Дифракция в фотографии: Дифракция объектива её влияние на фотографию

Содержание

что это такое и как избавиться

Здравствуйте, читатели моего блога! С вами на связи, Тимур Мустаев. Спешу вам сообщить, что наши фотокамеры неидеальны. Они видят мир иначе, нежели наши глаза. Но, как и в человеческом восприятии, так и в отображении картинки техникой, возникают различные ошибки.

Их называют оптическими “болезнями”. Распространены дисторсии, сферический аберрации, виньетирование и т.д. Чем дороже фотокамера и оптика, тем меньше подобных искажений может возникнуть. Сегодня мы поговорим об одной из частых болезней, которая называется дифракция в фотографии.

Специфика действия света

Любой фотограф, активно занимающийся своим делом, вскоре начнет замечать неприятные световые, цветовые и др. эффекты в кадре.

Дифракция проявляется в снижении детальности и четкости снимка, при этом независимо от его разрешения. Также говорят о дифракционных кольцах или полосах, появляющихся рядом с объектами. Что это в соответствии с физическими законами, как можно объяснить такое явление?

Понятие дифракции связано со светом. Это исключение из правил раздела геометрической оптики. Перевод с латинского означает “разломанный”, “огибание” – весьма близкое описание существующего процесса.

В действительности так и происходит: световой пучок, имеющий характер волны, идет прямолинейно. Но если он встречает некоторые препятствия в виде плотных, непрозрачных объектов, то “обходит” и частично проникает за них, в их теневые области. Здесь подстерегает нас главная “опасность” – в результате даже границы тени (и то, что в тени) смягчаются, становятся не совсем резкими.

Могу сказать вам более того, принцип огибания светом предметов применяется и к самой диафрагме фотоаппарата, ведь ее лепестки подходят под категорию “плотные препятствия”.
Таким образом, мы имеем дело не с одной, а несколькими волнами света, которые взаимодействуют и накладываются друг на друга.

Трудно представить? А попробуйте на мгновение прищурить глаза, вот вам и получается все окружающее расплывчатым, будто за туманом или пеленой. Примерно также непросто приходится фотокамере.

Явление неприятное, создающее дополнительные сложности, но неизбежное. Как бы вам ни хотелось, не получится полностью избавиться от этого или другого рода искажений. Поэтому нужно помнить о них и стараться минимизировать имеющимися средствами.

Влияние на изображение

Я вам рассказал не просто занимательные факты из области теоретической физики. Это реальный недостаток, который может быть явно заметен на фотографии и снизить ее привлекательность для зрителя и самого автора.

Понять наглядно, что представляет собой дифракция, можно зайдя на различные форумы фотолюбителей или самостоятельно сделав серию тестов фотокамеры.

Установите фотокамеру на штатив, исключив этим вибрации, выберите ручной или режим диафрагмы и снимайте один предмет с отличными параметрами f.

Остальные переменные экспозиции не меняйте. Некоторые используют особую шкалу или лист бумаги с изображением мишени (в pdf формате). Снимки с разницей в диафрагме оцениваются по четкости/размытости всей мишени (цифр, букв, линий или определенного предмета) или ее краев.

В ниже приведенном примере, обратите внимание на ель. Начиная с f/14 она начинает размываться.

Дифракция – это такой недостаток работы оптики, с которым в фоторедакторах практически ничего нельзя сделать. Единственным выходом может быть минимизация ее влияния на этапе съемок.

Как избежать дифракцию в фотографии?

Дифракция серьезно сказывается на качестве изображения. Как избежать ее в фотографии?

  • Во-первых, нужно умело работать с диафрагмой, избегая как слишком малых значений, так и максимально больших, даже если ваш фотоаппарат позволяет их выставить. В первом случае дифракция может появиться из-за сглаживающего эффекта, то есть естественного боке вокруг основного объекта; во втором – потому что снижается общее количество света, идущего в объектив, отсюда падение детальности. Считается, что после f=11 вероятность дифракции высока, не говоря уже о предельных диафрагменных величинах 22 и далее.
  • Во-вторых, будет полезен поляризационный фильтр на объектив, он уберет необходимость в каких-то ситуациях (при ярком солнце, приоритета длинной выдержки для съемки воды и пр.) закрывать диафрагму.
  • В-третьих, что немаловажно, выбор хорошей фотоаппаратуры. Дорогая оптика сделана иначе: более качественные и верно подобранные линзы, высокая светосила, которая чувствительна к свету и лучше его воспринимает независимо от времени суток. Снимки на профессиональный фотоаппарат отличаются яркостью и резкостью.
  • В-четвертых, что я бы отметил, общая осведомленность фотографа. Конкретно я имею в виду знание пользователя о шкале ГРИП, также умение рассчитывать гиперфокальное расстояние, где не последнее место занимает фокусное расстояние объектива.

Научитесь делать красивые и правильные фотографии друзьям на зависть, а помогут вам в этом замечательные видеокурсы:

Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для фанатов камеры NIKON.

Моя первая ЗЕРКАЛКА — для фанатов камеры CANON.

Как и всегда, не прощаюсь с вами надолго. Заходите на мой блог, подписывайтесь на интересные статьи. Было бы хорошо, если бы вы поделились статьей в социальных сетях.

Всех вам благ, Тимур Мустаев.

Дифракция объектива | PHOTO-dn | Яндекс Дзен

PHOTO-dn

Что такое дифракция объектива? Давайте подробно разберем это понятие.

Когда фотографы говорят о дифракции объектива, они имеют в виду тот факт, что фотография становится менее резкой при малых значениях диафрагмы — f / 16, f / 22 и так далее. Когда вы сужаете диафрагму объектива до таких маленьких отверстий, самые мелкие детали на ваших фотографиях начнут размываться. Не зря этот эффект может взволновать начинающих фотографов. Однако, если вы понимаете, как дифракция влияет на ваши фотографии, вы можете принимать обоснованные решения и делать качественные фотографии.

В этой статье мы подробно рассмотрим тему дифракции и поговорим о различных методах, которые можно использовать, чтобы избежать ее.

Эффект дифракции — это явление, когда ваша резкость уменьшается при уменьшении значений диафрагмы, как показано на изображении ниже.

Чтобы увидеть различия в четкости, нажмите на изображение. Обратите особое внимание на рисунок цветных точек на лице женщины.

Причина, по которой это происходит, основана на принципах физики; короче говоря, когда диафрагма становится все меньше и меньше, световые волны при распространении все больше мешают друг другу. Это приводит к размытию мелких деталей ваших фотографий.

Однако это объяснение слишком простое, и оно может сбивать с толку начинающих фотографов. Что с точки зрения физики вызывает дифракцию? В какой момент дифракция начинает размывать ваши фотографии? Есть ли что-нибудь, что вы можете сделать, чтобы предотвратить дифракцию? Дорогие линзы лучше справляются с дифракцией? Ответы на все эти вопросы подробно приведены ниже.

1. Что такое дифракция?

При объяснении дифракции трудно избежать ссылок на оптическую физику. Большинство фотографов не интересуются физикой, но невозможно говорить о дифракции, не описав, как она работает на фундаментальном уровне. Тем не менее, этот раздел о физике; мы рекомендуем прочитать его, так как он обеспечит более прочную основу для понимания дифракции.

По своей сути, дифракция — это концепция, согласно которой волны, в том числе световые, могут мешать друг другу. Фактически, каждый раз, когда волны проходят через отверстие, они будут мешать друг другу. Чтобы это было легко визуализировать, рассмотрим волны воды. Если вы уроните камень в совершенно неподвижное озеро, образуется рябь из маленьких волн. Эти волны распространяются в концентрических кругах, как показано на рисунке ниже:

Что произойдет, если вы создадите барьер, чтобы заблокировать путь этих волн? Проще говоря, вы  остановите их движение.

Волны на левой стороне, конечно, будут продолжать колебаться; за барьером справа волн не будет

На следующем этапе, вы вырезаете отверстие в барьере, чтобы вода могла пройти. Теперь, будут ли проходить волны?

Волны проходят, но появляется несколько дополнительных волн, которые формируются помимо основной волны:Обратите внимание, что эта диаграмма немного упрощена. В реальном мире вы бы увидели точный характер волн только с правой стороны, если бы входящие волны были абсолютно параллельны.

Эти дополнительные волны являются артефактами от изгиба волны по углам. Они возникают потому, что два угла действуют, по сути, как отдельные источники волн, которые могут сталкиваться друг с другом. В определенных зонах столкновения волны нейтрализуют друг друга (разрушительные помехи). Вот почему некоторые области диаграммы выглядят совершенно неподвижно. В других местах,  волны совмещаются (конструктивное вмешательство), что заставляет появляться дополнительные волны по сторонам.

Для наглядности предположим, что вдоль правого края диаграммы расположен датчик. Этот датчик измеряет интенсивность волн в данной точке, которая увеличивается с амплитудой волны. График интенсивности показан ниже:

Очевидно, что центральная волна является наиболее значимой. Волны по бокам все еще присутствуют , но они не имеют такой интенсивности, как в центре. Это означает, что центральная волна наиболее важна в фотографии, что мы рассмотрим чуть позже. Сейчас же давайте посмотрим, что происходит с большим или меньшим отверстием в барьере. Обратите внимание, что изображения ниже были упрощены, и в них включена только центральная волновая картина:

Основное различие между этими двумя изображениями состоит в том, что меньшее отверстие приводит к большему распространению волн по радиусу, в то время как большое отверстие вызывает гораздо меньшее распространение.

Наконец, обратите внимание, что «маленькое» отверстие является относительным. На самом деле, отверстие вызывает дифракцию только тогда, когда оно имеет размеры, равные длине волны, проходящей через него. Вот почему свет, имеющий небольшую длину волны, не будет значительно рассеиваться, если он проходит через отверстие шириной в три метра.

Поздравляем! Теперь вы понимаете физику дифракции. По своей сути, небольшое отверстие заставляет волны изгибаться и мешать друг другу; это, в свою очередь, распространяет их.

2. Дифракция в фотографии

Очевидно, что дифракция является важной концепцией в физике. Фактически, аналогичный эксперимент (с двумя прорезями, а не с одной) сыграл главную роль в доказательстве того, что свет может вести себя как волна — одно из самых важных открытий в научной истории. Но как это влияет на вашу повседневную фотографию?

Все сводится к отверстию объектива. Как показано на фотографии выше, лепестки диафрагмы в объективе действуют как одна щель, пропускающая волны света. Образец интенсивности света  вы можете увидеть ниже:Это выглядит знакомо! Это потому, что свет, подобно воде, распространяется волнами.

Это двумерный график. В реальном мире точка света проецируется в трех измерениях. Итак, более точный график представлен ниже:

Этот трехмерный рисунок показывает, как свет проходит через отверстие в объективе камеры. А когда проецируется на датчик вашей камеры, это выглядит так:

Рисунок выше показывает то, что известно как диск Эйри . Это, по сути, отражение дифракционной картины, попадающей на сенсор вашей камеры. Центральная область является самой яркой, и она оказывает наибольшее влияние на ваши фотографии.

Давайте разберемся, почему этот диск Эйри может вызвать размытие фотографии. Мы уже знаем, что небольшое отверстие заставляет волны распространяться сильнее. Это означает, что при малых значениях диафрагмы диск Эйри становится намного больше. Если представить диск Эйри на сенсоре вашей камеры, получится изображение, похожее на это, где сетка представляет количество пикселей вашего сенсора:

Обращаем внимание, что в действительности диск Эйри становится тусклее, когда диафрагма сужается; для упрощения схемы этот эффект здесь не показан

Теперь представьте себе, что сцена состоит из бесчисленных крошечных источников света. Каждая точка света проходит через диафрагму вашего объектива; в результате каждая часть вашей фотографии проецируется на сенсор как диск Airy. Они, как показано выше, становятся размытыми при малых значениях диафрагмы, и их взаимодействие между собой усиливается, создавая больше помех. Это причина, по которой вы видите дифракцию!

3. Связь дифракции с количеством пикселей матрицы


Вышеприведенное сравнение, показывающее, как диск Эри поражает пиксели вашего датчика, может вызвать вопрос: если бы пикселей было больше, не было бы меньше вероятности, что диск Эйри будет создавать дифракцию?

На самом деле это абсолютно верно! На высокопиксельных камерах дифракция выше, чем у камер с меньшим количеством пикселей при той же фиафрагме. Вы можете дойти до f/11 на 12-мегапиксельном Nikon D700, прежде чем заметить дифракцию, в то время как 36-мегапиксельная D800 будет показывать видимую дифракцию при любой диафрагме, меньше f/5.6. Эти цифры относительны. Я рекомендую протестировать вашу собственную камеру, чтобы увидеть, когда дифракция начинает становиться заметной (и, что более важно, когда она начинает становиться нежелательной).

Тем не менее, это не проблема для матриц высокого разрешения. Фактически, если все ваши настройки одинаковы, матрица с высоким разрешением всегда будет захватывать больше деталей, чем матрица с низким разрешением того же размера. Больше пикселей никогда неприведет к снижению детализации, даже при малейшей из диафрагм. Это означает, что если вы печатаете ваши фотографии в одном размере, фотография Nikon D800 всегда будет иметь больше деталей, чем фотография Nikon D700, при прочих равных условиях.

Тем не менее, если вы покупаете Nikon D800, есть вероятность, что вы собираетесь печатать большими форматами. Если это так, дифракция — это большая проблема для D800 , чем для камеры с матрицей низкого разрешения! Чтобы получить максимально возможную резкость от D800, вам следует начинать беспокоиться, когда ваша диафрагма меньше чем f/8. Опять же, я рекомендую проверить точные параметры вашей камеры самостоятельно.

NIKON D800E + 105 мм f / 2,8 @ 105 мм, ISO 100, 1/3, f / 7,1

4.

Маленькие и большие датчики

Часто говорят, что камеры с датчиком кадрирования (т.е. кроп-камеры) показывают дифракцию больше, чем полнокадровые камеры (FX Nikon). Это миф или правда?

Давайте начнем с того, что мы знаем. При заданной диафрагме на объективе диск Эйри всегда будет иметь одинаковый физический размер. Неважно, какой датчик вы используете; это свойство физики, которое зависит только от самой диафрагмы. Например, независимо от того, установил ли я объектив 50 мм f / 1,8 на полнокадровую камеру D750 или на кроп-камеру D3300, размер проекции диска Эйри будет одинаковым (при условии, что диафрагма будет одинаковой).

Так где же путаница? Проблема заключается в том, что тот же диск Эйри занимает больший процент площади матрицы с кроп-фактором, чем матрицы полнокадровой камеры. Посмотрите на пример ниже:

Фактически, при одинаковом размере печати полнокадровая камера будет демонстрировать большую дифракцию, чем кроп-камера. Это связано с тем, что датчик полнокадровой камеры по сути является увеличенной версией датчика с кроп-фактором; другими словами, он увеличивает все на вашей фотографии — включая дифракцию — точно так же, как увеличение при редактировании, размывая изображение по мере увеличения.

Величина дополнительной дифракции будет такая же, как ваш кроп-фактор. Таким образом, для 1,5-кратной камеры с датчиком кадрирования умножьте диафрагму на 1,5, чтобы увидеть эквивалентную дифракцию на полнокадровой камере. Например, диск Эйри при f 11 на кроп-камере занимает примерно такой же процент вашего сенсора, что и диск Эйри при f/16 на полнокадровой камере.

Конечно, если вы используете кроп-камеру, вы не можете печатать такие большие снимки, как с полного кадра. Поэтому для многих фотографов практической разницы нет; меньшие форматы печати с камеры кроп помогают избежать дополнительной дифракции. Если вы печатаете фотографии больших размеров с помощью полнокадровой камеры, имейте в виду, что дифракция будет более значимой при равной диафрагме.

NIKON D7000 + 24 мм f / 1,4 @ 24 мм, ISO 100, 1/250, f / 5,6

5 Дифракция и глубина резкости

Дифракция уменьшает резкость фотографии при малых диафрагмах. Тем не менее, в то же время небольшие диафрагмы увеличивают глубину резкости на фотографии. Это не противоречие, хотя поначалу это может сбить с толку. Посмотрите, например, на сравнение ниже:

Как вы можете увидеть, фотография при f/22 имеет гораздо больше четкости в пределах глубины резкости. Если я хочу, чтобы весь этот объект был резким, фото при  f/22 намного лучше, чем фотография при f/5.6. Однако давайте посмотрим на точку фокусировки более внимательно:Как видите, фото при f/5.6 значительно четче.

Это, конечно, не означает, что вы должны снимать каждую фотографию при f/5.6. Если вам нужна большая глубина резкости, не стесняйтесь использовать меньшие диафрагмы.

6. Выбор самой резкой диафрагмы

На каждом значении диафрагмы объектива всегда присутствует дифракция. Это физика; свет всегда должен преломляться через отверстие, даже если оно очень большое. Однако при больших значениях диафрагмы, таких как f/2.8 или f/4, диск Эйри поражает намного меньше пикселей на вашей фотографии. Это означает, что дифракцию практически невозможно увидеть при таких больших отверстиях.

Однако это не означает, что большие диафрагмы являются самыми резкими на данном объективе. Как вы, вероятно, знаете, линза имеет тенденцию к максимальной остроте, когда диафрагма слегка прикрыта. Например, мой объектив 20 мм f/1.8 самый резкий на f/4.

Итак, почему пик резкости на диафрагме f/4, а не f/1.8? Это немного выходит за рамки этой статьи, но суть в том, что при больших значениях диафрагмы больше света проходит через края объектива. Так как центр линзы является наиболее скорректированной областью, это снижает резкость фотографии (и увеличивает ее сферическую аберрацию ). Меньшая диафрагма фактически блокирует свет, который прошел через края объектива, что улучшает четкость фотографии.

Этот эффект, сбалансированный с уменьшением резкости от дифракции, является причиной того, что f / 4 дает наибольшую резкость на объективе, таком как 20mm f / 1. 8.

Как определить, какая диафрагма самая резкая на объективе? Просто посмотрите на результаты самостоятельного тестирования своего объектива. Тем не менее, не стоит слишком сильно беспокоиться о съемке с «идеальной» диафрагмой. С одной стороны, даже эти результаты испытаний могут быть неоднозначными.

В то же время даже сильно низкие диафрагмы не делают фотографии слишком размытыми. Я сделал несколько больших распечаток фотографий, сделанных на f/16, и их качества более чем достаточно для моих нужд. Если вам нужна такая диафрагма (обычно для увеличения глубины резкости) не бойтесь ее использовать.

Если вам нужна максимально возможная глубина резкости на фотографии, как и у многих пейзажных фотографов, я рекомендую прочитать о гиперфокальном расстоянии. Между этими двумя свойствами фотографии много общего.

NIKON D800E + 24 мм f / 1,4 @ 24 мм, ISO 100, 6/10, f / 16,0

7. Избегать дифракции

Теперь, когда вы понимаете дифракцию, как вы должны избегать ее на фотографиях? К сожалению, ответ заключается в том, что вы не можете ее избегать. Дифракция — это физическое явление. Неважно, насколько хорош ваш объектив; дифракция лишает резкости при малых значениях диафрагмы, несмотря ни на что.

Существует только один способ избежать дифракции на ваших фотографиях: использовать большую диафрагму. Если вам нужна абсолютно четкая фотография, это единственный способ избежать эффекта дифракции.

В то же время, если вы использовали маленькую диафрагму (скажем, f/16 или f/22), вы можете улучшить видимые детали фотографии, повысив четкость в постобработке . Это на самом деле не устраняет эффекты дифракции, но это простой способ улучшить фотографии, сделанные при небольших значениях диафрагмы.

Теоретически, можно исправить дифракцию с помощью процесса повышения резкости, известного как деконволюция. Этот тип повышения резкости наиболее эффективен, когда имеется идеальная модель рассматриваемого объектива, включая его точные оптические характеристики. По этой причине, общая резкость деконволюции не уменьшает эффекты дифракции в значительной степени. Однако известно, что НАСА использует такой метод для повышения четкости фотографий телескопа Хаббл.

Тем не менее, хотя вы можете повысить четкость фотографий при постобработке, лучший способ уменьшить дифракцию — просто использовать большую диафрагму.

NIKON D7000 + 105 мм f / 2,8 @ 105 мм, ISO 100, 1/40, f / 6,3

8. Дополнительная информация

Большая часть следующей информации не повлияет на фактический вид ваших фотографий, но стоит рассмотреть некоторые из этих особых случаев.

Например, свет с большими длинами волн будет легче рассеиваться, чем свет с более короткими длинами волн; это означает, что красный свет (с длиной волны около 650 нм) приводит к тому, что диск Эйри больше, чем у синего света (около 475 нм) при той же диафрагме. Таким образом, теоретически, вы увидите чуть меньше размытия от дифракции, если вы работаете в чрезвычайно синем свете; на практике этот эффект настолько мал, что он не влияет на ваши фотографии.

Кроме того, в большинстве камер пиксели, которые объединяются для создания фотографии, не все обнаруживают одинаковые длины волн света. Для датчиков с массивом пикселей Байера (включая Nikon, Canon и Sony DSLR/беззеркальные камеры) число пикселей, воспринимающих зеленый цвет, в два раза больше количества красных и синих пикселей. Это означает, что представленная ранее пиксельная диаграмма является небольшим упрощением; однако это не меняет того факта, что размытие от дифракции увеличивается из-за размера диска Эйри.

Наконец, описание диска Эйри в этой статье немного проще, чем в реальном мире. Выше я показал это как серию концентрических колец; в действительности это произошло бы, только если бы отверстие было совершенно круглым. Большинство объективов имеют семь, восемь или девять лепестков диафрагмы, которые (даже изогнутые) не совсем круглые. Таким образом, «диск Эйри» становится «восьмиугольником Эйри». Однако практической разницы в проявлении дифракции на ваших фотографиях не будет.

Если у вас есть какие-либо вопросы о тонкостях дифракции, пожалуйста, не стесняйтесь задавать вопросы в разделе комментариев; отдельная статья слишком коротка, чтобы объяснить все, что нужно знать о такой сложной теме.

9. Вывод

Учитывая все эти технические предостережения, дифракция может показаться необычной темой для обсуждения. Тем не менее, ее эффекты очевидны и значимы на ваших фотографиях, и их стоит иметь ввиду, пока вы снимаете. Особенно для пейзажных и архитектурных фотографов — или тех, кто хочет делать резкие снимки с большой глубиной резкости — важно понимать компромиссы, которые возникают при съемке на небольшой диафрагме.

Дифракция присутствует на всех ваших фотографиях, и, если вы не будете осторожны, она может лишить резкости ваши любиме изображения. Однако, как только вы увидите ее эффекты на практике, дифракция станет второй натурой.

Удачи!

Дифракция?!! Дифракция? А, дифракция... — Красноярский фотограф Артур Миханев

Что такое дифракция в фотографии?
Говоря упрощенно, это нежелательное явление, которое проявляется при чрезмерном закрытии диафрагмы.
Все мы знаем, что когда диафрагма прикрыта (например, до f/11) то возрастает глубина резкости (ГРИП). В итоге, мы можем снимать пейзаж, уверенные, что все будет четко (ну, про гиперфокальное расстояние пока промолчим).
В итоге, молодые фотографы с энтузиазмом ужимают диафрагму вообще до предела — а у некоторых объективов он может достигать и f/45! Но, вглядываясь затем в снимки, они понимают, что где-то их обманули...

Действительно — у каждой фотокамеры есть порог закрытия диафрагмы, переходя который мы теряем в резкости. То есть, глубина резко изображаемого пространтства действительно увеличивается при закрытии диафрагмы. Но вот детализация предметов в зоне ГРИП оставляет желать лучшего — в том случае, если мы чрезмерно прикрыли диафрагму. ..
Это в теории (которая детально разрабатывается в блоге фотографа В. Медведева). А мы пока на практике проверим — насколько избыточное прикрытие диафрагмы влияет на потерю детализации?

Но, во-первых, запомним следующее — дифракция проявляет себя тем раньше, чем больше плотность пикселей на матрице. А это, увы, в первую очередь почувствуют на себе владельцы кропнутых камеры с большим количеством пикселей. Например, обладатели Canon EOS 7D. На матрицу этой камеры производитель умудрился запихнуть 18 Мп! Для сравнения — у полнокадровой камеры Canon EOS 5D Mark II разрешение составляет 21 Мп. Чувствуете разницу? Матрица Canon EOS 7D в полтора с лишним раза раза меньше матрицы своего полнокадрового собрата! А вот количество мегапикселей у нее уменьшилось отнюдь не в таких пропорциях...
В итоге, у Canon EOS 5D Mark II мы можем при необходимости смело ужимать диафрагму до значения f/11. А вот при работе с Canon EOS 7D желательно не идти дальше значения f/7.1

Но это, повторюсь, в теории. Давайте же сейчас проверим эти положения на практике.
Для теста мы берем полнокадровую фотокамеру Canon EOS 6D с объективом Tokina AT-X M100 AF PRO D. Мы будем фотографировать фрагмент купюры, поставив камеру на штатив и постепенно закрывая диафрагму. Функция "Блокировка зеркала" включена, автоспуск включен. Фотографируемая купюра жестко прикреплена к предметному столу. Точка фокусировки — на центре колеса. Съемка в RAW с последующей конвертацией через  Digital Photo Professional 4. Затем мы сравним полученные снимки и поймем, на каком значении нам действительно следует остановиться, чтобы не терять резкость.

Стартовое значение диафрагмы равняется f/11. Здесь мы гарантированно должны получить идеальную резкость. Так оно и оказалось — я сравнивал снимки, сделанные и на этом значении диафрагмы, и на более низком (например, f/9.0). В обоих случаях — идеальная резкость.
А вот затем я начал прикрывать диафрагму… И с удивлением обнаружил, что на значении f/13, f/14, f/16 и даже f/18 существенных изменений в резкости не произошло! Лишь на f/20 стало заметно НЕКОТОРОЕ падение резкости, которое последовательно увеличивалось на f/22, f/25, f29 и достигло максимального значения на f/32.

Увиденное стало для меня открытием.
До этого, снимая ювелирку или блюда для меню, я свято придерживался рекомендованной нормы — не ужимать на Canon EOS 6D диафрагму больше f/11! Но вот практические результаты доказали, что если обстоятельства вынуждают, можно смело перешагивать рекомендованный порог и не бояться существенного падения резкости.
А теперь, как и обещал, даю ссылку на блог Владимира Медведева. Смотрите рекомендованное значение максимальной диафрагмы для вашей камеры — и не бойтесь его переступать!
В разумных пределах, конечно…

что это и как ее избежать

Дифракция в фотографии: что это и как ее избежать

30.09.2020

Дифракция, то есть искривление света, — проблема, с которой сталкиваются многие фотографы. Однако даже профессионалы не всегда обращают внимание на этот эффект. Но из-за этого снимки могут потерять резкость, что ухудшит их качество. Вот почему важно знать, чем вызывается дифракция в фотографии, что это и как ее избежать.

Что такое дифракция

Дифракция на фото — оптический эффект, который возникает, когда световые волны, попадающие на линзу, «изгибаются» краями диафрагмы. Такое происходит при любых настройках камеры, однако эффект увеличивается, если свет попадает на матрицу через небольшое отверстие, такое, как апертура с малым значением f-числа.

Пример рассеивания световых волн

При большой диафрагме свет свободно проходит на датчик. Когда размер уменьшается, лучи воспринимают лепестки затвора как препятствие. В итоге световая волна рассеивается на соседние датчики так, что изображение кажется нечетким, даже если оно правильно сфокусировано. При этом точки на снимке заменяются диском Эйри — световым пятном, которое получается при фокусировке. Чем меньше диафрагма, тем виднее этот эффект.

Фото слева сделано с параметром f/5.6, справа - f/22

Некоторые начинающие фотографы путают дифракцию и эффект аберрации. Чтобы понять различие, требуется знать, что такое ХА в фотографии. Хроматическая аберрация — это также оптическая иллюзия, но она возникает из-за того, что фокусные расстояние не совпадают с длиной световых волн. Дифракция получается из-за рассеивания света.

Подбираем настройки

Дифракцию довольно легко предотвратить. Необходимо использовать более низкие значения диафрагмы, например, в диапазоне f/4–16. Однако стоит учитывать, что дифракционный предел камеры отличается в зависимости от модели. Вы можете подобрать идеальные параметры для вашего объектива, фотографируя предмет с мелкими деталями.

Возьмите объектив, дифракционный диапазон которого вы хотите найти, и установите его на камеру. Прикрепите камеру к штативу, установите приоритет диафрагмы (режим A или Av) и сфокусируйтесь на объекте с мелкими деталями, например, на этикетке бутылки. Затем сделайте серию снимков с одинаковым фокусом, но с разной апертурой — от минимальной до максимальной. Откройте сделанные фото, увеличьте масштаб до 100% и изучите различия.

Слева фото, сделанное с установкой f/1.8, справа — f/16

На примере выше показано, как был найден дифракционный предел объектива для Sigma ART 18-35/1.8. В данном случае это диапазон f/1.8–16. Этот простой тест поможет узнать о своем объективе две вещи:

  • диафрагму, обеспечивающая наиболее резкие изображения;
  • апертуру, при которой снимки начинают терять резкость.

При установках f/1.8 текст на этикетке резкий и высококонтрастный. Между тем, при размере f/16, где створки затвора почти закрыты, наблюдается видимое искажение. Появляется мягкий эффект свечения и размытость текста.

Подбираем настройки

Что делать, если нужно добиться максимальной глубины резкости, но вы не хотите использовать небольшое значение объектива? Вам не нужно выставлять самую маленькую апертуру, если вы снимаете на открытом воздухе. Для этого вам пригодится знание того, что такое ФФ в фотографии, а также таблица гиперфокального расстояния. Первое означает фотоаппараты, поддерживающие полнокадровую матрицу а гиперфокальное расстояние — это то, насколько близко вы можете сфокусироваться, сохраняя приемлемо резкий фон изображения.

При этом не обязательно применять минимальное дифракционное ограничение диафрагмы, особенно при широкоугольной съемке. Например, если вы используете ФФ (полнокадровую) камеру с объективом 20 мм, не нужно использовать диафрагму f/22 для получения резких фото. Держите под рукой таблицу гиперфокальных расстояний, чтобы знать, как сильно можно увеличить апертуру и при этом максимизировать глубину резкости.

Изображение сделано камерой NIKON D7000 + 24mm f/1.4 @ 24mm, ISO 100, 1/250, f/5.6

Как убрать размытость в постобработке

Дифракционное размытие может испортить удачный кадр. Частично избавиться от него можно в процессе обработки фотографии. Практически любая программа для редактирования фото имеет функцию повышения четкости. К примеру, в редакторе ФотоМАСТЕР вы можете провести общее улучшение или отрегулировать отдельный участок.

До

После

Если вам нужно повысить общую четкость, откройте снимок в программе и в разделе «Улучшения» перейдите во вкладку «Резкость». Выставьте силу, порог и радиус. Вы можете установить эти параметры путем подбора, отслеживая изменения в окне просмотра, и выбрать подходящий для себя вариант.

Общее повышение резкости

Допустим, вы хотите оставить горы на снимке слегка размытыми, чтобы подчеркнуть их отдаленность. Для этого перейдите в раздел «Ретушь» и откройте инструмент «Радиальный фильтр». Зажмите правую кнопку мыши и нарисуйте овал таким образом, чтобы он захватил участок, который вы хотите исправить. В правой колонке отметьте пункт «Внутри». Затем откройте вкладку «Резкость» и подберите нужные установки.

Редактирование отдельной части снимка

Профессиональному фотографу важно понимать, что такое дифракция в фотографии. К сожалению, невозможно обезопасить себя от этого во время съемки. Скачайте фоторедактор ФотоМАСТЕР, исправляйте неудачные кадры и изучайте параметры своего объектива. Так вы сможете минимизировать негативный эффект этого явления.

"Враг резкости — дифракция" - Дмитрий Майстренко — LiveJournal

Библейская притча про верблюда и игольное ушко в фотографии получает несколько иное прочтение: неважно насколько велик фотографируемый верблюд, как бы вы ни закрывали диафрагму, он всё равно сквозь неё пролезет, но если дырочка будет слишком уж маленькой, то вылезет он из неё весьма потрёпанным, и не очень чётким.

Я не хочу обидеть никого персонально, но не могу не заметить — подавляющее большинство моих коллег ни в зуб ногой по этому вопросу. Они и понятия не имеют о том, что сильно закрытая диафрагма всегда приводит к падению общей резкости. Почти все они считают, что чем сильнее закрыта диафрагма, тем выше резкость. На днях я спорил с одним таким. Он мне показывал интерьерные снимки, на которых, судя по звёздочкам вокруг источников света, "дырка" была зажата до предела. Я разумеется спросил - "Небось на двадцать второй снимал?" — на что он, гордо приосанившись, ответствовал — "А как же! Чтоб резкость звенела!"

Только полный профан, слышавший звон о том, что прикрытая диафрагма увеличивает резкость, считает, что чем сильнее задиафрагмируешься, тем больше будет резкости. Каждый мало-мальски образованный фотограф хорошо знает, что любой объектив всегда хуже снимает на максимально открытой диафрагме, и на максимально закрытой. Резкостный максимум как правило залегает в пределах f5,6 - f8, редко f11, и никогда не f22!

Решив поколебать его уверенность, я начал было рассказывать ему о дифракции, но он немедленно начал смеяться, и рассказал мне историю, которая у таких как он пользуется большой популярностью. Все великие фотографы, сказал он, желая получить самую лучшую резкость, всегда снимали на диафрагме f64, и даже основали "Общество "F64", где собирались, и обсуждали свою любовь к закручиванию диафрагмы, а все кто про это не знает - дураки и идиоты, потому что в это сообщество входил даже сам Ансель Адамс!

Я не стал с ним спорить, ведь "Общество "F64" действительно существовало, и старина Ансель действительно являлся одним из его организаторов. И да, на самом деле, диафрагма, закрытая до значения 64 позволяла получать невероятно резкие снимки — фотографии самого Адамса это подтверждают.


Ansel Adams "Farm Workers"

Но как такое возможно, спросите вы? А я вам скажу: одно совершенно не противоречит другому! Всё дело в том самом игольном ушке, сквозь которое должен пролезть верблюд.

Если вспомнить школьный курс физики, и перестрелять всех сторонников корпускулярной теории, то окажется, что свет представляет собой волну. А волна, проходя сквозь маленькую дырочку, теряет свою плавную форму (ухудшение резкости), и обзаводится паразитными маленькими волночками (появление аберраций). Кому не лень, вот тут написано гораздо умнее, и более подробно.

Именно поэтому крохотное отверстие до отказа закрытой диафрагмы неизбежно приводит к уменьшению резкости изображения. И именно поэтому, собственно, численный ряд диафрагм для малоформатной оптики заканчивается на значении f22, и гораздо реже f32, потому что производители объективов прекрасно понимают, что дырочку-то можно и уменьшить, да вот только качество картинки при этом пострадает весьма заметно.
Если мне не изменяет память, то только SIGMA, изготовив макрообъектив AF 105 mm f/2.8 EX Macro, снабдила его возможностью прикрывать дырку до значения f45, да и то лишь в модификациях, предназначенных для камер SIGMA, и Canon. И по воспоминаниям пользователей, снимать этой линзой на дырке f45 было не очень приятно, ибо резкость падала ниже плинтуса, да и общее качество картинки деградировало весьма заметно.

Так что мой знакомый, по случаю урвавший заказ на интерьерную съёмку, вполне может столкнуться с тем, что при попытке увеличить его снимки до значительного размера, заказчик столкнётся с неприятной рыхлостью картинки, и отсутствием резкости, с которыми не справится даже Фотошоп.

Но здесь вы наверное уже хотите спросить: так как же всё-таки справлялся Ансель наше всё Адамс? Как он получал такую "звенящую" резкость, если он закручивал диафрагму до значения f64? Ответ очень прост — для той камеры, которой любил снимать американский классик ландшафтной фотографии..

..действующее отверстие при данном значении диафрагмы просто физически имело окружность около сантиметра, (плюс-минус), и разумеется, при таком размере ни о какой дифракции там и речи не могло быть, верблюды национального парка Иосимити ломились в это отверстие как в распахнутые ворота, иногда сбивая с ног и самого Адамса.

Как создать эффект звездообразования на фотографии

При съемке на солнце можно получить привлекательный эффект который часто называют эффект «звездообразования». Такой эффект возникает при наведении объектива на источник яркого света, например, на солнце или уличные фонари ночью. Благодаря явлению дифракции, на снимке мы получаем источник света как яркую точку с эффектными лучами. Как получать этот красивейший эффект и использовать для улучшения своих снимков вы узнаете из этого урока по фотографии.

Для получения этого отличного кадра осенних осин на фото ниже, я включил в композицию солнце, создав привлекательный эффект звездообразования.

Canon 5DIII, объектив Canon 16-35 мм f / 2.8, ISO 100, f / 11, 1/20 секунды.

 

Используйте узкую диафрагму, чтобы создать эффект звездообразования

Вы не сможете добиться эффекта звездообразования, если вы снимаете с открытой диафрагмой, потому что в открытом положении диафрагма имеет форму круга. Оптическое явление, называемое дифракцией, вызывает эффект звездообразования; когда свет проходит через узкое отверстие диафрагмы он дифрагируется (или рассеивается) через лепестки диафрагмы объектива. Когда вы прикрываете диафрагму, лепестки собираются ближе друг к другу, образуя многоугольник, что и создает звездные лучи, исходящие от источника света. Чем уже используемая диафрагма, тем более выраженный эффект.

Как правило, узкая диафрагма, такая как f/11, f/16 или f/22, необходима для создания красивых лучей; чем уже диафрагма, тем лучше эффект. Но вы должны стараться избегать экстремальных значений диафрагмы, таких как f/16 или f/22. И вот почему. Эффект дифракции создает красивые лучи, но также этот оптический эффект снижает общую резкость изображения при эксиремально закрытой диафрагме. Таким образом, выбирая значение диафрагму, вам нужно найти правильный баланс между четким и ярким эффектом звездообразования и как можно меньшим эффектом уменьшения резкости из-за той же дифракции.

Работая с качественными объективами, я обнаружил, что значение диафрагмы f/11 обычно дает мне эффект звездообразования адекватного качества, в то же время делая общую резкость изображения максимальной, хотя иногда я прикрываю диафрагму немного больше, чтобы усилить звездный взрыв. На изображении ниже мне посчастливилось запечатлеть восходящее солнце и заходящий полумесяц. Широкоугольный объектив позволил мне включить в кадр оба небесных объекта, а диафрагма f/11 создала четкие лучи.

Национальный парк Каньонлендс, США. Canon 5DII, объектив Nikon 14-24 мм f / 2.8 с адаптером для Canon, ISO 400, f / 11, 1/30 секунды.

 

Уменьшайте блики на снимке, частично блокируя солнце

Но существуют и подводные камни, когда солнце в кадре вы можете получить паразитную засветку снимка, которая зачастую испортит кадр. В таком случае можно частично спрятать солнце, чтобы уменьшить его интенсивность (например, с помощью ствола дерева или проходящего облака). Здесь так же важно найти правильный баланс между тем, чтобы в достаточной степени спрятать солнце, чтобы уменьшить засветку, и оставить достаточную его площадь открытой для создания эффекта звездообразования. На снимке ниже солнце светило через небольшое отверстие в формации из песчаника. Это отверстие блокировало солнце ровно настолько, чтобы устранить блики на объективе, но все же довало сильный эффект солнечных лучей.

Виргинские горы, США. Canon 5DIII, объектив Tamron 15-30 мм f / 2.8, ISO 100, f / 14, 1/125 секунды.

 

Если вы не можете спрятать солнце, снимайте, когда оно у горизонта

Иногда частичное блокирование солнца не вариант, допустим, когда нужно сделать снимок с солнцем в небе без каких-либо препятствий. В таком случае следует ожидать появления бликов на объективе, а следовательно, и на фотографии. Но когда солнце находится низко над горизонтом, его интенсивность может быть уменьшена дымкой и атмосферными частицами, что должно помочь несколько смягчить блики и паразитную засветку. Слишком плотная атмосферная дымка, однако, может уменьшить или вовсе свести на нет эффект звездообразования. Например, на изображении ниже вы можете заметить блики вокруг солнца.

Национальный парк Valley of Fire, США. Canon 5DIII, объектив Canon 11-24 мм f / 4, ISO 100, f / 16, 1/250 секунды, снимок сделан из нескольких кадров, сделанных с одинаковыми настройками, но с разной фокусировкой для увеличения глубины резкости. Так называемый стекинг по фокусу.

 

Не все объективы выдерживают съемку на солнце одинаково

Некоторые объективы справляются с бликами и засветкой лучше, чем другие. Как правило, более дорогие линзы будут справляться с бликами лучше, чем менее дорогие, и новые линзы будут лучше, чем старые модели, в которых отсутствует преимущество современной технологии многослойного покрытия линз. Объективы “фиксы” (с фиксированным фокусным расстоянием), обычно справляются с бликами лучше, чем зумы, хотя многие современные зум-объективы работают превосходно.

Кроме того, вообще говоря, «профессиональные» объективы более высокого качества будут производить более четкий и более качественный эффект звездообразования, чем любительские объективы более низкого качества. Даже среди дорогих объективов существуют значительные различия в качестве и характере создаваемого эффекта звездообразования.

Качество и характер эффекта звездообразования, зависит от количества и формы лепестков диафрагмы. По техническим причинам, слишком сложным для понимания, линзы с четным числом лепестков создают звезды с лучами, равными числу лепестков (например, линза с 8 лепестками создает звезду с 8 лучами). Однако линзы с нечетным числом лепестков в диафрагме дают по два луча для каждого лепестка (например, объектив с 7 лепестками создает звезду с 14 лучами). Кроме того, некоторые линзы имеют тенденцию производить «раздвоение» или «расщепление» своих лучей, что наиболее заметно на дальних концах луча.

Какой тип эффекта звездообразования вы предпочитаете, полностью зависит от вас. Хотя многие фотографы предпочитают меньше лучей, я неравнодушен к звездам с 18 лучами, которые создаются линзами с 9 лепестками, такими как Nikon 14-24 мм, Canon 11-24 мм или Tamron 15-30 мм. Что я могу сказать, я люблю много лучей! Это просто мое личное предпочтение.

Национальный парк Лос Гласиарес, Аргентина. Canon 5DIII, объектив Nikon 14-24 мм f / 2.8, ISO 100, f / 14, 1/6 секунды.

 

Держите объектив в чистоте и снимите фильтры

Пятна, грязь или масло на передней панели объектива могут увеличить блики и паразитную засветку. Так же увеличить могут УФ или другие типы фильтров. Если у вас возникли проблемы с бликами при съемке на солнце, обязательно снимитее все фильтры и убедитесь, что ваш объектив чист.

 

Национальный парк Намиб-Науклуфт, Намибия. Canon 5DIII, объектив Canon 16-35 мм f / 2.8 II, ISO 100, f / 13, 1/160 секунды.

 

Не обязательно снимать только солнце

Эффект звездообразования не ограничивается пейзажной фотографией и съемкой на солнце. Каждый раз, когда у вас есть яркий источник света, вы можете создать такой эффект. Луна во время ночной съемки может быть отличной для звездных вспышек. И когда я снимаю городские пейзажи ночью, я всегда ищу способы включить яркие уличные фонари для творческого использования эффекта звездообразования, например, на этой фотографии моста Лоури-авеню в Миннеаполисе, штат Миннесота.

Canon 5DIII, объектив Tamron 15-30 мм f / 2.8, ISO 200, f / 11, 20 секунд.

Ну, а теперь ваша очередь, вперед к новым отличным кадрам!

 

Источник

Перевод: profotovideo.ru

Что такое дифракция ⋆ Про Фото

Когда-то я писал статью про то как фотографировать пейзаж, там я говорил что не нужно поднимать диафрагму выше значения f/11. Меня тут же засыпали вопросами: “Почему…?”, “А как же f/22?” и т.д.

Так вот, нельзя фотографировать с высоким диафрагменным числом по одной простой причине, эта причина – дифракция. В этой статье я наглядно расскажу и покажу что это за злобный зверь дифракция и почему нельзя полностью закрывать диафрагму.

Дифракция это физическое явление в оптических системах. Чтобы самому ощутить что такое дифракция попробуйте прищуриться, ваши глаза смотрят через узкую полоску и вы видите намного меньше деталей чем с открытыми глазами. То же самое происходит с линзой, вы закрываете диафрагму, к примеру до значения f/22, и как следствие – теряете резкость кадра.

Когда я объяснял это своим знакомым, они мне не верили, а когда я сказал им попробовать проверить – они обленились и сказали что их устраивает то качество которое они имеют с закрытой диафрагмой на значении f/22. Окей, я сам сделал наглядный практический пример дифракции, чтобы показать что они теряют. Я взял широкоугольную Tokina 12-24mm, так как на неё я чаще всего фотографирую пейзажи, сделал десяток фотографий с разным значением f/.

Красный квадрат это участок 100% кропа, я его вырезал с каждой фотографии с разными значениями диафрагмы. Вот собственно что получилось:

Существенная потеря резкости начинается со значения f/14, и постепенно увеличивается вплоть до значения f/22, на котором детали совсем пропали, все мыльное, как на мыльнице.

Самыми резкими получились f/5.6 и f/7.1. А f/11 именно то предельное значение, при котором вы получаете все в фокусе и детали не теряются. Я частенько не дохожу до него и фотографирую пейзажи со значением f/7-f/9, на широком угле, даже при этих значениях, у вас почти всегда все будет в фокусе.

То же самое с другими линзами, к примеру на портретном фиксе 50mm f/1.4 самыми резкими получаются снимки отснятые со значением f/5.6, для меня они даже чересчур резкие, поэтому я открываю диафрагму до значения f/3.2. На f/16 (предельном значении) у вас будут потери в резкости – дифракция.

Эффект дифракции примерно равен эффекту фотографирования через стекло. Наверняка вы уже пытались что-то сфотографировать в окно и видели как заметно теряется резкость.

Не балуйтесь с предельными значениями диафрагменного числа и да прибудет с вами диафрагма!

Как понять дифракцию объектива (и как ее исправить!)

Фотографы используют маленькую диафрагму, чтобы получить большую глубину резкости. Но меньшая диафрагма вызывает некоторые проблемы, например дифракцию линзы.

Дифракция объектива приводит к потере резкости фотографии при малых значениях диафрагмы. Итак, что мы можем сделать с дифракцией линз? Читайте дальше, чтобы узнать и получить максимальную резкость на своих изображениях!

[ Примечание: ExpertPhotography поддерживается читателями.Ссылки на продукты на ExpertPhotography - это реферальные ссылки. Если вы воспользуетесь одним из них и что-то купите, мы заработаем немного денег. Нужна дополнительная информация? Посмотрите, как все это работает. - Изд. ]

Что такое дифракция?

Дифракция - это физическое явление, влияющее на все типы волн. Вы можете наблюдать это в жидкостях, звуковых волнах и свете. Вы сталкиваетесь с этим все время, даже если оно не привлекает вашего внимания.

Когда волны встречаются на своем пути с препятствиями, их поведение меняется.Барьер может быть прорезью или отдельным объектом.

Здесь мы наблюдаем пример с разрезом. (Позже вы примените его к отверстию диафрагмы в вашей камере.)

Начало загиба волн. В зависимости от размера щели по сравнению с длиной волны этот изгиб может варьироваться по размеру. Если щель широкая, то ее немного.

Если отверстие сравнимо с длиной волны, дифракция будет происходить в гораздо большем относительном масштабе.

Мы моделируем это изменение в поведении, как если бы новые волны были созданы на линии щели.По всей этой линии новые волны начинают распространяться в разные стороны. Степень этого варьируется в зависимости от размера щели.

Идея циркулярно распространяющихся волн и их физическое объяснение называется принципом Гюйгенса.

Затем волны интерферируют, что приводит к разнице в силе волн. В одних местах они отменяют друг друга, а в других складываются.

Если мы наблюдаем эти добавления и отмены вдоль линии, параллельной щели, мы получим закономерность.В середине очень сильное скопление волн.

Затем происходят повторные добавления и отмены, уменьшающиеся по амплитуде кнаружи. Так продолжается до тех пор, пока узор не станет неразличимым.

Самый яркий пример - дифракция в воде.

Взгляните на изображение ниже.

Вы видите щель, размер которой сопоставим с длиной волны воды. Дифракция очень заметна. Мы наблюдаем силу волн на длинной фиолетовой линии.

Наиболее интенсивны они посередине перед самой щелью.Далее следует провал гашения волн. Затем постепенно к берегу реки уровень помех снижается.

Этот узор, показанный оранжевым цветом, называется рисунком Эйри .

Воздушный паттерн интенсивности. Исходное изображение из Википедии

Дифракция света

Пример воды двумерный. Но дифракция возникает и в трехмерных ситуациях. Для нас, фотографов, важна дифракция света.

Когда свет проходит через щель, он дифрагирует.В фотографии размер апертурной щели намного больше длины волны света. Это применимо даже при узких настройках, таких как f / 32.

Итак, свет не сильно изгибается, но все же может вызывать проблемы.

Пиксели на современных камерах крошечные. На самом деле настолько крошечные, что их размер часто всего на одну величину больше, чем длина волны видимого света.

Это означает, что даже несмотря на то, что свет не сильно преломляется, эффекты заметны.

Мы вернемся к точным числам, но сначала давайте посмотрим, что происходит, когда свет проходит через щель.

В этом примере красный лазер проецировался на датчик через апертуру 90 микрометров.

Имейте в виду, что 90 микрометров намного меньше, чем у любого объектива. Такой размер помогает лучше визуализировать эффект. Для объектива 50 мм это будет диафрагма f / 550.

Вы можете увидеть узор Эйри, но в данном случае он двумерный. Самая сильная часть находится посередине - там складываются волны. Пары отмены и суммирования являются заказами - их 27 ниже.

Этот двумерный узор Эйри называется диском Эйри.

«Настоящий диск Эйри, созданный пропусканием красного лазерного луча через апертуру диаметром 90 микрометров с дифракцией 27 порядков».

Как дифракция на линзе влияет на вашу фотографию?

Дифракция влияет на повседневную фотографию.

В зависимости от шага пикселя сенсора камеры дифракция объектива может ограничивать разрешение изображения.

Часто вызывает проблемы при высоких значениях диафрагмы. В некоторых устройствах, например, в компактных камерах с высоким разрешением, вы можете начать видеть это при значении диафрагмы до f / 3.5.

По мере того, как вы опускаете линзу, эффекты дифракции линзы становятся все более очевидными.

Разрешение дифракционных пределов. Независимо от того, насколько хорош ваш объектив, это всегда правда. Степень этого указывается в этой (упрощенной) формуле:

p = (1,22 λ A) / 2

Здесь p - это наименьший шаг пикселя, который может принимать информацию на уровне пикселей от объектива. λ - длина волны падающего света, а A - диафрагма.

Давайте посчитаем с камерой iPhone XR. Он имеет 12-мегапиксельный сенсор с шагом пикселя 1,3 микрометра. У него фиксированная диафрагма f / 1.8.

Длина волны видимого света составляет около 0,5 мкм.

p = (1,22 * 0,5 мкм * 1,8) / 2

В результате получается p 1,1 мкм .

Если два объекта расположены ближе друг к другу на датчике, чем p , они будут сливаться вместе. Их невозможно разрешить, как бы плотно ни были упакованы пиксели.

Это означает, что iPhone XR (с шагом пикселя 1,3 мкм) очень близок к дифракционному ограничению.

Итак, даже если объектив оптически идеален, без каких-либо аберраций, он на высоте. Он не поддерживает пиксели меньшего размера.

Другой пример.

При диафрагме f / 16 результат p составляет 7,3 мкм. Это означает, что камеры с шагом пикселя около этого значения подвержены дифракции только выше f / 16.

Итак, исходный 5D с шагом пикселя 8 мкм получает дифракционное ограничение только после f / 16.

Это совпадает с моим опытом. Когда я использую оригинальный Canon 5D, я, как правило, ухожу даже с f / 16 без снижения резкости. На камерах 5D MkIII и MkIV это больше похоже на f / 11 и f / 9.

Взгляните на эту иллюстрацию, которую я снял с помощью Canon 5D MkIV и макрообъектива Canon 100mm f / 2.8L IS. Оба кадра идеально сфокусированы; смягчение происходит из-за дифракции линз.

Влияние дифракции объектива на разрешение

Как найти самую резкую диафрагму

Вы, наверное, уже знаете, что чем больше вы опустите объектив, тем резче будет изображение.И вас может удивить, что этот принцип частично ошибочен.

Истина где-то посередине - во всех аспектах.

Если вы используете их на большой диафрагме, линзы будут страдать сферической аберрацией и потенциальными проблемами дизайна. Их кажущаяся резкость ниже из-за меньшей глубины резкости.

Если вы остановите их слишком сильно, они будут подвержены дифракции.

На зеркальных и беззеркальных объективах вы обнаружите, что самая резкая диафрагма обычно на 2-3 ступени выше максимальной.

На объективе Canon 50mm f / 1.8 II (часто называемом «изящный пятьдесят») оно составляет около f / 4. Мой объектив Canon 24 мм f / 1.4 не делает резкости выше f / 2.8.

Проверьте свой объектив, чтобы узнать его поведение при разных значениях диафрагмы.

Глубина резкости и дифракция объектива

Имейте в виду, что в определенных ситуациях вы все равно можете использовать узкие диафрагмы.

Если вам нужно держать большую часть сцены в фокусе, остановка, как правило, является самым простым методом. Пейзажным фотографам часто приходится снимать при f / 16 и выше.

Таким образом, глубина резкости будет больше, что приведет к более резкому изображению. Части в идеальной фокусировке не будут такими резкими, как при f / 8, но дополнительных сцены будут почти резкими.

Метод одновременного достижения большой глубины резкости и максимально возможной резкости называется наложением фокуса.

Это довольно сложный процесс с ограничениями, но может дать отличные результаты. Чтобы сделать это идеально, вам нужно снять серию изображений полностью устойчивого объекта, используя штатив.

Вы постепенно изменяете фокус между кадрами, охватывая все, от самых близких до самых удаленных. Позже вы объедините их в редакторе, например, в Photoshop.

Фото Самера Дабула из Pexels

Заключение

Дифракция объектива - непонятная тема, но вы можете увидеть, как она влияет на ваше изображение. Об этом стоит знать при съемке сцен.

Дифракция на линзе присутствует всегда. Если вы не будете осторожны, ваши изображения потеряют резкость.

Как только вы увидите дифракцию объектива и поймете, как она работает, вам станет вашей второй натурой обращаться с ней в вашей фотографии.

Чтобы получить больше полезных советов, ознакомьтесь с нашими публикациями о размере сенсора камеры, уменьшении размытости или съемке с большими диафрагмами далее!

Страница не найдена »ExpertPhotography

404 - Страница не найдена» ExpertPhotography

404

Простите! Страница, которую вы искали, не найдена...

Он был перемещен, удален, переименован или, возможно, никогда не существовал. Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вам понадобится помощь.

Мне нужна помощь с…

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1 ', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

[type = 'text']

[type = 'text']

[type = 'password']

[type = 'password']

['rmockx.RealPlayer G2 Control ', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', 'RealPlayer']

['rmockx.RealPlayer G2 Control', 'rmocx.RealPlayer G2 Control.1', 'RealPlayer.RealPlayer (tm) ActiveX Control (32-разрядный)', 'RealVideo.RealVideo (tm) ActiveX Control (32-бит)', «RealPlayer»]

Что такое дифракция объектива?

Дифракция объектива - это то, с чем сталкивается каждый фотограф-пейзажист.Независимо от того, используете ли вы первоклассный объектив или очень дешевый, дифракция линз, несомненно, повлияет на ваши изображения. Итак, что такое дифракция от линзы? Фотограф Стив Перри объясняет:

«Когда световая волна сталкивается с препятствием, например с краем диафрагмы, она начинает рассеиваться. Это приводит к изменению различных длин волн, так что они проходят разные расстояния и начинают мешать друг другу. Когда это происходит, происходит потеря резкости.”

Это дифракция от линзы. Чем меньше отверстие объектива, тем мягче становится изображение.

Это, вероятно, лучше всего понять, используя аналогию с воздушным диском. Представьте, что изображение состоит из множества маленьких точек света. Когда диафрагма большая, световые точки не дифрагируют, а проецируемые световые точки четкие и чистые.

Чем больше диафрагма, тем четче изображение без дифракции

Когда диафрагма закрывается, возникает дифракция, и воздушные диски начинают размываться и сливаться, что означает, что ваше изображение становится мягким.

Меньшее значение диафрагмы приводит к дифракции, что приводит к мягкости изображения

Хотя все линзы подвержены эффектам дифракции, датчики с более низким разрешением, как правило, подвержены дифракции гораздо позже. Это связано с тем, что с крошечными упакованными датчиками (более высокое разрешение) даже небольшое размытие воздушных дисков означает, что они перекрываются. Вот почему с камерами с более низким разрешением (пиксели не плотно упакованы) вы можете легко использовать объектив с остановкой на одну-две полных ступени, прежде чем вы испытаете аналогичную потерю резкости.

Резкость изображения и глубина резкости - это не одно и то же. Хотя меньшее значение диафрагмы дает большую глубину резкости (большую часть кадра в фокусе), фактическая резкость изображения фактически уменьшается.

Лучшая точка линзы обеспечивает максимальную глубину резкости при минимальной дифракции

Еще один совет - если вы остановите объектив примерно на 1-2 ступени от широкого диафрагмы, вы получите лучшую резкость; хроматическая аберрация и другие дефекты обычно исправляются, когда вы останавливаете объектив на одну-две ступени.

Дифракция объектива не должна мешать вам использовать меньшее значение диафрагмы. Но следует помнить о минусах. В идеале вы всегда должны пытаться найти правильный баланс между глубиной резкости и резкостью изображения.

Максимизация глубины резкости без дифракции

Итак, вы снимаете и хотите запечатлеть всю сцену перед вами - от того, что находится прямо перед вами, до заднего фона на расстоянии.Вы знаете, что вам нужна действительно большая глубина резкости, и знаете, что вам нужно сделать, чтобы ее получить.

Вы дотягиваетесь до регулятора диафрагмы камеры и опускаете его до f / 22 (или f / 32, если ваш объектив позволяет). Это увеличит глубину резкости и сделает ваше изображение четким спереди назад.

Или будет?

Что такое дифракция?

В фотографии есть явление, называемое дифракция , которое отрицательно сказывается на ваших снимках и проявляется, когда вы используете меньшую диафрагму.Что такое дифракция? Позволь мне объяснить.

Как вы, наверное, знаете, диафрагма - это отверстие в объективе, через которое свет попадает в камеру. Когда апертура большая, свет свободно проходит через апертуру на цифровой датчик. Однако, когда апертура очень мала, световые лучи распространяются из маленькой апертуры на цифровой датчик. Это «распространение» может привести к попаданию световых лучей на соседние фотосайты. По сути, распространение приводит к тому, что свет попадает не в тот фотосайт и вызывает размытие.Эффект более выражен в цифровых сенсорах с высокой плотностью мегапикселей, поскольку они имеют меньшие фотосайты. На следующем рисунке показано, как это работает:

Каков результат для вашей фотографии? Одним словом: мягкость.

Снимок, сделанный при f / 22, будет не таким резким, как снимок с немного большей диафрагмой. Вот пример деталей на двух фотографиях, которые идентичны, за исключением того, что одно было снято при f / 8, а другое - при f / 22:

Вы, вероятно, видите, что детализация при f / 8 резче, чем при f / 22.

Пример выше был снят на полнокадровую камеру с объективом 24-105 мм f / 4 (мой любимый) с минимальной диафрагмой f / 22. Я также создал другой пример, на этот раз съемку с объективом 70-200 мм f / 2,8 с минимальной диафрагмой f / 32.

Опять же, детализация при f / 8 резче, чем на снимке с наименьшей диафрагмой.

Посмотрев на эти примеры, вы увидите, что дифракция - это не просто теория, она реально влияет на ваши фотографии.

Использование самой резкой диафрагмы

Хорошо, теперь вы видите, что дифракция - это реальное явление, и вы хотите избежать его.Какую наименьшую диафрагму вам следует использовать? И какая диафрагма лучше? К сожалению, нет однозначного ответа. Это зависит от размера сенсора и объектива.

Чтобы увидеть, как это работает на вашей камере и объективе, просто сделайте один и тот же снимок при каждой настройке диафрагмы (с шагом 1 ступень). Обязательно используйте штатив, чтобы изображение получилось точно таким же. Вдобавок убедитесь, что вы увеличиваете (удлиняете) выдержку на одинаковую величину при каждом изменении диафрагмы, чтобы экспозиция оставалась неизменной.После того, как вы сделали снимки, загрузите их на свой компьютер, увеличьте масштаб и сравните.

Если вы не хотите проводить какие-либо испытания и просто хотите получить быстрое практическое правило, позволяющее избежать эффектов дифракции, избегайте использования диафрагмы меньше f / 11 или f / 16 на полнокадровой камере (если ваша камера имеет диафрагму). сенсор меньшего размера, дифракция наступает даже при больших апертурах). Большинство экспертов считают этот диапазон чем-то вроде максимума. Кроме того, самая резкая диафрагма для большинства людей будет около f / 5.6 - f / 8, или примерно на 1-2 ступени меньше широко открытой диафрагмы. Если возможно, по умолчанию используется диафрагма в этом диапазоне.

Максимизация глубины резкости с большей апертурой

Вы можете задаться вопросом, как получить большую глубину резкости, не используя очень маленькую диафрагму. Имейте в виду, что вам не всегда нужно использовать наименьшую диафрагму, которую предлагает ваш объектив, чтобы получить достаточную глубину резкости. Если вы снимаете на открытом воздухе, где обычно требуется небольшая диафрагма и максимальная глубина резкости, вам следует познакомиться с предметом гиперфокального расстояния.

Несмотря на сложное звучание названия, гиперфокальное расстояние - это всего лишь мера того, насколько близко вы можете сфокусироваться, при этом сохраняя приемлемо резкий фон вашего изображения. Вам не обязательно использовать наименьшую возможную диафрагму, особенно при широкоугольной съемке. Например, если вы используете полнокадровую камеру с объективом 20 мм, даже при использовании диафрагмы f / 8 все будет резким на расстоянии 5,5 футов перед вами до бесконечности!

Это показывает, что не всегда нужно использовать такую ​​диафрагму, как f / 22.Ознакомьтесь с гиперфокальным расстоянием (или держите под рукой таблицу гиперфокальных расстояний), чтобы увидеть, насколько большой вы можете сделать свою диафрагму, но при этом максимизировать глубину резкости.

Совмещение фокуса

Однако иногда вам нужно вырвать тяжелую артиллерию и убедиться, что все - от того, что находится прямо перед вами, до бесконечности - находится в фокусе. Для этого используйте метод, называемый наложением фокуса.

Для стека фокусировки вы должны сделать несколько снимков одного и того же объекта с максимальной резкостью диафрагмы вашего объектива.Опять же, вы должны протестировать свои объективы, чтобы увидеть, какая настройка является самой резкой для каждого объектива, но если вы не знаете, она обычно находится в диапазоне от f / 5,6 до f / 8,0. Установите объектив на ручную фокусировку и установите точку фокусировки на ближайшей части изображения (ближайшей части, которую вы хотите получить в резком фокусе). Сделайте первый снимок, затем повторите процесс, постепенно устанавливая точку фокусировки все дальше и дальше с каждым снимком, пока вы не сфокусируетесь на бесконечности. Обычно 3-5 кадров охватывают весь диапазон сцены.

Когда вы загружаете фотографии на свой компьютер, вы объединяете фотографии в Photoshop, чтобы создать один файл, используя самые резкие части каждого изображения. Это можно сделать несколькими способами:

  • Автоматически: Используйте функцию Photomerge, чтобы загрузить фотографии в Photoshop (Файл> Автоматизация> Photomerge) и объединить изображения, убедившись, что установлен флажок «смешивать изображения вместе». Photoshop объединяет изображения в один файл и (обычно) использует самые резкие части каждого изображения.
  • Частично: Вы также можете загрузить изображения как отдельные слои в один файл в Photoshop, выровнять слои («Правка»> «Автоматическое выравнивание слоев»), а затем заставить Photoshop автоматически смешивать слои («Правка»> «Автосмешивание»).
  • Вручную: Наконец, вы можете выполнить процесс вручную, если хотите полностью контролировать его. Загрузите изображения как слои в тот же файл, выровняйте слои. Чтобы смешать фотографии, добавьте маску слоя к верхнему слою (Layer> Layer Mask> Reveal All) и используйте черную кисть, чтобы замаскировать все, кроме самой резкой точки этого изображения.Затем объедините этот слой (Layer> Merge Down) и повторите процесс для каждого слоя. Очевидно, что этот метод займет больше времени, чем первые два варианта, описанные выше.

В конце этого процесса вы скомбинируете слои так, чтобы была видна самая резкая часть каждого из них. Фотография будет на 100% резкой спереди назад - без эффектов дифракции.

Применение к фотографии

Вы должны знать о дифракции, но не позволяйте ей отпугивать вас от использования необходимой вам диафрагмы.В частности, еще есть место для съемки с очень маленькими диафрагмами. Эффекты дифракции - хотя и реальные - не так уж велики, и имейте в виду, что приведенные выше примеры, показывающие эффекты дифракции, были сильно увеличены. Если мы посмотрим на исходные изображения, можете ли вы сказать, какое из них было снято на меньшая диафрагма?

Вы видите здесь дифракцию? В верхнем ряду изображение слева было снято с f / 22, а изображение справа - с f / 8. В нижнем ряду изображение слева было снято с f / 8, а изображение справа - с f / 32.

Вы видите дифракцию на изображениях выше? Я не могу.

Беспокойство по поводу дифракции следует оставить на тот случай, если вы полностью настроены на максимальное качество изображения или знаете, что собираетесь отобразить большую версию изображения. В противном случае вы все равно можете снимать с малой диафрагмой и, скорее всего, не заметите разницы. Другими словами, в этом мире еще есть место для f / 22.

Однако в тех случаях, когда это имеет значение, используйте немного большую диафрагму.Знайте золотую середину вашего объектива и используйте эту настройку. Ознакомьтесь с задействованным гиперфокальным расстоянием и посмотрите, сможете ли вы сохранить резкость всего изображения при большей диафрагме. Если это невозможно, используйте наложение фокуса, это обеспечит максимально резкое изображение.

Калькулятор дифракции | PhotoPills

Как использовать калькулятор дифракции

Этот калькулятор дифракции поможет вам определить, когда камера ограничена дифракцией. Другими словами, вы узнаете, приведет ли комбинация камеры и диафрагмы к эффекту дифракции на вашей фотографии или нет.

Когда вы закрываете диафрагму объектива, лучи света начинают все больше и больше рассеиваться из-за взаимодействия с краями лепестков диафрагмы, проявляясь на ваших фотографиях так называемой дифракцией.

Дифракция смягчает изображение и делает его менее резким. Это ограничивает выбор диафрагмы при попытке максимизировать глубину резкости. Следовательно, если вы хотите использовать меньшие апертуры для увеличения глубины резкости, вам нужно будет найти компромисс между диафрагмой и дифракцией.

Взгляните на следующее изображение, вы видите эффект дифракции в макросъемке. Иногда дифракцию можно использовать для создания красивого размытого фона.

В калькуляторе установите модель камеры, количество мегапикселей и диафрагму, чтобы узнать, ограничена ли дифракция камеры. Это происходит, когда размер диска Эйри больше максимального круга нечеткости или в 2,5 раза больше размера пикселя.

Диск Эйри - это дифракционная картина, образующаяся при рассеянии световых волн.Волны начинают взаимодействовать друг с другом, добавляя в одних местах и ​​уменьшаясь в других, создавая узор.

Во-первых, калькулятор дает вам диафрагму, которая может пострадать от дифракции при 100% кадрировании (реальные пиксели):

  • Размер пикселя: Размер пикселя в вашей камере.
  • Предел дифракции: Апертура, которая может вызвать дифракцию при 100% кадре. В этом случае предполагается, что камера ограничена дифракцией, когда размер диска Эйри больше 2.В 5 раз больше размера пикселя.

Во-вторых, вы получаете предел дифракции, сравнивая диск Эйри с кругом нерезкости (CoC):

  • Максимальный круг нерезкости: Максимальный размер пятна размытия на изображении, захваченном камерой датчик, будет рассматриваться зрителем как точка на конечном изображении для заданных условий просмотра (размер отпечатка, расстояние просмотра и острота зрения зрителя). Для данного размера датчика кружок нерезкости рассчитывается исходя из размера отпечатка 8 × 10 дюймов (20 × 25 см), расстояния просмотра 10 дюймов (25 см) и стандартной остроты зрения производителя.
  • Предел дифракции: Апертура, которая может вызвать дифракцию на печатном изображении. В этом случае предполагается, что камера ограничена дифракцией, когда диск Эйри больше максимального круга нерезкости.

Понимание дифракции и глубины резкости

Если вы хотите копнуть глубже и узнать больше о дифракции и глубине резкости, эта статья - то, что вам нужно:

Глубина резкости: полное руководство

Вы найдете все вам нужно получить контроль над тем, что выглядит резким на ваших фотографиях.Вы узнаете, как сфокусировать все на изображении ...

... и как снимать с малой глубиной резкости, чтобы донести мысль. Просто решите, какой уровень глубины резкости вам нужен для ваших изображений, и узнайте, как этого добиться!

Наконец, если вы заинтересованы в улучшении своей фотографии, ознакомьтесь с нашими подробными руководствами по фотографии на:

А также ознакомьтесь с этими основными руководствами по фотографии:

Как встроить калькулятор дифракции на свой веб-сайт

Воспользуйтесь возможностями PhotoPills ' Калькулятор дифракции с вами.Просто скопируйте следующие строки и вставьте их в код своего веб-сайта прямо в то место, где вы хотите его встроить:


Код будет работать асинхронно, без ущерба для времени загрузки вашего веб-сайта.

Комментарии

Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра комментариев.

Дифракция в фотографии

Резюме

Значение f / #, выше которого дифракция начинает вызывать видимое смягчение изображений цифровой камеры, равно расстоянию между пикселями в микрометры умножить на 1.4

Детали

Дифракция возникает, когда свет сталкивается с любым изменением оптических свойств. В этой заметке это рассматривается в фотографии, в частности, что происходит, когда свет проходит через круглую диафрагму, диафрагму, которая определяет f / # объектива.

Влияние такой апертуры на свет определяется уравнением (1) справа. График этого уравнения показан ниже.

Астрономы, которые имеют дело с идеальными точечными объектами, озабочены подробной черной кривой и определяют разрешение по первый минимум этой кривой при x = 3.83.

Фотографов, смотрящих на обычные сцены с протяженными объектами, интересует только красная огибающая. Наш самый Полезное определение дифракционно-ограниченного разрешения - это точка, в которой контраст изображения превышает 8 ступеней, максимум, обрабатываемый большинством фотографических носителей. Это происходит при x = 8,8; значения выше этого не повлияют на прикус наших изображений. Обратите внимание, что прикус, как здесь определено, отличается от разрешения, которое просто определяет, является ли деталь видна.Потеря разрешения может быть заменена повышением резкости после обработки; укус нет.

Разрешение цифровой камеры ограничено расстоянием между пикселями сенсора, которое составляет 8,45 мкм для Nikon D700. А также здесь возникает сложность: датчики могут выдавать только одно значение интенсивности. Таким образом, они должны иметь фильтры, чтобы разрешить разные цвета. Большинство цветных камер сегодня используют схему Байера, показанную справа. Эффективное расстояние между пикселями зеленого сенсоры в 1,4 раза больше декартова интервала между пикселями, красного и синего сенсоров, в два раза больше декартова интервала.В Таким образом, эффективное расстояние между пикселями D700 составляет в лучшем случае 12 мкм. На практике алгоритмы интерполяции немного отстают от это, как будет показано ниже.

Определение угла от оси в (1) как один пиксель приводит к важному результату, показанному в уравнении (2): дифракции на изображении не зависит от фокусного расстояния объектива, это зависит исключительно от f / #, эффективного расстояния между пикселями и длина волны света. Это может показаться нелогичным, за исключением другого физика, поэтому вот четыре изображения резкого изображения. белый край, каждый на f / 22, снят с четырьмя объективами с фокусным расстоянием от 14 мм до 180 мм:

При длине волны света 550 нм (средняя длина волны зеленого света) уравнение (2) показывает, что дифракция равна единице. пиксель, с идеальным объективом и интерполятором Байера, когда f / # равно декартовому расстоянию между пикселями в микрометрах, - f / 8 для D700.Мягкость будет пропорциональна f / #, то есть f / 16 даст мягкость 2 пикселя, f / 32 - 4 пикселя. Это также означает, что у камеры DX (23,7x15,7 мм), такой как D300, дифракция в 1,6 раза больше, чем у камеры FX. (36x23,9 мм), когда она делает тот же снимок с тем же f / # и разрешением, потому что пиксели должны быть В 1,6 раза меньше, чтобы поместиться в меньшую раму DX.

Настоящие линзы имеют ограничения разрешения в дополнение к дифракции и диафрагме, которые не являются идеальными краями или кругами. А также, необходимо выяснить, насколько эффективен алгоритм интерполяции Nikon.Итак, я провел тесты на одном из моих самых острых линзы Nikon 70-180 мм макро, при фокусном расстоянии 180 мм и расстоянии до объекта 2 м. Мишень была подготовлена ​​с чистым белым краем, установлен на дверном проеме и освещен таким образом, чтобы контраст между белым и фоном на краю составлял около 15 ступеней. Фокусировка был увеличен в реальном времени, фотографии TIFF и NEF были сняты при ISO 400 без шумоподавления, а затем увеличены так индивидуально видны пиксели камеры.

Результаты справа. Как видите, разрешение 8 ступеней при широко открытом объективе составляет около 3 пикселей.Это не из-за несовершенства объектива, его источником является интерполяция Байера в камере. Вот необработанный необработанный датчик изображение при f / 5,6 с отмеченными цветами пикселей. Это показывает, что сама линза настолько резкая, насколько может записать массив пикселей. Это также снимает опасения, что сглаживающий фильтр D700 ухудшает разрешение камеры, это, очевидно, нет.

Изображение справа для f / 32, обработанное так же, как камера обрабатывает наши изображения, показывает ширину около 5 пикселей при 8 остановок.3 пикселя (мягкость по Байеру), свернутые с 4 пикселями (ожидаемая мягкость дифракции), составляет 5 пикселей, именно то, что наблюдается. Итак, изложенная выше теория хорошо подтверждается экспериментом.

Итак, на основе этих экспериментов, мои рекомендации для f / #, выше которого дифракция начинает вызывать видимое смягчение Изображения цифровых фотоаппаратов Nikon:

f / # равняется шагу пикселя в мкм, умноженному на 1,4

То есть выше f / 11 для D3 / 700, выше f / 8 для D3x / 300/800.

Конечно, это не значит, что это единственная диафрагма, которую можно использовать! При закрытии макроса может потребоваться увеличить его до увеличить глубину резкости, изолировать объект, особенно портреты, часто выигрывают от ее уменьшения. Но для Максимальный прикус, установите там свою камеру и меняйте ее только тогда, когда есть фотографическая причина.

Глубина резкости одинакова для идентичных изображений, снятых из одного и того же места, независимо от размера изображения. является. Дифракция и глубина резкости камеры FX при 50 мм f / 11 такие же, как дифракция и глубина резкости. эквивалентного изображения, сделанного камерой DX при 35 мм f / 8.Кроме того, поскольку пиксели FX в два раза больше площади пикселей DX, фотоны на пиксель (шум) также будут такими же.

Если вы уменьшите размер пикселя вашей фотографии в 2 раза, что обычно делается при публикации в Интернете, эффективный пиксель размер увеличивается вдвое, поэтому дифракция не будет видна до значения, превышающего f / 22 для D700.

Эффективное f / # в макросъемке

Хорошим приближением к фактическому f # в макрофотографии является указанное f #, умноженное на (1 + M / p), где M - это увеличение, p - увеличение зрачка.p = 1 для объективов с постоянным фокусным расстоянием в диапазоне 50–150 мм, но его необходимо измерять для другие. Для ретрофокусных широкоугольных объективов p> 1; для настоящих телеобъективов p <1. Увеличение зрачка может быть оценивается, глядя в переднюю и заднюю часть линзы и измеряя диаметры видимых апертур: p равно диаметр входного зрачка, деленный на диаметр выходного зрачка. Когда линза перевернута, зрачки тоже, p = 0,45 для моего Объектив 20 мм в перевернутом положении. Если вы используете две афокально соединенные линзы, задняя линза с большим фокусным расстоянием должна быть широко открытой. чтобы избежать виньетирования и регулировать диафрагму передней короткой; Данная формула применима к передней линзе f #.

Джон Сэнки
другие заметки по физике

Дифракция объектива в фотографии и как ее избежать. | by SmugMug

Понимание дифракции объектива и ее причин поможет избежать размытых пятен на фотографиях. Вот все, что вам нужно знать.

Представьте себе: вы снимаете на улице днем, и по мере того, как солнце становится ярче, вы уменьшаете диафрагму, чтобы компенсировать яркий свет. Когда вы позже проверяете свои снимки, вы замечаете, что ваши изображения стали более мягкими или размытыми, когда вы перешли на меньшую диафрагму.

Вы наткнулись на частую неприятность в фотографии, называемую дифракцией объектива.

Дифракция линз возникает, когда световые волны интерферируют друг с другом. Это происходит чаще при использовании диафрагмы меньшего размера, потому что световые волны и отверстие линзы ближе к одному размеру.

Все световые волны пытаются пройти через небольшое отверстие, в результате чего они рассеиваются или рассеиваются, делая детали вашей фотографии размытыми.

Теперь, когда вы знаете, что такое дифракция объектива, давайте рассмотрим несколько общих вопросов фотографов и любителей, которые задают этот фотографический феномен.

Как дифракция объектива влияет на изображения?

Дифракция объектива влияет на изображения, вызывая размытие в виде воздушных дисков. Они возникают, когда рассеянные световые волны попадают на сенсор камеры. Воздушный диск - это круговой узор с ярким центральным диском и концентрическими кольцами, которые становятся менее интенсивными по мере удаления от центра. По мере уменьшения диафрагмы объектива воздушный диск становится больше, и наоборот.

Что такое дифракция по сравнению с преломлением?

Преломление - это когда световые волны меняют направление при переходе от одной среды к другой, а дифракция - это когда они меняют направление и рассеиваются, когда проходят через отверстие или вокруг барьера.

В фотографии преломление можно использовать для получения изображений, на которых вы видите отражение в чистом объекте, таком как хрустальный шар или капля воды. Пример этого виден на фото ниже.

Как длина волны влияет на дифракцию?

Световые волны маленькие, поэтому они легко и свободно проходят через большое отверстие с небольшими помехами. Когда длина световой волны примерно равна размеру отверстия, через которое световые волны пытаются пройти, возникает дифракция.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *