Как сверхмаленький объектив iPhone 6 Plus может обеспечить значительную глубину резкости?

Многие старые или более дешевые телефонные камеры используют объектив с «фиксированным фокусом». т.е. он всегда настроен на фокусировку на определенном расстоянии от камеры. Обычно устанавливается на « гиперфокальное расстояние », т. е. все, что находится на расстоянии от половины этого расстояния до бесконечности, находится в фокусе.

Это зависит только от того, что приемлемо как «в фокусе». Но большинство фотографий с этих камер будут достаточно резкими, у них всегда будет большая глубина резкости. Но они могут быть не в состоянии сосредоточиться на вещах в нескольких сантиметрах от них.

В большинстве новых и качественных телефонных камер используется объектив с автофокусом. например для айфона все модели начиная с 3GS имеют автофокус (по крайней мере для задней камеры). Они могут фокусироваться на определенном расстоянии, что может давать гораздо более четкие фотографии. Таким образом, вы можете сфокусироваться на чем-то близком к камере и получить большее размытие фона, то есть меньшую глубину резкости.

Также телефонные камеры улучшились в других отношениях. В частности, размер сенсора. например, iPhone 6 имеет 1/3-дюймовый сенсор. Это не так уж много по сравнению с DSLR или некоторыми компактными камерами, но намного больше, чем у многих старых телефонов с камерами. Датчик большего размера может обеспечить меньшую глубину резкости (для эквивалентного фокусного расстояния и диафрагмы).

Простой ответ: вы можете получить малую глубину резкости (отсюда боке) с любой камерой, если сфокусируетесь достаточно близко.

Конечная глубина резкости возникает из-за невозможности сфокусировать свет, падающий под разными углами в одной плоскости. Когда свет сфокусирован на неправильном расстоянии, он выглядит как пятно формы апертуры, а не точка.

Большие апертуры создают более крупные пятна, и именно здесь вступает в действие апертура. Однако близкая фокусировка вызывает большую угловую изменчивость, и именно здесь проявляется этот фактор. Представьте себе объект на расстоянии 100 м и другой объект на расстоянии 101 м. Угол между верхней частью объекта и камерой будет почти одинаковым в обоих случаях, и оба объекта будут в фокусе (в пределах глубины резкости). Теперь представьте объект на расстоянии 2 м и объект на расстоянии 1 м. Углы теперь совершенно разные, и вы не сможете сфокусироваться на обоих, несмотря на то, что объекты в обоих случаях находятся на одинаковом расстоянии друг от друга . Более близкое фокусирование уменьшило глубину резкости. Теперь представьте, если они еще ближе еще.

Таким образом, независимо от ваших возможных значений диафрагмы, если вы сможете сфокусироваться достаточно близко, вы всегда достигнете точки, в которой ваша глубина резкости станет слишком маленькой, и вы получите размытые объекты/фон.

Вы упомянули четыре фактора из вашего чтения (диаметр линзы, размер линзы, соотношение расстояний и размер печати), но единственные, которые действительно имеют значение, — это первые два, или, точнее, диафрагма линзы (диаметр отверстия, которое позволяет свет, а не физический диаметр объектива) и фокусное расстояние объектива (расстояние от центра объектива до сенсора). Их соотношение — это f/stop, и чем ближе оно к 1, тем больше эффекта боке (не в фокусе) вы получите.

Как вы упомянули, EXIF-данные камеры, хранящиеся в заголовке jpeg, показывают диафрагму для каждого снимка, а при f/2.2 вы получаете хорошее боке (как вы видите) — когда вы получаете выше f/4 или f /8 вы начинаете видеть эффект «все в фокусе», а при f/16 останется немного боке.

IOW, важно соотношение диаметра и длины, а не фактические размеры. Таким образом, маленький объектив подходит, если он соответствует маленькому сенсору и имеет большую диафрагму. Это открытие можно контролировать на SLR, но не так много на iPhone.

Если камера сфокусирована на бесконечность, то размер кружка нерезкости для объекта на заданном расстоянии равен размеру апертуры объектива. Так, если камера iPhone имеет апертуру объектива диаметром 1 мм и если фокус установлен на бесконечность, то каждый объект размыт на уровне 1 мм: что не заметно на дереве в сотне метров, но заметно на вишнях. прямо перед объективом.

Поэтому, чтобы получить резкость вишни, вы должны установить фокусное расстояние в этом диапазоне. Как следствие, все на больших расстояниях будет иметь кружок размытия того же углового размера (т.е. количество пикселей), что и кружок диаметром 1 мм на резко сфокусированных вишнях.

Обратите внимание, что имеет значение не соотношение расстояний (если Луна в фокусе, то звезды будут в фокусе, даже если они в миллиард раз дальше), а отношение апертуры объектива к рассматриваемым объектам.