Глубина резкости - Depth of focus

Глубина фокуса - это концепция линзовой оптики, которая измеряет допуск размещения плоскости изображения ( плоскости пленки в камере) по отношению к объективу. В камере глубина резкости указывает на допуск смещения пленки внутри камеры и поэтому иногда называется «допуском от линзы к пленке».

Глубина резкости в зависимости от глубины резкости

Фраза глубина резкости иногда ошибочно используется для обозначения глубины резкости (DOF), которая представляет собой область перед объективом в допустимом фокусе, тогда как истинное значение глубины резкости относится к зоне за объективом, в которой пленочная плоскость или датчик помещаются для получения сфокусированного изображения.

Глубина резкости может иметь два немного разных значения. Первый - это расстояние, на которое можно сместить плоскость изображения, в то время как плоскость отдельного объекта остается в приемлемо резком фокусе; [1] [2] второй - это величина, сопряженная с глубиной резкости на стороне изображения. [2] В первом значении глубина фокуса симметрична относительно плоскости изображения; во втором случае глубина фокуса больше на дальней стороне плоскости изображения, хотя в большинстве случаев расстояния примерно равны.

Если глубину резкости часто можно измерить в макроскопических единицах, таких как метры и футы, глубина резкости обычно измеряется в микроскопических единицах, таких как доли миллиметра или тысячные доли дюйма.

Те же факторы, которые определяют глубину резкости, также определяют глубину резкости, но эти факторы могут иметь иное влияние, чем на глубину резкости. И глубина резкости, и глубина резкости увеличиваются с уменьшением диафрагмы. Для удаленных объектов (за пределами макро-диапазона) глубина резкости относительно нечувствительна к фокусному расстоянию и расстоянию до объекта для фиксированного числа f . В макрообласти глубина резкости увеличивается с увеличением фокусного расстояния или уменьшением расстояния до объекта, а глубина резкости уменьшается.

Определяющие факторы

В камерах малого формата меньший круг предела нерезкости дает пропорционально меньшую глубину резкости. В кинокамерах различные комбинации крепления объектива и затвора камеры имеют точные измерения фокусного расстояния фланца, по которому калибруются объективы.

Выбор размещения гелей или других фильтров за линзой становится гораздо более важным решением при работе с меньшими форматами. Размещение предметов за линзой изменит путь оптики, сместив фокальную плоскость . Следовательно, часто эта вставка должна выполняться одновременно с остановкой линзы, чтобы компенсировать достаточно, чтобы сделать любое смещение незначительным при большей глубине фокуса. Это часто рекомендуется в 35 мм киносъемки кинопроизводства не использовать фильтры позади объектива , если объектив шире , чем 25 мм.

Расчет

Если глубина резкости относится к одной плоскости в пространстве объекта, ее можно рассчитать из

${\ displaystyle t = 2Nc {\ frac {v} {f}},}$

где t - полная глубина фокуса, N - f -число объектива , c - кружок нерезкости , v - расстояние до изображения, f - фокусное расстояние объектива. В большинстве случаев расстояние до изображения (не путать с расстоянием до объекта) определить нелегко; глубину резкости также можно выразить в единицах увеличения m :

${\ displaystyle t = 2Nc (1 + m).}$

Увеличение зависит от фокусного расстояния и расстояния до объекта, и иногда его бывает трудно оценить. При небольшом увеличении формула упрощается до

${\ displaystyle t \ приблизительно 2Nc.}$

Простая формула часто используется в качестве ориентира, так как ее намного проще вычислить, и во многих случаях отличие от точной формулы незначительно. Более того, простая формула всегда будет консервативной (т.е. глубина резкости всегда будет больше расчетной).

Следуя историческому соглашению, круг нерезкости иногда принимается как фокусное расстояние объектива, деленное на 1000 (результат в тех же единицах, что и фокусное расстояние); эта формула имеет наибольший смысл в случае обычного объектива (в отличие от широкоугольного или телефото), где фокусное расстояние является представлением размера формата. Эта практика теперь устарела; Чаще всего круг нечеткости основывается на размере формата (например, диагональ, деленная на 1000 или 1500).

В астрономии глубина фокуса - это величина расфокусировки, которая приводит к ошибке волнового фронта. Его можно рассчитать как ${\ displaystyle \ Delta f}$${\ displaystyle \ pm \ lambda / 4}$

${\ displaystyle \ Delta f = \ pm 2 \ lambda N ^ {2}}$.

Ссылки

• Харт, Дуглас С. 1996. Ассистент камеры: полное профессиональное руководство . Ньютон, Массачусетс: Focal Press. ISBN  0-240-80042-7
• Хаммел, Роб (редактор). 2001. Руководство американского кинематографиста , 8-е издание. Голливуд: ASC Press. ISBN  0-935578-15-3
• Лармор, Льюис. 1965. Введение в принципы фотографии . 2-е изд. Нью-Йорк: Dover Publications, Inc.
• Липсон, Стивен Г., Ариэль Липсон и Генри Липсон. 2010. Оптическая физика . 4-е изд. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-49345-1 (выпуск запланирован на октябрь 2010 г.)
• Маклин, Ян С. (2008). Электронные изображения в астрономии: детекторы и приборы (2-е изд.). Чичестер, Великобритания: ISBN Praxis Publishing Ltd. 3-540-76582-4.
• Рэй, Сидни Ф. 2000. Геометрия формирования изображения. В Руководстве по фотографии: фотографические и цифровые изображения , 9-е изд. Эд. Ральф Э. Якобсон, Сидней Ф. Рей, Джеффри Г. Аттеридж и Норман Р. Аксфорд. Оксфорд: Focal Press. ISBN  0-240-51574-9