Йожык вне тумана (youzhick) wrote,
Йожык вне тумана
youzhick

Диафрагменный ликбез

hukuto3 вывесил на лепре мою серию из предыдущего поста, и народ в комментах стал усиленно обсуждать, что надо делать для увеличения глубины резкости на фотографиях: открывать диафрагму или закрывать. К моему удивлению обсуждение не ограничилось ответом/поправкой, а превратилось в спор (безаргументный, правда).

Судя по всему, многие запоминают правила ("зажал диафрагму - увеличил ГРИП"), вообще не пытаясь понять, откуда они берутся - даже в простейших случаях. Здесь-то таких, наверное, нет, но для надежности - небольшой ликбез.

Рассмотрим простой случай: фотоаппарат с одной линзой - симметричной, сферической и достаточно тонкой. Рассуждения будут аналогичны и для более сложных систем, только окажутся более громоздкими.

Берем нашу единственную линзу и смотрим через нее на какой-нибудь достаточно мелкий объект, который условно можно считать точечным. В школе все рисовали проецирование через тонкую линзу? Все, все, не отпирайтесь. Нарисуем еще раз.



Два луча: непреломляемый через оптический центр и параллельный оптической оси - преломляемый в задний фокус.
Самое главное, что нужно понимать - это условность выбранных линий. Два луча использованы лишь как иллюстрация уравнений, с помощью которых находится точка изображения; само же изображение формируется всеми возможными лучами, проходящими от объекта к найденной точке через линзу. Более того: любой отдельно взятый луч формирует свое изображение объекта, и лишь в одной точке эти изображения совпадают.



Чтобы изображение было идеально резким, плоскость экрана (матрицы, пленки или любого другого чувствительного элемента) должна проходить через эту точку. Если мы сколь угодно мало сместим вперед/назад экран или сам объект, изображение перестанет быть резким, и наш точечный объект превратится на фотографии в размытое пятно.

Но это для идеального экрана с бесконечной разрешающей способностью. В реальности же, экран (пусть, это будет матрица цифровой камеры) состоит из пикселей, размеры которых далеко не нулевые. И до тех пор, пока пятно размытия умещается в одном пикселе, оно нас не очень-то волнует: точка будет визуально оставаться точкой (размером в 1 пиксель).

Вот что получается при смещении объекта с предыдущих иллюстраций:



Объект сместился, экран уже не находится в точке идеальной фокусировки, но изображение все еще резкое - настолько, насколько позволяет матрица. Однако, если мы сместим объект еще дальше - пятно размытия станет больше пикселя и резкость начнет падать.

Таким образом, при неизменной точке фокусировки, объект не обязан находиться строго в ней, чтобы оставаться идеально резким на фотографии; он вполне может перемещаться в пределах некоторой области, называемой резко изображаемым пространством (РИП). А длина проекции этой области на оптическую ось и есть глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) или просто глубина резкости.

В нашем примере снимаемый объект как раз подошел к краю РИП, однако хорошо видно, что если бы нам каким-то образом удалось уменьшить угол, обозначенный как "альфа", у объекта появился бы еще запас для перемещения, т.е. ГРИП стала бы больше.



Как это сделать? Осень просто! Вспоминаем про диафрагму, с которой начали разговор. Прикрывая диафрагму, мы фактически уменьшаем диаметр линзы, т.е. сужаем световой поток:



Результат понятен: угол схождения потока в точке изображения уменьшился, у объекта появился запас перемещения в зоне резкости, ГРИП возросла.


Ну, и последнее, в рамках ликбеза: нужно различать диаметр отверстия, задаваемого диафрагмой, и диафрагменное число. Так уж повелось, что величины эти связаны не прямым, а обратным соотношением. Диафрагменному числу 2.8 соответствует диафрагма (диаметр отверстия) f/2.8, где f - заднее фокусное расстояние объектива.
Таким образом, изменение диафрагмы с f/4 на f/8 означает не увеличение диаметра отверстия, а его уменьшение в два раза. Часто упоминают только диафрагменные числа и говорят, что "диафрагма 4 сменилась диафрагмой 8" - это лишь упрощение записи, и речь все еще идет об уменьшении отверстия.
Tags: Заметки, Ликбез
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 4 comments