realistromantic (realistromantic) wrote,
realistromantic
realistromantic

О глубине резкости в «мыльницах»

На днях в обсуждении «мыльниц» возник вопрос: как влияет качество фотоаппарата на возможность использовать глубину резкости («ГРИП» — глубина резкого изображения предмета) для того, чтобы выделить какой-то объект. Основной мотив оппонентов был тот, что «на мыльницах всё так несерьезно, что всё вообще всегда в резкости». Какой же именно параметр дешевых камер определяет такую «повышенную резкость»?

Будем считать, что сравниваемые аппараты используются в одинаковых условиях. А именно:

1. Съемка сцены разными фотоаппаратами ведется с одинакового расстояния (влияние расстояния на ГРИП хорошо разобрано и без нас, а мы хотим понять, как влияет выбор аппарата).
2. Съемка идет с одинаковым углом поля зрения, которое определяется сюжетом. Иначе говоря, эквивалентное фокусное расстояние Fe у сравниваемых камер выставлено одинаковое.
3. Будем требовать, чтобы глубина резкости в кадрах была одинакова. То есть, то, что в резкости на одном аппарате, в резкости и на другом — и наоборот.
4. Само понятие «резкости» определяется тем, куда вы выкладываете фото, а не аппаратом. То есть, если вы выкладываете в ЖЖ в разрешении 300x400 пикселей, то не важно, что на самом деле у вас супераппарат, дающий 3000x4000 — читатели увидят ровно то, что смогут разглядеть на своем мониторе. И при этом не важно, что на «плохом» аппарате нерезкость незаметна в принципе, а на «хорошем» ее можно с лупой разглядеть.

Иными словами, фотоаппараты разные, а вот сцена перед фотографом и зритель фотографии — одинаковые. Разумеется, базовые свойства фотоаппарата должны быть достаточны, чтобы передать сам кадр. То есть, если оказывается, что у аппарата нет объектива с требуемым эквивалентным фокусным расстоянием, или он дает изображение, недостаточно резкое для того, для чего вы делаете снимок, то мы не будем его здесь с чем-то сравнивать. Ведь о глубине резкого изображения предмета можно говорить только когда на снимке есть и сам предмет, и его резкое изображение.

Также понадобятся вспомогательные упрощения: исключим из рассмотрения макросъёмку и предположим, что переднее фокусное расстояние равно заднему (впрочем, последнее в фотоаппаратах почти всегда подразумевается).

Обозначим расстояние от объектива до предмета в резкости a. До предмета на границе резкости — a1.
Расстояние от объектива (точнее, задней главной плоскости) до пленки (матрицы) — b. До изображения предмета на границе резкости — b1.


Основная формула линзы дает: 1/f = 1/a + 1/b = 1/a1 + 1/b1, где f — фокусное расстояние объектива.

Отсюда: (b-b1)/(b*b1) = (a1-a)/(a*a1). Здесь мы специально разделили переменные: слева те, что зависят только от аппарата, справа — те, что зависят только от сцены. Обозначим (a1-a)/(a*a1) = A.

Обозначим:
* размер кружка нерезкости z;
* размер матрицы d;
* e = z/d — относительный размер детали, соответствующий порогу резкости. Этот параметр зависит только от того, где и как будет напечатана фотография. Например, если у вас фотография размером 300x300 пикселей, то e=1/300. То есть тоже задано наперёд. Важно зафиксировать именно e, т.к. он позволяет правильно сравнивать аппараты с разными матрицами, не вдаваясь в долгие рассуждения о том, как вычислить «единственно правильное» z или о том, что «всё в мире относительно, а потому можно делать любые выводы».

Размер кружка нерезкости нетрудно определить по картинке: z=D*(b-b1)/b1,
где D = зрачок объектива. Это тот самый зрачок, который связан с фокусным расстоянием через диафрагменное число K: K = f/D.

Теперь соберём всё вместе: z = e*d = A*b*D.

Поскольку мы исключили макросъёмку, можно приближённо счесть, что b=f: e*d = A*f*D.

Учтём также и то, что эквивалентное фокусное расстояние Fe связывает f и d (причём тут не важно, оптический это зум или цифровой): Fe/d35 = f/d,
где d35 — размер стандартного кадра (35 мм).

Получается: e*d35/(A*Fe)=D.

Здесь e зависит только от условий просмотра фотографии, A и Fe — только от условий съемки (сцены), d35 — константа.


В итоге оказывается, что единственным параметром аппарата, влияющим на глубину резкости, является размер зрачка объектива (в миллиметрах) — тот самый, который мы видим, когда смотрим фотоаппарату «в глаз». А если мы обсуждаем, сколь хорошо может данный аппарат «выделить» с помощью глубины резкости данный предмет — то всё упирается в максимальный размер этого зрачка — то есть, совсем по-простому, в диаметр объектива.

Чем крупнее линза в объективе, чем больше его глаз (зрачок!) — тем больше у фотографа возможности «выхватить» вас из толпы.

А, скажем, кроп-фактор и диафрагменное число порознь ещё ничего не значат: решающую роль играет их произведение: D=Fe/(Kf*K). Ну и, конечно, сама сцена: расстояние до предмета и его размер (a, a1, A) и угол поля зрения (Fe), — и размер итоговой фотографии (e).

Tags: фото
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments