторых моделях камер для предварительного просмотра того, как будет выглядеть DoF. Обратитесь к руководству по эксплуатации, чтобы узнать, может ли ваша зеркалка сделать это.

Беззеркальные фотографы потенциально имеют преимущество перед зеркальными фотокамерами, потому что то, что они видят в цифровой видоискатель или на ЖК-дисплей, — это то, как обычно выглядит фотография.

Заключение

На мой взгляд, не стоит зацикливаться на том, сколько дюймов DoF находится на снимке. Это полностью лишило бы удовольствия фотографировать. Гораздо важнее знать, когда вам нужна небольшая глубина резкости и как ее создать. То же самое верно, когда вам нужна большая глубина резкости. Прелесть цифровых технологий в том, что вы можете сделать снимок, а затем просмотреть его на ЖК-дисплее. Быстро просмотреть изображение намного проще, чем вытащить телефон и вычислить глубину резкости! Если вы не получаете желаемого результата, измените расстояние между камерой и объектом или диафрагму объектива, чтобы получить желаемый эффект.

Чтобы добиться меньшей глубины резкости, вы можете либо подойти ближе к объекту, либо открыть диафрагму. Для большей глубины резкости отойдите от объекта или закройте диафрагму. Вы также можете использовать большее фокусное расстояние, чтобы добиться «воспринимаемой» меньшей глубины резкости.

Понимание того, какие факторы влияют на глубину резкости фотографии, даст вам свободу творчества при создании изображений, которые вы хотите создать. Вы узнаете больше всего из практики. Найдите время, чтобы поэкспериментировать с камерой; узнать это получше.Попробуйте объективы с другим фокусным расстоянием, измените диафрагму, переместите ноги, чтобы изменить перспективу. Проанализируйте свои фотографии, чтобы знать, как работает ваше снаряжение. Тогда, когда придет время делать действительно важные снимки, вы будете готовы.

Глубина резкости для начинающих: основное руководство

Возможно, вы слышали термин «глубина резкости », «» (DoF), но что на самом деле означает «», глубина резкости , и как вы можете управлять ею для достижения художественных результатов?

В этой статье вы откроете для себя все основы глубины резкости, в том числе:

  • Простое определение глубины резкости
  • Почему глубина резкости действительно так важна в фотографии (и почему вы, , должны понимать эту концепцию)
  • Факторы, влияющие на глубину резкости на ваших фотографиях
  • Как отрегулировать глубину резкости поле для безумно художественных результатов
  • Многое, многое другое!

Давайте начнем.

Что такое глубина резкости в фотографии?

Глубина резкости — это зона на фотографии, которая кажется резкой и в фокусе. На каждом снимке есть точка фокусировки (где вы на самом деле фокусируете свой объектив ). Но есть также область как перед , так и за , ваша точка фокусировки, которая также выглядит резкой — и эта область соответствует глубине резкости.

Зона резкости будет варьироваться от фотографии к фотографии в зависимости от различных факторов, таких как диафрагма и расстояние до объекта (более подробно это обсуждается ниже).

Таким образом, регулируя настройки камеры и композицию, вы можете определить, насколько изображение будет резким, а какое — размытым.

Глубокая и узкая глубина резкости: несколько примеров глубины резкости

Считается, что четкие изображения спереди назад имеют глубину резкости . Большая глубина резкости популярна в пейзажной фотографии, когда часто требуется показать каждую мельчайшую деталь сцены.

Вот пример фотографии с большой глубиной резкости; обратите внимание, какой тротуар резкий, деревья резкие, и даже дальний фон кажется резким:

А вот еще один пример большой глубины резкости с полной резкостью от переднего плана до заднего плана:

С другой стороны, некоторые изображения имеют очень маленьких зон фокуса, известных как малая глубина резкости .Фотографии с малой глубиной резкости сразу заметны, потому что объект останется резким, а фон будет плавным кремовым размытием:

Этот эффект особенно популярен в портретной съемке; фотографы используют его, чтобы привлечь внимание к объекту съемки, не отвлекаясь от фона. Но вы также увидите макросъемку с малой глубиной резкости, как на этой фотографии:

И вы также можете найти уличную фотографию с неглубокой глубиной резкости, фотожурналистическую фотографию и даже пейзажную фотографию.

(Ищете примеры с большей глубиной резкости? Вот коллекция изображений с очень малой глубиной резкости, а вот коллекция с гораздо большей глубиной резкости.)

Почему важна глубина резкости?

Количество четких фотографий — ключевой художественный компонент фотографии .

Имеет ли ваше изображение небольшую глубину резкости или большую глубину резкости, это может иметь огромное значение (и часто может изменить или изменить композицию).

Например, если вы фотографируете портретный объект с отвлекающим фоном, неспособность создать малую глубину резкости часто приводит к очень посредственной фотографии, похожей на снимок.

И если вы фотографируете пейзаж с красивым передним планом, потрясающим средним планом и потрясающим фоном, отказ от использования большой глубины резкости помешает зрителю оценить всю сцену.

Правильная глубина резкости для вашего снимка может иметь решающее значение. Посмотрите, как малая глубина резкости (справа) создает гораздо более приятный, не отвлекающий фон по сравнению с большой глубиной резкости (слева).

Итог:

Глубина резкости имеет значение.Научитесь контролировать это, и ваши фотографии сразу станут лучше.

Факторы, влияющие на глубину резкости

Глубину резкости определяют три основных фактора. Их:

  1. Диафрагма (диафрагма)
  2. Расстояние между объективом и объектом
  3. Фокусное расстояние объектива

Понимая эти переменные и как они работают, вы можете произвольно создавать большую или малую глубину резкости.

Диафрагма (диафрагма)

Диафрагма — это отверстие в объективе, через которое свет попадает в камеру.

И чем больше отверстие, тем меньше глубина резкости.

Возможно, вы знакомы со значениями диафрагмы, которые выглядят следующим образом: f / 2, f / 2,8, f / 4, f / 5,6, f / 8, f / 11, f / 16 и т. Д. Наименьшее f- числа соответствуют самой широкой диафрагме и, следовательно, самой малой глубине резкости. И большие числа f соответствуют самым узким диафрагмам и, следовательно, самой глубокой глубине резкости.

Другими словами:

Большая диафрагма = Маленькое число f = Малая (малая) глубина резкости
Маленькая диафрагма = Большое число f = Большая (большая) глубина резкости

Теперь регулировка диафрагмы (диафрагма) вашего объектива — это самый простой способ контролировать глубину резкости при настройке кадра.

Изображение слева было снято при f / 5, что привело к относительно небольшой глубине резкости (обратите внимание на размытые листья). Изображение справа было снято при диафрагме f / 32, что позволило создать большую глубину резкости и более резкий фон.

Итак, если вы фотографируете пейзаж и вам нужна большая глубина резкости, просто установите диафрагму на f / 11 или около того, и вы, как правило, получите резкость от переднего плана к фону. Если вы фотографируете портрет и хотите получить небольшую глубину резкости, установите диафрагму на f / 2.8, и вы получите красивый размытый фон.

Расстояние между объективом и объектом

Чем ближе объект находится к камере, тем меньше становится глубина резкости.

(Обратите внимание, что здесь я использую термины «объект» и «точка фокусировки» как синонимы — если вы случайно сфокусируетесь позади объекта, то глубина резкости будет совершенно другой.)

Так что, если вы фотографируете цветок близко и лично, глубина резкости уменьшится.А если сделать десять шагов назад, глубина резкости увеличится.

Когда вы подходите к объекту очень близко, глубина резкости уменьшается — независимо от вашей диафрагмы!

Фокусное расстояние

Чем больше фокусное расстояние, тем меньше глубина резкости.

Итак, если ваш объект находится на расстоянии 33 футов (10 метров) и ваша диафрагма установлена ​​на f / 4, фокусное расстояние 50 мм даст вам диапазон глубины резкости примерно от 22-63 футов (6,7-19,2 метра) для общая глубина резкости 41 фут (12,5 метра).

Но если вы увеличите масштаб до 100 мм, стоя в том же месте, используя диафрагму f / 4, глубина резкости изменится примерно до 29,5-37,5 футов (9-11,4 метра) с общей глубиной резкости 8 футов (2,4 метра). ).

Собираем все вместе

Диафрагма, расстояние до объекта и фокусное расстояние вместе определяют глубину резкости.

Это означает, что эти три фактора могут сочетаться, чтобы произвести эффект очень большой глубины резкости, или они могут нейтрализовать друг друга.

Например, если вы снимаете при f / 2,8, и , вы приближаетесь к объекту, а при и вы используете телеобъектив, вы получаете сверхмалую глубину резкости.

Но если вы приблизитесь к объекту, используя широкоугольный объектив, эти два фактора, как правило, уравновешиваются, что приводит к средней глубине резкости.

Имеет смысл?

Это изображение лебедя, скрывающегося в высокой листве, было получено с расстояния около 16 футов (5 метров) на расстоянии 300 мм. Эта комбинация фокусного расстояния и расстояния создала глубину резкости примерно 2 дюйма (5 сантиметров), поэтому передний план и фон выглядят такими размытыми.

Как работать с глубиной резкости: пошаговый подход

Хотя теория великолепна, вы также должны понимать, как применять глубину резкости при съемке.

Вот мой быстрый пошаговый подход к достижению идеальной глубины резкости:

Шаг 1. Установите камеру в режим приоритета диафрагмы или ручной режим

Большинство камер предлагают только два режима, в которых вы можете легко управлять диафрагмой и, следовательно, глубиной резкости:

Режим приоритета диафрагмы и ручной режим.

Итак, первым делом нужно переключить диск режима камеры в один из этих режимов.

(Если вы новичок, режим приоритета диафрагмы, вероятно, лучший вариант — он позволит вам ввести диафрагму, в то время как ваша камера определяет лучшую выдержку для хорошей экспозиции. Если вы более продвинуты, ручной режим будет позволяют независимо выбирать диафрагму и выдержку для большего творческого контроля.)

Шаг 2. Определите, нужна ли вам большая или узкая глубина резкости.

Внимательно наблюдайте за своей сценой.Спросите себя: хочу ли я размыть фон? Или я хочу, чтобы весь кадр был резким?

Вообще говоря, если ваш фон отвлекает , лучше использовать небольшую глубину резкости. Но если фон добавляет к сцене — например, он содержит красивые облака, потрясающий горный хребет или вносит ценный контекст — тогда используйте большую глубину резкости.

Если вы хотите получить изображение с небольшой глубиной резкости, вам, как правило, не нужно точно рассчитывать глубину резкости.С другой стороны, если вы хотите, чтобы весь снимок оставался резким, вы можете рассчитать гиперфокальное расстояние (см. Раздел о гиперфокальном расстоянии ниже), чтобы определить лучшую точку фокусировки.

Шаг 3. Настройте диафрагму, расстояние до объекта и фокусное расстояние

Теперь, когда вы знаете, какой эффект глубины резкости вам нужен, пора внести соответствующие изменения в вашу композицию и / или настройки камеры.

Если вашей целью является эффект малой глубины резкости, установите объектив на максимально широкую диафрагму.Затем подойдите как можно ближе к объекту и сделайте снимок.

Если ваша цель — добиться эффекта большой глубины резкости, используйте широкоугольный объектив (если возможно) и отойдите как можно дальше от объекта, не жертвуя композицией. Затем установите узкую диафрагму — часто идеально подходит f / 8 или больше, хотя см. Следующий раздел о гиперфокальном расстоянии, если вы не уверены, что лучше — сфокусируйтесь на трети расстояния до сцены и сделайте снимок.

(Подсказка: когда вы смотрите в видоискатель камеры, вы, как правило, видите предварительный просмотр изображения с максимальной диафрагмой и вашего объектива.Но многие камеры предлагают кнопку предварительного просмотра глубины резкости; нажмите эту кнопку, и вы сможете предварительно просмотреть фактическую глубину резкости в реальном времени, прежде чем нажимать кнопку спуска затвора. Проверьте свое руководство, чтобы узнать, есть ли такая опция на вашей камере!)

Шаг 4. Убедитесь, что у вас правильная глубина резкости.

После того, как вы сделали снимок, особенно когда вы только начинаете, я настоятельно рекомендую вам проверить ЖК-экран камеры, чтобы убедиться, что вы прибили глубину резкости.

Просмотрите изображение в режиме просмотра.Если ваша цель — сохранить резкость всего кадра, увеличьте фотографию, чтобы проверить ближайший объект переднего плана и самый удаленный фоновый объект, просто чтобы убедиться, что все выглядит хорошо.

Если вы заметили ошибку, вы всегда можете переснять до того, как изменится свет.

Гиперфокальное расстояние: как все сфокусировать

Гиперфокальное расстояние — это особая точка фокусировки в вашей сцене. Это точка для заданной диафрагмы и фокусного расстояния, которая позволяет максимально увеличить глубину резкости.

В частности, когда вы фокусируетесь на гиперфокальном расстоянии, ваша глубина резкости будет увеличиваться от до половины вашей точки фокусировки до бесконечности.

Как вы понимаете, это полезно, когда вы хотите сохранить резкость всей сцены; вы просто устанавливаете желаемую диафрагму, а затем устанавливаете точку фокусировки на гиперфокальное расстояние.

Изображение, подобное этому — с четким передним планом и далеким фоном — может выиграть от фокусировки на гиперфокальном расстоянии.

Но как определить гиперфокальное расстояние в поле? У вас есть несколько вариантов. Во-первых, вы можете использовать калькулятор гиперфокального расстояния, подобный тому, который предлагает PhotoPills, который позволит вам установить фокусное расстояние и выбранную диафрагму перед тем, как рассчитать гиперфокальное расстояние.

В качестве альтернативы вы можете сфокусироваться на трети расстояния до сцены, что является хорошим практическим правилом — при условии, что вы использовали относительно узкую диафрагму (f / 8 или больше подойдет) и широкоугольный объектив.

Выполнение точных расчетов глубины резкости: графики, калькуляторы и приложения

Большинству фотографов не нужно точно измерять глубину резкости, находясь в поле, поэтому быстрые оценки или использование простых практических правил работают нормально, особенно если вы потом проверите свой ЖК-дисплей.

Но вы можете оказаться в ситуации, когда глубина резкости имеет большое значение — например, если вы пейзажный фотограф и работаете с очень глубокой сценой , вы макро-фотограф, снимающий с очень большим увеличением, или вы Вы продуктовый фотограф, и у вас нет возможности переснять, если вы испортили глубину резкости.

В таких случаях я бы рекомендовал обратиться к некоторому типу «помощника» по глубине резкости. У вас есть несколько вариантов:

  1. Диаграммы глубины резкости. Они показывают диапазон глубины резкости при разной диафрагме и расстоянии от объектива до объекта. Вы можете распечатать их и ламинировать, если вам нужна физическая копия, но вам понадобится отдельная таблица для каждого фокусного расстояния объектива, что может разочаровать, если вы используете несколько простых чисел или даже один зум.
  2. Калькуляторы глубины резкости.Они позволяют вам вводить ваше фокусное расстояние, расстояние до объекта и вашу диафрагму, а затем они возвращают ваш диапазон глубины резкости. Они очень гибкие, но вам нужно будет держать один под рукой на телефоне. Они также менее полезны, чем диаграммы (потому что диаграмма позволяет увидеть, как изменяется глубина резкости, когда вы вносите небольшие изменения в диафрагму и расстояние до объекта).
  3. Глубина резкости приложений. Существует множество бесплатных и платных приложений для определения глубины резкости, большинство из которых предлагают комбинацию двух вышеупомянутых помощников DoF.Например, PhotoPills предлагает и калькулятор, и график (плюс, график настраивается — вы можете установить фокусное расстояние, и он немедленно пересчитает ваши диапазоны глубины резкости). PhotoPills также включает в себя другие полезные вспомогательные средства для фотосъемки, такие как время и направление восхода / заката, графики и калькуляторы гиперфокальных расстояний и многое другое. Конечно, вам нужно всегда носить с собой телефон, но это по-прежнему предпочтительное решение для большинства пейзажных фотографов.
Диаграмма глубины резкости, предлагаемая PhotoPills.

В конечном счете, выбор степени резкости зависит от ваших предпочтений — так что не стесняйтесь пробовать каждый вариант и посмотреть, какой из них вам больше нравится!

Когда использовать малую глубину резкости

Малая глубина резкости позволит выделить объект на заднем плане. Вот несколько ситуаций, когда малая глубина резкости часто имеет смысл:

  • В портретной фотографии, когда вы хотите подчеркнуть особенности вашего объекта
  • В фотографии дикой природы, когда вы хотите, чтобы животное выделялось
  • В спортивной фотографии, когда вы хотите привлечь внимание к спортсмену
  • В макросъемке, когда вы хотите сфокусировать зрителя на цветке, растении или насекомом
  • При съемке событий и уличной фотографии, когда вы хотите изолировать человека в хаотической среде

Обратите внимание, что использование широкой диафрагмы для малой глубины резкости также поможет увеличьте количество света, попадающего на ваш сенсор, что, в свою очередь, позволит вам увеличить выдержку.Это большое преимущество, если вы снимаете при слабом освещении или вам нужна сверхвысокая выдержка, чтобы заморозить действие.

Здесь я использовал эффект малой глубины резкости, чтобы птица отделилась от фона.

Когда использовать большую глубину резкости

Большая глубина резкости обеспечивает контекст, выделяет мелкие детали, делает сцены более реалистичными и — в сочетании с определенными методами композиции — увеличивает глубину. Вот несколько ситуаций, когда лучше всего использовать большую глубину резкости:

  • В пейзажной фотографии, когда вы хотите направить зрителя с переднего плана на средний план на задний план или вы хотите подчеркнуть как интересные особенности переднего плана, так и потрясающие особенности фона
  • В макросъемке, когда вы работаете с большим увеличением, но вы хотите, чтобы весь главный объект оставался резким
  • В уличной фотографии, когда вы хотите подчеркнуть суету и хаос города
  • В архитектурной фотографии, когда вы хотите показать все здание
  • В фотографии недвижимости, когда вы хочу выделить весь интерьер
Для такого пейзажа часто требуется большая глубина резкости; благодаря диафрагме f / 16 дорога, опавшие листья и далекие деревья остаются резкими, и зритель чувствует, что он может войти в сцену.

Глубина резкости: заключительные слова

Глубина резкости — важное понятие для фотографов всех мастей.

Так что возьмите камеру и попрактикуйтесь в работе с глубиной резкости. Посмотрите на фотографии, которыми вы восхищаетесь, и подумайте о глубине резкости, которую используют фотографы. И самое главное, поймите, как глубина резкости может улучшить ваши изображения!

Теперь к вам:

Какие вопросы у вас есть о глубине резкости? Какую глубину резкости вы чаще всего используете на фотографиях? После прочтения этой статьи вы планируете изменить свой подход? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже!

Глубина резкости Часто задаваемые вопросы

Равномерно ли распределена глубина резкости перед моей точкой фокусировки и за ней?

№Глубина резкости обычно составляет около одной трети спереди и две трети позади вашей точки фокусировки, хотя по мере увеличения фокусного расстояния распределение глубины резкости становится более равным.

Как понимание глубины резкости улучшит мои изображения?

Сохранение резкости изображений — важный навык, а умение делать части изображений резкими, а части не в фокусе — ключевой художественный инструмент для создания потрясающих результатов.

Как точно установить глубину резкости для каждой фотографии?

Вы можете использовать диаграмму глубины резкости, калькулятор или приложение, чтобы определить точную глубину резкости с учетом определенного фокусного расстояния.

Можно ли настроить глубину резкости, чтобы все было в фокусе?

Да. Вы должны использовать концепцию, называемую гиперфокальным расстоянием ; когда вы фокусируетесь в этой точке, вы увеличиваете глубину резкости и в целом сохраняете резкость всего изображения.

Что такое боке?

«Боке» в переводе с японского означает «размытие». Сильный эффект боке создается в областях, находящихся вне фокуса (т. Е. В областях за пределами глубины резкости). Для наилучшего боке вам понадобится сверхмалая глубина резкости, хотя вы также можете максимизировать качество боке другими способами, например, увеличив расстояние между объектом и фоном.

Определение глубины резкости в фотографии: основы

D Глубина резкости (DOF) определяется как область проецируемого изображения вперед и назад от фокальной плоскости, которая также оказывается в фокусе на изображении. Когда вы пропускаете свет через линзу и фокусируете этот свет, чтобы сформировать изображение на куске пленки, цифровом датчике, проекционном экране и т. Д., Область изображения, которая находится в истинном фокусе, становится тонкой как бритва — фокальная плоскость. Все остальное в какой-то степени не в фокусе.Однако из-за тонкости областей вне фокуса мы не замечаем мягкости изображения до тех пор, пока объекты не будут располагаться дальше от этой плоскости фокуса, и размытие не достигнет определенного уровня; наши глаза и камеры видят на изображении область глубины, где все кажется в фокусе.

Давайте создадим наглядное пособие, которое поможет вам «увидеть» это явление. Вместо того, чтобы визуализировать произвольные световые лучи, отражающиеся от объекта, для целей этой статьи мы можем представить, что делаем фотографии одной крошечной точки света.Если эта светящаяся точка света находится в фокусе, она выглядит как единственная светящаяся точка. Если он не в фокусе, он выглядит как более крупная и размытая световая точка. Верно?

Фотоаппарат и объектив. Объектив фокусирует свет на плоскости изображения.

Если вы просмотрите мою статью о фокусировке, вы увидите упрощенные диаграммы, показывающие лучи света, отражающиеся от объекта, проходящие через линзу с подвижным элементом фокусировки, а затем фокусирующиеся, в идеале, на датчик / пленку или плоскость изображения.Лучи света, которые сходятся до или после этой плоскости изображения, когда линза фокусировки перемещается к объекту или от объекта, оказываются не в фокусе в плоскости. Теперь давайте представим, что линза фокусировки фиксируется на постоянном расстоянии от объекта. Предполагая, что объект трехмерный, только те световые лучи, которые находятся на фокусном расстоянии, правильно сходятся на плоскости изображения. Любые световые лучи, отражающиеся от объекта на разном расстоянии от линзы, будут либо сходиться до, либо после плоскости изображения.Это создает размытое пятно на плоскости изображения. Однако многие из этих совпадений происходят непосредственно перед или сразу после полета; достаточно близко, чтобы размытые пятна были крошечными, и мы не замечаем, что эти отраженные области объекта или сцены не находятся в истинном фокусе.

Две нижние иллюстрации иллюстрируют , что происходит, когда свет излучается сзади или за
до того, как плоскость фокусировки пересекает плоскость изображения. Создается размытое пятно. Если пересечение света близко
к плоскости изображения, размытое пятно будет маленьким, и свет окажется в фокусе.

А вот что самое интересное: в фотографии есть физические переменные, которые позволяют нам регулировать глубину области того, что выглядит резким до и после плоскости фокуса — глубины резкости.

Факторы, влияющие на глубину резкости

Глубина области глубины резкости описывается несколькими способами. Глубина резкости, не охватывающая большое расстояние, называется мелкой, малой, узкой или короткой. Глубина резкости, покрывающая большое расстояние, называется глубокой, большой, широкой или длинной.Эти термины являются синонимами и могут использоваться как синонимы. Нет термина более правильного, чем другой, но я обнаружил, что для простоты описание глубины резкости как «длинная» или «мелкая» работает лучше всего и помогает уменьшить недопонимание.

Есть четыре фактора, которые влияют на глубину резкости изображения или контролируют ее:

  1. Круг нерезкости (КОК)
  2. Диафрагма объектива
  3. Фокусное расстояние объектива
  4. Фокусное расстояние (расстояние между объективом и объектом)

DOF не относится к определенной камере или объективу.Комбинация этих четырех вещей создает глубину резкости, которую мы наблюдаем на проецируемом изображении. Первый фактор несколько запутан и запутан. Последние три фактора легко контролируются фотографом.

Если вы чувствуете, что на вас накатывает волна замешательства, и вы не хотите ссылаться на диаграммы, говорить о размытых точках или смотреть на формулы, то вам подойдет следующее:

Если вы хотите сделать снимок с более мягким сфокусированным фоном, меньшей глубиной резкости, вы можете использовать большую диафрагму, объектив с большим фокусным расстоянием или приблизиться к объекту с помощью данного объектива.Чтобы получить изображение, на котором фон выглядит более сфокусированным, с большей глубиной резкости, вам следует сузить диафрагму объектива, использовать объектив с более коротким фокусным расстоянием или отойти подальше от объекта.

Если ваше любопытство возросло и вы хотите узнать больше о том, как и почему это происходит, продолжайте читать! Затем, если вы хотите знать математику, стоящую за этим, мы расскажем о вас во второй части.

Круг замешательства, упрощенный

Известный как диск нерезкости, круг размытия, пятно размытия и круг нечеткости, круг нечеткости (COC) — наиболее сложная и трудная для понимания концепция глубины резкости.

Вот иллюстрация того, как объекты на разных расстояниях, хотя и идентичны по размеру,
будут создавать пятна разных размеров (и размытость) в плоскости изображения.

COC определяется как размер самого большого пятна размытия, которое все еще отображается как одна точка (в фокусе) на изображении. То, что COC привносит в уравнение глубины резкости, является стандартным критерием резкости. Возможно, вы видели другие определения глубины резкости, которые относятся к термину «приемлемая резкость» или «приемлемый фокус».Само по себе «приемлемый» — это субъективный термин. То, что для одного зрителя может быть приемлемо резким или в фокусе, может быть ужасно размытым для другого. Итак, для инженеров по оптике и камерам нам нужно сделать это окончательное измерение, а не субъективно. Термин «приемлемый» снова появится в этой статье, но знайте, что при вычислении глубины резкости «приемлемый» — это математически определенная величина при обсуждении резкости или фокуса.

COC является функцией:

  1. Расстояние обзора
  2. Расширение
  3. Острота зрения

Расстояние просмотра : Размытое пятно наверху выглядит как размытое пятно при просмотре с нормального расстояния от компьютера
или экрана планшета.Однако если вы посмотрите на это же пятно через всю комнату, оно будет выглядеть как четкая, чистая зеленая точка.

Расстояние просмотра : Вернемся к той точке света на изображении. Если вы поднесете нос к экрану компьютера или к отпечатку или плакату, эта точка света может выглядеть как размытое пятно с очень близкого расстояния. Однако, если вы встанете через комнату и посмотрите на то же место, теперь оно будет выглядеть как единая точка.

Если ваш глаз ближе к воспроизводимому изображению, глубина резкости меньше.Световые точки должны быть точками, чтобы они не выглядели размытыми. Если вы находитесь дальше от изображения, глубина резкости больше. Размытые точки могут выглядеть не такими размытыми на расстоянии.

Эта анимация имитирует просмотр объекта с разного расстояния.

Увеличение : Чем больше воспроизводится изображение, тем меньше глубина резкости. Чем меньше размер репродукции, тем больше глубина резкости. Этот коэффициент аналогичен описанному выше расстоянию просмотра. Если воспроизвести размытое пятно на гигантском рекламном щите на шоссе, получится огромное размытое пятно.Воспроизведите его на крошечном принте размером с бумажник, и он может выглядеть как единая точка света.

Увеличение: идентичное изображение воспроизводится в разных размерах.
Обратите внимание, как
на меньшем изображении текстура мяча для гольфа более согласованна, тогда как на большом изображении
изображение показывает небольшую глубину резкости, при которой только часть ямок находится в фокусе.

Острота зрения : Мы приносим свои извинения людям с неидеальным зрением.Если эта точка света кажется вам размытой из-за того, что ваши глаза неправильно фокусируются, ваша глубина резкости больше, чем у тех, кто может видеть точку света более четко. Чем лучше ваше зрение, тем меньше глубина резкости.

Теперь, когда у нас есть COC, обсуждение DOF становится намного легче понять, двигаясь вперед. Мы также собираемся обсудить элементы глубины резкости, которыми мы можем управлять напрямую с помощью нашей камеры и объектива.

Диафрагма

Диафрагма, относительный размер отверстия объектива, не только определяет количество света, попадающего в объектив, но и влияет на глубину резкости.

Сравнение диафрагмы DOF

Чем больше апертура, тем меньше глубина резкости. Чем меньше апертура, тем больше глубина резкости.

Свет, попадающий в объектив с диафрагмой, которая открыта на максимальную диафрагму, должен быть больше изогнут, чтобы встретиться в одной точке на датчике. Многие световые лучи проходят через апертуру далеко от оптической оси линзы. Поскольку они более изогнуты, они пересекают плоскость изображения под большим углом, чем свет, проходящий ближе к оптической оси.Когда световые лучи сходятся до или после плоскости изображения — не в фокусе — больший угол вызывает образование большего размытого пятна в плоскости изображения и, следовательно, дает меньшую глубину резкости.

Иллюстрация прохождения света через большую апертуру в сравнении с меньшей апертурой

Свет, проходящий через узкое отверстие на линзе, с меньшей апертурой, проходит через линзу намного ближе к оптической оси и не преломляется так сильно, как свет, попадающий на крайние края линзы.Это уменьшение преломления означает, что расфокусированные световые лучи ближе друг к другу, когда они пересекаются до или после плоскости изображения, образуя меньшее размытое пятно в плоскости изображения. Несмотря на то, что световые лучи пересекаются до или после плоскости изображения, меньший угол создает меньшее размытое пятно, и это дает вам большую глубину резкости.

Итак, чтобы сделать ваши фотографии большей глубиной резкости, установите меньшую диафрагму (большее число F-ступени). Если вам нужна малая глубина резкости, откройте диафрагму (меньшее число диафрагмы).

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние объектива, расстояние от задней узловой точки объектива до плоскости изображения, когда объектив сфокусирован на бесконечность, влияет как на поле зрения, так и на глубину резкости.

Фокусное расстояние DOF Сравнение

Чем короче фокусное расстояние объектива, тем больше глубина резкости. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше глубина резкости.

Что касается диафрагмы, мы отметили, что большее преломление световых лучей означает большее размытое пятно в плоскости изображения и, следовательно, меньшую глубину резкости.Здесь у нас большее преломление из-за фокусного расстояния, но, поскольку линза имеет другой физический размер, мы также меняем расстояние, на котором эти точки воспроизводятся до и после фокальной плоскости. Это изменение расстояния влияет на глубину резкости.

Почему? Линза с более коротким фокусным расстоянием должна изгибать свет, попадающий в линзу, под более острым углом, чтобы соответствовать плоскости изображения, потому что линза и плоскость изображения расположены ближе друг к другу. Из-за большего угла преломления пересечения вне фокуса происходят ближе к плоскости изображения.Это меньшее расстояние приводит к созданию меньшего размытого пятна, что приводит к большей глубине резкости.

Иллюстрация света от конечных объектов, проходящего через линзы с разным фокусным расстоянием, показывает относительное расстояние между точками изображения.

Чем дальше вы перемещаете линзу от плоскости изображения — чем больше фокусное расстояние — тем меньше свет должен изгибаться для пересечения в плоскости изображения. Это означает, что пересечения не в фокусе будут происходить на большем расстоянии от плоскости изображения, что означает большее размытое пятно, что приведет к неглубокой глубине резкости.

Если вам нужна сравнительно малая глубина резкости, используйте объектив с большим фокусным расстоянием. Широкоугольный объектив даст вам большую глубину резкости.

Расстояние фокусировки или расстояние от объекта до объектива

Истинная переменная для уравнений глубины резкости: расстояние фокусировки при условии, что вы сфокусировались на конечном объекте. Это расстояние от линзы, на котором существует фокальная плоскость. У старых объективов на корпусе были маркировки, которые точно указывали, как далеко фокусируется объектив, но во многих современных объективах эта маркировка отсутствует.

Фокальная плоскость или объект от до Расстояние до камеры Сравнение глубины резкости

Расположение фокальной плоскости на небольшом расстоянии от плоскости изображения обеспечивает неглубокую глубину резкости. И наоборот, чем дальше плоскость изображения от фокальной плоскости, тем больше глубина резкости.

Это легче всего представить, если подумать о фотографиях, которые вы, вероятно, видели. Портрет крупным планом показывает фон, который не в фокусе, в то время как пейзажная фотография, сделанная через обширный вид, покажет на переднем плане реку и деревья в фокусе, а также горы в десятках миль за ней.

На большем расстоянии от объекта световые лучи будут иметь суженный путь через объектив, и, когда расфокусированные лучи пересекаются до или после плоскости изображения, они будут создавать меньшее размытое пятно и создавать более длинную глубину резкости.

Иллюстрация света от конечных объектов на разном расстоянии, проходящего через линзы, показывает относительное расстояние между точками изображения и разницу в размере бесконечных пятен размытия.

И наоборот, поместите камеру близко к объекту, и световые лучи должны быть больше изогнуты, чтобы пересекаться в плоскости изображения или рядом с ней.Опять же, как и в случае с фокусным расстоянием, изменение расстояния дает больший размытый круг и, следовательно, меньшую глубину резкости.

Если вы хотите добиться эффекта неглубокой глубины резкости на изображении, подойдите ближе к объекту. И наоборот, отойдите подальше от объекта, если хотите, чтобы глубина резкости была больше, чтобы в фокусе появлялась большая часть фона.

Видеть глубину резкости во время фотографии

Давайте закончим с вопросом: как мне «увидеть» глубину резкости?

Давным-давно, когда вы подключили объектив к камере, изображение, которое вы видели на матовом стекле или в видоискателе, показало вам свет, который проходил через камеру через любое отверстие диафрагмы, которое вы набрали или на которое линза была исправлена.Авто-диафрагма изменила это на SLR и других типах камер. Автоматическая диафрагма означает, что когда вы прикрепляете объектив, камера автоматически открывает диафрагму на объективе до максимального значения. Зачем мы этого хотим? Если диафрагма объектива полностью открыта, вы получите максимально яркое изображение в видоискателе, из которого можно составить изображение.

Без автоматической диафрагмы то, что вы видели на матовом стекле или в видоискателе, показывало вашу глубину резкости (а иногда и очень темное изображение).Изобретение кнопки «предварительного просмотра глубины резкости» позволило фотографам с SLR-камерами нажать кнопку и закрыть диафрагму до любой выбранной ими диафрагмы. Изображение станет темнее (если вы выберете диафрагму меньше максимальной), и тогда вы сможете предварительно визуализировать глубину резкости для этой сцены. Отпустите кнопку, и функция автоматической диафрагмы снова откроет объектив до максимальной диафрагмы.

Сегодня, благодаря беззеркальным камерам со сменным объективом и цифровым фотоаппаратам с функцией наведения, а также цифровым зеркальным фотоаппаратам с функцией Live View изображение, которое вы видите на ЖК-мониторе или в электронном видоискателе, покажет вам глубину резкости в реальном времени без необходимости специальная кнопка предварительного просмотра глубины резкости.

Часть I Заключение

Суть в том, что, если вы знаете, что можете изменить глубину резкости, изменив диафрагму, изменив расстояние до объекта (или расстояние фокусировки) или изменив фокусное расстояние вашего объектива, и вы знаете, как эти три вещи влияют на ваша глубина резкости, тогда все готово, и вы можете выйти и начать манипулировать глубиной резкости, пока вы делаете фотографии!

Регулировка глубины резкости изменяет внешний вид вашего изображения. Неглубокая глубина резкости иногда используется для эстетического улучшения портретов или макросъемки крупным планом.Длинная глубина резкости часто используется пейзажными фотографами, чтобы убедиться, что и передний, и задний план кажутся в фокусе.

Один из наиболее частых вопросов, которые задают в фотоателье B&H: «Как я могу снимать портреты с размытым фоном?» Использование ваших знаний о глубине резкости для открытия диафрагмы и уменьшения расстояния между вами и вашим объектом поможет вам в этом.

Возможности творческой глубины резкости безграничны, и все сводится к тому, как вы хотите, чтобы ваше изображение выглядело, и какую глубину резкости ваш объектив способен произвести на вашей камере.

Если вы хотите погрузиться в пресловутые сорняки DOF, щелкните Часть II, чтобы увидеть, как математика лежит в основе способа вычисления DOF. Если вам наплевать на математику и вы больше увлечены мифологией, переходите сразу к Части III.

В Интернете очень много статей о DOF. Иногда я нахожу ошибки в статьях или противоречивую информацию. То, что вы прочитали выше, было тщательно исследовано и, как мне кажется, является лучшей информацией, которую я могу представить.Однако, если у вас есть вопрос, комментарий или вы видите что-то, что, по вашему мнению, является неточным, пожалуйста, сообщите мне об этом в разделе комментариев ниже. Спасибо за прочтение!

Глубина резкости и глубина резкости

Это Раздел 3.4 Руководства по работе с изображениями.

Из-за сходства названия и природы понятия «глубина резкости» (DOF) и глубина резкости часто путают. Чтобы упростить определения, глубина резкости касается качества изображения стационарного объектива при изменении положения объекта, тогда как глубина резкости касается неподвижного объекта и способности датчика сохранять фокус при различных положениях датчика, включая наклон.

Глубина резкости

Глубина резкости объектива — это его способность поддерживать желаемое качество изображения (пространственную частоту при заданном контрасте) без перефокусировки, если положение объекта перемещается все ближе и дальше от плоскости наилучшего фокуса. DOF также применяется к объектам сложной геометрии или элементам разной высоты. Когда объект помещается ближе или дальше, чем установленное расстояние фокусировки объектива, объект размывается, и ухудшаются как разрешение, так и контраст.Таким образом, глубина резкости имеет смысл, только если она определена с соответствующим разрешением и контрастом. Для прямого измерения и сравнения глубины резкости системы визуализации можно использовать несколько мишеней; эти цели подробно описаны в Обзоре тестовых целей.

Разрешение и глубина резкости

«У этого объектива хорошая глубина резкости?» Трудно дать количественную оценку без указания размера детали объекта или частоты пространства изображения. Чем меньше детализация, тем выше необходимая пространственная частота и тем меньшую глубину резкости может создать объектив.Кривая глубины резкости может использоваться, чтобы увидеть, как объектив работает на заданной глубине при определенном размере детали (кривые характеристик объектива). Эти графики учитывают не только теоретические ограничения, связанные с настройкой f / #, но и аберрационные эффекты конструкции объектива.

На рис. 1 , значения контрастности (ось y) видны в диапазоне WD (ось x) с фиксированной частотой 20 $ \ small {\ tfrac {\ text {lp}} {\ text {mm} }} $ (деталь изображения). Обратите внимание на разницу в глубине резкости между , рис. 1a, , которая установлена ​​на f / 2.8 и Рисунок 1b , установленный на f / 4. Также обратите внимание, что существует больше используемой глубины резкости за пределами наилучшего фокуса, чем между наилучшим фокусом и объективом, из-за уменьшения увеличения. Сами графики содержат разноцветные линии, обозначающие разные положения датчиков. Эти типы асимметричных кривых глубины резкости распространены в объективах с фиксированным фокусным расстоянием.

Рисунок 1: кривые глубины резкости для объектива при f / 2,8 ( a ) и f / 4 ( b ).

Рисунок 2 имеет тот же объектив, что и Рисунок 1a , но с другим WD.Обратите внимание, что увеличение глубины резкости происходит при более длинных WD. В конце концов, когда линза фокусируется на бесконечно удаленных объектах, возникает гиперфокальное состояние. Это условие достигается на расстоянии, на котором все кажется одинаково сфокусированным.

Рисунок 2: кривые глубины резкости для объектива при f / 2,8 при WD 200 мм ( a ) и при WD 500 нм ( b ). Примечание ( a ) имеет гораздо больший масштаб.

Как f / # влияет на глубину резкости

Изменение диафрагмы объектива изменяет глубину резкости, как показано на рис. 3 .Для каждой конфигурации, показанной на рис. 3 , есть два пучка лучей. Связка, представленная пунктирными черными линиями, показывает, насколько хорошо сфокусирован объектив. По мере того, как объект удаляется от наилучшего положения фокусировки (где пересекаются пунктирные линии), детали объекта перемещаются в более широкую область конуса. Чем шире разброс конуса, тем больше размытие изображения в окружающей среде. F / # объектива определяет, насколько быстро расширяется конус и сколько информации или деталей размываются вместе на заданном расстоянии. Рисунок 3a. показывает линзу с малой глубиной резкости, а Рисунок 3b показывает линзу с большой глубиной резкости.

Рисунок 3: Геометрическое представление глубины резкости для объективов с высоким и низким f / #.

Красный конус на Рис. 3 — угловое представление разрешения системы. Место пересечения линий красного конуса и пунктирного черного конуса определяет общий диапазон глубины резкости. Чем ниже f / #, тем быстрее расширяются черные пунктирные линии и тем ниже глубина резкости.

По мере уменьшения размеров деталей (представленных меньшим красным конусом) пучки на рис. , рис. 3a, и , 3b, сближаются. В конце концов, слишком большое увеличение f / # приводит к размытию мелких деталей из-за достижения предела дифракции объектива, поскольку предельное разрешение объектива обратно пропорционально f / #. Это ограничение означает, что, хотя увеличение f / # всегда будет увеличивать глубину резкости, минимальный разрешаемый размер объекта (даже при лучшем фокусе) увеличивается. Дополнительные сведения о дифракционном пределе и его отношении к f / # см. В разделе «Диск Эйри и предел дифракции».Использование коротких длин волн помогает спасти часть этого разрешения. Узнайте больше о том, как длина волны влияет на производительность системы, в разделе «Кривые MTF» и «Характеристики линз». Обратите внимание, что этот эффект дифракции не отображается на рисунке 3, но упоминается здесь как нечто важное.

В общем, когда линзы фокусируются на короткие WD, большие углы конусов заставляют конусы очень быстро расходиться по обе стороны от наилучшего фокуса, что приводит к ограниченной глубине резкости. Для объектов в фокусе с более длинными WD скорость перехода связок уменьшается, а глубина резкости увеличивается.

Пример: f / # Эффекты крупным планом на уровне объекта

На рисунке 4a показан пучок лучей в центре проверяемого объекта при f / 2,8 ( a ) и f / 8 ( b ). Вертикальные линии представляют собой шаг на 2 мм от наилучшего фокуса. На каждой вертикальной линии квадрат представляет размер дискретного элемента для одного пикселя детали. На рис. 4a показано, что по мере расширения пучка лучей большее количество лучей пропускает детали. На рис. 4b , фигура , пучок расширяется медленнее, и все лучи падают на деталь, которая больше диаметра пучка для всех показанных глубин.

Рис. 4: Иллюстрация пучка лучей в центре проверяемого объекта при f / 2,8 (a) и f / 8 (b).

Рисунок 5 показывает ту же концепцию, что и Рисунок 4 , но конусы представляют несколько точек в поле зрения. Каждая деталь и последующий пробел представляют одну пару линий. Наложение связок в рис. 5a показывает, как информация смешивается вместе быстрее, чем информация на рис. 4b , и показывает, как две разные детали объекта могут размываться вместе из-за более низкого f / #.На рис. 5b этого не происходит из-за более высокого f / # объектива.

Рисунок 5: Иллюстрация пучков лучей через часть центра поля обзора при f / 2,8 (a) и f / 8 (b).

Глубина резкости — РАСШИРЕННАЯ

Глубина резкости является дополнением глубины резкости к пространству изображения и связана с тем, как качество фокуса изменяется на сенсорной стороне объектива, когда сенсор перемещается, в то время как объект остается в том же положении. Глубина фокуса характеризует допустимый наклон и наклон между плоскостью изображения объектива и плоскостью самого датчика.При уменьшении f / # уменьшается и глубина резкости, что увеличивает влияние наклона на достижение наилучшего фокуса через сенсор. Без активного выравнивания всегда будет некоторая степень отклонения в ортогональности между датчиком и используемым объективом; Рисунок 6 показывает, как возникает эта проблема. Обычно считается, что проблемы, связанные с глубиной резкости, возникают только с большими сенсорами.

Однако эта проблема не зависит от размера сенсора. Как показывает вывод в уравнении 3 , глубина фокуса, $ \ delta $, сильно зависит от количества пикселей или количества пикселей, $ p $, и имеет мало общего с размером массива или пикселя, $ s $.По мере увеличения количества пикселей сенсоров эта проблема становится более очевидной. В частности, во многих приложениях линейного сканирования большие массивы и низкие значения f / # подчеркивают необходимость тщательного выравнивания между объектом, линзой и датчиком.

(1) $$ \ delta = 2 \ times \ left (f / \ # \ right) _w \ times s $$

(1)

$$ \ delta = 2 \ times \ left (f / \ # \ right) _w \ times s $$

(2) $$ z = \ frac {1} {2} \ left (s \ times p \ times \ tan {\ alpha} \ right) $$

(2)

$$ z = \ frac {1} {2} \ left (s \ times p \ times \ tan {\ alpha} \ right) $$

(3) \ begin {align}
\ frac {\ delta} {2} &> z \\
\ left (f / \ # \ right) _w &> \ frac {1} {2} \ left (p \ times \ tan {\ alpha} \ right)
\ end {align}

(3)

\ begin {align}
\ frac {\ delta} {2} &> z \\
\ left (f / \ # \ right) _w &> \ frac {1} {2} \ left (p \ times \ загар {\ alpha} \ right)
\ end {align}

Рисунок 6: Как наклон датчика относительно оптической оси влияет на глубину резкости на уровне пикселей (a) и уровне датчика ( b ).

Влияние наклона датчика

На рисунке 7 показан 35-миллиметровый объектив с освещением 470 нм. Рисунок 7a установлен на f / 2.8 и Рисунок 7b установлен на f / 5.6. Оба графика выходят на 150 $ \ small {\ tfrac {\ text {lp}} {\ text {mm}}} $ — предел Найквиста для сенсора с пикселями 3,45 мкм. Легко видеть, что характеристики на Рисунке 7a намного лучше, чем у Рисунка 7b , использование этого объектива при настройке f / 2.8 обеспечивает высочайший уровень качества изображения в данной плоскости объекта.Однако, как обсуждалось в предыдущем разделе, наклон датчика отрицательно влияет на качество получаемого изображения, и чем больше количество пикселей, тем сильнее эффект.

Рисунок 7: Характеристики MTF для объектива 35 мм при f / 2,8 (a) и f / 5,6 (b). Обратите внимание, что обе конструкции работают почти на дифракционном пределе.

Рисунок 8 анализирует глубину резкости для двух случаев в Рисунок 7 . В обоих случаях крайняя правая вертикальная линия обеспечивает наилучший фокус для всего изображения.Каждая полувертикальная линия слева от точки наилучшего фокуса представляет положение на 12,5 мкм ближе к задней части объектива. Они имитируют положение пикселей, предполагая наклон / наклон 12,5 мкм и 25 мкм соответственно от центра к углу датчика. Пучок синего луча показывает центр изображения, а жёлтый и красный пучки лучей показывают углы изображения. Жгуты желтого и красного цвета представляют один цикл пары линий на датчике с размером пикселей 3,45 мкм. Обратите внимание на Рис. 8a , что для f / 2.8 уже есть просачивание между пучками желтых и красных лучей при сдвиге в положение наклона 12,5 мкм. При увеличении до 25 мкм красный пучок теперь покрывает два полных пикселя и примерно половину желтого пучка. Это вызывает значительное размытие. В рис. 8b для f / 5,6 пучки желтых и красных лучей остаются в пределах одного пикселя во всем диапазоне наклона 25 мкм. Обратите внимание, что положение синего пикселя не меняется, так как наклон / наклон центрируются на этом пикселе.

Рисунок 8: Лучевые пучки одного и того же объектива с фокусным расстоянием 35 мм при f / 2.8 (a) и f / 5.6 (b) в пространстве изображений. Пучок голубых лучей находится в центре изображения; красный и желтый пучки находятся в углу изображения.

Рисунок 9 показывает изменение характеристик MTF в углу изображения для этого 35-мм объектива с учетом наклона 25 мкм, как показано на Рисунок 8 . На рис. 9a показаны новые характеристики объектива при диафрагме f / 2,8; обратите внимание на снижение производительности по сравнению с рис. 9а . На рисунке 9b показано изменение производительности при f / 5.6, что незначительно по сравнению с 9а. Что наиболее важно, объектив с диафрагмой f / 5,6 теперь превосходит объектив с диафрагмой f / 2,8. Недостатком работы систем с f / 5,6 является в три раза меньше света по сравнению с f / 2,8, и это может быть проблематичным в приложениях с высокой скоростью или строчной разверткой. Наконец, если датчик наклонен относительно его центра, производительность снижается как в верхней, так и в нижней части датчика (и в соответствующих точках поля обзора), поскольку пучки лучей расширяются после наилучшего фокуса. Нет двух одинаковых комбинаций камеры и объектива.При построении нескольких систем этот факт может проявляться в разной степени.

Рисунок 9: Характеристики MTF 35-мм объектива при f / 2,8 (a) и f / 5,6 (b) и со смещением оси z на 25 мкм, вызванным наклоном плоскости изображения.

Для решения этих проблем необходимо использовать камеры и объективы с более жесткими допусками. Что касается сенсоров, некоторые линзы имеют механизмы управления наклоном / наклоном для преодоления этого фактора. Обратите внимание, что некоторые датчики линейного сканирования могут иметь наклон, что означает, что они не полностью плоские; это не может быть уменьшено или устранено с помощью управления наклоном / наклоном.

Рекомендуемые ресурсы

Указания по применению

Указания по применению

Основы фокусировки | Диафрагма и глубина резкости

В этом разделе мы собираемся обсудить несколько важных элементов для осуществления большего творческого контроля над вашим окончательным фотографическим изображением.

Помимо освещения, композиция и фокус (включая глубину резкости) являются основными элементами, над которыми вы можете полностью управлять.

Фокус позволяет выделить объект и привлечь внимание зрителя именно туда, куда вы хотите.

Первое, что нужно понять о фокусировке, — это глубина резкости.

Глубина резкости (DOF) — это зона между передней и задней частью фотографии, на которой изображение очень четкое.

Как только объект (человек, вещь) выпадает из этого диапазона, он начинает терять фокус, тем быстрее, чем дальше от зоны он падает; например, ближе к объективу или глубже в задний план.Для любой зоны глубины резкости существует точка оптимальной фокусировки, в которой объект наиболее резкий.

Есть два способа описать качество глубины резкости — малая глубина резкости или глубокая глубина резкости. Неглубокий — это когда включенный диапазон фокусировки очень узкий, от нескольких дюймов до нескольких футов. Глубина — это когда включенный диапазон составляет от пары ярдов до бесконечности. В обоих случаях глубина резкости измеряется перед точкой фокусировки и за точкой фокусировки.

Глубина резкости определяется тремя факторами — размером диафрагмы, расстоянием от объектива и фокусным расстоянием объектива.

Давайте посмотрим, как работает каждый из них.

Диафрагма — это отверстие в задней части объектива, которое определяет, сколько света проходит через объектив и попадает на датчик изображения.

Размер отверстия диафрагмы измеряется в диафрагмах — это один из двух наборов чисел на тубусе объектива (другой — расстояние фокусировки).

Диафрагма работает как обратные значения, так что небольшое число f / (скажем, f / 2,8) соответствует большему или большему размеру диафрагмы, что приводит к малой глубине резкости; наоборот, большое число f / (скажем, f / 16) приводит к меньшему или более узкому размеру диафрагмы и, следовательно, большей глубине резкости.

Управление диафрагмой — самый простой и наиболее часто используемый способ регулировки глубины резкости.

Чтобы получить глубокую, богатую и обширную глубину резкости, вам нужно установить диафрагму примерно на f / 11 или выше. Возможно, вы видели, как этот принцип демонстрируется, когда вы смотрите на фотографии, сделанные на улице в самое яркое время дня. В таком случае камера обычно устанавливается на f / 16 или выше (это правило Sunny 16), а глубина резкости довольно велика — возможно, на несколько ярдов впереди и почти до бесконечности за точной точкой фокусировки.

Давайте посмотрим на эти две фотографии в качестве примера. Левая часть фотографии имеет большую глубину резкости, скорее всего, сделана около полудня (обратите внимание на короткие, но сильные тени) с диафрагмой f / 22. Правая часть фотографии имеет очень мелкую глубину резкости; вероятно, с диафрагмой f / 2.8.

Однако для достижения идентичной правильной экспозиции скорость затвора, вероятно, ближе к 1/1000, чтобы компенсировать увеличенное количество света, попадающего в объектив при f / 2.8.

Диапазон диафрагмы определяет диапазон отверстий объектива от самого широкого до самого маленького, т.е.е., от f / 1,4 (на сверхбыстром объективе) до f / 32, с инкрементными «ступенями» между ними (f / 2, f / 2,8, f / 4, f / 5,6, f / 8, f / 11 , f / 16 и f / 22).

Каждое f-число представляет собой одну «ступень» света, ступень — это математическое уравнение (которое представляет собой фокусное расстояние объектива, деленное на диаметр отверстия диафрагмы), которое определяет, сколько света попадает в объектив независимо от длина линзы. Таким образом, диафрагма f / 4 на 50 мм имеет меньшее отверстие, чем f / 4 на 200 мм, но эквивалентное количество света проходит через обе линзы и достигает датчика изображения, обеспечивая тем самым одинаковую экспозицию.

Каждое движение вверх по диапазону (скажем, от f / 2 до f.2.8) уменьшает количество света наполовину, а каждое движение вниз по диапазону (скажем, от f / 11 до f / 8) удваивает количество света, проходящего через Объектив.

Важно понимать эту концепцию и то, как она влияет на экспозицию, потому что она работает вместе с выдержкой (мы обсудим это в другом разделе), чтобы установить заданное значение экспозиции.

В основном, когда вы меняете размер диафрагмы на одну ступень, вы должны сдвинуть выдержку на одну ступень в противоположном направлении, чтобы поддерживать постоянную экспозицию… и это изменение диафрагмы соответственно изменяет глубину резкости (DOF).

Последним элементом, влияющим на глубину резкости, является расстояние от объекта до объектива — вы можете настроить глубину резкости, изменив это расстояние.

Например, чем ближе объект к линзе (и фокус установлен на этом объекте), тем меньше глубина резкости. И наоборот, верно и обратное — чем дальше объект находится и на котором сфокусирован фокус, тем глубже глубина резкости. Изменение расстояния до объекта — наименее практичный способ управления глубиной резкости, а, изменяя расстояние от объекта до объектива, вы сразу же меняете композицию изображения.Чтобы сохранить композиционную целостность кадра, но при этом сохранить изменение глубины резкости на расстоянии, вы можете изменить фокусное расстояние (путем смены линз или увеличения).

Почему изменение фокусного расстояния сводит на нет влияние на глубину резкости? Это связано с тем, что визуальные свойства данной линзы обеспечивают либо большую глубину резкости (более короткие линзы), либо меньшую глубину резкости (более длинные линзы). Физические свойства объектива при заданном фокусном расстоянии также влияют на глубину резкости. Объектив с более коротким фокусным расстоянием (скажем, 27 мм) с фокусным расстоянием 5 метров, установленным на f / 4, имеет большую глубину резкости (возможно, от 3 метров спереди и 20 метров сзади), чем более длинное фокусное расстояние (скажем, 300 мм), также установленное на f / 4 нацелены на 5 метров.Объектив 300 мм имеет очень малую глубину резкости.

Кстати, чтобы помочь вам в этом, к каждому объективу прилагается инструкция с таблицей глубины резкости для каждой диафрагмы и основных расстояний фокусировки. Глубина резкости — это всего лишь вопрос физики, и важно понять эту концепцию.

Управление глубиной резкости — хороший способ изменить характеристики фотографии, а изменение диафрагмы — идеальный способ сделать это, потому что это практически не влияет на композицию.

Вам просто нужно изменить выдержку (или изменить светочувствительность — ISO), чтобы компенсировать изменения в экспозиции от настроек до числа f.Изменения расстояния и фокусного расстояния также влияют на глубину резкости, но эти изменения имеют компромисс с точки зрения композиции.

Таким образом, изменение диафрагмы — лучший способ управлять глубиной резкости, не влияя на композицию фотографии.

Глубина резкости и глубина резкости

При рассмотрении разрешения в оптической микроскопии основное внимание уделяется двухточечному разрешению , поперечному разрешению в плоскости, перпендикулярной оптической оси (, рис. 1, ).Другим важным аспектом разрешения является осевая (или продольная ) разрешающая способность объектива, которая измеряется параллельно оптической оси и чаще всего называется глубиной резкости.

Рисунок 1 — Диапазоны глубины резкости

Осевое разрешение, как и горизонтальное разрешение, определяется только числовой апертурой объектива (, рис. 2, ), а окуляр просто увеличивает детализацию, разрешенную и проецируемую на промежуточную плоскость изображения.Как и в классической фотографии, глубина резкости определяется расстоянием от плоскости ближайшего объекта в фокусе до самой дальней плоскости, также одновременно находящейся в фокусе. В микроскопии глубина резкости очень мала и обычно измеряется в микронах. Термин «глубина резкости», который относится к пространству изображения, часто используется как синоним глубины резкости, который относится к пространству объекта.

Такой обмен номенклатурой может привести к путанице, особенно когда оба термина используются специально для обозначения глубины резкости в объективах микроскопа.Можно ожидать, что геометрическая плоскость изображения представляет собой бесконечно тонкий срез образца, но даже при отсутствии аберраций каждая точка изображения распределяется на дифракционную фигуру, которая простирается выше и ниже этой плоскости. Диск Эйри, основная единица дифракционной картины, создаваемой объективом микроскопа, представляет собой сечение через центр промежуточной плоскости изображения. Это увеличивает эффективную глубину фокусировки профиля интенсивности диска Эйри по оси Z, который проходит через несколько разные плоскости образца.

Таблица 1 — Глубина резкости и глубина изображения
Увеличение Числовая апертура Глубина резкости
(мкм)
Глубина изображения
(мм)
4x 0,10 55,5 0,13
10x 0,25 8,5 0,80
20x 0,40 5,8 3.8
40x 0,65 1,0 12,8
60x 0,85 0,40 29,8
100x 0,95 0,19 80,0

Глубина резкости меняется в зависимости от числовой апертуры и увеличения объектива, и при некоторых условиях системы с высокой числовой апертурой (обычно с более высокой степенью увеличения) имеют большую глубину фокусировки, чем системы с низкой числовой апертурой, даже если глубина резкости меньше (см. Таблица 1 ).Это особенно важно при микрофотографии, поскольку пленочная эмульсия или датчик цифровой камеры должны экспонироваться или освещаться в плоскости, которая попадает в область фокусировки. Небольшие ошибки, допущенные при фокусировке при большом увеличении, не так критичны, как ошибки, сделанные с помощью объективов с очень малым увеличением. Таблица 1 представляет рассчитанные изменения глубины резкости и глубины изображения в промежуточной плоскости изображения в серии объективов с увеличением числовой апертуры и увеличения.

При высоких числовых апертурах микроскопа глубина резкости определяется в первую очередь волновой оптикой, в то время как при более низких числовых апертурах доминирует геометрический оптический кружок нерезкости . Используя множество различных критериев для определения того, когда изображение становится неприемлемо резким, несколько авторов предложили разные формулы для описания глубины резкости в микроскопе. 2}} + \ гидроразрыв {п} {\ mathrm {M \ cdot NA}} e $$

Где d (tot) — глубина резкости, λ, — длина волны излучающего света, n — показатель преломления среды (обычно воздуха (1.000) или иммерсионное масло (1.515)) между покровным стеклом и передней линзой объектива, а NA соответствует числовой апертуре объектива. Переменная e — это наименьшее расстояние, которое может быть разрешено детектором, размещенным в плоскости изображения объектива микроскопа, чье поперечное увеличение составляет M . Используя это уравнение, глубина резкости ( d (tot) ) и длина волны ( λ ) должны быть выражены в аналогичных единицах. Например, если d (tot) должно быть вычислено в микрометрах, λ также должно быть выражено в микрометрах (красный свет 700 нанометров вводится в уравнение как 0.7 микрометров). Обратите внимание, что ограниченная дифракцией глубина резкости (первый член в уравнении) уменьшается обратно пропорционально квадрату числовой апертуры, в то время как боковой предел разрешения уменьшается обратно пропорционально первой степени числовой апертуры. . Таким образом, на осевое разрешение и толщину оптических секций, которые могут быть получены, числовая апертура системы влияет в гораздо большей степени, чем на разрешение микроскопа в поперечном направлении.

Интерактивное учебное пособие —
Калькулятор глубины резкости

Рассчитайте глубину резкости для популярных объективов с помощью этого интерактивного учебного пособия.

Человеческий глаз может нормально воспринимать изображение от бесконечности до примерно 25 сантиметров, так что глубина резкости может значительно превышать глубину резкости, заданную приведенным выше уравнением, когда кто-то наблюдает изображение в микроскоп через окуляры. С другой стороны, видеодатчик или фотоэмульсия лежит в тонкой фиксированной плоскости, так что глубина резкости и осевое разрешение при использовании этих датчиков задаются параметрами в уравнении. В этих случаях осевое разрешение условно определяется как одна четверть расстояния между первыми минимумами, выше и ниже фокуса, вдоль оси трехмерного дифракционного изображения, создаваемого объективом.

Рисунок 2 — Глубина резкости в зависимости от числовой апертуры

Эти значения глубины резкости и распределения интенсивностей в трехмерной дифракционной картине рассчитываются для некогерентно освещенных (или излучающих) точечных источников, у которых числовая апертура конденсора больше или равна апертуре объектива. . Как правило, глубина резкости увеличивается до 2 раз по мере увеличения когерентности освещения (когда числовая апертура конденсатора приближается к нулю).Тем не менее, функция трехмерного рассеяния точки ( PSF ) с частично когерентным освещением может сложным образом отличаться от описанной до сих пор, когда функция диафрагмы не является однородной. В ряде режимов микроскопии, основанных на фазе и генерирующих контраст, глубина резкости может оказаться неожиданно меньшей, чем предсказанная из приведенного выше уравнения, и может дать очень тонкие оптические срезы.

В цифровой и видеомикроскопии неглубокая фокальная плоскость в мишени камеры или ПЗС, высокая контрастность, достигаемая при больших числовых апертурах объектива и конденсора, а также большое увеличение изображения, отображаемого на мониторе, — все это способствует уменьшению глубины поля.Таким образом, с помощью видео можно получить очень резкие и тонкие оптические секции и определить уровень фокусировки тонкого образца с очень высокой точностью.

Четкость изображения и глубина резкости (DOF)

В большинстве случаев предварительным условием для тщательного контроля является четкое изображение. В направлении Z (по направлению к камере и от нее) только небольшая область в определенных пределах является резкой: глубина резкости — это пространство сцены по глубине, вдали от камеры и оптики, которая выглядит достаточно резкой на видеоизображении, созданном с помощью камера.Изображение получается резким, если нечеткость изображения составляет примерно один пиксель, однако в измерительных приложениях ее следует поддерживать как можно ниже. Для приложений проверки важно, чтобы все объекты, подлежащие проверке, находились в пределах этой области глубины резкости.

Расчет глубины резкости

Точный расчет расширения глубины резкости несколько сложнее. Поэтому вы можете найти полный инструмент для расчета глубины резкости в области «Сервис».Формулу, используемую с пояснениями, можно найти в конце этой страницы.

Коэффициенты глубины резкости

В случае полностью предварительно настроенной системы камеры с фиксированными механическими размерами и уже выбранными компонентами только диафрагма объектива влияет на поле глубины: если пользователь закрывает диафрагму объектива, поле глубины в изображении увеличена. Однако более высокое фокусное отношение приводит к более длительному времени экспозиции. Международная шкала диафрагмы устроена таким образом, что каждый шаг означает уменьшение или удвоение времени экспозиции.

Изображение: F-ступень 1,4, 0,16 мс

Малая глубина резкости, но короткое время экспозиции 0,16 мс.

Изображение: F-stop 16, 20 мс

Большое значение в час поля, но требовалось большое время экспозиции 20 мс для той же яркости.

В нашем примере оптика сфокусирована таким образом, что объект y 1 отображается на датчике как резкое изображение y´ 1 . Объект, который находится ближе к оптике, создает точку фокусировки за датчиком (при перефокусировке на это рабочее расстояние группа линз фактически отодвигается от датчика, чтобы снова создать резкое изображение). Поэтому изображение на датчике (плоскость изображения) размывается, идеальный четкий пиксель размывается до более крупного светового пятна, называемого размытым пятном.Результирующая нерезкость воспринимается только тогда, когда диаметр размытого пятна больше, чем пиксель камеры, и информация об изображении отображается на соседних пикселях.

Основы глубина резкости

При остановке оптики оптический путь искусственно виньетируется, и размытое пятно на датчике изображения становится меньше. Объекты y 1 и y 2 теперь могут быть намного дальше друг от друга, чтобы создать такое же размытое пятно, как на рисунке a).

При остановке оптики оптический путь искусственно виньетируется, и размытое пятно на датчике изображения становится меньше. Объекты y 1 и y 2 теперь могут быть намного дальше друг от друга, чтобы создать такое же размытое пятно, как на рисунке a).

Поле глубины больше …

  • чем дальше от тестового объекта (одинаковые, почти параллельные лучи света для обоих случаев визуализации)
  • , тем меньше фокусное расстояние оптики, следовательно: тем меньше размер сенсора, так как он требует меньших фокусных расстояний.
  • , чем меньше регулируемая диафрагма (см. Рисунки)
  • , чем больше пиксели камеры: размытое пятно может быть больше, прежде чем оно будет распознано как негативное влияние на соседние пиксельные структуры.

Формулы для расчета глубины резкости

Точный расчет расширения глубины резкости требует нескольких индивидуальных расчетов. Используемые здесь формулы основаны на публикации Гринлифа, Аллена Р., Photographic Optics , The MacMillan Company, New York, 1950, p.25-27.

Однако это только простые приближенные уравнения, как и любые другие уравнения, опубликованные по этой теме. На резкость изображения и глубину резкости сильно влияют конструкция оптики и оптические ошибки. Нечеткость точек изображения дополнительно вызвана хроматической и сферической аберрацией, комой и астигматизмом и может составлять один целый пиксель уже в случае очень маленьких пикселей камеры.

Гиперфокальное расстояние:

Относится к расстоянию до объекта, на котором объекты, лежащие в бесконечности, могут быть только изображены с приемлемой нерезкостью, если сфокусировано именно такое расстояние до объекта.Затем поле глубины простирается от половины гиперфокального расстояния до бесконечности. Сначала необходимо вычислить гиперфокальное расстояние:

H = (f´ * f´) / (N * c) + f´

Минимальное расстояние фокусировки для приемлемой резкости изображения:

a около = a (H — f´) / (H + a — 2 * f´)

Максимальное расстояние фокусировки для приемлемой резкости изображения:

a далеко = a (H — f´) / (H-a)

Общая глубина резкости:

a около далеко

Важные переменные:

H
Гиперфокальное расстояние в мм
a около
Минимальное расстояние фокусировки для приемлемой резкости изображения в мм
a далеко
Максимальное расстояние фокусировки для приемлемой резкости изображения в мм
а
Расстояние до объекта
Фокусное расстояние объектива в мм
Фокусное отношение оптики
с
Размытое пятно в мм, обычно двойной размер пикселя
.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Интернет-Магазин Санкт-Петербург (СПБ)