Глубина резко изображаемого пространства

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Глубина резкости

ГРИП (глубина резко изображаемого пространства, или глубина резкости) — термин, относящийся к фотографии, обозначающий расстояние между ближней и дальней границами пространства, измеренное вдоль оптической оси, при нахождении в пределах которого объекты находятся в фокусе (на снимке получаются достаточно резко).

Содержание

1 Общие сведения
2 Расчет ГРИП
- 2.1 Точные формулы для расчёта ГРИП
- 2.2 Упрощённые формулы расчета ГРИП
3 Литература

[править] Общие сведения

ГРИП — понятие не строго математическое, поскольку плоскость фокусировки всегда одна. Любая точка любой другой плоскости пространства будет отображаться пятном нерезкости. Чем больше диаметр такого пятна, тем нерезче объект. Считается, что если пятно нерезкости меньше 0,1 мм при рассматривании изображения с расстояния 25 см, человеческий глаз воспринимает его как резкое. Если при печати изображение увеличивалось, что обычно и бывает на практике, то при расчётах диаметр пятна нерезкости (0,1 мм) нужно уменьшить во столько раз, во сколько раз изображение увеличивается относительно негатива (или размера матрицы цифрового аппарата).

На глубину резко изображаемого пространства влияет значение установленной диафрагмы, фокусное расстояние объектива, формат плёнки (или размер светочувствительной матрицы) и расстояние до объекта фокусировки (съёмки).

При больших диафрагмах (F/1.4, F/2 например), глубина резкости будет меньше. При меньших значениях (например F/11, F/16), соответственно больше. При одинаковых значениях диафрагмы, глубина резкости будет больше у объектива с меньшим фокусным расстоянием (широкоугольный объектив). Меньший формат плёнки (меньший размер матрицы) даёт большую глубину резкости. И наконец, чем больше расстояние до объекта съёмки, тем больше глубина резкости.

[править] Расчет ГРИП

Для определения глубины резко изображаемого пространства имеются точные и упрощённые формулы.

[править] Точные формулы для расчёта ГРИП

Шкала глубины резкости на фотообъективе

$R_1=\frac{R \cdot f^2}{f^2 + K(R - f)z}$ ;

$R_2=\frac{R \cdot f^2}{f^2 - K(R - f)z}$ , где

$R_1\!$ – передняя граница резко изображаемого пространства;

$R\!$ – расстояние, на которое производится наводка на резкость;

$R_2\!$ – задняя граница резко изображаемого пространства;

$f\!$ – главное фокусное расстояние объектива;

$K\!$ – знаменатель относительного отверстия объектива (число диафрагмы);

$z\!$ – диаметр диска нерезкости (размытости), равный 0,003-0,025 см (в формулу подставляется значение в метрах) в зависимости от типа фотоаппарата и целей съёмки.

Из формул видно, что глубина резко изображаемого пространства тем больше:

чем меньше величина главного фокусного расстояния: короткофокусные объективы обладают большей глубиной резкости, чем длиннофокусные;
чем дальше расположена плоскость наводки на резкость;
чем меньше относительное отверстие объектива, то есть чем больше число диафрагмы;
чем больше допустимый диск нерезкости (размытости).

Глубина резко изображаемого пространства $P\!$ определяется разностью между задней и передней границами резкости:

$P=R_2-R_1\!$

[править] Упрощённые формулы расчета ГРИП

Наиболее просты и удобны для практики формулы, в которые введено гиперфокальное расстояние, или «начало бесконечности».

Гиперфока́льное расстоя́ние – расстояние от объектива, установленного на бесконечность, до ближайшей границы резко изображаемого пространства. Его находят по формуле:

$H=\frac{f^2}{Kz}$ , где

$f\!$ – главное фокусное расстояние;

$K\!$ – знаменатель относительного отверстия;

$z\!$ – диаметр диска нерезкости;

$H\!$ – гиперфокальное расстояние.

Если наводку на резкость делать по предмету, расположенному от объектива на гиперфокальном расстоянии, то резко изобразятся все объекты, лежащие от горизонта (фотографической бесконечности) до половины гиперфокального расстояния, то есть глубина резко изображаемого пространства значительно увеличится в сторону фотоаппарата.

Использование гиперфокального расстояния очень упрощает формулы расчета границ резко изображаемого пространства:

$R_1=\frac{H R}{H + R}$ ;

$R_2=\frac{H R}{H - R}$ , где

$R_1\!$ – передняя граница резко изображаемого пространства;

$R\!$ – расстояние, на которое производится наводка на резкость;

$R_2\!$ – задняя граница резко изображаемого пространства;

$H\!$ – гиперфокальное расстояние при данном относительном отверстии.

Из формул следует, что зона резкости по протяженности больше от плоскости наводки до задней границы резкости, чем от плоскости наводки до передней границы резкости.

Для определения плоскости наводки $R\!$ при заданных передней и задней границах резкости пользуются формулой:

$R=\frac{2R_1R_2}{R_1 + R_2}$