В этой статье я дам небольшое уточнение относительно кружка нерезкости при расчетах ГРИП. Вспомним ранее изученный материал.

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. На рисунке ГРИП обозначается DoF (depth of field), а С - это кружок нерезкости (circle of confusion).

В сущности границы ГРИПа определяет кружок нерезкости (С). И размер этого кружка в последнее время становится серьезным спором между некоторыми дотошными фотографами и производителями. Я детально ниже расскажу почему.

Вспомним 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).

Мы уже знаем, что в качестве величины кружка нерезкости для 35-мм пленки принимается величина, равная 1/1500 диагонали кадра, т.е. это примерно 30 микрон.

Разберемся откуда вообще взялся этот "стандарт". Начну с того, что для большинства людей среднее расстояние с которого комфортно рассматривать фотографии равно 25 см. С этого расстояние человек с хорошим зрением может рассмотреть 5 пар линий на 1мм, т.е. 1/5=0,2 lp/mm (line pairs per millimeter). Теперь, если мы хотим рассматривать 25 см (10 дюймовый) снимок, который "увеличен" примерно в 7 раз, значит на нашей пленке мы должны различать 0.2/7 пар линий на миллиметр, т.е. 0, 029 мм. Мы получаем те самые 30 микрон.

Таким обазом, формула выглядит следующим образом: CoC = (размер готового изображения в см * разрешение (lp/mm) для готового изображния на дистанции просмотра 25 см) / (увеличение * размер исходного кадра в см)

Упростив для понимания получим: CoC = 0.2*размер исходного кадра в сантиметрах / 25. Например, CoC для 35 мм пленки 0.2*3.5/25 = 0.028 мм.

Известна также Zeiss формула: CoC = d/1730, где d - диагональ кадра. Откуда она взялась? Взяли кружок нерезкости в 25 микрон (получен в результате анализа ГРИП с использованием Zeiss Triotar и камеры Rollei B35), диагональ кадра 35-мм пленки равняется 43.25 мм, 43.25/0.025=1730. Внимание! Эта формула применяется только для 35 мм кадра (135 пленки или полнокадровой матрицы)! Её нельзя применять к кропам и тем более среднему формату. Формула d/1500 является более упрощенным вариантом, для 29 микрон и её используют чаще всего.

А теперь нужно призадуматься. Почему вообще мы говорим о каких-то расстояниях просмотра, увеличении и т.п. Нет, конечно, для расчета кружка нерезкости это все важно. Но, получается, что мы отталкиваемся от заранее известного формата напечатанного изображения. Но часто ли мы знаем, на каком формате будет напечатана фотография, да и будет ли, в условиях современной цифровой фотографии? Нужно исходить из того, что снимок будет напечатан в максимально возможном размере с максимальным качеством, на которое способен сенсор (или пленка) и объектив! Считаю только такой подход правильным. Возникает вопрос, применимы ли стандарты в 30 или 25 микрон в современной цифровой фотографии?

Беда в том, что эти стандарты был приняты еще до Второй Мировой войны для пленок достаточно низкого по сегодняшним меркам качества (более 100 пар линий на мм), кроме того, эти стандарты не учитывают разрешающую способность пленок (и сенсоров, соответственно), но так или иначе производители все равно продолжают ссылаться на подобные величины. Достаточно взглянуть в exif CR2 файла (RAW формат от Canon) и можно обнаружить тег Circle Of Confusion=0.031 mm (для Canon EOS 5D Mark III ), Circle Of Confusion = 0.023 mm (для Canon EOS-1D Mark III).

Итак, предлагается изменить подход и в качестве кружка нерезкости использовать разрешающую способность матрицы и объектива. Сразу замечу, что данный подход является альтернативой общепринятому, но даже в достаточно упрощенном виде дает более правдивый и точный результат.

Итак, формула расчета C выглядит так

C = max (2.44*Y*d, 2*p)

где Y - длина волны света (видимый свет от 400 nm синий до 700 nm красный), в качестве константы принимаем равной 555 nm - жёлто-зеленый свет, к которому человеческий глаз наиболее чувствителен и который лучше всего воспринимает камера.
d - диафрагменное число
p - размер пикселя (диаметр микролинзы)

В сущности, мы находим то, что больше: диаметр диска Эйри или удвоенный размер пикселя матрицы. Я не буду вдаваться в подробности, если интересно почитайте в Интернете про разрешающую способность матриц и объективов, дифракционный предел, диск Эйри, критерий Релея и т.д. Достаточно будет понять, что пока не наступит дифракционный предел (при закрытии диафрагмы) можно использовать в качестве кружка нерезкости удвоенный размер пикселя на матрице. В противном случае нужно брать диаметр диска Эйри.

Пример. Размер матрицы Canon EOS 5D Mark III 36x24 mm. В инструкции указан размер записываемого изображения 5760 x 3840 (22,1 Мп). А эффективных пикселей 5784 x 3856 (22,3 Мп). Но на матрице гораздо больше пикселей и их точное количество производители скрывают. Так вот, всего пикселей на сенсоре 5D Mark III 23,4Мп - 5920 x 3950. Отсюда можно подсчитать размер одного пикселя - 6,08 мкм, а не 6,4, как указано в некоторых источниках. Таким образом удвоенный размер пикселя равен - 12,2 мкм. Подсчитаем размеры диска Эйри для разных диафрагм в мкм.

Отсюда видно, что до диафрагмы 11 в качестве С принимаем размер пикселя 12,2 мкм, а начиная с 11 значения из таблицы. Как мне кажется, рано или поздно довоенный стандарт будет пересмотрен и размер кружка нерезкости будет приведен к новым размерам. К слову, на некоторых объективах для старых SLR-камер имелись встроенные шкалы, на которых можно было сразу видеть границы ГРИПа, заданные четко фиксированным значением кружка нерезкости (30 мм) для 35-мм пленки.

Выполним расчеты. Пусть мы сфокусировались на 2 м на фокусном расстоянии 50 мм при диафрагме 2,8. Считаем:

Ближняя граница = 2*(0,05*0,05) / (0,05*0,05+2.8(2-0,05)*0,0000122) = 1,95 м.
Дальняя граница = 2*(0,05*0,05) / (0,05*0,05-2.8(2-0,05)*0,00000122) = 2,01 м.

Таким образом, размер ГРИП в данном случае равен 2,01-1,95 = 6 см. Как видите, расчеты довольно простые.

Если бы мы взяли кружок нерезкости в 30 микрон мы получили бы величины в 1,87 и 2,14 м, то есть размер ГРИПа бы стал 27 см ( в три раза больше!!!)

Для расчета гиперфокального расстояния также следует использовать точный кружок нерезкости, это поможет достичь хороших результатов при пейзажной съемке.

По большому счету, если избегать чрезмерно зажатых диафрагм (диафрагменное число больше 16), то можно в качестве кружка нерезкости принимать величину равную двум пикселям, т.е. CoC = 2*p.

Выводы:

1. Большинство ГРИП-калькуляторов используют классические значения CoC в пределах 30 микрон, хотя для цифровых сенсоров совершенно логично использовать кружок нерезкости в соответствии с разрешающей способностью матрицы.
2. За размер кружка нерезкости нужно принимать значение C = max (1.33*d, 2*p), где d - диафрагменное число, p - размер пикселя.
3. Нельзя использовать для расчета CoC размеры сохраняемого в RAW изображения в пикселях, их в действительности больше и это вносит серьезную погрешность в расчеты кружка нерезкости.

 

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить