Co to jest głębia ostrości i jak się pojawia?

Na estetykę obrazu składa się wiele rzeczy. W szczególności jedna rzecz to głębia ostrości. Wykwalifikowani fotografowie wiedzą, jak manipulować tym aspektem, aby uzyskać pożądany wygląd.

Ale istnieje wiele błędnych informacji na temat tego, jaka jest głębia ostrości i co ją powoduje.

Ten artykuł wyjaśni wszystko, co musisz wiedzieć o fizyce głębi ostrości.

Co to jest głębia ostrości?

Głębia ostrości odnosi się do strefy ostrości w obrazie. Jest to obszar obrazu, który ma akceptowalny poziom ostrości. Obszary przed i za tym obszarem będą nieostre lub zamazane.

Mała głębia ostrości odnosi się do sytuacji, gdy ta strefa ostrości jest bardzo cienka, podczas gdy głębsza głębia ostrości może spowodować, że większość obrazu będzie ostra.

Mała głębia ostrości, jak pokazano na obrazie dwóch kwiatów na klawiszach fortepianu, ma jeden mały pasek ostrego zdjęcia, podczas gdy reszta obrazu jest nieostra. Im dalej od obszaru ostrości, tym bardziej rozmazany lub nieostry obraz staje się.

Z kolei głębsza głębia ostrości, jak pokazano na poniższym krajobrazie, sprawia, że ​​mniej więcej każda część obrazu jest ostra.

Nauka o głębi ostrości

Fizyka stojąca za tym, dlaczego kamery wytwarzają głębię ostrości, jest stosunkowo skomplikowana. Można to wyjaśnić za pomocą pojęcia kręgów zamieszania.

W optyce krąg zamieszania to punkt, który powstaje, gdy światło nie jest idealnie skupione.

W aparacie światło wpada do obiektywu, który skupia światło na matrycy aparatu. Pomyśl o byciu dzieckiem i używaniu szkła powiększającego do skupiania światła na papierze, powodując jego zapalenie.

Na powyższym obrazku środkowy diagram przedstawia doskonale zogniskowany stożek światła, który tworzy bardzo małe koło. W tym miejscu dwa zewnętrzne promienie światła łączą się ze sobą, co oznacza, że ​​światło jest skupione - tak jak w przypadku szkła powiększającego.

Diagramy powyżej i poniżej przedstawiają światło, które zostało nieprawidłowo zogniskowane, co spowodowało powstanie większych okręgów zamętu, które wydawałyby się rozmyte.

Związane z: Warunki fotograficzne, które powinni znać wszyscy fotografowie

Celem jest, aby soczewka skupiała światło na czujniku w okręgach mniejszych niż rozmiar piksela, ponieważ byłaby to najostrzejsza część obrazu. Ale kamery mogą ustawić ostrość tylko w jednym punkcie. Wszystko przed lub za tym punktem spowoduje powstanie większych okręgów nieporozumień i sprawi, że te części obrazu będą nieostre.

Zatem głębia ostrości to obszar, w którym promienie świetlne tworzą na czujniku okręgi, które są mniejsze niż piksele.

Co powoduje głębię ostrości?

Głębię ostrości określają cztery rzeczy: średnica apertury, odległość od obiektu, ogniskowa i rozmiar pikseli.

Rozmiar piksela

Ponieważ coś jest ostre na obrazie, jeśli skupione światło sprawia, że ​​okrąg jest mniejszy niż rozmiar piksela, wynika z tego, że większe piksele będą oznaczać, że więcej jest ostre. Zatem zwiększenie rozmiaru piksela zwiększa głębię ostrości i odwrotnie.

Otwór

Jak wyjaśniono powyżej, przysłona lub przysłona to szerokość soczewki, która przepuszcza światło do czujnika.

Przysłona obiektywu może być szersza lub węższa, aby wpuszczać mniej lub więcej światła. Im mniejszy otwór przysłony (wyższa liczba przysłony), tym większa ostrość obrazu. Innymi słowy, mniejsza apertura skutkuje większą głębią ostrości i odwrotnie.

Przedstawiono to na dwóch poniższych ilustracjach. Przy f1.4 (bardzo szeroka przysłona, góra) bardzo mała część obrazu jest ostra:

Tymczasem przy f22 (bardzo zamknięta przysłona, dół) duża część obrazu jest ostra:

Dzieje się tak, ponieważ przy większych przysłonach do soczewki wpada więcej światła. Z definicji mniej tego światła będzie zbieżne z soczewką. Światło musi się bardziej ugiąć, aby trafić w czujnik, a z tego powodu wiele promieni światła spotyka się przed czujnikiem lub za nim, co oznacza, że ​​jest rozmyte.

Odległość od obiektywu

Im bliżej obiektu jesteś, tym płytsza głębia ostrości. Im dalej, tym głębsza głębia ostrości. W pewnym momencie wszystko poza określonym punktem będzie ostre - jest to znane jako odległość hiperfokalna.

Dzieje się to tak samo, jak w przypadku przysłony. Im bliżej obiektu jesteś, tym bardziej skierowane są promienie światła wpadające do obiektywu. Jak wyżej, oznacza to, że światło musi się bardziej ugiąć, zanim się spotka, co oznacza, że ​​głębia ostrości będzie węższa.

Długość ogniskowa

Ogniskowa to odległość między tylnym punktem węzłowym (złożoną częścią soczewki, która załamuje światło) a przetwornikiem obrazu. Ogniskowa jest ważna, ponieważ jest to długość potrzebna do zgięcia promieni światła w ognisku. Im krótsza ogniskowa, tym ostrzejsze są promienie światła. Oznacza to, że nieostre sekcje są bliżej płaszczyzny obrazu (czujnika) i mniej nieostre.

Krótsze ogniskowe mają większą głębię ostrości, a dłuższe ogniskowe mają węższą głębię ostrości. Więc jeśli masz obiektyw 50 mm i obiektyw 600 mm oba w tej samej odległości od obiektu, obiektyw 600 mm będzie miał płytszą głębię ostrości.

Smartfony i fotografia obliczeniowa

Mimo że smartfony mają bardzo szeroko otwarte przysłony, mają trudności z uzyskaniem takiej samej głębi ostrości, jaką osiągają lustrzanki cyfrowe ze świetnymi obiektywami. Ale ponieważ mają tak małą ogniskową, mają naprawdę dużą głębię ostrości, co oznacza, że ​​duża część obrazu będzie ostra.

Czytaj więcej: Niezbędne aplikacje dla fotografów na Androida i iOS

Wejdź do fotografii obliczeniowej. Oprogramowanie osiągnęło punkt, w którym może symulować głębię ostrości poprzez przetwarzanie obrazu.

W przeciwieństwie do tradycyjnej fotografii, fotografia obliczeniowa tworzy „mapę głębi” obrazu, która próbuje określić, gdzie znajdują się wszystkie obiekty w scenie. Następnie wykorzystuje wyrafinowane algorytmy, aby stworzyć przekonujące rozmyte tło, co jest trudniejsze niż się wydaje!

Na czym się skupić

W końcu optyka, która powoduje istnienie głębi ostrości, jest stosunkowo skomplikowanym tematem. Mamy nadzieję, że ten artykuł pomógł Ci zrozumieć, czym jest głębia ostrości, jak jest spowodowana i jak nią manipulować.

Co to jest F-Stop i dlaczego jest ważny w fotografii?

Wiedza o tym, kiedy podnieść lub obniżyć ustawienie przysłony w aparacie, może pomóc w robieniu niezaprzeczalnie lepszych zdjęć.

Czytaj dalej

O autorze