Чи забезпечують менші діафрагми більшу глибину поля за межею дифракції, навіть якщо страждає різкість піку?


24

У розумінні експозиції (3-е видання, стор. 48 ) Брайан Петерсон має те, що можна назвати сказом проти сучасної он-лайн загальноприйнятої мудрості про межі дифракції. Відповіді на цьому веб-сайті в значній мірі відповідають тій загальноприйнятій мудрості; див. Що таке "межа дифракції"? і в чому користь крихітного отвору?

Але Петерсон особливо зневажливо ставиться до "веб-сайтів форуму фотографії", і каже, що "хоче встановити рекорд". Чи є зерно правди в тому, що він говорить, або він абсолютно не базується?

Зокрема, він каже, що f / 22 - це "найменший отвір об'єктива, який, в свою чергу, створює найбільшу глибину різкості" з ширококутним об'єктивом, і тому f / 22 є єдиним способом фіксації різкості спереду та назад. . Чи призупинення виходу за межі дифракції дасть більш послідовну різкість по полю, навіть якщо це не так вже й різко? Або межа межі дифракції означає, що в певний момент, задовго до f / 22 на APS-C dSLR, все так само гостро, як і зараз, і поза цим все стає гірше?

Петерсон також каже: "Питання використання f / 22 ніколи не було проблемою в дні, коли ми всі знімали фільм, і це не повинно бути проблемою сьогодні". У цій відповіді на цьому веб-сайті jrista (переконливо, я думав) стверджує, що межа є функцією носія запису. Невже Петерсон, незважаючи на повноваження як автор найбільш продаваних фотографій, не надає достатньої довіри до різниці між кіно- та цифровою?


1
Я, мабуть, пригадую, що десь бачив, що ця проблема була скоріше фактором у вирізаних датчиках. Не можу згадати, де хоч, я подумаю. Я вважаю, що він показує приклад зйомки у f / 16 та f / 22, але якщо він використовував повнокадрову камеру, що як професіонал я впевнений, він був, можливо, це не така проблема.
ElendilTheTall

3
Мені хотілося б подумати, що ми трохи корисніші та точніші, ніж "Веб-сайти форуму фотографії". Я знаю, що більше не витримую веб-форумів, оскільки майже неможливо зрозуміти, чия думка більше дотримується, не завантажуючи сторінки та сторінки відповідей.
Еван Кралл

1
@ElendilTheTall - Це стосується розміру пікселя, а не розміру датчика. Таким чином, 25 Мп повний кадр має таку саму межу дифракції, що і 11 Мп датчик APS-C (1.5X Crop). Ефект це дуже реально.
Itai

Відповіді:


29

Перш за все, це було питання про фільм. Якщо Брайан Пітерсон того часу не знав про це, це просто показує те, чого він не знав, не те, що насправді це не було проблемою.

Однак були й відмінності. Перш за все, у нас не було даних EXIF, і більшість людей не тримали достатньо уважних приміток, щоб дійсно знати, чому знімок X вийшов дещо різкішим, ніж знімок Y. Навіть для тих, хто робив нотатки, роблячи реальне тестування, наприклад, зробивши 100 знімків одного предмета, змінюючи параметри камери, щоб побачити, що добре працює, а що не вистачило, що дуже мало людей кожен намагався.

По-друге, для більшості людей стандарти були значно нижчими. Зокрема, перегляд зображень на моніторі комп’ютера значно полегшує чітке збільшення, до того, що ви бачите дійсно незначні дефекти, яких ви ніколи не побачили в друкованому розмірі розумного розміру або проектуючи слайд, навіть дуже великий .

По-третє, є щось психологічне. Коли ви знімаєте f / 22, все трохи розмито, тому ви, як правило, (наприклад) просто не дивитесь на це так близько. Більшість людей ніколи насправді цього не помітять багато, тому що вони мають тенденцію кинути пильніше дивитися, коли вони (як правило, підсвідомо) усвідомлюють, що там більше немає деталей. На противагу цьому, якщо ви знімаєте, скажімо, f / 5.6 частини зображення, які мають точно такий же розмір CoF, як і при f / 22, виглядають поза фокусом, тому що ви можете (принаймні зазвичай) бачити частини, які є істотними гостріше.

По-четверте, багато що залежить від якості об'єктива. Якщо ви дивитесь / граєте з об’єктивами (скажімо) 50 чи 60 років тому, ви можете значною мірою залежати від того, що за сучасними стандартами вони досить жахливі, коли вони широко відкриті. Об'єктив f / 2, можливо, потрібно буде зупинити до рівня f / 8 або близько того, перш ніж він буде навіть досить хорошим сучасними стандартами. Аберації, коли вона була широко відкритою, були досить поганими, тому якість все ще покращувалася до f / 11 або навіть f / 16 у багатьох випадках. Чудовий об'єктив і дуже бідний об'єктив приблизно рівні f / 22, але при f / 8 чудовий об'єктив буде набагато краще.

Щоб наблизитись до вашого прямого питання: так, розмір датчика має значний вплив. З більшим датчиком вам потрібно бути ближче до об'єкта, щоб отримати однакове обрамлення з однаковою фокусною відстанню лінзи. Це означає, що більший датчик, як правило, знижує видимий коефіцієнт корисної дії, тому ви отримуєте більше, зупиняючись. По-друге, використовуючи більший датчик, ви зменшуєте менше, щоб отримати друк однакового розміру. Це запобігає втраті різкості від невеликого отвору майже не настільки очевидними.

Щоб навести крайній приклад, багато хто з найвідоміших "класичних" фотографів, таких як Адамс та Вестон, належали до того, що вони називали клубом f / 64. Знімаючи камеру 8x10 (або навіть більшу), їм була потрібна крихітна діафрагма, щоб взагалі отримати будь-який DoF, і (очевидно, що достатньо від назви) вважав f / 64 ідеальною діафрагмою. Втрата різкості мала велике значення з тієї простої причини, що вони рідко збільшувалися значно. Починаючи з 8x10 негативу, навіть відбиток розміром 24x30 був лише розширенням 3: 1 - трохи меншим розширенням, ніж створення друку 3x5 з повнокадрової цифрової камери.

Редагувати: Перш за все, f / 22 є рідко необхідним з точки зору DoF. Розглянемо гіперфокусні відстані для 50-міліметрового об'єктива при різних діафрагмах:

f/8:  41 feet
f/11: 29 feet
f/16: 21 feet
f/22: 15 feet

Найближча точка, яка знаходиться у фокусі, - це половина цієї кількості в кожному випадку, тому перехід від f / 16 до f / 22 отримує близько 3 футів переднього плану, який фокусується. Безперечно, буває, що здобути 3 фути варто майже нічого . Будьмо чесними, проте: це насправді не дуже часто - і, ймовірно, 95% часу, коли ви можете використовувати f / 22, щоб виконати роботу, ви могли використовувати стекинг фокусів (для одного прикладу), щоб досягти того ж і отримати набагато більшу чіткість загалом.

Для типового ландшафту це рідко взагалі необхідно. Розглянемо, наприклад, фотокамеру FF з 50-міліметровим об'єктивом, що тримається на рівні очей (скажімо, 60 "над землею), а земля, що знаходиться поблизу, приблизно рівна і рівна. Для простоти, ми припустимо, що вони тримають камеру приблизно на рівні .

У цьому випадку найближчий передній план біля самого краю зображення знаходиться приблизно за 250 дюймів (трохи менше 21 фута). Це означає, що f / 8 є досить малим, щоб вся картина потрапляла в DoF. Хтось, як насправді уважно придивляється до самого краю зображення, може помітити, що він трохи м'якший за центр - але те, що вони бачать, все ще дещо чіткіше на краю та набагато чіткіше в центрі, ніж якщо ви Я зняв постріл у f / 22.

Однак я хочу додати, що DoF - не єдина причина використовувати крихітний діафрагму. Я іноді використовую крихітний діафрагму спеціально для отримання досить м'якої, низькоконтрастної картини. Налаштування f / 22 (або f / 32, якщо є) може бути справді дешевою альтернативою лінзи з м'яким фокусуванням, і коли ви хочете м'який, мрійливий вигляд, як ви могли очікувати від дверної камери, f / 32 може бути простим замінник.

Підсумок: Цілком можливо створити кілька дійсно приємних знімків, знімаючи f / 22 або f / 32 - але коли / якщо ви використовуєте його, ви повинні робити це, виходячи з принаймні деякої ідеї, чого очікувати і знаючи, що ви хочете таку картину, яку збираєтесь отримати. Ви НЕ робити це , тому що Брайан Петерсон (або хто - небудь інший) запевнив, що це правильна річ , щоб зробити, ви не повинні це робити , чекаючи картину на F / 22 , щоб вийти навіть близько до настільки різким , як один на F / 11.

Дозвольте закінчити короткою серією картинок. Всі вони були зняті зі штатива з попередньо налаштованим дзеркалом, все протягом декількох секунд один від одного, так що світло змінювалося дуже мало тощо. Спочатку загальний знімок:

введіть тут опис зображення

Тоді 100% посівів при f / 11, f / 16, f / 22 та / f32: введіть тут опис зображення введіть тут опис зображення введіть тут опис зображення введіть тут опис зображення

Тепер це правда, що ми хоча б певною мірою придивляємося до пікселів, але також правда, що втрата якості при f / 22 і (особливо) f / 32 є досить очевидною. Відверто кажучи, хоча більшість тестів показує деяку втрату при f / 16 при зйомці плоских, висококонтрастних цілей, тут на реальній картині f / 16 не відображається як все, що відрізняється від f / 11.

ОТО, при f / 22 втрата якості досить помітна, а при f / 32 результат відверто досить жахливий.

Ох, і всі вони взяті на 200мм. Якщо ви вважаєте, що довга лінза врятує вас від ефектів дифракції, підготуйтеся до розчарування ...


Отже, ваш третій пункт, здається, стверджує, що він певним чином має рацію. Якщо деякі частини виглядають значно чіткіше, ніж інші, це може бути менш бажаним, ніж рівне зображення, навіть без такої абсолютної чіткості.
mattdm

4
@mattdm: Моя думка полягала в тому, що "о, страшно" f / 64 групи f / 64 насправді не все так страшно - величина дифракції відносно загальної експозиції, яку ви очікували від лінз, якими вони користувалися при діафрагмі, яку вони використовували, буде приблизно такою, як у 35-ти мм об'єктива при f / 11 (ish), тож це червона оселедець у цій дискусії.

2
Імовірність (і кут) дифракції залежить від ймовірності взаємодії світла з ребром - в цьому випадку леза діафрагми. Кількість світла, що значно впливає на дифракцію, пропорційно довжині хвилі та окружності / периметру діафрагми (довжина ребра); загальна експозиція пропорційна площі отвору. При фізично більших отворах внесок у загальну експозицію (а отже, і на пом'якшувальний вплив) дифракційного світла пропорційно менший, ніж у фізично менших отворах.

1
@mattdm: Я б сказав, що відповідь на питання полягає в тому, що, хоча є кілька факторів, які сприяють його позиції, він здебільшого помиляється.
Джеррі Ковф

3
@mattdm: Я трохи змінив редагування, щоб додати трохи більше висновку, а також кілька прикладних зображень як підтримку.
Джеррі Труну

7

На цифрових камерах Діфракційна обмежена діафрагма (DLA) визначається розміром пікселів датчика. З плівкою він був розміром зерен в емульсії, таким чином, DLA тієї ж комбінації камери / об'єктива змінюватиметься залежно від використовуваної плівки. Це тому, що воно пов'язане з розміром кола плутанини для заданої діафрагми. З цифровим датчиком DLA - це діафрагма, при якій розмір кола плутанини стає більшим, ніж пікселі датчика, і починає помітно впливати на різкість зображення на рівні пікселів. Дифракція на DLA майже не помітна, якщо дивитися на екрані зі 100% (1 піксель = 1 піксель). Зі збільшенням щільності пікселів сенсора кожен піксель стає меншим, а рівень DLA стає ширшим.

DLA не означає, що не слід використовувати більш вузькі отвори. Саме там різкість зображення починає ставити під загрозу для збільшення DOF. Датчики більш високої роздільної здатності, як правило, продовжують надавати більше деталей набагато більше, ніж сенсор DLA, ніж датчики нижчої роздільної здатності, поки не буде досягнуто "Частота відключення дифракції" (набагато вузька діафрагма). Прогресування від різкого до м’якого не є різким.

DLA може сильно відрізнятися від однієї камери до іншої. Серед поточної лінійки Canon найвищий DLA - це f / 11 для 1D X з 18,1 МП на повний кадр (36X24 мм). Кожен піксель шириною 6,9 мікрометра. Усі 7D, 60D і T2i через T4i Rebels мають один і той же базовий датчик, який видавлює 18,0 Мп у формат APS-C (22,3X14,9 мм), який використовує 4,3 мікрометра пікселів. Це призводить до отримання довільного значення f / 6,9. Оригінальний 5D розкинувся на 12,8 Мп (8,2 мікрометра шириною) на датчику FF для DLA f / 13.2. 1D марка II використовувала 8,2 МП при тому самому розмірі пікселів на датчику APS-H для тієї ж DLA f / 13.2.

То що відбувається, коли ви виберете діафрагму за межами DLA? Дифракція починає негативно впливати на різкість у абсолютній точці фокусу. Натомість вузька діафрагма збільшує глибину різкості, яка знаходиться в номінальному фокусі. Існують методи, які дозволяють максимально збільшити глибину різкості за допомогою найширшого діафрагми. Навчитися обчислювати гіперфокусну відстань (або проводити діаграму для кожного використовуваного фокусного відстані) дозволяє розмістити точку фокусування якомога ближче до камери, дозволяючи, щоб все поза цією точкою аж до нескінченності залишалося прийнятним у фокусі. На близькій відстані та широких отворах глибина різкості приблизно однаково перед і за точкою фокусування. Зі збільшенням відстані предмета та / або діафрагми звужується,Ось посилання на DOF калькулятор, який ви можете використовувати для ілюстрації цього.

Так правда Петерсон чи ні, коли він каже, що використання f / 22 - це не проблема? Це залежить. Для камери з більшими пікселями це буде менше проблеми, ніж для камери з більшою кількістю пікселів, набитих на менший датчик. Якщо отримане зображення буде розміром для перегляду в Інтернеті при порівняно низькій точці на дюйм та високій компресії, воно не буде великим, якщо є якийсь фактор. Якщо зображення друкується порівняно невеликими розмірами, це не буде великою проблемою. Якщо, з іншого боку, зображення буде використовуватися для великого розміру друку великого розміру або сильно обрізане при відображенні на моніторі, це стане набагато більшою проблемою.


4

Я знаю, що це не належна відповідь на ваше запитання, але я хотів уникнути подовження нитки коментарів до першого (і хорошого) відповіді.

Щойно я взяв тестовий зразок Siemens (від http://fotofreaks.de/fototechnik/siemensstern/Siemensstern_v1.1.pdf ) і перевірив роздільну здатність мого DSLR (Pentax K-20D з 18-135 мм WR Pentax zoom). Мої тести показали, що при різних фокусних відстанях я завжди отримую значно чіткіші зображення при f / 11, ніж при f / 32. Це говорить про те, що справді малі отвори вище f / 16 мають тенденцію викликати негативну дифракцію замість посилення різкості. Це також пояснило б, що ви не можете отримати більшу фокусну глибину, оскільки дифракція знову працює на цій цілі, правда?

Звичайно, це не пояснення, а лише приклад, який робив хтось із не надто глибокими знаннями фізики. Але я заохочую вас зробити подібні тести.


Я думаю, щоб зробити цей тест «належним чином», можна було б поставити діаграму як на ближню, так і на далеку відстань і порівняти різкість обох з ближніми або далекими відстанями фокусування при різних діафрагмах.
mattdm

Вам потрібно буде встановити три цілі на щось на зразок 5, 10 і 20 футів. Середня була б точкою зосередження. При f / 8, використовуючи 50-міліметровий об'єктив на Canon 5DII, DOF перейде від 7,8 до 14 футів. Цілі в 5 'і 20' будуть досить розмитими, тоді як у 10 'буде дуже різко. f / 16 дасть DOF від 6,3 до 17,2 футів. Центральна ціль не була б такою гострою, як при f / 8 або f / 11, але інші два були б майже у фокусі. При f / 32 гіперфокальна відстань становила б 8,7 футів, і все, від 4,7 фута до нескінченності, буде зосереджене, але деталізація зменшиться дифракцією.
Майкл С

0

Не суворо відповідь на коментар ОП щодо Петерсона, але корисний для деяких:

Дифракційна розмитість дуже чітко визначена. Знаючи f / стоп і фокусну відстань, розмиття можна усунути дуже мало артефактів. SmartSharpen в PS, фокус від Topaz та Inccent + від Piccureplus - все це може зробити. Deconvolution обчислювально дорогий.P + має спосіб налаштувати пакетну обробку, щоб ви могли дозволити їй працювати на наборі пікс протягом ночі. Роботи найкраще застосовувати як перший крок у робочому процесі обробки зображень.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.