Диафрагма и глубина резкости
Относительные отверстия (различные f-числа) могут выглядеть произвольными. В соответствии с понятием ступеней каждое отверстие увеличивает или уменьшает вдвое количество света. проходящего через отверстие, характеризующееся предыдущим или последующим числом соответственно. Например, когда мы устанавливаем f/8, объектив пропускает в два раза больше света, чем когда установлено f/11, и вдвое меньше, чем при f/5,6.
Освоение относительных отверстий.
Возможно, кого-то смущает, что в системе относительных чисел большим числом обозначается маленькое отверстие. Представьте себе, что вы имеете дело с дробями. Например, как 1 /32 — маленькая дробь, так и f/32 указывает на малую диафрагму. Аналогично 1/32 меньше, чем 1/16, поэтому и при f/32 отверстие диафрагмы меньше, чем при f/16.
Рисунок 1. Справочная таблица полезна при определении глубины резкости и гиперфокального расстояния.
Каждое значение относительного отверстия равно отношению эффективного диаметра апертуры к фокусному расстоянию объектива(например, при f/2 диаметр апертуры равен половине фокусного расстояния) и характеризует яркость изображения. Это означает, что любой объектив независимо от его фокусного расстояния при данном относительном отверстии и сфокусированный на то же расстояние (за исключением макросъемки) обеспечит одинаковую яркость изображения.
Таким образом, диафрагма обеспечивает затемнение или осветление изображения. Однако диафрагма объектива также играет и существенную эстетическую роль, влияя на распределение резкости изображения.
Глубина резко изображаемого пространства
Следствием управления диафрагмой оказывается изменение видимой резкости, или глубины резко изображаемого пространства (ГРИП). Объектив неподвижной камеры позволяет получить только одну плоскость, на которую осуществляется в данный момент фокусировка. Любой объект или субъект с любой стороны от этой плоскости может оказаться нерезким в зависимости от ГРИП.
Рисунок 2. Резкость изображения объектов зависит, в частности, от так называемых кружков рассеяния. По мере увеличения кружков недостаточность резкости становится все более явной.
ГРИП определяется не только диафрагмой, но и фокусным расстоянием объектива, расстоянием от камеры до объекта, размером отпечатка, расстоянием рассматривания и даже качеством зрения наблюдателя. Из-за субъективного характера этих факторов значение ГРИП нельзя задать строго. Например, для изображения, снятого DSLR-камерой с полноразмерной матрицей и 50-миллиметровым объективом при диафрагме f/8 и фокусировке на расстоянии в 4 м, показываемого в виде отпечатка 25х20 см. и рассматриваемого с расстояния 1 м человеком с нормальным зрением, ГРИП простирается от 2,6 до 9 м. Когда это же изображение наблюдается с расстояния 5 м., ГРИП возрастает от 1 м. до бесконечности.
Этот пример приведен для того, чтобы сделать серьезную оговорку: некоторые правила относительно ГРИП существуют, но лишь при соблюдении определенных условий.
Как и почему работает ГРИП
Понятие ГРИП связано с несовершенством человеческого глаза. Когда объектив фокусируется на определенное расстояние, лучи света из этой части пространства собираются в точку, что позволяет получить резкое изображение предмета, расположенного на данном расстоянии. Свет от других участков сцены, которые расположены ближе или дальше плоскости наводки на резкость, собирается не в форме точек, а обычно в виде кружков большего размера. Их называют кружками рассеяния.
Для цифровой SLR-камеры формата 35мм (т.е. с матрицей размером 36х 24 мм) при отпечатке 25 х 20 см и нормальной разрешающей способности глаза (нашей способности различать мелкие детали) зрение позволяет нам определить наличие кружочка, большего по диаметру, чем 0,03 мм. Все, что имеет меньший размер, кажется нам точкой, а не кружочком, т.е. выглядит резко.
Поэтому на некотором расстоянии с любой стороны от плоскости фокусировки нерезкие кружочки диаметром больше 0,03 мм кажутся нам точками, а объекты, от которых отражается свет, кажутся на изображении резкими. Вот это расстояние и есть ГРИП.
Визуальные эффекты резкости
ГРИП позволяет создавать визуальные эффекты. Небольшая ГРИП, когда объекты спереди и сзади области фокусировки оказываются размытыми, позволяет выделить сюжетно важный элемент от отвлекающих деталей. В этом смысле ГРИП является композиционным инструментом, с помощью которого можно удалять нежелательные объекты из кадра. И наоборот, когда объекты переднего и заднего планов одинаково важны для изображения, большая глубина резкости позволяет дополнять основной объект изображения.
Рисунок 3. Эти два снимка показывают, как небольшая глубина резкости позволяет отделить объекты от фона.
Управляя глубиной, фотографы могут выделять сюжетно важные элементы и прятать от зрителя объекты и детали, которые в противном случае нарушают композицию. Таким образом, диафрагма помимо управления световым потоком может служить творческим инструментом увеличения композиционной завершенности изображения, управления зрительским вниманием.
За пределами F/16
Поскольку ГРИП возрастает с уменьшением апертуры, может возникнуть желание до предела увеличивать глубину резкости, задавая наименьшее отверстие диафрагмы. Однако при очень малых отверстиях диафрагмы резкость изображения страдает из-за дифракции. У применяемых сегодня объективов для 35-миллиметровых DSLR-камер диафрагмы, обеспечивающие наилучшее качество изображения, находятся в диапазоне f/8 — f/16. Вне этого диапазона предпочтительнее применять метод фокусировки на гиперфокальное расстояние, чтобы ГРИП была наибольшей.
Рисунок 4. Когда ГРИП увеличивается от переднего плана до фона, внимание уделяется всем объектам сцены.
Гиперфокальное расстояние
Немного выше мы обсуждали глубину резкости, и там объяснялось, что перед плоскостью наводки на резкость и за ней существует зона приемлемой резкости, где из-за несовершенства зрения человека объекты кажутся резкими, даже когда они не в фокусе с технической точки зрения.
Гиперфокальное расстояние
Найдите фокусное расстояние объектива на горизонтальной оси. Затем на вертикальной оси найдите соответствующее гиперфокальное расстояние. Например, график показывает, как рассчитать гиперфокальное расстояние для объектива 50мм. при диафрагме f/16.
Существует способ настроить эту зону так, что ГРИП от переднего плана до фона будет наибольшей. Этот способ называют фокусировкой по гиперфокальному расстоянию.
Давайте рассмотрим следующую гипотетическую ситуацию. Ближайший видимый объект в некоторой сцене расположен в 1,5 м. от плоскости фокусировки, а дальний стоит на бесконечности. Если камера наведена на бесконечность, зона приемлемой резкости простирается от 3 м. до бесконечности. В этом примере объект, находящийся в 1,5 м., оказывается нерезким, так как он не попадает в указанную зону. Как же нам навести на резкость, чтобы вся сцена от 1,5 м. до бесконечности была резкой?
Существует простое решение. Обратите внимание, как на диаграмме, показанной ниже, диапазон зоны расширяется и уходит в бесконечность. Эта часть зоны пропадает, так как все, что уходит в бесконечность, будет в любом случае резким. Нам следует передвинуть зону так, чтобы дальняя граница ГРИП остановилась ровно на бесконечности, тогда ближняя часть ГРИП станет предельно близкой к камере.
Управление экспозицией в цифровой камере.
В пленочной камере при заранее заданной светочувствительности могут использоваться лишь немногие комбинации выдержки и диафрагмы. В цифровой фотографии светочувствительность может устанавливаться для каждого кадра. Поскольку взаимозаместимость гарантирована, светочувствительность играет более активную роль. Тут можно регулировать диафрагму, а компенсацию выполнять за счет светочувствительности, оставляя постоянной выдержку. Например, экспозиция будет одинаковой при выдержке 1/250 сек., диафрагме f/8 и чувствительности 200 ISO или при выдержке 1/250 сек., диафрагме f/11 и чувствительности 400 ISO.
В этом примере снижение количества света, достигающего матрицы (уменьшение диафрагмы с f/8 до f/11), компенсируется увеличением светочувствительности вдвое — с 200 до 400 ISO.
Рисунок 5. При фокусировке на гиперфокальное расстояние ГРИП оказывается максимальной.
Мы можем сделать это, изменив текущую наводку на резкость с бесконечности на расстояние, с которого начинается зона ГРИП, например 3 м. Если так сделать, то зона резкости начнется с середины расстояния между фокальной плоскостью и плоскостью наводки на резкость, в данном примере — с 1,5 м. Здесь может находиться ближайший резко изображенный объект.
Проблема заключается в часто возникающих неточностях. Кроме того, расположив объекты на крайних позициях, мы можем не обеспечить их резкости, особенно если другие факторы вносят неточность в оценку ГРИП. Аналогичные сложности возникают и в случае часто встречающейся рекомендации наводить на резкость на одну третью глубины сцены. До некоторой степени может помочь в таком случае расположение гиперфокального расстояния несколько дальше от камеры. Это ограничит ближнюю границу резкости, но увеличит резкость внутри зоны резкости.
Однако если резкость очень важна для вашего изображения, то лучше всего точно рассчитать ГРИП и гиперфокальное расстояние по данным изготовителя объектива или информации из Интернета.
