Глубина резкости

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

• 1 Зависимость глубины резкости от глубины резкости
• 2 Определяющие факторы
• 3 Расчет
• 4 Ссылки

Фраза «глубина» 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 линза, в которой плоскость пленки или датчик помещаются для получения сфокусированного изображения.

Глубина резкости может иметь два немного разных значения. Первый - это расстояние, на которое может быть смещена плоскость изображения, в то время как плоскость отдельного объекта остается в приемлемо резком фокусе; [1] [2] вторая - это сопряженная со стороной изображения глубина резкости [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.

Там, где 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.

В камерах малого формата меньший предел нечеткости дает пропорционально меньшую глубину резкости. В кинокамерах различные комбинации крепления объектива и затвора камеры имеют точные измерения фланцевого фокусного расстояния, по которым калибруются объективы.

Размещение гелей или других фильтров за линзой становится гораздо более важным решением при работе с меньшими форматами. Размещение предметов за линзой изменит оптический путь, 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. В 35 мм кинофильмах кинопроизводстве часто советуют не использовать фильтры за объективом, если объектив шире 25 мм.

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

$t\; =\; 2\; N\; cvf,\; \{\backslash \; displaystyle\; t\; =\; 2Nc\; \{\backslash \; frac\; \{v\}\; \{f\}\},\}$

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

$t\; =\; 2\; N\; c\; (1\; +\; m).\; \{\backslash \; displaystyle\; t\; =\; 2Nc\; (1\; +\; m).\}$

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

$t\; \approx \; 2\; N\; c.\; \{\backslash \; displaystyle\; t\; \backslash \; приблизительно\; 2Nc.\}$

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 ошибаться с консервативной стороны (т.е. глубина резкости всегда будет больше расчетной).

Согласно историческому соглашению, кружок 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 строят кружок путаницы на размере формата (например, диагональ, деленная на 1000 или 1500).

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

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

1. ^Larmore 1965, p. 167.
2. ^Лармор 1965, стр. 163.
3. ^ Луч 2000, стр. 53.
4. ^Маклин 2008, стр. 238.
5. ^Липсон, Липсон и Липсон 2010.

• 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). Электронная визуализация в астрономии: детекторы и приборы (2-е изд.). Чичестер, Великобритания: Praxis Publishing Ltd. ISBN 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