Proč velikost clony ovlivňuje hloubku ostrosti ve fotografii?

Efekt, který clona udává hloubku ostrosti, je způsoben„ použitou částí objektivu “.

Vzhledem k tomu, že systém čoček dokáže zaostřit pouze na určitý bod, je potřeba trik pro získání vysoké hloubky ostrosti. To je (nejen) provedeno malou clonou.

Redukce použité části objektivu vede k menším aberacím pro nedokonalé zaostřené světelné dráhy. Uvidíte části (1) a (3) na mapovaném obrázku, které jsou lépe zaměřeny na „fotografickou desku“ (5). Světelné dráhy z (2) nejsou ovlivněny, protože jsou perfektně zaostřené. Když použijete menší část objektivu, váš obraz bude tmavší, jak je znázorněno na tmavším pozadí „fotografické desky“ vpravo.

Zdroj obrázku: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Depth_of_field_illustration.svg

Pokud chcete intuitivní odpověď, hloubka ostrosti označuje interval vzdáleností, ve kterých bude obraz přibližně zaostřen. Když zmenšíte clonu, světelný kužel se zúží. To znamená, že byste si všimli, že zmatené kruhy jsou menší. Proto se zvětšil rozsah vzdáleností, kde je obraz zaostřen.

Vzorec pro daleko -případ pole (velké vzdálenosti) by byl:

$ \ mathbf {DoF} = \ frac {2Hs} {H ^ 2-s ^ 2} $

Kde $ H $ je hyperfokální vzdálenost: $ H = \ frac {f} {\ # fd} $, $ f $ je ohnisková vzdálenost, $ \ # f $ the f číslo a $ d $ je velikost kruhu záměny.

Hloubka pole je jev vnímání, který faktory v HVS (lidský vizuální systém). Je to opravdu hra „kolik rozostření můžeme mít, dokud se nestane nežádoucím?“ Existuje pouze jedno „letadlo“ (obvykle ve skutečnosti segment koule), které je zaostřeno. V tomto bodě funguje zobrazovací systém v souladu se ztrátami, jako jsou atmosférické vlivy a MTF (funkce modulačního přenosu) čočky.

Jakmile se objekt pohybuje mimo tuto rovinu, okamžitě se stane „rozostřeným“ a existuje funkce šíření bodů, která popisuje rostoucí disk, který je v některých kruzích (není určena žádná slovní hříčka) nazýván „kruh zmatek. “

Menší clony využívající střední části objektivu způsobují, že světlo prochází kratší (a konzistentnější) cestou skrz objektiv. To pomáhá snížit funkci šíření bodů, která popisuje kruh záměny (a ne vždy kruh). Funkce bodového rozptylu optického systému se také nazývá impulsní odezva.

Výsledný obraz je obraz, který je konvolucí cílového obrazu a funkce rozptylu bodů. Alespoň pro nekoherentní zobrazování. Vnímání hloubky ostrosti je tedy lineární s f-stop a ohniskovou vzdáleností.

Bohužel, hloubka ostrosti má své limity a velmi malá clona neposkytuje téměř nekonečnou hloubku ostrosti, protože difrakce hraje větší roli při rozmazání obrazu, protože se zmenšuje clona.

Takže s hloubkou ostrosti se skutečně stane to, že objekty nejsou skutečně zaostřeny mimo zaostřenou rovinu, ale spíše na rozmazání je považována za zanedbatelnou. Přemýšlejte o tom takto: miniaturní fotka může vypadat jasně, ale pokud se rozbalí na 8×10 „fotografii, může to být nepřijatelně fuzzy. Přijatelná hloubka ostrosti je tedy určení vlivu dopadu mimo zaostřený obraz na pozorovatel, vzhledem k optickému systému (atmosféra, čočka, senzor / film a proces vykreslování / tisku) a perspektivě vnímání (jak velký je sledovaný obraz).

V praktické aplikaci je tzv. hyper -fokální nastavení na objektivu, může poskytnout přijatelný obraz scény při prohlížení na maloformátovém displeji nebo tisku, ale při zvětšení nebo zvětšení přinese fuzzy vzhled, protože ve skutečnosti není úplně zaostřený přes „hloubku“ of field. „

Jako fotograf a fyzik sám se snažím tento fenomén vysvětlit svému hudebnímu příteli, který právě koupil drahý fotoaparát.

To nejlepší, na co přijdu, je extrémně pořídit dírkovou kameru s nekonečnou hloubkou ostrosti. Když vpíchneme objektiv dopředu a zvětšíme clonu, přiblíží se to známé situaci s vzdáleností objektu a obrazu určenou ohniskovou vzdáleností.