Глубина резкости ГРИП
Содержание
Источники
- ↑ , с. 64.
- , с. 23.
- ↑ , с. 24.
- ↑ . Объективы. Zenit Camera. Дата обращения 7 июля 2014.
- , с. 65.
- , с. 37.
- ↑ , с. 156.
- , с. 16.
- . Cambridge in colour. Дата обращения 15 апреля 2013.
- Д. Корн. . Статьи о фототехнике. Фотомастерские РСУ. Дата обращения 1 мая 2014.
- . Статьи. Fotorox. Дата обращения 24 апреля 2014.
- ↑ Владимир Медведев. (недоступная ссылка). Статьи. Персональный блог. Дата обращения 26 января 2014.
- (недоступная ссылка). Medvedev. Дата обращения 4 июля 2014.
- (англ.) (недоступная ссылка). CMOS Cameras. Голландские микроскопы «Euromex». Дата обращения 5 июля 2014.
- (англ.). Demos. Biomedical Imaging Group. Дата обращения 5 июля 2014.
- (англ.). Deep Focus Module. Promicra. Дата обращения 5 июля 2014.
- ANNE STREHLOW. (англ.). Stanford News (3 November 2005). Дата обращения 5 июля 2014.
- Brad Molen. (англ.). Nokia Lumia 1520 review. Engadget. Дата обращения 5 июля 2014.
- , с. 63.
- ↑ , с. 157.
- ↑ , с. 67.
- , с. 39.
- , с. 158.
- . «Про Фото». Дата обращения 6 марта 2012.
- Joe Demers. (англ.). NVIDIA Developer Zone. Дата обращения 6 марта 2012.
- , с. 18.
- . LiveJournal (30 декабря 2009). Дата обращения 6 июля 2014.
Факторы глубины резкости
Зависимость глубины резкости изображаемого пространства от относительного отверстия
Глубина резко изображаемого пространства обратно пропорциональна фокусному расстоянию объектива и прямо пропорциональна диафрагменному числу. ГРИП вариообъективов изменяется одновременно с фокусным расстоянием. Кроме того, глубина резкости прямо пропорциональна дистанции, на которую сфокусирован объектив. Максимальная глубина резкости достижима на бесконечности, которая для большинства объективов начинается с 15—20 метров. Напротив, при наводке на близко расположенные предметы большая глубина резкости достижима с трудом. Особенно это заметно при макросъёмке, когда зона резкого изображения может составлять доли миллиметра даже при сильном диафрагмировании.
Из прямых зависимостей глубины резкости от фокусного расстояния и дистанции фокусировки вытекает ещё одна, косвенная: глубина резкости обратно пропорциональна увеличению изображения объекта съёмки в фокальной плоскости, то есть масштабу, с которым он отображается. Увеличение масштаба достижимо как приближением к снимаемому предмету, так и использованием более длиннофокусного объектива, что в обоих случаях приводит к сужению области пространства, отображаемого резко. В то же время, небольшое увеличение позволяет получить большую глубину резкости.
В практической фото- и киносъёмке глубина резкости чаще регулируется при помощи апертурной диафрагмы с изменяемым относительным отверстием. Диафрагмирование объектива позволяет повысить глубину резкости при прочих равных условиях. Получение небольшой глубины резкости возможно на сравнительно небольших дистанциях съёмки при помощи светосильной оптики с открытой диафрагмой. Возможность «отделить» объект от фона на больших удалениях 50—100 метров дают только светосильные телеобъективы, специально выпускаемые для спортивной фотографии.
Чем больше формат негатива (сенсора), тем труднее достижима большая глубина резкости при том же масштабе изображения, поскольку приходится использовать более длиннофокусный объектив. Крупноформатные фотоаппараты для получения портрета, резко отображающего одновременно всю голову, требуют сильного диафрагмирования, в то время как на малоформатном негативе это достижимо даже при средних значениях диафрагмы. Видеокамеры, обладающие миниатюрной ПЗС-матрицей, обеспечивают огромную глубину резкости даже при съёмке крупным планом. Явление объясняется зависимостью фокусного расстояния, требуемого для получения изображения с определённым углом поля зрения, от размера кадрового окна. Уменьшение размера кадра для его заполнения изображением того же объекта съёмки позволяет использовать более короткофокусный объектив.
Поэтому два снимка одного и того же объекта, сделанные камерами разных форматов в одинаковом масштабе с одного расстояния, при равном относительном отверстии объективов обладают различной глубиной резкости. Камера с меньшим размером кадра даёт более протяжённую глубину резкости, так как для получения аналогичного масштаба используется более короткофокусный объектив.
ГРИП DF DN
Где f – фокусное расстояние объектива,
d – диафрагма,
s – расстояние до объекта,
c – кружок нерезкости,
DF и DN – расстояние до крайних точек, которые будут в фокусе.
Итого, глубина резкости зависит от:
1. расстояния до объекта
2. фокусного расстояния объектива
3. значения диафрагмы
4. размера кружка нерезкости
Во многих калькуляторах предлагают выбрать модель камеры или формат сенсора, и это влияет на глубину резкости. Это неправильно, не надо пользоваться такими калькуляторами. На самом деле, понятно, откуда это взялось – от камеры зависит кружок нерезкости, ведь формула ГРИП не учитывает ни камеру, ни размер сенсора. Всё равно так делать нельзя, в таких калькуляторах модели объединяют по непонятному признаку и неясно, как считают диаметр этого кружка нерезкости.
Чтобы не было недоразумений, пользоваться надо только калькуляторами, где можно явно задать диаметр кружка нерезкости. Я приведу несколько хороших калькуляторов.
Для настольного компьютера в интернете есть неплохой калькулятор Владимира Родионова: http://www.rwpbb.ru/test/rezkost19/rezk21f1.html
Калькулятор удобно иметь под рукой, поэтому если у вас есть современный смартфон, то вот ещё варианты:
— правильные бесплатные калькуляторы для Андроида http://android.lospopadosos.com/dof
— правильный платный калькулятор для iPhone http://www.neuwert-media.com/dof.html
iPhone меня разочаровал больше всего, потому что я смог найти единственный правильно работающий калькулятор, и то за деньги. Хотя, фанаты Apple, как известно, денег не считают и с них берут за каждый чих. Пиком идиотизма были калькуляторы, где ГРИП зависит от кроп-фактора, да ещё и платить за это надо! Здрасте, приехали…
На самом деле, я понимаю, откуда берутся эти заблуждения. Предполагается, что если у вас меняется кроп-фактор, то меняется и угол обзора, а следовательно, и композиция кадра. Люди, которые пытаются сохранить композицию кадра, наивно полагают, что ГРИП, которая при этой процедуре меняется, зависит от кроп-фактора. На самом деле, меняется расстояние до объекта s или фокусное расстояние f. Говорить, что от кроп-фактора зависит глубина резкости некорректно, потому что это означало бы, что при всех прочих равных, меняя кроп-фактор, должна меняться и ГРИП, а у нас нет прочих равных. Аферисты и жулики, которые это утверждают, меняют вместе с кроп-фактором либо расстояние до объекта, либо фокусное расстояние, либо и то, и другое. Корректно можно провести эксперимент только со штатива, используя одну FX-камеру, переключая режимы FX и DX, но это равносильно обрезанию фотографии по краям. Очевидно, что глубина резкости меняться не будет.
Внимательные читатели уже обратили внимание на ключевое слово “слегка размыты” чуть выше и насторожились. Действительно, при просмотре фотографий резкость вещь субъективная
Каждый воспринимает её по-своему. Не имеет никакого смысла измерять глубину с точностью до миллиметра, если речь не идёт о макро, конечно. Не пытайтесь в погоне за глубиной резкости углубляться в технические характеристики, так как вас просто засосёт во фрактал подробностей и вы ещё сильнее запутаетесь.
Решение о том, достаточная глубина резкости или нет, надо принимать быстро и эмоционально, иначе получится как в известном случае с пациентом, который перенёс операцию в районе лобных долей: http://olegart.ru/wordpress/2011/07/05/3413/ Это, кстати, относится и к выбору фототехники вообще, выбор которой оказался самым сложным для человеческого мозга: http://olegart.ru/wordpress/2011/07/05/3407/
Пользуйтесь калькулятором только для приблизительной оценки, чтобы понять, а сфотографируете ли вы вообще то, что хотите. Пользуйтесь кружком нерезкости 0,03мм, не зря же инженеры Никона исправно посещали лекции в университете. Кстати, у вашей камеры может быть кружок гораздо меньше, но, во-первых, вы можете эту разницу не почувствовать, а во-вторых, у вашего объектива может не хватить силёнок обеспечить такую резкость. Так что, не терзайте себя техническими характеристиками и ненужными подробностями, вы же искусством занимаетесь, а не научными измерениями.
Да пребудет с вами резкость!
Гиперфокальное расстояние
Расстояние, на которое сфокусирован объектив, когда задняя граница резко изображаемого пространства лежит в «бесконечности» для данного геометрического относительного отверстия, называется «гиперфокальным»
Понятие гиперфокального расстояния важно в практической фотографии и киносъёмке потому, что обеспечивает максимально возможную глубину резкости, расположенную от бесконечности до половины расстояния фокусировки
При ландшафтной съёмке короткофокусной оптикой наилучшая резкость достигается при фокусировке объектива не на «бесконечность», а на гиперфокальное расстояние. Упрощённо это достигается совмещением символа «бесконечности» шкалы фокусировки с делением шкалы глубины резкости, соответствующим текущей диафрагме. Тогда передняя граница резко изображаемого пространства будет находиться на расстоянии, равном половине дистанции наводки. При расположении объектов съёмки не ближе этого расстояния всё изображаемое пространство на фотографии будет практически резким с учётом размеров кружка рассеяния. Большинство широкоугольных объективов для малоформатных фотоаппаратов и 35-мм кинокамер при фокусировке на гиперфокальное расстояние отображают резкими предметы практически на любых дистанциях. До появления эффективных систем автофокуса этим явлением пользовались при репортажной и спортивной съёмке, когда времени на точную фокусировку недостаточно.
Компактные устройства с небольшим размером кадра и короткофокусным объективом, такие как веб-камеры, экшн-камеры, камерафоны и камеры видеонаблюдения, зачастую не требуют фокусировки за счёт неподвижной установки объектива типа фикс-фокус на гиперфокальное расстояние. То же относится к простейшим фотоаппаратам и кинокамерам.
Гиперфокальное расстояние для каждого объектива индивидуально и зависит от текущего диафрагменного числа. Вычисляется по формуле:
- H=f2Kz+f{\displaystyle H={\frac {f^{2}}{Kz}}+f}, где
f{\displaystyle f} — фокусное расстояние;
K{\displaystyle K} — знаменатель относительного отверстия;
z{\displaystyle z} — диаметр кружка рассеяния;
H{\displaystyle H} — гиперфокальное расстояние.
Для практических расчётов можно воспользоваться упрощённой формулой:
- H=f2Kz{\displaystyle H={\frac {f^{2}}{Kz}}}
При фотографировании бесконечности использование гиперфокального расстояния упрощает формулы расчета границ резко изображаемого пространства:
- R1=HRH+R{\displaystyle R_{1}={\frac {HR}{H+R}}};
- R2=HRH−R{\displaystyle R_{2}={\frac {HR}{H-R}}}, где
R1{\displaystyle R_{1}} — передняя граница резко изображаемого пространства;
R{\displaystyle R} — расстояние, на которое производится наводка на резкость;
R2{\displaystyle R_{2}} — задняя граница резко изображаемого пространства;
H{\displaystyle H} — гиперфокальное расстояние при данном относительном отверстии.
Из формул следует, что зона резкости по протяженности больше от плоскости наводки до задней границы резкости, чем от плоскости наводки до передней границы резкости.
Для определения плоскости наводки R{\displaystyle R} при заданных передней и задней границах резкости пользуются формулой:
- R=2R1R2R1+R2{\displaystyle R={\frac {2R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}}
Практическое значение глубины резкости
Фотографии, снятые в одинаковом масштабе камерафоном (вверху) и фотоаппаратом с матрицей APS-C
Большая глубина резкости, необходимая для точного отображения деталей, не всегда рассматривается как достоинство снимка. Выделение главного объекта съёмки резкостью в художественной фотографии и кинематографе традиционно используется как выразительное средство, наряду с тональной и линейной перспективой.
Основная статья: Боке
Для классических фото- и кинокамер с большим размером кадра характерна небольшая глубина резкости, позволяющая эффективно использовать этот приём. Особенно удобны в этом отношении полнокадровые цифровые зеркальные фотоаппараты и цифровые кинокамеры формата «Супер-35». Специальные портретные объективы относятся к группе длиннофокусных и обладают небольшой глубиной резкости. Напротив, миниатюризация техники и распространение мобилографии характерны тенденцией роста глубины резкости, легко достижимой при небольших фокусных расстояниях. Это позволяет в большинстве таких устройств обходиться без фокусировки, но влияет на эстетику изображения, лишённого объёма.
Имитация глубины резкости часто используется в трёхмерной графике и компьютерных играх для придания изображению достоверного «оптического» вида
Кроме того, это помогает сосредоточить внимание игрока на главном объекте или персонаже. На специализированных сайтах данный эффект обычно называется английским аналогом термина «глубина резкости» — Depth of Field, DOF.
В то же время, современный кинематограф, развивающийся в направлении повышения зрелищности за счёт повсеместного распространения технологий 3D, обнаруживает тенденции к отказу от такого выразительного средства, как выделение резкостью при её малой глубине. Передача объёма достигается в стереокино другими путями, не требующими «классических» выразительных средств. Такой подход затрудняет постановку сложных сцен, например при съёмках фильма «Сталинград» по новейшим технологиям IMAX 3D, когда изображение снималось с расчётом достижения максимальной глубины резкости всего кадра. Аналогичным образом создавалось изображение фантастического «Аватара». Современная операторская школа исходит из того, что большая глубина резкости позволяет полнее использовать достоинства объёмного изображения и повысить эффект присутствия.
В традиционном «плоском» кинематографе кинооператоры предпочитают использовать сравнительно длиннофокусные киносъёмочные объективы. позволяющие выделять объект съёмки резкостью. Компактные видеокамеры с матрицей небольшого размера могут использовать кадр такой оптики полностью при помощи DOF-адаптеров с промежуточным изображением.
