Оптика оптичні терміни до питання вибору об’єктива розрахунок глибини різкості об’єктива що таке
відстань від задньої головної фокальній площині до площині плівки
Фокальна точка це точка, в якій паралельні світлові промені від нескінченно далекого об'єкта сходяться після проходження через об'єктив. Площина, перпендикулярна оптичній осі, на якій знаходиться ця точка, називається фокальною площиною. На цій площині, що знаходиться там, де розташована плівка в камері, об'єкт видно різко і, як кажуть, перебуває "у фокусі". При звичайних фотооб'єктивах, що складаються з декількох лінз, фокус можна відрегулювати таким чином, щоб світлові промені від об'єкта, розташованого ближче, ніж в "нескінченності", сходилися в якійсь точці на фокальній площині.
Фокусна відстань - це відстань від головного фокуса до оптичного центру.
Діафрагма - Фокусна відстань об'єктива, поділене на діаметр вхідної зіниці (видимого з боку об'єкта), так само відносному отвору N (чисельним значенням діафрагми). Hадпісь f / 4 позначає 1/4 фокусної відстані. Освітленість зображення на плівці обернено пропорційна квадрату відносного отвору. Глибина різкості збільшується, але дифракція зменшує різкість зі збільшенням значення діафрагми.
Гіперфокальна відстань - мінімальна відстань, на якому об'єкти зображуються різко, коли об'єктив сфокусований на нескінченність h = f ^ 2 / (N * c)
Оскільки у всіх об'єктивів є певні аберації і астигматизм, вони не можуть ідеально зводити промені від точки об'єкта, щоб вони утворювали справжню точку зображення (тобто нескінченно малу точку з нульовою площею). Іншими словами, зображення утворюються з комплексу точок, що мають певну площу або розміри. Оскільки зображення стає менш різким у міру збільшення розмірів цих точок, то ці точки називають "колами нерізкості". Таким чином, один з факторів, що визначають якість об'єктива, це найменша точка, яку він може утворити, або його "мінімальний коло нерізкості". Максимально допустимий розмір точки на зображенні називається "допустимим колом нерізкості". Для 35мм камер діаметр кружка нерізкості зазвичай приймають з = 0.03мм або з = 1/1720 від діагоналі кадру, що дає 0.025 для 35мм плівки.
Кут поля зору-площа знімального плану, виражена як кут, який може бути відтворений об'єктивом у вигляді різкого зображення. Номінальний діагональний кут зору визначається як кут, утворений уявними лініями, що зв'язують другу головну точку об'єктива з обома кінцями діагоналі зображення (43,2 мм). Дані об'єктива з електронної фокусуванням зазвичай включають горизонтальний (36 мм) кут зору і вертикальний (24 мм) кут зору.
Кут зору і коло зображення можна розрахувати як 2 * arctan (X / (2 * f * (M + 1))), де Х - ширина, висота або діагональ кадру, М - збільшення.
Мінімальна і максимальна відстані. на яких об'єкти зображуються різко можуть бути розраховані наступним чином:
Sclose = h * So / (h + (So - f))
Sfar = h * So / (h - (So - f))
Якщо знаменник дорівнює нулю або негативний. то Sfar = нескінченності.
Глибина різкості відстань від найближчої різкою точки до найдальшої різкою точки.
frontdepth = So - Sclose
frontdepth = Ne * c / (M ^ 2 * (1 + (So-f) / h))
frontdepth = Ne * c / (M ^ 2 * (1 + (N * c) / (f * M)))
reardepth = Sfar - So
reardepth = Ne * c / (M ^ 2 * (1 - (So-f) / h))
reardepth = Ne * c / (M ^ 2 * (1 - (N * c) / (f * M)))
Задня дистанція різкості дорівнює нескінченності, якщо знаменник дорівнює нулю.
Аберація - дефекти зображення, які виникають через обмеження при проектуванні і виготовленні об'єктивів.
Зображення, Створити ідеальним фотооб'єктивом, повинно мати такі характеристики:
1) точка повинна бути утворена як точка;
2) площину (така, як стіна), перпендикулярна оптичній осі, повинна бути утворена як площину;
3) зображення, утворене об'єктивом, має мати таку ж форму, як сам об'єкт. Крім того, з точки зору вираження зображення об'єктив повинен показати справжній колір відтвореного об'єкта. Практично ідеальна робота об'єктива можлива тільки в тому випадку, якщо використовуються лише промені світла, що надходять в об'єктив поблизу оптичної осі, і якщо світло монохроматичне (світло тільки однієї конкретної довжини хвилі). Однак у випадку зі звичайним об'єктивом, де велика апертура використовується для отримання достатньої яскравості і об'єктив повинен зводити разом промені, що проходять не тільки поблизу оптичної осі, але від усіх частин зображення, вкрай важко створити вищезгадані ідеальні умови в силу існування таких перешкод:
1) Оскільки більшість об'єктивів побудовано лише з лінз зі сферичними поверхнями, промені світла від однієї точки об'єкта не відображаються на зображенні у вигляді ідеальної точки. (Проблема, якої неможливо уникнути при сферичних поверхнях.)
2) У різних типів світла (тобто у хвиль різної довжини) різні положення фокусної точки.
3) Є багато вимог, пов'язаних зі змінами кута зору (особливо в об'єктивах зі змінною фокусною відстанню і в телефотооб'ектівах).
Основні типи аберацій:
-сферична аберація. Світло, що проходить через краї лінзи, фокусується на іншій відстані. ніж світло, що проходить ближче до центру лінзи,
-кома. Відстань від оптичної осі, на якому відображається точка об'єкта, розташованого нема на осі, змінюється з відстанню від центру об'єктива,
-кривизна поля зображення. Точки площині в просторі предметів точно фокусуються на викривленій поверхні, а не на площині (плівки),
-дисторсия (подушка або бочка). Зображення квадратного предмета має опуклі або увігнуті боку,
-хроматична аберація. Положення (вперед і назад) точного фокусу залежить від довжини хвилі,
-додаткові кольори. Збільшення залежить від довжини світлової хвилі.
Дія всіх аберацій (за винятком дисторсии і додаткових квітів) можна зменшити диафрагмированием. Кривизна поверхні не усувається диафрагмированием.
Дифракція явище, при якому світлові хвилі потрапляють в район тіні від об'єкта. У випадку з фотооб'єктивом експозиція часто регулюється шляхом зміни розміру діафрагми об'єктива (апертури), щоб відрегулювати кількість світла, що проходить через об'єктив. Дифракція в фотооб'єктиві відбувається при малих діафрагмах, коли ребра діафрагми заважають проходженню світлових хвиль по прямій лінії, в результаті чого промені світла проходять близько до ребер діафрагми, огинаючи ці ребра на шляху через діафрагму. Дифракція викликає зменшення контрастності і роздільної здатності зображення, в результаті чого виходить неконтрастне зображення. Хоча дифракція має тенденцію з'являтися тоді, коли діаметр діафрагми менші за визначений розмір, насправді вона залежить не тільки від діаметра діафрагми, а й від різних факторів, таких, як довжина хвилі світла, фокусна відстань і світлосила об'єктива.
До питання вибору об'єктива.
Дуже часто перед власниками фотокамер постає питання вибору Zoom об'єктива, тобто об'єктив зі змінною фокусною відстанню, при цьому одним з основних критеріїв вибору є різкість зображення. При цьому існують різні думки, одні вважають, що дешеві (бюджетні) зумма дозволяють отримати якісне зображення тільки на форматі 10х15, інші мають протилежну думку. Розгляд таблиць, де наводяться різні оптичні характеристики корисно, але мало що дає людині погано володіє оптичними термінами і не мають відправної точки для порівняння.
Нижче наведено приклад дозволяє наочно представити можливості сучасного бюджетного зумма. При виборі об'єктива слід також пам'ятати, що різке збільшення ціни об'єктива в основному пов'язано зі збільшенням його світлосили, а не з різкістю одержуваного зображення. Застосування светосильного об'єктива створює багато зручностей при зйомці в умовах недостатнього освітлення, а також дозволяє краще управляти розмиванням заднього плану, але при зйомці на середніх значеннях діафрагми не кожен зможе відрізнити результати отримані об'єктивами з різницею в ціні в десять разів.
Уявіть стандартний кадр 24х36мм і квадрат зі стороною 1/20 розміру вузької ширини кадру (малюнок внизу). При друку форматом 10х15 розміри квадрата складуть 5х5 мм.
На знімку внизу представлений ділянку кадра, що відповідає за розмірами чорному квадрату. Ділянка був обраний поруч з краєм кадру, там де зображення повинно бути гірше, ніж по центру.
Зйомка виготовляють бюджетним зумма Pentax AF28-70 / 4AL, з діафрагмою 1 / 5,6 і f = 28мм на плівку Fuji Superia 100. Відстань до лісу на кадрі більше кілометра. На фотографії розміром 10х15см цю ділянку буде мати розмір 5х5 мм, а зображення подібне до того, що Ви бачите на екрані буде при розмірі фотографії 50х75см. При цьому треба враховувати, що сканування вироблялося з дозволом 2438dpi і при використанні більш якісного сканера було б краще (на наведеному зображенні шуми сканера значно псують картинку). При друку в мінілабі форматом 10х15 на цій ділянці фотографії дуже складно розрізнити окремі стовбури дерев. Необхідно відзначити, що хоча застосований об'єктив і вважається одним з кращих бюджетних зумма в даному діапазоні, але об'еківи інших провідних фірм мають приблизно такі-ж характеристики.