Уроки по Photoshop, Illustrator, Flash и 3ds max. Статьи по дизайну и фотографии.

Разумно о фото (Часть 3).



Диафрагма и ГРИП.

По законам оптики расстояния от объектива до плёнки и до объекта съёмки жёстко связаны. Если мы хотим "навести" объектив скажем на объект в 3м от аппарата, мы (вручную или средствами автоматики) передвигаем его относительно плёнки(матрицы) на нужное расстояние - это и называется фокусировка (в автоматическом случае - "автофокус"). А что же происходит с объектами "не в фокусе", например на расстоянии 3,5 метра? Из элементарной геометрии следует, что каждая точка вместо точки сфокусируется в пятнышко, тем большего диаметра, чем более открыта диафрагма и чем сильнее удалён объект от "правильного" расстояния(на которое сфокусирован объектив).

Практика показывает, что средний человеческий глаз при рассматривании фотографий 13*18см практически не различает разницы для диаметра пятнышка около 1/1500 диагонали кадра. Применяя элементарную геометрию и формулы линзы, несложно вывести формулы для тех расстояний, для которых пятно нерезкости будет в точности равно 1/1500 диагонали. Всё что между ними будет изображаться "практически резко".

Если "дальнее" из двух расстояний конечно, то разницу между ним и "ближним" принято называть ГРИП (Глубина Резко Изображаемого Пространства). Формула для неё довольно громоздка, но, к счастью, в некоторых типичных случаях легко упрощается. Рассмотрим три основных случая - "пейзажный", "портретный" и "макро". Но предварительно введём два более удобных во многих случаях параметра: Kf - отношение диагонали 35мм кадра к диагонали матрицы ("обобщённый кропфактор"). Для плёночных фотоаппаратов равен 1. Для Canon 10D/300D равен 1.6. Для матриц 2/3"(SONY717, SONY828) равен примерно 4, для матриц 1/1.8" - пяти. Ну и так далее...

Внимание! Не пытайтесь вычислять диагонали матриц из их "дюймовых" обозначений! Исторически сложилось так, что там несколько другие, "видиконовые", дюймы. Впрочем, они меньше стандартных примерно в 1,7 раза и если поделить результат на 1,7, получится близкая к истине диагональ... Поэтому, хоть по своей сути Kf - характеристика размера матрицы, гораздо проще и точнее рассчитывать её по приводимым в документации или рекламе характеристикам объектива - из элементарной геометрии следует, что Kf=ЭФР/ФР! ЭФР обычно указывают в рекламе (ну, к примеру, 35-105мм), ФР у уважающей себя фирмы нарисовано на объективе (скажем, 7-21мм). Для приведённого примера, очевидно, Kf=105/21=35/7=5.

P - размер(диагональ) ОБЪЕКТА (в простейшем случае когда мы снимаем картинку на стене - диагональ того прямоугольника, который влез в кадр). Измеряем в метрах. Типичные значения скажем для портрета - 1метр, для лица самым крупным планом - 0,5м, для макро - сантиметры, для портрета "в рост" - 2,5-3м и так далее.

ВНИМАНИЕ! Очень часто этот параметр (P) гораздо важнее чем "дистанция фокусировки L", которая упорно входит во все учебники, т.к. именно P отражает КОМПОЗИЦИЮ (компоновку) кадра, т.е. ЦЕЛЬ снимающего. Часто нам совершенно неважно с какого расстояния снимать, важно ЧТО снимать. А вот при одном и том же P дистанция сильно зависит от ЭФР объектива, т.е. не является константой при сравнении разных объективов. Упорное непонимание этого факта рождает стойкие мифы, к которым мы ещё вернёмся при рассмотрении "портретной" зоны

Пейзажная зона.

Пусть L - дистанция фокусировки (расстояние до объекта). При L=бесконечность резкими будут не только объекты на бесконечности, но и на всех расстояниях больших некоторого расстояния H, получившего название "гиперфокальное" расстояние. Из упоминавшихся "сложных" формул оно легко выводится, получается хрестоматийное выражение

H = Fист2/(A•c), где
Fист-истинное (не эквивалентное!) фокусное расстояние, метры (оно же - ФР).
A - диафрагменное число
c - допустимый кружок нерезкости, 1/1500 диагонали матрицы (метры).
Но нетрудно вывести и более удобную и универсальную формулу, учитывая, что Fист=ЭФР/Kf, а с=0.042/1500/Kf (0.042метра-диагональ плёночного кадра).
Подставив и округлив, получим
H = (0.19•ЭФРмм)2/(Kf•A), где, ЭФРмм-это значение ЭФР в миллиметрах, а H получается в метрах.
При уменьшении L от бесконечности до H "дальняя" граница резкости остаётся бесконечной, а ближняя уменьшается до H/2. При L=H ГРИП "максимальна" - от Н/2 до бесконечности.

Таким образом, выставив объектив на гиперфокальное расстояние, мы получаем максимально возможный для этого значения диафрагмы охват - от половины гиперфокального расстояния до бесконечности. Этим часто пользуются изготовители самых дешёвых мыльниц (а также веб-камер и камер наблюдения) для экономии на системе фокусировки. Широкоугольный объектив жёстко крепится сфокусированным на гиперфокал.

Чтобы не утомлять Вас расчётами, приведу типичные значения гиперфокальных расстояний для некоторых случаев.
Диафрагма (не все возможны у реальных аппаратов) 2 4 8
Плёнка,F=35мм 22м 11м
Плёнка,F=50мм 45м 22м 11м
Плёнка,F=105мм 200м 100м 50м
Canon G3/G5(1/1,8"), F=7мм(ЭФР=35мм) 4.4м 2.2м 1.1м
Canon G3/G5(1/1,8"), F=10мм(ЭФР=50мм) 9.0м 4.5м 2.2м
Canon G3/G5(1/1,8"), F=21мм(ЭФР=105мм) 40м 20м 10м

Очевидно, что если пейзаж имеет не только "дальние" объекты, но и средний и, тем более, ближний план, диафрагму лучше прикрыть. Видно, однако, что если у плёночных аппаратов для хорошей проработки многоплановых (с объектами на переднем плане) пейзажей нужно закрывать диафрагму до 8-11 (а на длинных фокусах и более), то у цифрокомпактов пейзаж "начинается от порога" - на "коротком"(ЭФР=35мм) конце зума даже на диафрагме 4 всё резко от метра до бесконечности. Этим иногда можно пользоваться в репортажных целях - отключив автофокус (если это позволяет камера!) и наводясь на гиперфокальное расстояние. Экономит ценные доли секунд!

Портретная зона. Fист«L«H

Общая формула сильно упрощается, вот так:
ГРИП=2*A*c/M2 Здесь М - масштаб, отношение размера изображения к размеру реального объекта. Поскольку как c, так и М зависят от размера матрицы, вновь перейдём к моим "фирменным" переменным Kf и P. После несложных подстановок, получаем

ГРИП=(Kf*A)*P2/32

32 в знаменателе - размерная величина (метры, получена из диагонали плёночного кадра), так что с размерностью всё в порядке. Оставив обсуждение значения Kf до следующего раздела, отметим другую важную деталь - если мы хотим снять некий объект, занимающий фиксированную часть кадра (ну скажем портрет, P=1метр), т.е. размер P фиксирован (а для портретной съёмки это - типичная ситуация), то ГРИП не зависит ни от фокусного расстояния объектива, ни от расстояния до объекта, только от диафрагмы.

Это воспринимается в штыки большинством фотографов, приученных к расхожей (неверной!) поговорке что "у телевиков ГРИП меньше чем у широкоугольников". Эта поверхностная поговорка справедлива для фиксированного расстояния до объекта. Но при изменении фокусного расстояния и прежнем расстоянии до объекта мы сравниваем фактически разные кадры - например, портрет в полный рост и глаза крупно. Это совершенно разные стили и сравнение теряет всякий смысл. Единственное что имеет смысл - это сравнение одинаковых по построению кадров (например, "лицо и плечи", грудной портрет, P=1метр). Мы можем снимать его близко, нормальным объективом, можем отойти подальше и снимать телевиком, но ГРИП от этого не изменится (при одинаковой диафрагме).

С этим не все сразу соглашаются, но это так. И не только из сухих формул - это легко подтверждается практикой.
Другой важный вывод - ГРИП прямо пропорциональна диафрагме. Т.е. если мы хотим "размыть" фон и придать портрету объём, мы диафрагму должны максимально открыть. Если же резкий фон почему-либо важен - наоборот, прикрыть.
Легко посчитать, что для типичного портрета (P=1м) и диафрагмы 2,8 мы имеем ГРИП около 9см на плёнке и целых 45см на цифрокомпактах с матрицей 1/1.8".

Макрозона. Fист~L.

Для "неглубокого" макро (P более 4см для плёнки и более 1см для цифрокомпактов) вполне удовлетворительное приближение даёт формула из "портретной" зоны. Приводить же точную формулу для "глубокого" макро я не вижу смысла, т.к. там всё равно требуются поправки на непостоянство светосилы от масштаба и толщину объектива, да и редко встречается такое макро у любителей. Итак,
ГРИП~(Kf*A)*P2/32

Если мы снимаем скажем пятисантиметровый объект, P=0.05 то на плёнке ГРИП будет от 0,2мм (A=2) до 2мм (A=22). На цифрокомпакте типа G5 ситуация получше - от 1мм (А=2) до 4мм(А=8). Но общая тенденция одна - ГРИП слишком мала и приходится максимально возможно закрывать диафрагму. ГРИП по-прежнему прямо пропорциональна диафрагме.

Раз уж мы заговорили о "макро", отмечу очень важный факт: во всех без исключения рекламных и технических параметрах указывается вопиюще неграмотный параметр - минимальное расстояние до объекта. При условии разных фокусных расстояний и конструкций объективов этот параметр не значит ровно ничего. Аппарат А с расстояния 1см может снимать мельче(т.е. с меньшим увеличением) чем аппарат Б с 10см. Полное отсутствие связи между Pmin и МДФ (минимальной дистанцией фокусировки) наглядно демонстрирует отдельная фотогалерея, собранная из писем читателей.

<< | < | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | > | >>

Разумно о фото. Афанасенков М.А. Оригинал статьи