Влияет ли фокусное расстояние на дифракцию помимо диафрагмы?

Причина, по которой я спрашиваю, заключается в том, что f/18 на объективе 24 мм = 1,5 мм, а f/18 на объективе 180 мм = 10 мм. Я думал, что дифракция происходит из-за небольшого физического размера апертуры, а не из-за коэффициента f, но я только когда-либо встречал упоминание f-коэффициента в обсуждениях дифракции.

(Объектив и камера в моем случае — это Nikon D300s с матрицей APS-C и Sigma 105mm f/2.8 с диафрагмой f64.)

Ответы (1)

Отличный вопрос. Это сводится к природе F-числа, которое представляет собой фокусную длину/физическую апертуру, и к тому факту, что более длинные фокусные расстояния увеличивают больше. Имейте в виду, что свет, проецируемый через апертуру, все равно должен пройти от апертуры к датчику. Чем больше расстояние от апертуры до сенсора, тем больше увеличение... включая увеличение воздушного диска. Разница между объективом 180 мм и объективом 24 мм составляет около 7,5x. Чтобы получить такое же количество дифракции от объектива 180 мм, как и от объектива 24 мм при f / 18, объективу 180 мм потребуется физическая апертура диаметром около 11,25 мм. Учитывая, что 180/18 = 10 мм, количество дифракции, присутствующей на датчике, на самом деле немного больше, чем с объективом 24 мм.

По поводу упомянутого вами объектива Sigma 105/2.8. Я считаю, что это макрообъектив. Когда дело доходит до макросъемки, все немного меняется. Вы, как правило, фокусируетесь очень близко к своим объектам при макросъемке, настолько близко, что глубина резкости невероятно мала ... иногда толщиной в миллиметры. В таких ситуациях часто более желательно иметь дело с некоторым смягчением дифракции в качестве компромисса для увеличения глубины резкости. Другими словами, вы обмениваете идеальную резкость в фокальной плоскости на дополнительную резкость за пределами фокальной плоскости.

Диафрагмы f/32 или даже f/64 иногда необходимы, чтобы вообще получить кадр при использовании удлинительных трубок. Кроме того, в макромасштабе, особенно с расширением, эффективная апертура обычно больше, чем фактическая апертура, поэтому для получения правильной экспозиции требуется компенсация экспозиции. Общее эмпирическое правило заключается в том, что вам потребуется двойная экспозиция для компенсации в макромасштабе. Это верно для увеличения 1:1, однако, если вы добавите какое-либо расширение, вам, вероятно, понадобится больше. Формула для вычисления эффективной апертуры в макромасштабе выглядит следующим образом:

Ne = N * (М + 1)

Где N — выбранное значение f/#, M — текущее увеличение (т.е. 2x, 5x), а Ne — действующее число диафрагмы. Для макрообъектива 105 мм с достаточным количеством удлинительных колец для двукратного увеличения при фактической диафрагме f/4 эффективная диафрагма с точки зрения экспозиции и дифракции будет равна f/12. Большинство современных камер компенсируют это автоматически, учитывая, что они имеют встроенный замер. Тем не менее, полезно точно понимать, как макросъемка влияет на диафрагму... и возможные последствия с точки зрения дифракции.

Как правило, вам нужно установить диафрагму, которая дает вам эффективную апертуру (не фактическую или физическую диафрагму), необходимую для получения желаемой экспозиции и глубины резкости при приемлемом уровне дифракции. Для макрообъектива 1:1 вам нужно удвоить реальную диафрагму, чтобы получить эффективную диафрагму. На Nikon D300s, оснащенном 12,3-мегапиксельной матрицей APS-C, дифракционный предел начинается примерно при f/11 и становится заметной проблемой примерно при f/22 или около того. На f/32 дифракция, скорее всего, станет настоящей проблемой. Если вы хотите сделать макросъемку с f/22, вам нужно установить реальную диафрагму на f/16.

привет джриста. В настоящее время я делаю макросъемку и пытаюсь найти правильный баланс между глубиной резкости и дифракцией. воспользовавшись онлайн-калькулятором глубины резкости, глубина резкости при широко открытой диафрагме 1:1 составляет менее 1 мм ... я начинаю использовать стек фокусировки, чтобы попытаться компенсировать, но первые результаты получились нерезкими, возможно, из-за дифракции.
Привет еще раз, так мы говорим: поскольку фокусное расстояние увеличивает размер апертуры для данной диафрагмы, а также увеличивает увеличение диска Эйри, я могу игнорировать фокусное расстояние при определении дифракционных пределов?
@rapscalli: Правильно. Размер диска Эйри составляет около 1,2 * лямбда * N, где лямбда — длина волны (около 550 нм для видимого света), а N — число апертур, независимо от фокусного расстояния. Для макро вы должны использовать эффективную диафрагму, включая так называемый «коэффициент мехов».
@rapscalli: Это правильно, фокусное расстояние само по себе не является фактором дифракции. Как упоминал Эдгар, в макромасштабе дифракция зависит от эффективной апертуры, которая может отличаться от физической апертуры. В обычном случае они одинаковы, однако при увеличении 1: 1 и выше эффективная апертура может быть больше ... иногда намного больше. Я посмотрю, смогу ли я добавить некоторую информацию о том, как это рассчитать.