Блог дмитрия евтифеева. Блог дмитрия евтифеева Полная формула расчёта гиперфокального расстояния

В данной статье приведена таблица по расчету ГРИП - глубины резко отображаемого простанства для большинства современных фотоаппаратов. Вам достаточно ввести фокусное расстояние Вашего объектива, Тип пленки или Тип Цифровой камеры или диаметр круга нерезкости.

Оптические термины

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.

Фокусное расстояние - это расстояние от главного фокуса до оптического центра.

Диафрагма - Фокусное расстояние объектива, деленное на диаметр входного зрачка (видимого со стороны объекта), равно относительному отверстию N (численному значению диафрагмы). Hадпись f/4 обозначает 1/4 фокусного расстояния. Освещенность изображения на пленке обратно пропорциональна квадрату относительного отверстия. Глубина резкости увеличивается, но дифракция уменьшает резкость с увеличением значения диафрагмы.

Минимальное расстояние, на котором объекты изображаются резко, когда объектив сфокусирован на бесконечность h = f^2/(N*c)

Установка вашего объектива на гиперфокальное расстояние означает, что все объекты, расположенные на удалении от половины этого расстояния и до бесконечности, будут в фокусе. Иными словами, наводка на ГР позволяет добиться максимальной глубины резко изображаемого пространства (при резкой "бесконечности").

Именно на ГР наводятся объективы дешевых фикс-фокальных "мыльниц", но знание и умение пользоваться ГР может быть полезным и серьезным фотографам с куда более мощными камерами. Гиперфокальное расстояние зависит от фокусного расстояния объектива и выбранной диафрагмы. Например, объектив с фокусным расстоянием 28 мм при диафрагме f/22 имеет гиперфокальное расстояние 1,37 м. Вы можете рассчитывать, что при установке объектива на 1,37 м глубина резко изображаемого пространства составит от 1,37:2=0,7 м до бесконечности. Еще пример: объектив 50 мм при f/16 установлен на 6 м (см. таблицу), тогда глубина резкости составит от 3 м до бесконечности.

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". Для 35мм камер диаметр кружка нерезкости обычно принимают с=0.03мм или с=1/1720 от диагонали кадра, что дает 0.025 для 35мм пленки.

Площадь съемочного плана, выраженная как угол, который может быть воспроизведен объективом в виде резкого изображения. Номинальный диагональный угол зрения определяется как угол, образуемый воображаемыми линиями, связывающими вторую главную точку объектива с обоими концами диагонали изображения (43,2 мм). Данные объектива с электронной фокусировкой обычно включают горизонтальный (36 мм) угол зрения и вертикальный (24 мм) угол зрения.

Угол зрения и круг изображения можно рассчитать как 2*arctan(X/(2*f*(M+1))), где Х - ширина, высота или диагональ кадра, М - увеличение.

Минимальное и максимальное расстояния , на которых объекты изображаются резко могут быть расчитаны следующим образом:
Smin = h * So / (h + (So - f))
Smax = h * So / (h - (So - f))
Если знаменатель равен нулю или отрицателен, то Smax = бесконечности.

ГРИП, глубина резкости — расстояние между ближней и дальней границами пространства, измеренное вдоль оптической оси, при нахождении в пределах которого объекты находятся в фокусе (на снимке получаются достаточно резко).

frontdepth = So - Smin
frontdepth = Ne*c/(M^2 * (1 + (So-f)/h))
frontdepth = Ne*c/(M^2 * (1 + (N*c)/(f*M)))

reardepth = Smax - So
reardepth = Ne*c/(M^2 * (1 - (So-f)/h))
reardepth = Ne*c/(M^2 * (1 - (N*c)/(f*M)))

Задняя дистанция резкости равна бесконечности, если знаменатель равен нулю.

Аберрация - дефекты изображения, которые возникают из-за ограничений при проектировании и изготовлении объективов.

Изображение, cозданное идеальным фотообъективом, должно иметь следующие характеристики:

1. точка должна быть образована как точка;
2. плоскость (такая, как стена), перпендикулярная оптической оси, должна быть образована как плоскость;
3. изображение, образованное объективом, должно иметь такую же форму, как сам объект. Кроме того, с точки зрения выражения изображения объектив должен показать истинный цвет воспроизводимого объекта.

Практически идеальная работа объектива возможна только в том случае, если используются лишь лучи света, поступающие в объектив вблизи оптической оси, и если свет монохроматический (свет только одной конкретной длинны волны). Однако в случае с обычным объективом, где большая апертура используется для получения достаточной яркости и объектив должен сводить вместе лучи, проходящие не только вблизи оптической оси, но от всех частей изображения, крайне трудно создать вышеупомянутые идеальные условия в силу существования следующих помех:

1. Поскольку большинство объективов построено лишь из линз со сферическими поверхностями, лучи света от одной точки объекта не отображаются на изображении в виде идеальной точки. (Проблема, которой невозможно избежать при сферических поверхностях.)
2. У различных типов света(т.е., у волн различной длины) разные положения фокальной точки.
3. Есть много требований, связанных с изменениями угла зрения (в особенности в объективах с переменным фокусным расстоянием и в телефотообъективах).

Основные типы аберраций:

Действие всех аберраций (за исключением дисторсии и дополнительных цветов) можно уменьшить диафрагмированием. Кривизна поверхности не устраняется диафрагмированием.

Дифракция -явление, при котором световые волны попадают в район тени от объекта. В случае с фотообъективом экспозиция часто регулируется путем изменения размера диафрагмы объектива (апертуры), чтобы отрегулировать количество света, проходящего через объектив. Дифракция в фотообъективе происходит при малых диафрагмах, когда ребра диафрагмы мешают прохождению световых волн по прямой линии, в результате чего лучи света проходят близко к ребрам диафрагмы, огибая эти ребра на пути через диафрагму. Дифракция вызывает уменьшение контрастности и разрешающей способности изображения, в результате чего получается неконтрастное изображение. Хотя дифракция имеет тенденцию появляться тогда, когда диаметр диафрагмы меньше определенного размера, на самом деле она зависит не только от диаметра диафрагмы, но и от различных факторов, таких, как длинна волны света, фокусное расстояние и светосила объектива.

В программе можно открыть четыре окна.

Программой можно пользоваться как простым калькулятором. В этом случае стрелочками над и под значениями фокусного расстояния, диафрагменного числа и допустимого кружка нерезкости выбираем необходимые параметры, стрелочками внизу окна выбираем расстояние, на котором находится объект фокусировки, и считываем значение переднего и заднего плана. В нижней строчке красным цветом отображается положение до начала бесконечности и положение переднего плана при фокусировке на гиперфокальное расстояние. Программа позволяет графически представить полученные результаты. Так, точка фокусировки отмечена зеленым человечком на дороге. Глубину резкости можно оценить по тому, какие деревья резко изображены на обочине дороги. Если задний план находится в бесконечности, становятся видны горы на горизонте. Расстояние можно изменять, и перетаскивая человечка вдоль дороги. Если расстояние становится меньше 1 м, то открывается окно, которое показывает значение глубины резкости, положение резких планов относительно цветка, который тоже можно перетаскивать по экрану. Красный флажок на дороге отмечает гиперфокальное расстояние, красная полоса на дороге – границу резко регистрируемого переднего плана при наводке на него. Эта часть программы не претерпела изменений с самой первой версии. Расчет ведется в соответствии с нижеприведенными формулами, дающими однозначный результат, если задано фокусное расстояние, диафрагма и круг нерезкости. Все изменения в программе связаны с дополнительной справочной информацией, облегчающей выбор допустимого круга нерезкости. Эта часть служит не для получения точного числа, а для грубой оценки и лучшего понимания критериев, определяющих выбор допустимого круга нерезкости. В последней версии программы добавлено окно, позволяющее оценить угол поля зрения и размер объектов, попадающих в кадр. Отображается горизонтальный угол зрения, обозначенный как hfov , и вертикальный, обозначенный как vfov . Углы рассчитываются для кадра, размер которого отображается в правом верхнем углу экрана красным цветом. Отображение углов и ожидаемой картинки на экране можно отключить, щелкнув по экрану камеры в левом нижнем углу экрана. Угол зрения полезен при съемке панорам для оценки необходимого числа кадров при заданном фокусном расстоянии и размере матрицы. Кроме того, этот параметр мне представляется существенно более разумным, чем используемое часто вместо него приведенное фокусное расстояние. Сегодня, когда процент людей с опытом работы с пленочными зеркальными камерами с комплектом объективов с разными фокусными расстояниями ничтожно мал по сравнению со снимающей публикой, это не облегчает жизнь фотографам со стажем и вводит в заблуждение новичков, поскольку к понятию фокусного расстояния, принятому в оптике, не имеет никакого отношения, и определяет не расстояние от линзы до точки, в которой сходится параллельный пучок, а угол, под которым виден объект, занимающий кадр целиком. Расчет углов в программе производится для нормальных (прямолинейных) объективов и не может быть применен к объективам типа "рыбий глаз". Фокусное расстояние в программе может быть изменено до значений нереальных для некоторых комбинаций нормальный объектив + матрица, и, следовательно, картинка, отображающая ожидаемое изображение на экране камеры, тоже будет нереальной:-) Так, нормальный объектив с фокусным расстоянием 15 при работе с кадром 36х24 мм дает горизонтальный угол зрения 100 градусов, а объектив "рыбий глаз" с аналогичным фокусным расстоянием уже 140 градусов. Подробнее о разнице в угле зрения объективов разной конструкции см. в статье "Сверхширокоугольный объектив Мир-47 ".

Оценка допустимого круга нерезкости осуществляется после нажатия на знак вопроса в верхнем правом углу. Для получения правильного значения необходимо сделать выбор в верхнем и одном из двух нижних выпадающих меню. Верхнее меню служит для задания размера кадра, следующее меню позволяет задать число пикселей в матрице, либо пункт AgBr, который подразумевает использование средней пленки с относительно хорошим объективом. Если выбрать в верхнем меню размер кадра 36х24 мм и в следующем меню AgBr, то программа будет давать значения, близкие к нанесенным на оправу объективов. Самое нижнее выпадающее меню позволяет задать размер желаемого отпечатка. Его целесообразно использовать, если ваша камера имеет запас по числу пикселей, но вы не собираетесь печатать большие отпечатки. В этом случае оценка производится из условия печати, например, на сублимационном принтере с разрешением 300 точек на дюйм. Это близко к тому, что может увидеть глаз с расстояния наилучшего видения в 25 см. Во втором окне в этом случае будет отображаться число мегапикселей у матрицы, размер двух пикселей которой равен расчетному кругу нерезкости.

Я рекомендую сделать серию тестовых снимков мир, чтобы определить экспериментально допустимый кружок рассеяния для вашего аппарата. Весьма вероятно, что он будет определятся возможностями объектива, а не матрицы.

В программе, кроме допустимого кружка фокусировки, отображается также значение линейного предела разрешения (dp). Если линейный предел разрешения превысит заданный размер допустимого кружка фокусировки d, то фон под значениями диафрагмы допустимого кружка фокусировки и линейного предела разрешения станет розовым. В этом случае, чтобы получить реальные значения, надо изменить либо диафрагму, либо допустимый кружок фокусировки.

1. Фокусное расстояние
2. Диафрагма
3. Допустимый круг нерезкости
4. Линейный предел разрешения
5. Размер кадра
6. Число пикселей в матрице
7. Размер отпечатка
8. Дистанция
9. Положение переднего и заднего планов
10. Гиперфокальное расстояние
11. Положение переднего плана при фокусировке на гиперфокальное расстояние

Программу можно использовать, не выходя из этой статьи, можно записать отдельно и запускать с помощью Macromedia Flash Player или через обозреватель, запустив файл rezkost.html. Последняя версия программы при запуске на локальной машине позволяет редактировать стартовые значения. Для этого надо отредактировать файл datarzk.txt. Для матрицы можно задать значения недоступные из меню программы, они будут действовать пока вы не введете новые в меню. Форматы записи:

dn6=0.016&fn=35&dnr1=24&wc=3&hc=2&mp=9&
или
fn=35&dnr1=24&wc=3&hc=2&mp=9&

где fn=35& - означает, что начальное фокусное расстояние равно 35 мм, а dn6=0.016&, что допустимый кружок нерезкости равен 16 мкм. Данное значение круга нерезкости действует до тех пор пока, не нажата кнопка со знаком вопроса. После входа в меню оценки допустимого круга нерезкости приоритет будет отдан заданным в данном меню параметрам. Если допустимый кружок нерезкости не задан, то он рассчитывается из количества чувствительных элементов в матрице, задаваемом в Мп. dnr1=24& - размер длинной стороны кадра 24 мм, wc=3&hc=2& - отношение сторон кадра в данном случае 3:2, mp=9& - количество чувствительных элементов в матрице равно 9 Мп.

Использование КПК накладывает определенные ограничения, связанные с тем, что у вас нет правой клавиши мыши, и тем, что компьютер узнает о положении курсора только в момент касания пером экрана. Он не способен различить нахождение пера над кнопкой и собственно нажатие на кнопку, поэтому, возможно, при переходе от одной кнопки к другой придется делать лишнее нажатие.

В программе используется латинский шрифт, так как это позволяет, во-первых, воспользоваться без проблем шрифтами КПК и не тратить места на внедрение начертания букв в файл программы, а во-вторых, мне не удалось подобрать мелкий кириллический шрифт, который бы четко читался на КПК.

Теория и практика

Глубина резкости рассчитывается по довольно простым формулам, однако заниматься расчетами в процессе съемки не всегда удобно, за время вычислений пчела может и улететь. ; ; где p – расстояние между плоскостью изображения и плоскостью наведения, А - относительное отверстие, f - фокусное расстояние, d – допустимый кружок рассеяния, p 1 – положение переднего плана, p 2 – положение заднего плана.

Фотографическую разрешающую способность фотообъектива характеризуют числом параллельных штрихов (линий), которое данный объектив может воспроизвести на отрезке фотоматериала длиной 1 мм. Аналогично определяется и разрешение фотоматериала. Линейное разрешение фотообъектива – величина, обратная разрешению в линиях. Для оценки разрешающей способности фотообъектива с учетом разрешающей способности фотослоя линейные разрешения объектива и фотослоя следует суммировать. Для определения глубины резко изображаемого пространства предметов допустимый кружок расфокусировки должен соответствовать сумме линейных разрешений объектива и фотослоя. Однако как бы хорошо мы не сфокусировались на объекте, и как бы не была высока разрешающая способность объектива, предельная разрешающая способность оптической системы изображать раздельно две близко расположенные точки ограничивается дифракцией на границе зрачка. Согласно дифракционной теории светящаяся точка в силу дифракции на диафрагме изображается в виде кружка рассеяния. Этот кружок состоит из яркого центрального ядра, которое называется кружком Эйри, и окружающих его темных и светлых колец. Рэлей сделал вывод, что две равно яркие точки видны раздельно, если центр кружка Эйри одной точки совпадает с первым минимумом второй точки. Из критерия Рэлея следует, что разрешающая способность идеального фотообъектива при использовании миры абсолютного контраста и освещении монохромным светом зависит только от отношения фокусного расстояния к диаметру зрачка, то есть от диафрагменного числа. И линейный предел разрешения оптической системы равен:где K- диафрагменное число, f- фокусное расстояние, лямбда – длина волны. При длине волны 546 нм, получим для линейного предела разрешения значение, равное K/1500.

Применительно к матрице цифровой камеры можно считать, что 2 линии будут различимы, если диаметр кружка фокусировки меньше линейного размера двух чувствительных элементов. В этом случае, если изображение 2 белых линий ведется точно на центры двух несмежных чувствительных элементов, то сигнал на них будет максимален, в элементе же, находящемся между ними, - минимален. Конечно, малейший сдвиг изображения относительно матрицы приведет к тому, что мы не сможем различить линии. Если штрихи тест-объекта идут под некоторым углом к столбцам чувствительных элементов, то, рассматривая изображение построчно, можно увидеть чередующиеся сплошные и пунктирные линии. Получается структура, напоминающая ткань сорта муар.

Мои измерения системы объектив + матрица показывают, что реальное разрешение в полтора раза хуже предельного теоретического разрешения для одной матрицы, и для получения линейного разрешения надо размер двух чувствительных ячеек умножить на 1,6.

При съемке пейзажа очень важным является знание гиперфокального расстояния, или начала бесконечности. Этими терминами обозначается дистанция до объекта, при фокусировке на который задний резкий план находится в бесконечности. Если мы установим на шкале аппарата гиперфокальную дистанцию, то задний план будет лежать в бесконечности, а передний план находится вдвое ближе точки фокусировки. Если мы наведем аппарат на бесконечность, то передний план будет совпадать с гиперфокальной дистанцией. Т.о. наводя аппарат не на бесконечность, а на гиперфокальную дистанцию, мы вдвое приближаем границу резкого переднего плана.

Для ориентировки в допустимых кружках рассеяния в приведенной ниже таблице даны характерные значения линейных пределов разрешения типичных объективов, фотопленок и матриц.

На хорошей пленке можно различить до 100 линий на мм. Хорошие объективы для 35 мм пленочных камер имеют по центру разрешающую способность 40-60 линий на мм. Для оценки разрешения системы объектив + пленка линейные пределы разрешения для пленки и объектива складываются, т.е. в типичном случае можно зарегистрировать порядка 50 штрихов на мм. Т.е. допустимый кружок фокусировки для этой системы равен 20 микрон.

На объективы, предназначенные для ручной фокусировки, обычно наносится шкала глубины резкости. Воспользовавшись программой, легко решить обратную задачу и определить допустимый круг нерезкости, который был взят для расчета шкалы.

Шкала резкости на объективе Волна -3 для аппарата Киев 88 с F=80 мм. Шкала нанесена из расчета, что допустимый круг нерезкости равен примерно 65 мкм.



Таблица глубин резкости на фотоаппарате Welta с объективом Xenon F=50 мм. Таблица составлена из расчета, что допустимый круг нерезкости равен примерно 40 мкм

Я проанализировал шкалы и на остальных своих объективах, и вот что у меня получилось:

Как мы видим в большинстве случаев, шкала строится в предположении, что результатом будет отпечаток 10х15 см. Наибольший разброс в размерах круга нерезкости наблюдается у объективов среднеформатных камер. Т.о. если мы хотим получить максимум возможного из пленки и объектива, то следует учитывать, что глубина резко изображаемого пространства будет меньше диапазона, указанного на объективе. Скачать последнюю версию

Лицензионное соглашение

Сейчас принято предварять любую программу лицензионным соглашением. Следуя духу времени, сделал это в 2001 году и я. Обобщив чужой опыт написания подобного документа, я пришел к выводу, что все сводится к следующему заявлению:

Дорогой пользователь, кушай на здоровье.
Если подавился, то сам дурак.
Если будешь кормить других, забыв о поваре, то готовься к очной ставке с кузькиной матерью.

Данное лицензионное соглашение распространяется на все исполнимые модули программы. Последняя версия 2.1 может быть скачена и с исходными кодами, и в этом случае я счел необходимым изменить свои пожелания по ее использованию и, следовательно, и лицензионное соглашение. Free Software Foundation проделала огромную работу по оттачиванию формулировок и я решил воспользоваться плодами их деятельности. Данная программа распространяется под лицензией, совпадающей с .

Попытаюсь пояснить, почему я просто не воспользовался лицензией GPL GNU.

1) Мое понимание выдвигаемых условий должно быть максимальным. Очевидно, что это надо делать на родном языке вне зависимости от уровня владения иностранным и доверия переводчику. Родной язык большинство знают лучше иностранного, а себе доверяют больше, чем любому другому:-).

2)В предисловии к переводу сказано:
"Настоящий перевод Стандартной Общественной Лицензии GNU на русский язык не является официальным. Он не публикуется Free Software Foundation и не устанавливает имеющих юридическую силу условий для распространения программного обеспечения, которое распространяется на условиях Стандартной Общественной Лицензии GNU. Условия, имеющие юридическую силу, закреплены исключительно в аутентичном тексте Стандартной Общественной Лицензии GNU на английском языке."

Однако, в моем понимании, иерархия условий, определяющих деятельность Интернета, основывается сперва на а уж затем на всех документах, ей не противоречащих.

Декларация гласит:
"Правительства получают полномочия из согласия управляемых. Вы его не спрашивали, и не получали от нас. Мы не приглашали вас. Вы не знаете нас, вы не знаете наш мир. Киберпространство не находится внутри ваших границ. Не думайте, что вы можете строить его, как если бы это был проект общественной постройки. Вы не можете этого делать. Это - явление природы, и оно растет само по себе через наши коллективные действия.

Вы не участвовали в нашем огромном и растущем диалоге, вы не создавали богатства нашего рынка. Вы не знаете нашу культуру, нашу этику, наши неписаные законы, которые уже обеспечивают в нашем обществе больше порядка, чем могло быть получено от любого из ваших предписаний.

Вы утверждаете, что у нас есть проблемы, которые вы должны решить. Вы используете эту претензию как оправдание, чтобы вторгнуться в наши владения. Многие из этих проблем просто не существуют. Где имеются реальные конфликты, где имеются правонарушения, мы будем выявлять их, применяя к ним наши собственные средства. Мы формируем наш собственный Социальный Контракт. Это руководство возникнет согласно условиям нашего мира, но не вашего. Наш мир иной."

Таким образом, вопрос о юридической силе отпадает. Нарушая мои пожелания, высказанные в данной лицензии, вы наживаете врага. Вы не можете знать, что существенно, а что нет, и какая реакция последует. Надо просто следовать букве лицензии или быть готовым, что последует, возможно, не адекватная в вашем понимании реакция. Люди разные - одни живут с лозунгом Свобода или смерть, другие готовы согласиться на шмон в аэропорту ради иллюзорного обеспечения безопасности. Как писал Бенджамин Франклин, один из творцов американской государственности: Пожертвовавший свободой ради безопасности не заслуживает ни свободы, ни безопасности. Похоже, его потомки не вняли его заветам, и не стоит идеализировать современное американское законодательство и следовать ему, распространяя с программой лицензию на английском языке.

• Версия 2.1 для настольного компьютера - (rezk21f1.html, rezk21f1.swf, datarzk.txt)
• Версия 2.1 с исходными кодами - Zip архив, включающий пять файлов (rezk21f1.html, rezk21f1.swf, rezk21f1.fla, datarzk.txt, GPL russian translation.htm)
• Версия 1.19 для старых КПК - Zip архив, включающий три файла (rezk19f4.html, rezk19f4.swf, datarzk.txt)

Версия 2.1 от 9 сентября 2009 г.

Добавлена справочная возможность отображать угол поля зрения и размер объекта, попадающего в кадр в плоскости фокусировки. Увеличено число задаваемых в файле datarzk.txt стартовых параметров. Слегка оптимизирован код.

Программа впервые распространяется вместе с исходными кодами. Причина этого шага, в первую очередь, заключается в том, что я постепенно полностью отказываюсь от использования в своей работе ОС семейства Windows. А поддержка технологии flash под Linux не позволяет продолжить ее разработку, поэтому если кто то решит улучшить или дополнить программу, то флаг ему в руки. Программа Flash4linux на сегодняшний день не позволяет открыть и редактировать текст данной программы. Для работы и ее модернизации, вероятно, надо приобретать программный пакет фирмы Adobe и работать под Windows, что в мои ближайшие планы не входит.

Версия 1.9 от 15 сентября 2007 г.

Исправлены некоторые проблемы, связанные с отображением при длительной работе без перезагрузки. Пополнен список матриц для выбора допустимого кружка рассеяния. Эта версия программы при запуске на локальной машине позволяет редактировать стартовые значения фокусного расстояния и допустимого кружка рассеяния. Для этого надо отредактировать файл datarzk.txt.

Версия 1.5 от 11 января 2005 г.

Версия 1.4 от 27 ноября 2004 г.

Изменены стартовые значения допустимого кружка рассеяния, фокусного расстояния и диафрагмы.

Добавлена возможность оценки допустимого кружка рассеяния по размеру матрицы и числу пикселей, либо желаемому размеру отпечатка в предположении, что печать происходит на сублимационном принтере или фотобумаге с разрешением 12 точек на мм. Оценка допустимого круга нерезкости осуществляется после нажатия на знак вопроса в верхнем правом углу. Для получения правильного значения необходимо сделать выбор в верхнем и одном из двух нижних выпадающих меню. Верхнее меню служит для задания размера кадра, следующее меню позволяет задать число пикселей в матрице, либо пункт AgBr, который подразумевает использование средней пленки с относительно хорошим объективом. Если выбрать в верхнем меню размер кадра 36х24 мм и в следующем меню AgBr, то программа будет давать значения, близкие к нанесенным на оправу объективов типа Индустар. Самое нижнее выпадающее меню позволяет задать размер желаемого отпечатка. Его целесообразно использовать, если ваша камера имеет запас по числу пикселей, но вы не собираетесь печатать большие отпечатки.

Версия предполагает использование Flash Player 6.

Версия 1.01 от 13 ноября 2001 г.

Для того, чтобы установить программу на КПК, достаточно распаковать архив, и его содержание (два файла, html и swf) поместить в произвольную директорию КПК. В установках Microsoft Internet Explorer должен быть выбран пункт "Fit to Screen". Этот выбор вступает в силу после перезагрузки страницы. При испытании на Cassiopeia Е-125 выяснилось, что, хотя процессор с тактовой частотой 150 МГц, казалось бы, довольно мощный, однако обработка графики вызывает у него существенные задержки. Видеосистеме КПК не нравятся полупрозрачные области и необходимость постоянно пересчитывать картинку. Конечно, здесь виноват не только компьютер, но и интерпретатор Flash.

В этой статье 1845 слов.

Навигация по записям

Определение ГРИП простым языком

Глубина резко изображаемого пространства это расстояние между нерезким пространством до объекта фокусировки и нерезким фоном за объектом фокусировки.
Начинается плавно и в численном выражении есть различные субъективные мнения, ГРИП уже началась или еще нет.

ГРИП зависит от:

Фокусного расстояния объектива (также можно выразить в угле обзора объектива) ,
- относительного отверстия (для камер с кроп-фактором — эквивалентного. Для учета этого фактора я ввёл в формулу размер сенсора) ,
- дистанции фокусировки
- принятого кружка нерезкости.

Масштаб и фокусное расстояние

Вы можете также услышать, что влияет не , а масштаб объекта в кадре. Это будет формально (!) неверно т.к. масштаб не является характеристикой объектива. Тому, кто скажет, что не влияет на ГРИП предложите поставить телеконвертер не сходя с места и решить — влияет или нет. Уверяю, что влияет (масштаб тоже само собой больше станет).

Простейший тест со шкалой это доказывает. Расстояние до мишени одинаковое, камера та же самая, относительное отверстие одинаковое. Менялись только объективы.

Посмотрите на цифры 3-4-5-6 на обеих шкалах. На Canon 100/2.8L цифры сильно размыты, а на Canon 50/2.5 они вполне читаемы. Листья растения за шкалой тоже более резкие на снимке объектива с меньшим фокусным расстоянием.

Но вопрос не принципиальный — оба варианта дают одинаковый результат и можно рассчитывать ГРИП через масштаб. Удивительно, что по этому вопросу столько мнений и споров. Масштаб и фокусное расстояние — две стороны одной монеты.

Пример . Один говорит, что на сладкий вкус чая влияет положите вы в него сахар или нет, а другой, что важно только содержание глюкозы в чае. Оба по своему правы. Хотя сложно получить сладкий чай, если ничего в него не класть.

Существуют объективы разных фокусных расстояний, которые дают одинаковый масштаб. Например, Carl Zeiss Makro- 100/2.8 c/y дает масштаб 1:1 . Такой же масштаб даёт Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8 c/y . Но на разной дистанции! 100 мм объектив даёт масштаб 1:1 на расстоянии 45 см, а 60 мм объектив на расстоянии 24 см.

Более сложно становится понять правильность расчета с объективами с внутренней фокусировкой (про них написано ниже) т.к. если посчитать их реальное фокусное расстояние (зная масштаб и дистанцию фокусировки), то вы очень удивитесь. Например, Canon 180/3.5L имеет дистанцию фокусировки 48 см при масштабе 1:1, что говорит о его реальном фокусном расстоянии 120 мм на этой дистанции. Масштаб легко определить сфотографировав обычную линейку и поделив попавшую в кадр длину линейки на известную длину сенсора. Если масштаб больше, чем в реальной жизни, то он выразится в числах больше единицы (1.хх, 2.хх и т.д.), а если меньше, то в числах меньше единицы (0.хх).

Кроп-фактор

И можете услышать, что на ГРИП влияет кроп-фактор фотокамеры. Это спорное утверждение. Чисто формально можно сказать, что кроп-фактор не влияет на ГРИП т.к. если я вырежу с готового изображения кусочек (что и происходит с чисто физической точки зрения), то ГРИП не может физически поменяться.

НО! Всё кто считает, что кроп-фактор влияет на ГРИП выравнивают масштаб объекта в кадре относительно полнокадровой камеры тем, что отходят назад в случае с кроп-фактором больше единицы. Таким образом они сами себя обманывают т.к. увеличивают расстояние до объекта съемки, которое влияет на ГРИП очень сильно, увеличивая её.
Если же взять этот кусочек кадра от камеры с кроп-фактором и растянуть её на формат от полнокадровой с такой же плотностью пикселей, то выйдет, что ГРИП уменьшилась. Вот такая диалектика.

Варианты не совсем правильных и правильных сравнений камер

Вариант 1 — неправильный

Относительное отверстие без учета кроп-фактора — неправильно.
Результат — ГРИП на камере с бОльшим кроп-фактором явно больше.

Вариант 2 — правильный

Фокусное расстояние с учетом кропа — правильно.

Результат — ГРИП примерно одинаковый. Но он будет все равно визуально немного больше на кадре, который имеет меньшее общее количество пикселей. Зато нет влияния масштабирования.

Вариант 2 — правильный

Фокусное расстояние с учетом кропа — правильно.
Относительное отверстие с учетом кроп-фактора — правильно.
Результат — ГРИП примерно одинаковый. Но он будет чуть меньше на камере с бОльшим кроп-фактором за счет растягивания картинки до размера камеры с бОльшим сенсором.

Изменение ГРИП

Вы можете заменить объектив на объектив с другим фокусным расстоянием , тем самым увеличить или уменьшить ГРИП, если у вас объектив с фиксированным фокусным расстоянием и вы не меняете дистанцию до объекта съемки. Если у вас зум-объектив, то вы можете «зуммировать», меняя фокусное расстояние.

Мало кто знает, все объективы с внутренней фокусировкой («хобот» объектива не выдвигается вперед) меняют своё фокусное расстояние даже если они по сути (маркировке) являются объектами с фиксированным фокусным расстоянием. Например, объектив Canon EF 100/2.8L IS USM изменяет своё фокусное расстояние до 1.4 раз при фокусировке в макрорежиме (100 мм -> 75 мм).

сверху объектив Carl Zeiss 100/2.8 c/y, честно двигающий «хобот» и с постоянным фокусным расстоянием. Снизу объектив Canon 100/2.8L с внутренней фокусировкой. «Хобот» не выдвигается, фокусное меняется от 100 мм на бесконечности до 75 мм на масштабе 1:1

Этот момент усложняет подсчёт ГРИП т.к. мы точно не знаем, насколько он изменяет фокусное расстояние, пока не посчитаем его, исходя из известного масштаба и расстояния фокусировки.

Изменить относительное отверстие . Это цифра, которая выбирается в камере и определяет степень закрытости диафрагмы. Типичные значения: F1.2, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32.
Многие камеры позволяют устанавливать относительное отверстие в промежуточные значения.

изменение относительного отверстия

Это отверстие регулируется диафрагмой, шторками расположенными внутри объектива. Особенно хорошо их видно на старых объективах т.к. на новых они всегда открыты и закрываются только в момент съемки, а на старых их можно закрыть вручную до любого положения.

Как определить куда попала ГРИП, а куда нет

Загружаете снимок в Adobe Photoshop.

переключаете изображение в цветовое пространство Lab

создаёте дубликат слоя и маску слоя для него

идёте в image->apply image и выбираете «слой 1» и "яркость

грузим канал яркости в маску слоя

с нажатым ALT кликаем на маске слоя и она появляется на экране

Сейчас в ней канал яркости снимка.

идём в Filters->Stylize->find edges

применяем фильтр find edges и видим куда попала ГРИП

слева — само фото, справа: как распределилась ГРИП (где резко)

ГРИП также зависит от принятого кружка нерезкости

Кружок нерезкости - это максимальное рассеяние оптическое точки, при котором изображение кажется нам резким. Раньше кружок нерезкости привязывали к фотографическогму формату (на какой формат будет печататься и на какую пленку будут снимать) и расстоянию просмотра.
Дело в том, что человеческий глаз тоже видит не всё и чем дальше мы от отпечатка или чем он меньше — тем более резким он нам кажется (мы просто не видим разницу).
В цифровую эпоху мы имеем возможность увеличивать насколько угодно сильно на экране монитора и размер единичного элемента матрицы тоже стал меньше.
Потому мы отталкиваемся от размеров матрицы камеры и размера единичного сенселя (светочувствительного элемента).
Расчёт ГРИП для цифровой камеры смотрите ниже по ссылке.

Для расчётов по умолчанию стоит значение 0,030 мм, принятое производителями фотокамер как основное для расчёта ГРИП для полнокадровых камер.
Для камер с кроп-фактором 1.6х используйте 0,019 мм, как его использует компания Canon .

С другой стороны при этих значениях ГРИП будет теоретически не очень верна.

Теоретически правильное значение кружка нерезкости при просмотре со 100% увеличением на мониторе:

В формулах удобно использовать кружок нерезкости, а в сравнении камер плотность пикселей, т.е. сколько этих самых кружков нерезкости влезает на 1 мм.

Ок, но как это выглядит визуально? Чтобы понять разницу я подготовил вам пару иллюстраций.

Я взял две совсем разные камеры: Canon 5DsR и Olympus E-M1 .

У Canon 5DsR плотность пикселей довольно высокая, 248 пикс/мм и полный кадр.
У Olympus E-M1 плотность пикселей еще выше — 266 пикс/мм, но кроп-фактор 2.0 (размер сенсора 17,3 х 13 мм).

Таким образом, если бы сенсор Olympus E-M1 был такого же размера, как у Canon 5DsR , то картинка результирующая была бы больше при наложении кадров друг на друга, а ГРИП у Олимпуса меньше.
Но сенсор Olympus E-M1 физически намного меньше и поэтому, несмотря на некоторое увеличение картинки благодаря небольшому преимуществу в плотности пикселей, общий размер картинки на экране маленький. И соответственно при наложении картинки на кадр с 5дср оказывается, что ГРИП Олимпус значительно больше. В моём калькуляторе плотность пикселей учитывается с помощью кружка нерезкости (подставьте соответствующий камере), а физическая разница размеров — расчетом кроп-фактора.

Другой пример — Mamiya DF+ Credo 40 (40 Мпикс) с объективом Schneider 80/2.8 LS (эквивалент 60 мм на полном кадре 35 х 24 мм) и Canon 5DsR (50 Мпикс) с объективом ZEISS Otus 55/1.4 .

Определение глубины резкости (расчёт):

Для расчёта используется фокусное расстояние объектива, относительное отверстие, дистанция фокусировки и принятый кружок нерезкости.

Камера 1

По умолчанию используются данные для полнокадровой фотокамеры 35 мм (кроп 1х)

Справка по размерам сенсоров

Камера 2

По умолчанию используются данные для фотокамеры с кроп 2.0

Справка по размерам сенсоров

Формулы для расчёта ГРИП

Передняя граница резкости

Задняя граница резкости

R - расстояние фокусировки
f - фокусное расстояние объектива (абсолютное, а не эквивалентное фокусное расстояние)
k - знаменатель геометрического относительного отверстия объектива
z - допустимый

Для расчёта используется фокусное расстояние объектива, диафрагма и принятый кружок нерезкости.

Упрощённая формула расчёта гиперфокального расстояния

H - гиперфокальное расстояние
f - фокусное расстояние
k - относительное отверстие
z - диаметр кружка нерезкости

Полная формула расчёта гиперфокального расстояния

Определение правильной дистанции фокусировки и диафрагмы

Для расчёта используется расстояние до ближней и дальней границы объекта, фокусное расстояние объектива и принятый кружок нерезкости.

A: Фокусирование камеры на гиперфокальное расстояние обеспечивает максимальную резкость от половины этого расстояния и до бесконечности.
Для расчёта используется фокусное расстояние объектива, диафрагма и принятый кружок нерезкости.

Гиперфокальное расстояние, как и глубина резкости не зависит от размера сенсора камеры при прочих равных условиях.

Фокусировка на гиперфокальное расстояние часто используется в пейзажной съемке, а также в других ситуациях, когда нужно получить максимальную глубину резкости или нет времени на точную фокусировку на объекте съемки.

Многие дешевые фотокамеры снабжены объективами, жестко сфокусированными на гиперфокальное расстояние и не имеющими механизмов фокусировки.

Кружок нерезкости возникает при пересечении плоскости матрицы/плёнки (обозначена жёлтой линией) конусом лучей света, проходящих через объектив.
Фиолетовым обозначена - расстояние до матрицы и за матрицей, попадая в которое изображение будет „в фокусе“.

При выборе кружка нерезкости мы сталкиваемся с не очевидной задачей — ответить на вопрос, где и как мы будем просматривать снимок т.к. критерием резкости снимка является человеческий глаз и условия просмотра снимка, при которых он или реализует всю свою разрешаюшую способность или реализует её частично.

Разрешение глаза

Одна угловая минута
4 lp/mm на расстоянии 50см от мишени
8 lp/mm на расстоянии 25см от мишени

В 20-ом веке в качестве стандартных условий просмотра снимка были такие:

Размер отпечатка: 12×18см
Формат снимка: 35мм
Расстояние просмотра: 25 см

В этом стандарте используются самые благоприятные для человеческого зрения условия и человеческий глаз видит с разрешением 1/3000 от диагонали кадра. Это соответствует примерно 0.02мм кружку нерезкости.
Для удобства (не у всех идеальное зрение) был принят менее жесткий стандарт — 1/1500, что соответствует 0.03 мм кружку нерезкости.

В большинстве случаев используют именно 1/1500 диагонали кадра, чтобы определить кружок нерезкости для формата кадра. Но в наше время, эпоху развития цифровых технологий мы уже не можем исключать из расчетов разрешение самого светорегистрирующего элемента (пленка/матрица), как делали наши деды, потому что ныне существует большой разброс по разрешению этих элементов.

Будет показано, что в стандартный кружок нерезкости помещается уже довольно много пикселей камеры. Т.е. выбрав размер кружка нерезкости 0.03 мм и использовав его в расчетах ГРИП и гиперфокального расстояния мы увидим ошибочность расчётов.
Первейшей причиной этого будет то, что просматривать свои снимки мы будем не на отпечатке 12×18см, а на мониторе. Мало того, что монитор значительно крупнее стандартного отпечатка, имеет свою некую плотность пикселей, так на нём еще и можно увеличивать снимок, чем большинство фотографов и пользуется для того, чтобы убедиться, что снимок резкий.

Дата публикации: 20.02.2015

Читайте также:

Из предыдущей статьи вы уже знаете, что такое глубина резкости и от каких параметров она зависит. Сегодня же мы познакомимся с этим понятием более детально. Как точно рассчитать глубину резкости? Как добиться максимальной глубины резкости, и почему программы-калькуляторы ГРИП часто ошибаются в расчетах? Об этом читайте далее.

NIKON D600 УСТАНОВКИ: ISO 125, F4, 1/80 с, 200.0 мм экв.

Когда стоит беспокоиться о точном расчете глубины резкости?

Очень часто фотографу требуется взять в резкость те или иные объекты, требуется добиться определенной глубины резкости. Следовательно, ему надо ее точно рассчитать. Опыт опытом, но не всегда он срабатывает на сто процентов. Точный расчет необходим в пейзажной, предметной, макросъемке, если вы печатаете фотографии большими форматами и их резкость принципиально важна. А вот если вы снимаете сугубо любительски, совсем не беспокоясь о качестве фотографий, и печатаете снимки маленькими форматами типа 10х15 см, или же занимаетесь арт-фотографией под девизом “кто сказал что, снимки должны быть резкими?!”, то для вас всё это не так важно. Мне точный расчет глубины резкости помог выжать максимум из моей фотоаппаратуры: ведь я не для того покупал дорогую многомегапиксельную камеру, чтобы использовать ее возможности не до конца.

Формула расчета ГРИП

Давным-давно была выведена формула расчета глубины резкости. В прошлом уроке мы уже говорили об основных критериях, влияющих на ГРИП - это фокусное расстояние, дистанция фокусировки, диафрагма. Все они представлены в формуле.

• R1 - передняя граница ГРИП;
• R2 - задняя граница ГРИП;
• R - дистанция фокусировки;
• ƒ - абсолютное фокусное расстояние объектива;
• K - значение знаменателя текущего относительного отверстие (значение диафрагмы);
• z - диаметр кружка рассеяния. Очень интересный параметр, коренным образом влияющий на расчет ГРИП. К нему мы еще не раз вернемся в этой статье.

Соответственно, глубина резкости P будет рассчитываться по формуле:

P = R1 - R2

Не забудем о том, что дистанция фокусировки, как и ближняя с дальней границы ГРИП, отмеряются не от передней линзы объектива, а от места, где находится матрица аппарата - от фокальной плоскости.

Разумеется, на практике самой этой формулой сегодня никто не пользуется, но знать о ее существовании полезно. Именно на основе этой формулы работают многочисленные программы-калькуляторы ГРИП, в которые вы можете просто ввести параметры съемки и узнать глубину резкости без всяких математических упражнений. Об этих программах мы поговорим чуть ниже.

Что считать резким на фотографии? Кружок рассеяния

Мы уже знаем, что четкой границы между резкими и нерезкими областями кадра не существует. Это знание нам поможет понять, как вообще образуется глубина резкости изображаемого пространства. Для простоты условимся, что мы будем фотографировать на идеально резкий объектив точки ничтожно малого диаметра, выложенные в ряд.

Тогда резкость в кадре распространяется следующим образом:

Идеально резкой будет лишь та точка, которая окажется ровно на дистанции фокусировки объектива. Точки, находящиеся перед или за дистанцией фокусировки, будут размытыми. На получившейся фотографии до определенного момента это размытие будет не заметно глазу наблюдателя. Однако потом точки начнут плавно превращаться в маленькие кружки, и наблюдатель начнет замечать нерезкость в кадре. Минимальный диаметр такого нерезкого кружа, заметного глазу, был назван “кружок рассеяния” (по английски - circle of confusion или сокращенно COC). Все точки диаметром меньше кружка рассеяния считаются на фотографии резкими. Все точки с большим диаметром считаются нерезкими.

В какой момент размытие становится заметным глазу? Тут всё зависит от наблюдателя. Поэтому глубина резкости - величина субъективная. Более зоркий и дотошный наблюдатель будет предъявлять к резкости снимка более высокие требования, чем менее искушенный. Но дело не только в наблюдателе. Многое здесь будет зависеть и от разрешения матрицы (или фотопленки). Покуда кружок рассеяния меньше размера пикселя на матрице фотоаппарата, все точки на фото будут одинаково резкими. И конечно же, очень много зависит от условия наблюдения. Если рассматривать маленькое фото, на нем мы увидим меньше деталей, чем на большом. Исходя из всех этих предпосылок, еще со времен фотопленки в качестве диаметра кружка нерезкости выступает величина в 30 микрон или 0,03 мм. На основе этой величины производители на некоторых объективах делают шкалу ГРИП типа этой:

Простая шкала глубины резкости на объективе Nikon 50mm f/1.4D AF Nikkor. Как ею пользоваться?

На шкале приведены значения диафрагм F11 и F16 с рисками (выделены желтым), над ними - шкала расстояний фокусировки (выделена синим). При фокусировке на определенную дистанцию мы увидим какие, расстояния окажутся между рисками шкалы глубины резкости. Они и будут говорить, в каких пределах будет распространяться ГРИП. Стоит оговориться, что на современных объективах всё реже делают такую шкалу, так как оценить ГРИП по ней можно только очень грубо.

Калькулятор для расчета глубины резкости

Калькулятор глубины резкости (или по-английски DOF calculator) - программа, позволяющая точно рассчитать ГРИП без использования сложных формул. Сегодня в интернете существует несколько общедоступных калькуляторов ГРИП. Их легко найти, воспользовавшись интернет-поиском.

Однако гораздо большую практическую пользу имеют калькуляторы, разработанные для смартфонов. Ведь ими можно воспользоваться прямо в момент съемки, где бы она ни проходила. В магазинах приложений AppStore (для Apple iOS), Google Play (для ОС Android) и WindowsPhone по поисковому запросу “DOF Calculator” или “Калькулятор ГРИП” выдается множество приложений. Большинство из них вполне работоспособны: все они работают по одной и той же формуле, описанной выше. Чуть подробнее хочется выделить среди общей массы три бесплатных приложения, разработанных под разные ОС. По моему субъективному ощущению они наиболее удобны в использовании.

Используем ГРИП рационально

При расчете ГРИП и использовании этих данных при съемке, важно учесть, что она распространяется в обе стороны от точки фокусировки. Часто фотографы об этом забывают, полагая, что глубина резкости распространяется только лишь за точку фокусировки. При таком подходе ГРИП будет рассчитана неверно и резкость на задней границе сюжета будет потеряна.

К тому же, на практике вы столкнетесь с тем, что передняя и задняя границы ГРИП расположены на разном дистанции от точки фокусировки.

К примеру, снимая пейзаж и фокусируясь на переднем плане, вы обязательно заметите, что в основном глубина резкости распространяется за точку фокусировки, и совсем чуть-чуть перед ней. Общая же закономерность такова: чем дальше дистанция фокусировки, тем глубина резкости сильнее уходит за точку фокусировки и менее значительно распространяется перед ней.

В каждом конкретном случае, параметры распределения ГРИП будут немного разными. Так что тут можно дать лишь одну практическую рекомендацию: каждый раз, когда нужно строго рассчитать глубину резкости, стоит учитывать то, что передняя и задняя границы глубины резкости находятся на разном расстоянии от плоскости фокусировки.

Почему калькуляторы глубины резкости иногда врут? Кружок рассеяния и современные реалии

Частенько от пользователей вышеописанных программ приходится слышать, что программа выводит данные, несоответствующие действительности. На фото глубина резкости получается меньше, чем показала программа. Вся проблема в том, что калькуляторы ГРИП для расчетов обычно используют параметр кружка рассеяния 0,03 мм.

Во времена пленочной фотографии значения в 0,03 мм вполне хватало: пленка не обладала столь высокой детализацией (разрешением), как матрицы современных камер. Диаметр в 0,03 мм слишком велик для современных аппаратов. В кружок с таким диаметром войдет довольно много пикселей изображения, полученного с современной матрицы, а следовательно, такой кружок будет отчетливо виден и на фото.

Как видите, в кружок нерезкости с диаметром 0,03 мм вошло довольно много пикселей изображения. Значит и на фото такой кружок будет выглядеть уже не точкой, а именно кружком. И на границах ГРИП, изображение будет заметно менее резким. Площадь одного пикселя мы получили простым делением площади матрицы на разрешение даваемых ею изображений. Разумеется, это лишь грубая оценка: один пиксель на матрице не дает одну точку на изображении: один пиксель на фотографии получается путем анализа данных сразу с нескольких пикселей на матрице. Кстати, поэтому на современных матрицах невозможна попиксельная детализация изображения - между точкой на изображении и физическими пикселями на матрице слишком сложные взаимоотношения.

Однако даже такая грубая оценка помогает понять суть проблемы: пленочные стандарты резкости на сегодня устарели и требуют корректировок. Особенно при условии использования качественной современной оптики, обеспечивающей высокую детализацию изображения. Особенно если вы снимаете на камеры с матрицами APS-C или более компактными: чем меньше матрица - тем меньше размер одного пикселя (чтобы всех их уместить на данной площади), следовательно даже маленький кружок рассеяния будет заметен. То же относится и к многомегапиксельным полнокадровым аппаратам типа Nikon D810, Nikon D800 и Nikon D800E с 36 мегапикселями на борту.

Сегодня для эффективного расчета ГРИП требуется пересмотр диаметра кружка нерезкости в сторону его уменьшения.

Как это выглядит на практике? При съемке этого натюрморта я уделил особое внимание расчету глубины резкости. Чтобы вся композиция “от и до” в нее попала. Для расчетов ГРИП я использовал диаметр кружка рассеяния 0,03 мм.

По идее, всё, что вошло в зону ГРИП, должно быть одинаково резким. Но какую картину мы будем наблюдать в реальности?

Как же быть? Как рассчитать глубину резкости без ошибок? Для этого в расчетах глубины резкости я рекомендую использовать меньший диаметру кружка нерезкости. Опираясь на свой субъективный опыт, я выбрал диаметр в 0,015 мм. Кружок меньшего диаметра использовать уже не очень рационально: вряд ли вы столкнетесь с настолько резкой оптикой, которая будет снимать со столь высокой детализацией. Разумеется, чем меньше диаметр кружка рассеяния мы используем в расчетах - тем меньшую ГРИП получаем. Однако, такой расчет будет и более корректен.

В параметрах большинства калькуляторов ГРИП диаметр кружка рассеяния можно установить вручную. Пользуйтесь этой возможностью! Заметим, что если вы используете не слишком резкую оптику, например, объектив-гиперзум, то можно смело использовать в расчетах кружок рассеяния в 0,03 мм, так как большей резкости добиться не позволит объектив.

Так же стоит отметить, что по вышеизложенным данным может сложиться впечатление, что в таком случае на компактных фотоаппаратах должно получится лучше и сильнее размывать фон (а размытый фон - следствие малой ГРИП): ведь у них очень маленькие матрицы и на них большой кружок рассеяния будет заметен еще сильнее. Разочаруем: в компактах используется слишком короткофокусная оптика, поэтому глубина резкости все равно останется весьма значительной, какой бы кружок рассеяния в расчётах ГРИП мы ни использовали.

Делаем резким всё до бесконечности. Гиперфокальное расстояние

Часто бывает нужно сделать так, чтобы весь кадр, от начала и до конца был резким. Особенно это необходимо в пейзажной, архитектурной, интерьерной фотографии. Фокусировка на бесконечность не поможет: при этом мы потеряем резкость на переднем плане. А ведь часто хочется резко показать и передний план, и сильно удаленный фон. Чтобы добиться максимальной глубины резкости, начинающейся как можно ближе к нам и охватывающей бесконечно далекие объекты, фотографы пользуются наводкой на гиперфокальное расстояние .

Гиперфокальное расстояние - это дистанция, при фокусировке на которую всё от ½ этой дистанции до бесконечности попадет в ГРИП.

Самое сложное в гиперфокальном расстоянии - его расчет. Но однажды рассчитав гиперфокал, вы сможете легко и быстро снимать любые пейзажи без предварительной фокусировки и расчета ГРИП, просто сфокусировав объектив на уже известное вам гиперфокальное расстояние. Как и глубина резкости, гиперфокальное расстояние будет зависеть от фокусного расстояния объектива и значения диафрагмы. Чем короче фокусное расстояние и чем сильнее закрыта диафрагма - тем ближе к нам будет находиться гиперфокал.

Все описанные выше калькуляторы ГРИП умеют рассчитывать и гиперфокальное расстояние. Пользоваться ими легко и удобно. При расчете гиперфокального расстояния будут справедливы всё те же замечания, касающиеся диаметра кружка рассеяния. Особенно удобно наводиться на гиперфокальное расстояние тогда, когда объектив оснащен шкалой дистанций фокусировки. Тогда можно просто вручную по шкале навестить на нужную дистанцию, как я всегда и делаю.

Широкоугольный объектив со шкалой дистанций фокусировки - отличный выбор для пейзажной съемки.

Практические трудности в работе с гиперфокальным расстоянием заключаются в том, что шкала дистанций фокусировки даже на топовых современных объективах сильно редуцирована: она мала и по ней можно делать лишь ориентировочные оценки дистанции фокусировки. Тогда как для абсолютно точной наводки на гиперфокальное расстояние, порой требуется высчитывать расстояние не только в метрах, что позволяет сделать шкала, но и в сантиметрах.

Типичная шкала дистанций фокусировки широкоугольного объектива.

Широкоугольный объектив - пожалуй основной инструмент фотографа-пейзажиста. И именно при использовании широкоугольника в основном есть смысл пользоваться гиперфокальным расстоянием. Однако можно заметить, что на этой шкале между “бесконечностью” (а “бесконечность” может начинаться с десятков метров!) и фокусировкой на 1 метр, нет никаких обозначений. При фокусировке же на гиперфокал как правило приходится наводить объектив на 1,5 -2 метра. Точно сделать это, пользуясь данной шкалой, очень затруднительно.

Лично я для себя придумал решение этой проблемы. Это же решение поможет навести на гиперфокальное расстояние объектив, вообще не обладающий никакой шкалой фокусировки (китовый к примеру). На съемку я беру с собой обычную строительную рулетку. И когда мне надо навестить строго на определенную дистанцию, прислоняю ее к метке фокальной плоскости на камере и вытягиваю вдаль рулетку на рассчитанное перед этим расстояние гиперфокала. После этого можно наводиться на кончик рулетки - он будет находиться на необходимой дистанции. Разумеется, метод этот весьма экстравагантен и я им пользуюсь только в очень сложных ситуациях, когда глубину резкости нужно использовать действительно максимально точно. Есть и более простой способ: зная гиперфокальное расстояние, можно найти в кадре объект, находящийся приблизительно на этой дистанции и сфокусироваться на него.

Итак, подытожим

Для точного расчета глубины резкости удобно пользоваться калькуляторами ГРИП. Программу-калькулятор можно установить на свой смартфон и пользоваться ею прямо на съемке. Введите в программу различные параметры дистанции съемки, фокусного расстояния объектива, диафрагмы: посмотрите как от этого будет меняться ГРИП.

Для достижения идеальной резкости, при расчете глубины резкости стоит использовать кружок рассеяния диаметром не 0,03мм, а меньше. Тут всё зависит от ваших требований к резкости на фото и используемой техники. При использовании недостаточно резкой оптики, уменьшение кружка рассеяния при расчетах не даст никаких улучшений. Я пользуюсь в расчетах диаметром кружка рассеяния 0,015мм.

Чтобы максимально точно распределить на снимке глубину резкости, помните что она распространяется от точки фокусировки неравномерно: какая-то ее часть уходит вперед от это точки, а какая-то (как правило, значительно большая) - назад.

Чтобы добиться при съемке пейзажа резкости от ближайших к нам объектов до бесконечности, стоит пользоваться фокусировкой на гиперфокальное расстояние. Те же самые программы-калькуляторы ГРИП умеют рассчитывать точное расстояние, на которое нужно навестись, чтобы получить резкость от ½ этого расстояния до бесконечности.

Помните, что резкость и техническое качество фото зачастую не так важны, как его художественная составляющая. Творите, экспериментируйте, ищите интересные сюжеты, работайте над композицией и освещением: именно это прежде всего сделает ваши фото интересными. А точный расчет ГРИП лишь поможет создать фотографию на должном техническом уровне.

NIKON D810 / 18.0-35.0 mm f/3.5-4.5

Что такое ГРИП ? Пожалуй, все фотографы знают, что Г лубиной Р езко И зображаемого П ространства называется расстояние между ближней и дальней границами пространства, которое принято считать резким. Но как понять, где проходят эти границы?

ГРИП — условное понятие. Реально какой-либо конкретно очерченной глубины резкости не существует. Есть лишь плоскость фокусировки, в которой лучи, проходящие через объектив фокусируются чётко. Ближе и дальше от этой плоскости, изображение образуют пятна, которые называются «кружками нерезкости».

Чем дальше от плоскости фокусировки находятся предметы, тем большими пятнами нерезкости они будут формироваться на плоскости матрицы или плёнки. Но если кружок нерезкости увеличивается постепенно, то где пролегают границы ГРИП? Мы можем лишь условно определить минимальный размер пятна, которое мы будем считать нерезким, и отталкиваясь от этого, посчитать глубину резкости.

Сейчас, для 35мм плёнки этот стандарт определяется пятном нерезкости диаметром в ~30 микрон. Но, наиболее часто используется размер не в микронах. Самое распространённое значение кружка нерезкости — 1/1500 от диагонали матрицы или плёнки. Если перевести его в микроны, это будет примерно 28,8 µm. К сожалению, все эти стандарты безнадёжно устарели, и чтобы понять это, достаточно взглянуть на мою схему:

Оранжевым цветом тут обозначен пиксель матрицы цифрового фотоаппарата,такого
как Canon EOS 5D Mark II (синий квадратик — Canon EOS 7D). Зелёным — кружок
нерезкости диаметром в 30 микрон. Красная окружность — диаметр
кружка нерезкости, равного 1/1500 диагонали 35мм камеры (28 микрон).

Что может быть плохого в устаревших понятиях о кружке нерезкости? Дело в том, что от размера кружка нерезкости отталкиваются при расчёте ГРИП как фотографы, так и производители фототехники (например, при нанесении шкалы ГРИП на оптику), а также всевозможные калькуляторы ГРИП. В результате устаревших стандартов, при расчётах ГРИП, пользователь получает неверные данные, что может привести к браку во время важной съёмки. Безусловно, производители знают, что эти данные устарели, но почему же тогда никто не меняет стандарты? Ниже я привожу ответ на этот вопрос, от известнейшего производителя оптики, компании Carl Zeiss:

Carl Zeiss о стандартах кружка нерезкости:
(мой вольный перевод части статьи с англ.)

Представьте себе кончик булавки нулевого размера, который находится чётко в плоскости фокусировки. На плёнке он будет изображаться точно таким же размером, не увеличиваясь за счёт размытия объектива. Теперь переместите иголку в сторону камеры, и смотрите, как будет увеличиваться её изображение, из-за размытия. Как только диаметр кончика булавки вырастет до 30 µm, остановитесь. Это и будет передняя граница ГРИП. Теперь повторите тоже самое, но в противоположную сторону. Пройдя мимо плоскости идеальной резкости Вы упрётесь в дальнюю границу ГРИП.
Все школьные учебники в мире объясняют этот принцип и рассказывают похожие истории, хотя, возможно и с другими примерами. И все производители в мире, в том числе и Carl Zeiss должны придерживаться этих принципов и международных стандартов, при изготовлении шкалы ГРИП и таблиц. Но школьные учебники не говорят о следующих фактах:
Кружок нерезкости в 30 микрон, эквивалентен разрешению 30 пар линий на миллиметр (lp/mm). Стандарт кружка нерезкости был установлен еще задолго до Второй Мировой войны и ориентировался на «нормальное» качество, удовлетворительное для плёнки. Тем временем прошли десятилетия, и сегодняшние цветные плёнки легко разрешают 120 lp/mm и даже больше. Kodak Ektar 25 and Royal Gold 25 до 200 lp/mm.
Полноцветный процесс печати тоже значительно улучшился, повышая наши требования к качеству. Однако стандарт глубины резкости остался неизменным.
Все это абсолютно нормально, ведь большинство пользователей — любители. Они делают свои снимки без штатива, и печатают максимум 4 на 6 дюймов (10 на 15 см, прим.-Владимир Медведев). Имейте ввиду, что такие пользователи составляют 90% всех фотографов. Поэтому не стоит ожидать кардинального изменения стандартов ГРИП в ближайшее время, т.к. у производителей нет достаточно веских мотивов, чтобы изменять шкалу ГРИП.

Интересно, что несмотря на свой консерватизм и пессимизм по поводу «любителей, которые не печатают фотографии больше чем 10 на 15», в истории объективов Carl Zeiss, уже был прецедент по смене допусков для шкалы ГРИП. Если на старых объективах шкала рассчитывалась исходя из 1/1000 диагонали 35мм плёнки (или 43 микрона), то на новых, она рассчитывается уже исходя из 1/1500 диагонали матрицы (28 микрон), что, впрочем тоже не даёт достаточной точности. Тем не менее, прецедент интересный и заслуживает внимания, давайте посмотрим, как это выглядело.

У меня есть два объектива Carl Zeiss Distagon 21 mm F/2.8 T* . Один старого выпуска, другой — современный вариант. Сфокусируемся на обоих вариантах примерно на 0,6 метра, и посмотрим, что входит в ГРИП, согласно шкале объектива. Для наглядности, возьмём значение диафрагмы f/22.

Старая версия объектива
Согласно шкале старого объектива, в ГРИП попадают объекты, находящиеся от нас на расстоянии 0,4 м (с огромным запасом), 2 метра и дальше, вплоть до бесконечности!

Новая версия объектива
Ужесточив допуски в реинкарнации легендарного объектива, Цейсс вычеркнул из ГРИП и 2 метра, и бесконечность, и даже 0,4 метра балансирует на самой грани!

Хочу особо подчеркнуть, что даже новый объектив создавался исходя из кружка нерезкости в 1/1500 от диагонали матрицы, а это та самая огромная красная окружность на моей схеме в начале статьи. Поэтому даже показаниям этой, современной, шкалы, не стоит доверять ответственные расчёты.

Давайте посмотрим, как это всё выглядит на практике. Возьмём неплохой показательно-резкий объектив, тот же Carl Zeiss Distagon 21 mm F/2.8 T*, выберем самую обычную съёмочную ситуацию. Например, нам надо сфотографировать многоплановый пейзаж, чтобы в резкости был и передний план и, что важно, задний план. Для этого воспользоваться любым калькулятором ГРИП. По сути нам нужно определить гиперфокал. Пейзаж мы снимаем на относительно закрытой диафрагме, пускай это будет f/8. Большинство калькуляторов нам предложат навестись на 1,9 метра. В этом случае, по мнению калькуляторов, резкость будет от ~0,9 м до бесконечности.

Попробуем последовать их совету. Рулеткой отмеряем до стены 1,9 метра, ставим штатив и фокусируемся с помощью Live View. Потом закрываем диафрагму до f/8, переводим объектив на пейзаж (бесконечно-удалённые объекты) и снимаем не перефокусируясь. Для чистоты эксперимента лучше всего выставить преподъём зеркала и снимать с помощью пульта. После этого снова включаем Live View, и с его помощью перефокусируемся для достижения идеальной резкости на удалённых объектах. Снимаем ещё раз. Теперь сравним результаты.

Посмотрите внимательно на вырезанные мной 100% кропы с каждого кадра. Размытый кадр был сделан при фокусировке на 1,9 м, а резкий — на 4 метра. Из-за неправильного определения кружка нерезкости, калькулятор считает, что оба кадра полностью в резкости. Но это устаревшие стандарты.

Теперь взгляните на схему рядом. Я добавил там сетку пикселей моей камеры. При использовании устаревших стандартов в 1/1500 от диагонали матрицы, я, можно сказать согласился, что кружок нерезкости будет полностью перекрывать 9 пикселей моей матрицы (обведённых на схеме красным квадратом)! Более того, кружок серьёзно затрагивает ещё плюс 12 пикселей вокруг! И Вы готовы считать это резким? А ведь кружок в реальности не один - их множество, они пересекаются друг с другом, сливаются, и... в итоге мы получаем то, что получаем.

Это десятикратное увеличение фрагмента из фотографий выше.
Первый слайд: фокусировка на 4,0 метра
Второй слайд: фокусировка на 1,9 метра
Третий слайд: в точном масштабе показан кружок нерезкости.

Мы разобрались, что прежние стандарты не годятся для определения размеров кружка нерезкости. Но как тогда выбрать новые стандарты? Может 1/2000 диагонали? Или 1/3000? Предлагаю полностью отказаться от вычисления кружка нерезкости в зависимости от диагонали. Я думаю, что на сегодняшний момент логичнее всего отталкиваться от размера пикселей, если мы хотим получить максимум из той матрицы, за которую заплатили. Иначе зачем покупать 20-ти мегапиксельные матрицы, и не использовать их возможности? Я полностью обновил калькулятор ГРИП , рассчитав точные параметры для каждой матрицы , в чём мне помогла моя таблица характеристик матриц цифровых фотоаппаратов .

Так выглядит в масштабе новый кружок нерезкости, при проецировании на любую матрицу .

В заключение хочу сказать, что эта статья вовсе не позиционируется как революция в фотографии, бином Ньютона, или панацея от всех бед. Но теперь, пользуясь обновлённым калькулятором ГРИП , Вы можете быть уверены, что ГРИП не испортит Ваши снимки и Ваше впечатление от объективов. А помимо всех этих плюсов, пользоваться калькулятором теперь стало ещё проще, чем раньше.