조리개 크기가 사진의 피사계 심도에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?

피사계 심도에주는 효과, 조리개는”렌즈의 사용 부분 “에 기인합니다.

렌즈 시스템은 특정 지점에만 초점을 맞출 수 있기 때문에 높은 피사계 심도를 얻기위한 트릭이 필요합니다. 이것은 (뿐만 아니라) 작은 조리개에 의해 수행됩니다.

렌즈의 사용 된 부분을 줄이면 완벽하지 않은 광 경로에 대한 수차가 줄어 듭니다. 이미지의 파트 (1)과 (3)이 “포토 플레이트”(5)에 더 잘 초점이 맞춰져있는 것을 볼 수 있습니다. (2)의 빛 경로는 초점이 완벽하기 때문에 영향을받지 않습니다. 렌즈의 작은 부분을 사용하면 오른쪽 “포토 플레이트”의 더 어두운 배경에 표시된 것처럼 이미지가 더 어두워집니다.

이미지 출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/File:Depth_of_field_illustration.svg

직관적 인 답을 원할 경우 피사계 심도는 이미지가 대략적으로 초점이되는 거리의 간격을 나타냅니다. 조리개를 줄이면 라이트 콘이 좁아집니다. 이것은 혼동 원이 더 작다는 것을 관찰 할 수 있음을 의미합니다. 따라서 이미지가 초점을 맞추는 거리의 범위가 늘어났습니다.

원거리에 대한 공식 -필드 케이스 (원거리)는 다음과 같습니다.

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

$ H $ 초 초점 거리 : $ H = \ frac {f} {\ # fd} $, $ f $는 초점 거리, $ \ # f $ f 숫자와 $ d $는 혼란의 원의 크기입니다.

피사계 심도는 지각 현상입니다. HVS (인간 시각 시스템)의 요인. 그것은 정말로 “불쾌해질 때까지 얼마나 블러를 가질 수 있는가?”라는 게임입니다. 초점이 맞춰진 하나의 “평면”(일반적으로 실제로는 구체의 한 부분) 만 있습니다. 이 시점에서 이미징 시스템은 렌즈의 대기 및 MTF (변조 전달 함수)와 같은 손실에 따라 수행됩니다.

객체가 그 평면에서 벗어나면 즉시 “초점에서 벗어남”이되고 “원의 원”이라고하는 일부 원 (말장난 의도 없음)에있는 성장 디스크를 설명하는 점 확산 기능이 있습니다. 혼동. “

렌즈의 중앙 부분을 사용하는 더 작은 조리개는 렌즈를 통해 더 짧고 일관된 경로를 취하는 빛을 갖습니다. 이것은 혼란의 원 (항상 원은 아님)을 설명하는 포인트 확산 기능을 줄이는 데 도움이됩니다. 광학 시스템의 포인트 확산 기능은 임펄스 응답이라고도합니다.

결과 이미지는 대상 이미지와 포인트 확산 기능의 컨볼 루션 인 이미지입니다. 적어도 일관되지 않은 이미징의 경우. 따라서 피사계 심도에 대한 인식은 f- 스톱 및 초점 거리에 따라 선형입니다.

불행히도 피사계 심도에는 한계가 있으며 매우 작은 조리개는 거의 무한한 피사계 심도를 제공하지 않습니다. 왜냐하면 조리개가 작아 질수록 회절이 이미지를 흐리게하는 데 더 큰 역할을하기 때문입니다.

피사계 심도에서 실제로 발생하는 것은 물체가 초점이 맞춰진 평면에서 초점이 맞지 않는 것이 아니라 블러가 발생한다는 것입니다. 무시할 수있는 것으로 간주됩니다. 다음과 같이 생각해보십시오. 썸네일 사진은 선명하게 보일 수 있지만 8×10 “사진으로 확장하면 용납 할 수 없을 정도로 흐릿해질 수 있습니다. 따라서 허용되는 피사계 심도는 초점이 맞지 않는 이미지가 화면에 미치는 영향에 대한 결정입니다. 관찰자, 광학 시스템 (대기, 렌즈, 센서 / 필름, 렌더링 / 인쇄 프로세스)과 지각 관점 (표시된 이미지의 크기)이 주어집니다.

실제 적용에서 이른바 하이퍼 -렌즈의 초점 설정은 작은 형식의 디스플레이 나 인쇄물에서 볼 때 허용되는 장면 이미지를 제공 할 수 있지만 확장하거나 확대하면 실제로는 “깊이를 통해 완전히 초점이 맞지 않기 때문에보다 흐릿한 모양을 생성합니다. of field. “

사진 작가이자 물리학 자로서 저는이 현상을 음악가 친구에게 설명하려고합니다. 방금 비싼 카메라를 샀습니다.

내가 생각 해낼 수있는 최선의 방법은 무한한 피사계 심도를 가진 핀홀 카메라를 극도로 가져가는 것입니다. 렌즈를 전면에 붙이고 조리개를 넓히면 초점 거리에 의해 결정되는 물체와 이미지 거리로 익숙한 상황에 가까워집니다.