Как изменение фокусного расстояния влияет на глубину резкости?

Мне любопытно, как меняется моя «область приемлемого фокуса», когда фокусное расстояние используемого мной объектива изменяется при увеличении (или смене объектива). В частности, я хотел бы знать, как меняются передняя и задняя фокальные плоскости, тем самым изменяя глубину резкости и минимальное расстояние фокусировки.

Это связано с гиперфокальным расстоянием? Я думаю, что это может быть тегом.
Некоторые комментарии о гиперфокальном расстоянии были бы замечательными.
я полагаю, что это также связано с компрессией телеобъектива.
Пожалуйста, укажите: когда вы меняете фокусное расстояние, вы (1) остаетесь на том же месте (таким образом изменяя увеличение объекта) или (2) сохраняете объект того же размера (таким образом перемещаетесь дальше при использовании большего фокусного расстояния).
@ Эдгар Боне: Первоначально я имел в виду, стоя на месте. Тем не менее, я думаю, что стоит обсудить оба , поскольку они оба важны.
@CraigWalker, когда вы говорите «передняя и задняя фокальные плоскости», вы имеете в виду ближнюю и дальнюю плоскости приемлемого фокуса?

Ответы (5)

Хотя это факт, что изменение фокусного расстояния с более короткого на более длинное уменьшает глубину резкости, а использование меньшей (менее светлой) апертуры увеличивает глубину резкости (при условии, что формат идентичен), однако есть более простой способ думать об этом.

Глубина резкости уменьшается по мере увеличения размера объекта в кадре, независимо от объектива, и увеличивается при уменьшении диафрагмы.

Пример: если вы снимаете одну и ту же фотографию, скажем, в голову, с помощью объектива 200 мм и на том же расстоянии с помощью объектива 35 мм. Затем возьмите изображение с 35 мм и обрежьте его, чтобы оно соответствовало изображению с 200 мм, вы обнаружите, что ГРИП/изображение идентичны.

Конечно, это пример, предполагающий, что разрешение не будет фактором. Вот ПОЧЕМУ мы меняем линзы, а не просто кадрируем.

Из этого следует интересное следствие: чем больше объект, тем сложнее получить неглубокую глубину резкости (при условии, что диафрагма и размер кадра остаются постоянными).
Если я вас правильно понял, то, конечно, это не может быть правильным. Я могу сделать снимок головы 200-миллиметровым объективом с определенного расстояния, на котором фон не в фокусе. На том же расстоянии при использовании объектива 35 мм объект находится в пределах гиперфокального расстояния, а фон получается четким.
Вот образцы фотографий, демонстрирующие правильность вашего утверждения: luminous-landscape.com/tutorials/dof2.shtml
@MikeW Я думаю, что часть ответа, кажется, предполагает, что глубина резкости уже неглубокая в широкоугольном снимке (каким-то образом)? Это явно неправда в общем смысле. Я хотел бы найти лучшее объяснение этому — вы когда-нибудь его находили?
Ответ @junkyardsparkle Стэна ниже, в котором говорится то же самое, теперь имеет для меня смысл. По сути, сделайте повторный снимок с широкоугольным объективом, увеличьте его/обрежьте, чтобы он соответствовал более длинному снимку, и вы обнаружите, что фон не такой резкий, как вы думали.
@MikeW На самом деле, в этом ответе говорится, что более широкий объектив дает большую глубину резкости на заданном расстоянии до объекта , тогда как последняя часть этого ответа, кажется, говорит об обратном (и почти не согласуется с первой частью ответа, которая похожа к Стэну).
@junkyardsparkle Есть несколько гораздо более подробных, математических ответов, охватывающих это в Что именно определяет глубину резкости?
@mattdm Спасибо, это хорошее чтение, но ничто не противоречит моим эмпирическим наблюдениям, что первая часть этого ответа верна, а вторая часть противоречива и неверна ... по крайней мере, насколько я могу судить.
@junkyardsparkle Вы правы; это на самом деле неправильно. Чтобы показать одинаковую глубину резкости, вам нужно будет печатать с одинаковым видимым размером отпечатка и отрегулировать диафрагму с помощью «кроп-фактора» (в данном случае около 5,7×). А также это только в теории и предполагает, что разрешение сенсора не имеет значения.
Это потому, что он что-то упускает: кадрирование + увеличение и масштабирование в основном взаимозаменяемы почти во всех отношениях, и это влияет на глубину резкости (хотя экспозиция не влияет).

Глубина резкости зависит от соотношения между увеличением изображения и открытием диафрагмы.

Фокусное расстояние объектива никак не связано с глубиной резкости.

Неправильное представление возникает из-за того, что при заданном расстоянии от объекта до камеры объектив с коротким фокусным расстоянием дает меньшую степень увеличения изображения и, следовательно, большую глубину на заданном расстоянии. Глубина зависит от размера изображения, а не от более короткого объектива. Если изображения имеют одинаковое увеличение и одинаковая диафрагма, то глубина резкости одинакова, независимо от фокусного расстояния.

Чтобы уточнить, в данном случае «подобное увеличение» здесь означает фактическое увеличение (размер на датчике). Обрезка и печать крупнее — это совсем другое дело.

Существует инструмент для расчета глубины резкости путем ввода фокусного расстояния и диафрагмы здесь: http://www.dofmaster.com/dofjs.html
В результате вы можете построить интересный график.

Если вы стоите на месте

Глубина резкости быстро сужается по мере увеличения.

Если вы сохраняете постоянное увеличение объекта

Если глубина резкости большая (сравнима с дистанцией фокусировки), то при увеличении фокусного расстояния она несколько сужается. Если он уже узкий, то практически не зависит от фокусного расстояния.

Передняя и задняя глубина резкости

Когда он узкий, глубина резкости практически симметрична относительно плоскости наилучшего фокуса. По мере того, как он становится шире, и особенно когда он достигает порядка величины расстояния до объекта, он становится все более и более асимметричным (большая глубина резкости позади объекта, чем перед ним). В какой-то момент он достигает бесконечности, затем все становится резким от половины дистанции фокусировки до бесконечности.

Простое правило, которое, наверное, полезнее моего предыдущего абзаца: глубина резкости всегда практически симметрична , если считывать ее со шкалы фокусировки объектива .

Я задал аналогичный вопрос, и ваш ответ, похоже, отличается от того, что я получаю: photo.stackexchange.com/questions/99789/…
@pedrorolo: ответы, которые вы там получили, учитывают только случай, когда глубина резкости мала по сравнению с расстоянием до объекта. См. цифры в примерах Майкла Кларка: отношение глубины резкости/расстояние до объекта во всех них меньше 0,1. Как указано в моем собственном ответе, в этом случае « [глубина резкости] практически не зависит от фокусного расстояния ». Это хорошо известный факт среди фотографов. На самом деле, как показывают другие ответы, большинство фотографов не осознают, что это уже не так, когда глубина резкости становится того же порядка или больше, чем расстояние до объекта.

Обычно этот вопрос задают в первую очередь с точки зрения «как мне сделать фон более размытым по отношению к моему объекту». Подробный ответ на этот вопрос можно найти, например, на http://www.bluesky-web.com/dofmyth.htm . TL; dr это:

  • Предполагая, что у вас одинаковая диафрагма, съемка объекта с более близкого расстояния с более широким объективом или с дальнего расстояния с более коротким объективом не изменит степень размытия объектов фона относительно самих себя . Например, если на заднем плане видно дерево, и вы можете четко разглядеть его листья при более широком/ближнем снимке, вы также сможете четко различить его листья при съемке с телефото/дальнего расстояния. Однако:
  • Съемка с более широким объективом, ближе к объекту, делает объекты фона намного меньше, поэтому размытие, которое было очень заметно на телефото, будет гораздо менее заметно на широком угле. В то же время:
  • Если у вас есть оборудование потребительского класса, вы, вероятно, сможете использовать гораздо более «открытую» диафрагму в широком конце зума, чем в теле-конце зума, поэтому эффективная иллюзия размытия с широким концом может быть лучшей. такой же или лучше, чем с телеобъективом.

В частности, что касается «то, что находится в фокусе», а не «что отвлекает», если вы используете телеобъектив, который заставляет ваш объект помещаться в кадре сверху вниз, ваша приемлемая глубина фокусировки вне этой фокальной плоскости, как правило, будет так же, как если бы вы скомпоновали тот же кадр в широком ракурсе. То есть, если уши не в фокусе в одном кадре, они будут не в фокусе и в другом (они просто будут казаться меньше, а нос больше, с широким углом).

Что подводит меня к непрошенному совету: выбирайте зум для желаемого искажения, а не для фокусировки, если только этот зум не мешает вам использовать правильную диафрагму (например, на объективе потребительского класса с f/3,6 при 70 мм и f /5,6 на 300 мм). Телеобъективы часто используются в портретной фотографии, потому что они делают лицо «меньше», что обычно считается более привлекательным. Эффект «размытия фона» также полезен здесь, поскольку все, что находится за фокальной плоскостью, становится «больше», что почти по определению является менее загроможденным фоном.

Добро пожаловать на Photo.SE. Хороший ответ!