PHOTODROM
фотомагазин и фотоклуб
(495) 506-3037
| Фотоклуб Фотомагазин Литература
 
Инструкции для фототехники
Статьи от PhotoDrom
История изобретения фотографии
Цифровая фотография
Теория в формулах
Теория фотографической съёмки по CANON Lens Work II
Термины связанные с яркостью объектива
Светосила объектива
Число F
Числовая апертура (NА)
Фокус и глубина резкости
Круг нерезкости
Допустимый круг нерезкости
Глубина резкости
Глубина резкости и глубина фокуса
Глубина фокуса
Гиперфокальное расстояние
Вопросы и ответы по теории фотографии



Термины связанные с яркостью объектива.

Home <  5  >

Практические расчеты, определение глубины резкости и гиперфокального расстояния можно с помощью калькулятора грип для PDA и смартфонов на нашем сайте, выбрав из списка фотокамеру, дистанцию, фокусное расстояние и диафрагму.

Светосила объектива

Величина, используемая для выражения яркости изображения, рассчитанная путем деления эффективной апертуры объектива (D) на его фокусное расстояние (f). Поскольку величина, рассчитанная в результате деления D на f, почти всегда выражается десятичной дробью меньше 1 и потому сложна в практическом использовании, то принято выражать светосилу на тубусе объектива как отношение эффективной апертуры к фокусному расстоянию, при этом эффективная апертура устанавливается равной 1. (Например, надпись на тубусе EF85mm f/1.2 L обозначается как 1:1,2, указывая, что фокусное расстояние в 1,2 раза больше, чем эффективная апертура, когда последняя равна 1.) Яркость изображения, обеспечиваемая объективом, пропорциональна квадрату светосилы .
Вообще яркость объектива выражается как число F, которое представляет собой величину, обратную светосиле (f/D).

Яркость объектива



Число F

Поскольку светосила (D/f) это почти всегда небольшая десятичная дробь меньше 1 и потому трудна в практическом использовании, яркость объектива часто выражается для удобства как относительная диафрагма(f/D) и называется числом F. Соответственно яркость изображения обратно пропорциональна квадрату числа F, что означает, что изображение становится темней по мере увеличения числа F. Значения числа F выражаются геометрической прогрессией, начиная с 1, со знаменателем прогрессии в виде корня квадратного из 2 следующим образом: 1,0; 1,4; 2,8;4, 5,6; 8; 16; 22; 32... (Однако есть много случаев, когда лишь максимальная величина диафрагмы отклоняется от этого ряда.) Числа в этом ряду, которые на первый взгляд трудно запомнить, лишь выражают величины, близкие к фактическим величинам f/D, основанным на диаметре (D) каждой последующей установки диафрагмы, которая наполовину уменьшает количество света , проходящего через объектив. Таким образом, меняя число F с 1,4 до 2, мы наполовину сокращаем яркость изображения, в то время как идя в обратном направлении, с 2 до 1,4, мы удваиваем яркость изображения. (Изменение такого масштаба обычно называется "1 диафрагма".) В современных камерах, использующих электронное управление и индикацию, применяются более мелкие деления - 1/2 или даже 1/3 диафрагмы.

Числовая апертура (NА)

Величина, используемая для выражения яркости или разрешающей способности оптической системы объектива. Числовая апертура, обычно обозначаемая как NА, это числовая величина, рассчитанная по формуле n sin, где 2 это угол (угловая апертура), под каким точка объекта на оптической оси поступает во входной зрачок, a n это показатель преломления среды, в которой находится объект.
Хотя она и не часто используется для фотообъективов, величина NА обычно наносится на линзы объективов микроскопов, где она используется больше как указатель разрешающей способности, чем как указатель яркости. Полезное соотношение, которое стоит знать, cостоит в том, что величина NА равна половине обратной величины чиста F. Например, F1,0= NА0,5; F1,4= NА 0,357; F2=NА0,25 и т.д.

ФОКУС И ГЛУБИНА РЕЗКОСТИ

Фокус,фокальная точка

Фокальная точка это точка, в которой параллельные световые лучи от бесконечно далекого объекта сходятся после прохождения через объектив. Плоскость, перпендикулярная оптической оси, на которой находится эта точка, называется фокальной плоскостью. На этой плоскости, находящейся там, где расположена пленка в камере, объект виден резко и, как говорят, находится "в фокусе". При обычных фотообъективах, состоящих из нескольких линз, фокус можно отрегулировать таким образом, чтобы световые лучи от объекта, расположенного ближе, чем в "бесконечности", сходились в какой-то точке на фокальной плоскости.

Круг нерезкости

Поскольку у всех объективов есть определенные аберрации и астигматизм, они не могут идеально сводить лучи от точки объекта, чтобы они образовывали истинную точку изображения (т.е. бесконечно малую точку с нулевой площадью). Другими словами, изображения образуются из комплекса точек, имеющих определенную площадь или размеры. Поскольку изображение становится менее резким по мере увеличения размеров этих точек, то эти точки называют "кругами нерезкости". Таким образом, один из факторов, определяющих качество объектива, это самая малая точка, которую он может образовать, или его "минимальный круг нерезкости". Максимально допустимый размер точки на изображении называется "допустимым кругом нерезкости".

Соотношение между идеальной фокальной точкой и допустимым кругом нерезкости и глубина резкости



Допустимый круг нерезкости

Самый большой круг нерезкости, который все же появляется как "точка" в изображении. Резкость изображения, как она ощущается человеческим глазом, тесно связана с резкостью действительного изображения и "разрешающей способностью" зрения человека. В фотографии резкость изображения также зависит от степени увеличения изображения или проекционного расстояния и расстояния, с которого видится объект. Другими словами, в практической работе можно определять некоторые "допуски" для воспроизведения изображений, которые, хотя они и размыты до определенной степени, все же кажутся резкими наблюдателю. Для 35-мм однообъективной зеркалки допустимый круг нерезкости составляет около 1/1000 - 1/1500 длинны диагонали пленки, если исходить из того, что изображение увеличивается до фотографии 5' х 7'' (13см х18см) и видится с расстояния 25-30 см/ 0,8-1 фута.
Объективы с электронной фокусировкой созданы так, чтобы давать минимальный круг нерезкости размером 0,035 мм. Именно из этой величины исходят расчеты таких параметров, как глубина резкости.

Глубина резкости

Область перед и позади находящегося в фокусе объекта, в которой изображение видно резко. Другими словами, это глубина резкости перед и позади объекта, где размытость изображения в плоскости пленки находится в пределах допустимого круга нерезкости. Глубина резкости меняется в зависимости от фокусного расстояния объектива, величины апертуры и съемочного расстояния. Поэтому, если эти параметры известны, можно приблизительно оценить глубину резкости по следующим формулам:
передняя глубина резкости = d x F x a2 / (f2 + d x F x a)
задняя глубина резкости = d x F x a2 / (f2 -d x F x a),
где f это фокусное расстояние, F - число F, d - минимальный диаметр круга нерезкости, а - расстояние до объекта ( расстояние от первой главной точки до объекта).


Если известно гиперфокальное расстояние, то можно также использовать следующие формулы:
* ближняя точка ограничения расстояния =
гиперфокальное расстояние х съемочное расстояние/гиперфокальное расстояние + съемочное расстояние


* дальняя точка ограничения расстояния =
гиперфокальное расстояние х съемочное расстояние/гиперфокальное расстояние - съемочное расстояние
(съемочное расстояние это расстояние от плоскости пленки до объекта).

В большинстве ситуаций параметр "глубина резкости" имеет следующие особенности:

  • 1. Глубина резкости большая на маленьких фокусных расстояниях, малая на больших фокусных расстояниях
  • 2. Глубина резкости большая на при закрытой диафрагме (при больших численных значениях), малая при открытой диафрагме.
  • 3. Глубина резкости больше при съемке удаленных объектов, чем при съемке близко расположенных объектов. (принимает опасные значения в макро фотографии)
  • 4. Передняя глубина резкости (относительно резкий промежуток расстояний перед объектом в фокусе) меньше задней глубины резкости (за объектом)

Глубина резкости и глубина фокуса



Соответственно из этих правил вытекает следующее:
Если Вы хотите добиться максимальной глубины резкости используете небольшие фокусные расстояния (35 или 50мм например) прикрывайте до разумных пределов диафрагму, снимайте с относительно большого расстояния. (например 5 или 10 метров )

Если Вы хотите добиться малой глубины резкости - используете длиннофокусную оптику, максимально откройте диафрагму, снимайте с небольшого расстояния. (например 1-1.5 метра)

Глубина фокуса

Область перед и позади фокальной плоскости, в которой изображение может быть сфотографировано как резкое изображение. Глубина фокуса одинакова по обе стороны фокальной плоскости (плоскости пленки) и может быть определена путем умножения минимального круга нерезкости на число F, независимо от фокусного расстояния объектива. В современных однообъективных зеркалках с автоматической фокусировкой процесс фокусировки осуществляется путем определения положения фокуса на плоскости изображения (плоскости пленки) при помощи датчика, который как оптически эквивалентен (увеличение 1:1) и расположен вне плоскости пленки, так и автоматически контролирует объектив, с тем чтобы ввести изображение объекта в область глубины фокуса.

Соотношение глубины фокуса и апертуры



Гиперфокальное расстояние

Если применить принцип глубины резкости, когда объектив постепенно фокусируется на дальнем расстоянии до объекта, то в конце концов будет достигнута точка, в которой дальний предел задней глубины резкости станет равным "бесконечности". Съемочное расстояние в этой точке, т.е. самое короткое расстояние, при котором "бесконечность" попадает в область глубины резкости, называется гиперфокальным расстоянием. Гиперфокальное расстояние можно определить следующим образом:
Гиперфокальное расстояние = f2 /d x F где f это фокусное расстояние, F - число F, a d - минимальный диаметр круга нерезкости.
Таким образом, если заранее установить объектив на гиперфокальное расстояние, то глубина резкости увеличится от расстояния, равного половине гиперфокального расстояния до бесконечности. Этот метод полезен для предварительной установки большой глубины резкости и моментальных снимков без необходимости беспокоиться о регулировании фокуса объектива, в особенности при использовании широкоугольного объектива.(Например, если 24мм объективе диафрагма установлена на f/11 и съемочное расстояние установлено на гиперфокальное расстояние приблизительно 1,5 м/4,9 фута, то все объекты в пределах от приблизительно 70 см/2,3 фута от камеры до бесконечности будут находиться в фокусе.)

Далее...   >
 
©2002-2007 PhotoDrom™
Схема проезда
UP г.Москва Сущёвский вал дом 5 строение 1А
ВКЦ 'Савёловский' павильон С-51    
Почта
Дизайн и программирование
Алексей Добротворский