Управление глубиной резкости в фотографии позволяет достичь эффекта определенного размытия фона (в т.ч. минимизировать величину этого размытия). Понимание того, как на глубину резкости влияют основные три управляемых параметра (диафрагма, расстояние до объекта и фокусное расстояние объектива), так же важно, как и хорошая экспозиция. ГРИП является одним из инструментов, позволяющих фотографу реализовать художественный замысел, выделить композиционно на снимке главное.

Глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) - это расстояние между двумя плоскостями, пересекающими перпендикулярно главную оптическую ось объектива так, что все объекты, расположенные между ними, являются относительно резкими. Взгляните на схему. На главной оптической оси на некотором расстоянии (слева) от плоскости линзы имеется точка, на которой сфокусирован объектив (обозначена синим цветом). Все остальные точки на этой оси, расположенные ближе или дальше от этой синей точки размываются. Чем дальше от синей точки, тем сильнее размытие. При этом, заметное размытие начинает наблюдаться на некотором расстоянии от точки фокусировки. Эти расстояния обозначены красной и зеленой точками. Таким образом, мы считаем, что все точки между красной и зеленой являются резкими. Это расстояние на рисунке обозначается DoF (depth of field). Это и есть глубина резкости. Любые точки, размещенные между красной и зеленой точками, будут формировать на фокальной плоскости пятна, размер которых не должен превышать размер С, который называется кружком нерезкости (иногда обозначают CoC - circle of confusion). Кружок нерезкости выбирается исходя из условий печати или просмотра

Таким образом, расстояние, обозначенное DoF и есть ГРИП, а красная и зеленая точки называются границами резко изображаемого пространства. ГРИПом фотографы пользуются для отделения объекта съемки от фона, т.е. размывая фон, как бы визуально отделяя объект от него. Взгляните на фотографию, если бы я не уменьшил ГРИП, резкие деревья на заднем плане слились бы с этой очаровательной девушкой. Замыливание фона посредством уменьшения ГРИПа является широко используемым инструментом в портретной фотографии.

С учетом того, что резкость в фотографии - понятие относительное, поскольку для печати 10 на 15 снимок может быть достаточно резким, а для печати 20 на 30 уже нет, ГРИП - тоже величина относительная. А определяет это такой параметр как кружок нерезкости (С). Чем больше требования к печати (при условии наличия соответствующей разрешающей способности сенсора и объектива камеры) тем меньше кружок нерезкости. Кружок нерезкости с одной стороны ограничен возможностями камеры и объективом, а с другой стороны - требованиями к резкости.

На ГРИП влияют три параметра:
1. Диафрагма - чем меньше, тем больше ГРИП и наоборот
2. Фокусное расстояние - чем меньше, тем больше ГРИП и наоборот
3. Расстояние до объекта - чем меньше, тем меньше ГРИП и наоборот

Грамотное формирование ГРИП на практике имеет важное значение. Взгляните на эти замечательные снимки одной и той же мухи, снятые с одного и того же расстояния объективом с фиксированным фокусным расстоянием, но с разной диафрагмой.

В первом и во втором случае диафрагма была максимально открыта, но на первом снимке сфокусировались на голове, а на втором снимке на задней части насекомого. Мы видим, что вся муха в зону резкости не входит, поэтому пришлось уменьшить диафрагму, для увеличения ГРИПа. Третий снимок, таким образом, выглядит вполне устраивающим нас.

Теперь кратко изучим расчет ГРИПа. Для определения расстояний передней и задней границы РИП используются две формулы (1,2):

где,
L - расстояние, на котором сфокусирован объектив (в метрах),
f - фокусное расстояние (абсолютное, а не ЭФР, в метрах),
D - диафрагменное число объектива,
C - размер кружка нерезкости (в метрах).

С первыми тремя параметрами все понятно, а вот с кружком нерезкости нужно разобраться. Существует стандарт для определения C, нужно разделить диагональ кадра на 1500. То есть для 35мм плёнки используют кружок нерезкости размером в 30 микрон (разрешение в 30 пар линий на мм). Разберемся с матрицами.

Полнокадровые матрицы, например, у Canon EOS 5D Mark III имеют размер 36 х 24 мм. Диагональ равна примерно 43,3 мм. Делим на 1500 и получаем размер кружка нерезкости 28,8 мкм. Для кроп-матрицы, например, у Canon EOS 7D (22,3 x 14,9 мм) размер кружка нерезкости будет равен 17,9 мкм. В некоторых источниках можно встретить заблуждение, что для кроп-матриц нужно домножать полученный размер на кроп-фактор, например, для 7D 26.8*1.6/1500. Этого делать не нужно, поскольку у кроп-сенсоров другая разрешающая способность. В качестве доказательства можно привести значения тега Circle Of Confusion из exif данных RAW файла: 0.031 mm для Canon EOS 5D Mark III, 0.023 mm для Canon EOS-1D Mark III, 0.019 mm для Canon EOS 7D. Какую формулу использует Canon и что учитывается при расчете CoC мне не известно, но кроп-фактор точно не оказывает какого-либо влияния.

Пример. Пусть мы сфокусировались на расстоянии 2 метра с фокусным расстоянием 50 мм при диафрагме 2,8. Считаем:

Ближняя граница = 2*(0,05*0,05) / (0,05*0,05+2,8(2-0,05)*0,0000288) = 1,88 м.
Дальняя граница = 2*(0,05*0,05) / (0,05*0,05-2.8(2-0,05)*0,0000288) = 2,13 м.

Таким образом, размер ГРИП в данном случае равен 2,13-1,88 = 25см. Как видите, расчеты довольно простые.

Давайте рассчитаем ГРИП для разных диафрагм и расстояний для объектива Canon EF 50 мм/1.4 USM на полнокадровой матрице и сведем в таблицу значения.

Строки рассчитаны для диафрагм от 1.4 до 22. Значения содержат ближнюю и дальнюю границу ГРИПа для каждого расстояния фокусировки (от 0,5 до 15 метров). Такая таблица считается легко в MS Excel. Попробуйте рассчитать самостоятельно её для своего объектива.

Для расстояний, значительно больших, фокусного расстояния, когда можно пренебречь значением фокусного расстояния в (L-f). Формула (3) при этом упрощается.

А теперь введем понятие Гиперфокального расстояния (H) - это расстояние, соответствующее передней границе резко изображаемого пространства при фокусировке объектива на бесконечность, для выбранного диафрагменного числа (D). Рассчитывается по формуле (4):

Посчитаем его для объектива EF 24-70/2.8 L USM

Легко увидеть, что при закрытии диафрагмы гиперфокальное расстояние уменьшается. Гиперфокальное расстояние используется при расчете границ ГРИП при фокусировке на расстоянии значительно больших фокусного. Путем нехитрых преобразований, подставив формулу 4 в формулу 3, получим простые формулы (5,6) для расчета границ ГРИП через гиперфокальные расстояния:

Теперь, отсюда можно сделать важный вывод: если нужен максимальный ГРИП для съемки, например, ландшафта и при этом получить резкость на максимально возможном расстоянии, то фокусироваться нужно не на бесконечность, а на гиперфокальном расстоянии. Давайте подставим в формулу (5) H вместо L:

Из этой формулы мы делаем важный вывод: при фокусировке на гиперфокальном расстоянии резкость будет наблюдаться на всем диапазоне от половины гиперфокального расстояния до бесконечности. Еще раз повторюсь, эту хитрость применяют при съемке ландшафта или архитектуры, и когда предметы, расположенные ближе половины гиперфокального расстояния, в кадр не попадают, иначе они будут размытыми, а это немного будет портить картинку.

Надо заметить, что в системах, где не предусмотрено изменения фокусировки (веб-камеры, некоторые виды сотовых телефонов), фокус изначально установлен производителем на гиперфокальное расстояние, при этом диафрагма и фокусное расстояние также не меняются.

Говоря о расстоянии фокусировки, нужно понимать, что это расстояние отсчитывается от задней главной точки. Удобнее в особо точных расчетах измерять её от фокальной плоскости, помеченной специальным значком на камере и вычитать из неё фокусное расстояние. Не нужно об этом забывать, иначе расчеты будут ошибочны, если просто отмерить расстояние от места крепления объектива к камере.

На практике большинство опытных фотографов не считают ГРИП по формулам и не носят с собой таблицы с уже рассчитанными цифрами. На самом деле в этом нет острой необходимости. Нужный размер ГРИПа подбирается на месте пробными кадрами, манипулируя диафрагмой и расстояниями. С опытом появляется некоторое чувство, какую именно диафрагму нужно выставить, чтобы получить требуемое размытие заднего плана, и калькулятор ГРИПа совершенно не нужен. Однозначно нужно запомнить влияние параметров на ГРИП. В одной старой книжке я нашел такую иллюстрацию, которая поможет визуально запомнить эти влияния:

Относительно размера кружка нерезкости можно еще добавить, что в цифровую эпоху не следует использовать диагональ матрицы/1500, гораздо точнее результат можно получить если взять размер пикселя умноженный на 2. Но об этом будет рассказано в другой статье, пока же можно в учебных целях использовать d/1500. При изучении ГРИПа и в дальнейшей работе можно пользоваться ГРИП-калькуляторами, для смартфонов на платформе Android рекомендую бесплатное приложение Hyperfocal Pro. Настоятельно рекомендую воспользоваться онлайн ГРИП-калькулятором на сайте kapankov.ru, поскольку он содержит базу для наиболее распространенных сенсоров с точными размерами и количеством пикселей, а значит позволяет более точно вычислять ГРИП и гиперфокальное расстояние, позволяет вычислять кружок нерезкости с учетом разрешающей способности объектива. Пока я не видел ничего подобного ни в одном приложении или других онлайн калькуляторах.

Домашнее задание

Переключите камеру в режим AV. Задайте ISO в auto. ФР в максимальное расстояние переведите. Диафрагму максимально открыть. Сфотографируйте портрет с максимально близкого расстояния. Фон, а также часть головы портретируемого окажется размытым. Закрывайте диафрагму постепенно и найдите её значение, при котором лицо от кончика носа до ушей однозначно находится в зоне резкости. Возможно потребуется отодвинуться от портретируемого, т.е. увеличить расстояние фокусировки. Поэкспериментируйте с размытием заднего плана. Важно понять, что максимально размытый задний план - это не всегда хорошо.

Попробуйте размыть задний план на коротком фокусе (в широкоугольном положении зума, если у Вас зум-объектив). Допустим, Вы фотографируете группу людей. Что для этого потребуется сделать?

Сделайте пейзажный снимок, на котором все будет в зоне резкости. Для этого нужно сфокусироваться на гиперфокальном расстоянии. Определите это расстояние для разных диафрагм.

Дополнительный материал:

prophotos.ru: Глубина резкости. Часть 1

prophotos.ru: Глубина резкости. Часть 2. Рассчитываем глубину резкости

 

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить