Дълбочина на рязкост

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Дълбочина на рязкост (още дълбочина на рязко изобразеното пространство, дълбочина на остротата, дълбочина на фокуса) е разликата между най-близкия и най-далечния фокусиран обект.. Дълбочина на рязкост намалява при по-отворена бленда и се увеличава при затворена такава (фокус в от нула до безкрай е с възможно най-затворена бленда).

Съдържание

1 Физична формула
- 1.1 Вълнова оптична формула
2 Приложения
3 Връзки

[редактиране] Физична формула

При дадени

фокусно разстояние на обектива $f$ в mm, напр. 7,2 mm, 35 mm oder 200 mm
диафрагма наричана още бленда или диафрагмено число означавана като $κ$ или f / # напр 5,6 oder 22

$\kappa={f \over D}$ , където D e диаметърът на блендата.

разстояние до фокусирания обект от средата на лещата $g$ в mm, напр. 500 mm

В зависимост от използваната камера:

диаметър на кръгчето на разсейване, $Z$ в mm, напр. 0,006 mm

Колко е допустимото разфокусиране върху фотолентата (или светлочувствителния сензор), изразено като кръгче на разсейване е величина, зависеща от остротата на зрението на гледащия снимката и от това, доколко е голямо копието на снимката. Приблизително, за фотоапарат с 35 mm филм

Z

може да бъде зададено при

d

диагонал на снимката в mm:

$Z={d \over 1500}$

Най-прости са изчисленията, при които първоначално се изчислява хиперфокалното разстояние или така нареченото начало на безкрайността: $d h$ спрямо средата на лещата:

$d_h={f^2 \over \kappa \cdot Z}$

Обектив, който е фокусиран на негвото хиперфокално разстояение възприема рязко обектите, които се намират между половината от това

d h

и безкрайност.

Накрая може да се изчисли най-близката точка на дълбочината на рязкост от средата на лещата $d n$ :

$d_n={g \cdot d_h \over d_h + (g-f)}$ .

както и най-далечната точка $d f$ :

$d_f = \begin{cases} {g \cdot d_h \over d_h-(g-f)}, & \mbox{if } d_h > (g-f) \\ \infty, & \mbox{if } d_h \le (g-f) \end{cases}$

Областта на дълбочина на рязкост $Δ d$ се простира от най-близката $d n$ до най-далечната точка $d f$ :

$\Delta_d = d_f-d_n = \begin{cases} 2{ g(g-f)d_h \over d_h^2-(g-f)^2}, & \mbox{if } d_h > (g-f) \\ \infty, & \mbox{if } d_h \le (g-f) \end{cases}$

[редактиране] Вълнова оптична формула

Тази статия се нуждае от подобрение.

Необходимо е: ** пренаписване текста по-надолу от специалист, за да придобие смисъл **. Ако желаете да помогнете на Уикипедия, просто щракнете на редактиране и нанесете нужните корекции.

Всички оптични образи са ограничени от пречупване, причняващо една точка никога да не бъда изобразена върху друга, а върху пречупвателна плоскост (Airy disc). Дълбочината на рязкост на две съседни точки определя подобно на фотографската лента максимално допостими разсейващ кръг. Според критерия на Релей ( $d >= 0,61 \lambda \over n sin \theta$ ) интензитетът на две съседни точки трябва да намаляее с 20% за да бъдат рязко очертани. Големината на пречупвателната плоскост е зависима от дължината на светлината вълна. Дълбочина на рязкост на Релей се определя с

$d_R = \frac{\lambda}{2\,n \sin^2 u}\,.$

Като $λ$ дължина на светлината вълна, n пречупвателния индекс и ъгла на блендата на изобразяваната система.

Дълбочина на рязкост на Релей важи при оптически ситеми с ограничено пречупване напр. в микроскопите или при фотолитографията (изобразяване на образи чрез осветяване, използва се в печатната техника и при изготвяне на микрочипове).

[редактиране] Приложения

[редактиране] Фотография

диафрагма f / 32

диафрагма f / 5

Прилагайки тази техника погледът на наблюдателя се насочва към главния обект, мотив. При цифровата фотография поради малкия разсейващ кръг на апаратите е по-трудно да се използва този метод.

Обектите на 35mm леща с f / 11 ще бъдат максимално рязки между 1 и 2 метра

Фактори, които играят роля:

колкото по-малка е блендата, толкова по-широка е областта на рязкост.
колкото по-малък е изобразявания мащаб, толкова по голяма е рязкостта. $m={b \over g} = {f \over g-f}$ , където b е големината на снимката, g разстояние до фокусирания обект от средата на лещатата и f фокусната дължина на обектива

С помощта на програми може да се увеличи дълбочината на рязкост като се обеденят няколко различни образа (снимки) по метода на кодиране на вълновия фронт (Wavefront coding). Програми, които поправят дълбочината на рязкост по този метод са Helicon Focus и CombineZ5

[редактиране] Видео

За момент може да бъде снимано лицето на главния герой, докато размито в дълбочина се виждат лице (методи в филми на ужасите и мелодрамите).

[редактиране] Фотолитография

Схемите на чиповете се изобразяват с изключителна точност, като дори и малки неравности по повърхността на маската със схемите (wafer) променя дълбочината на рязкост. С помощта на големи изчисления и химическо механично почистването фактора на изкряване на маските бива намален до максимум.