Dlaczego wielkość przysłony wpływa na głębię ostrości w fotografii?

Efekt, apertura nadana głębi ostrości jest spowodowany” zużytą częścią soczewki „.

Ponieważ system soczewek może skupić się tylko na pewnym punkcie, potrzebna jest sztuczka, aby uzyskać dużą głębię ostrości. Odbywa się to (nie tylko, ale także) dzięki małej aperturze.

Zmniejszenie ilości używanej części soczewki prowadzi do mniejszych aberracji w przypadku nieidealnie skupionego toru światła. Widzisz części (1) i (3) na odwzorowanym obrazie, które są lepiej skupione na „płytce fotograficznej” (5). Nie ma to wpływu na ścieżki światła z (2), ponieważ są one doskonale zogniskowane. Gdy użyjesz mniejszej części obiektywu, obraz stanie się bardziej ciemny, jak pokazano na ciemniejszym tle „kliszy fotograficznej” po prawej stronie.

Źródło obrazu: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Depth_of_field_illustration.svg

Jeśli potrzebujesz intuicyjnej odpowiedzi, głębia ostrości wskazuje przedział odległości, w którym obraz będzie w przybliżeniu ostry. Zmniejszanie przysłony powoduje zwężenie stożka światła. Oznacza to, że można zauważyć, że okręgi zamieszania są mniejsze. W związku z tym zwiększył się zakres odległości, w których obraz jest ostry.

Wzór na dalszy -pole (duże odległości) to:

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

Gdzie $ H $ to hiperfokalna odległość: $ H = \ frac {f} {\ # fd} $, $ f $ to odległość ogniskowa, $ \ # f $ liczba f, a $ d $ to rozmiar koła pomieszania.

Głębia ostrości jest zjawiskiem percepcyjnym, czynniki w HVS (ludzki układ wzrokowy). Tak naprawdę jest to gra polegająca na tym, że „ile rozmycia możemy mieć, zanim stanie się to nie do przyjęcia?” Jest tylko jedna „płaszczyzna” (zazwyczaj naprawdę odcinek kuli), na której jest ognisko. W tym momencie system obrazowania działa zgodnie ze stratami atmosferycznymi i MTF (funkcją przenoszenia modulacji) soczewki.

Gdy obiekt opuszcza tę płaszczyznę, natychmiast staje się „nieostry” i istnieje funkcja rozproszenia punktowego, która opisuje rosnący dysk, który jest w pewnych okręgach (gra słów nie jest zamierzona) zwanych „kręgiem zamieszanie. ”

Mniejsze przysłony wykorzystujące centralne części soczewki sprawiają, że światło przechodzi przez soczewkę krótszą (i bardziej spójną). Pomaga to zredukować funkcję rozprzestrzeniania punktów, która opisuje krąg pomieszania (a nie zawsze okrąg). Funkcja rozproszenia punktowego systemu optycznego jest również nazywana odpowiedzią impulsową.

Wynikowy obraz jest obrazem, który jest splotem obrazu docelowego i funkcją rozproszenia punktowego. Przynajmniej w przypadku obrazowania niespójnego. Zatem percepcja głębi ostrości jest liniowa w zależności od przysłony i ogniskowej.

Niestety głębia ostrości ma swoje ograniczenia, a bardzo mała apertura nie zapewni prawie nieskończonej głębi ostrości, ponieważ dyfrakcja odgrywa większą rolę w rozmyciu obrazu, gdy apertura zmniejsza się.

Więc to, co naprawdę dzieje się z głębią ostrości, to fakt, że obiekty nie są tak naprawdę ostre poza płaszczyzną, na której jest ustawiona ostrość, ale raczej rozmycie jest uważany za nieistotny. Pomyśl o tym w ten sposób: miniatura zdjęcia może wyglądać na wyraźną, ale po powiększeniu do zdjęcia o wymiarach 8 x 10 cali może być niedopuszczalnie rozmyta. Tak więc akceptowalna głębia ostrości jest określeniem wpływu nieostrego obrazu na obserwatora, biorąc pod uwagę układ optyczny (atmosferę, soczewki, czujnik / film i proces renderowania / drukowania) oraz perspektywę percepcji (jak duży jest oglądany obraz).

W praktyce tzw. -ogniskowe ustawienie obiektywu może dawać akceptowalny obraz sceny podczas oglądania na małym formacie lub odbitce, ale po rozszerzeniu lub powiększeniu da bardziej rozmyty wygląd, ponieważ w rzeczywistości nie jest całkowicie ostry przez „głębię” pola. ”

Jako fotograf i fizyk staram się wyjaśnić to zjawisko mojemu przyjacielowi muzykowi, który właśnie kupił drogi aparat.

Najlepsze, co mogę wymyślić, to w skrajnym przypadku użyć aparatu otworkowego z nieskończoną głębią ostrości. Gdy przysuwamy obiektyw do przodu i rozszerzamy aperturę, zbliża się on do znanej sytuacji, gdy odległość obiektu i obrazu zależy od ogniskowej.