среда, 4 марта 2015 г.

Как рассчитать минимальную диафрагму.


Чем сильнее диафрагма закрыта, тем лучшее качество картинки объектив даёт, потому как остаются только лучи, проходящие через центральную часть объектива. Они меньше преломляются, и, соответственно, меньше искажаются. При закрытии диафрагмы растёт глубина резкости, что при репортажной, макро и прочих панорамных съёмках только в плюс.

Но при закрытии диафрагмы объектив пропускает меньше света, что нифига не весело, так как заставляет увеличивать выдержку, но относительно лечится вспышкой, прожекторами всякими, съёмкой со штатива или ярким летним халявным солнышком на худой конец.

Но даже если очень хочется, то сильно диафрагму закрыть не получится без потери качества снимка. Свет, зараза эдакая, при наличии преград отказывается лететь прямо, а норовит завернуть за угол (дифракцией эта беда зовётся). В результате каждая точка снимаемой картинки на матрицу фотоаппарата проецируется в виде рассеяного кружочка, и чем сильнее закручиваешь гайки закрываешь диафрагму, тем сильнее рассеивается свет. Когда диаметр кружка рассеивания начинает превышать размер пикселя матрицы - изображение становится мыльным.

Ну в общем подобное теоретическое бла-бла-бла только ленивый сайт себе не скопировал, но как только возникает вопрос "сколько вешать в граммах?" "до скольки можно закрывать диафрагму?", то ведь не найдёшь информацию. Везде калькуляторы какие-то на сайтах, которые не пойми как считают, и, что характерно, результаты у них не сходятся. Под Canon 70D вроде как нашлась информация, что для попиксельной резкости сильнее F7.2 закрывать не стоит. А если мне фотку под вконтакт надо, то насколько можно закрыть диафрагму, чтоб на разрешении вконтакта мыльности не было заметно? Ответа никто не даёт.

Так что взялся я сам посчитать. (если кто не в курсе, то размер дырки 1/F, то есть диафрагменное число в знаменателе)
У меня сейчас два рабочих фотика с параметрами матриц:
Canon 70D - 5184 × 3456; 22.3 × 14.9 мм.
PowerShot 120 IS - 3648 × 2736; 5.9 × 4.4 мм.

Поведение света меняется с длинной волны. Порывшись в инете, нашёл я, что обычно берут усреднённую длину волны. Я возьму 0.49 микрометра посередине между синим и зелёным.
Формулу берём отсюда, и получается:
Различимое расстояние между точками Х = 1.22 * длину волны * диафрагму.
Х у нас не должен превышать шага пикселя на физической матрице. То есть матрица 70D имеет ширину 22300 микрометров и 5184 пикселя на ней, то есть один пиксель будет 4.3 микрометра шириной (и высотой, так как пиксели на этой матрице квадратные).
Соответственно:
Диафрагма = 22300 / (1.22 * 0.49 * 5184) = F7.2.
То есть всё, при закрытии диафрагмы сильнее на полном увеличении будет проявляться замыливание. Другое дело, что это для сферического коня объектива в вакууме, и на фоне замыливания от самого объектива дифракционное замыливание, видимо, заметно становится немного позже.

Ну, цифру F7.2 я и до этого знал, а интересовало меня, насколько можно закрыть диафрагму, чтоб фотки для всяких вконтактиков да гугло+ делать. Потому как для вконтактика пофиг, что кружок размытия перекроет несколько физических пикселей на матрице - главное, чтоб после уменьшения разрешения картинки размер кружка оказался меньше итогового пикселя.
Вконтактик сейчас даёт максимум 1280 пикселей по горизонтали и 1024 по вертикали. Гугло+ позволяет до 2048 пикселей по длинной стороне.

Меняем в формуле разрешение матрицы на разрешение вконтактика, и для 70D оказываются предельные диафрагмы:
Вконтакт горизонтальный = F29.
Вконтакт вертикальный = F36.
Google+ = F18.

Выходит, что если изначально снимок нормально кадрировать, то диафрагму можно закручивать [почти] до упора.

Посмотрим теперь PowerShot. Для полного использования матрицы диафрагма должна быть не больше:
Диафрагма = 5900/ (1.22 * 0.49 * 3648) = F2.7.
Вижу в спецификации минимальный размер диафрагмы 2.8 - 4.3, и сразу вспоминается старинное кавказское блюдо "Хмели Сунели" "Васн Аебали". В общем-то это объясняет, почему фотки при максимальном увеличении размытые без деталей. Объектив-то на полном зуме вытягивает только 63% разрешения матрицы, выходит. И то в сфероконичном варианте, а в несовершенной реальности, вероятно, и того хуже.

Ну и для соцсетей:
Вконтакт горизонтальный = F7.7.
Вконтакт вертикальный = F9.6.
Google+ = F4.8.

В общем понятно, для чего эта мыльница максимум годится :-)

Посмотрел свой смартофон Alcatel Scribe HD 8008D. По EXIF диафрагма F2.4. Сенсор, пишут, IMX135 с размером пиксела 1.12 микрометра. Минимальная диафрагма получается F1.9. Мыльность картинки камеры, выходит, конструктивно заложена.

Получается, что в среднестатичных фотокамерах для быдла широких слоёв населения объективы откровенно не вытягивают разрешение матриц даже по геометрическим параметрам оптики. В будущем хотелось-бы пожелать себе обращать на это внимание и не покупать фототехники, изготовленной с изначально заложенной мыльностью. Благо выяснить диафрагму и размер пикселя, в общем-то, оказалось относительно несложно.

Всякое на почитать:
http://vladimirmedvedev.com/dpi.html
http://www.cambridgeincolour.com/ru/tutorials/diffraction-photography.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk

https://ru.wikipedia.org/wiki/Canon_EOS_70D
http://tech.onliner.by/2009/10/20/canon_sx120is/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Canon_PowerShot_SX120_IS

===

Комментариев нет:

Отправить комментарий