Диафрагма

Чтобы узнать о других значениях, см. Диафрагма (значения) .

Разная апертура объектива
В биологии зрачок (выглядящий как черная дыра) глаза — это его апертура, а радужная оболочка — его диафрагма. У человека зрачок может сужаться до 2 мм. f / 8.3) и расширяться до размеров более 8 мм ( f / 2.1) у некоторых особей.
Апертура камеры
Определения апертуры в Glossographia Anglicana Nova 1707 года. [1]
Значок диафрагмы

В оптике апертура оптической системы (в том числе системы , состоящей из одной линзы) — это отверстие или отверстие, которое в первую очередь ограничивает свет , распространяющийся через систему. Точнее, входной зрачок как изображение передней стороны апертуры и фокусное расстояние оптической системы определяют угол конуса пучка лучей который фокусируется , в плоскости изображения .

Оптическая система обычно имеет множество отверстий или структур, ограничивающих пучки лучей (пучки лучей также известны как пучки световые ). Этими структурами могут быть края линзы или зеркала , кольцо или другое приспособление, удерживающее оптический элемент на месте, или специальный элемент, такой как диафрагма, помещенная на оптический путь для ограничения света, пропускаемого системой. В общем, эти конструкции называются стопами, [2] а диафрагма — это диафрагма, которая в первую очередь определяет конус лучей, которые принимает оптическая система (см. Входной зрачок ). В результате он также определяет угол конуса луча и яркость в точке изображения (см. выходной зрачок ). Стопор диафрагмы обычно зависит от местоположения точки объекта; Точки объекта на оси в разных плоскостях объекта могут иметь разные диафрагменные диафрагмы, и даже точки объекта в разных боковых положениях в одной и той же объектной плоскости могут иметь разные диафрагменные диафрагмы ( виньетирование ). [3] На практике многие объектные системы проектируются так, чтобы иметь одну диафрагму на заданном рабочем расстоянии и в поле зрения .

В некоторых контекстах, особенно в фотографии и астрономии , апертура относится к диаметру отверстия диафрагмы, через которое может проходить свет. Например, в телескопе диафрагменный ограничитель обычно представляет собой края объектива или зеркала (или крепления, на котором оно удерживается). Тогда говорят, что телескоп имеет, например, апертуру 100 см (39 дюймов). Диафрагменная диафрагма не обязательно является самой маленькой диафрагменной диафрагмой в системе. Увеличение и уменьшение с помощью линз и других элементов может привести к тому, что относительно большая диафрагма станет диафрагмой для системы. В астрофотографии апертура может быть задана как линейная мера (например, в дюймах или миллиметрах) или как безразмерное отношение между этой мерой и фокусным расстоянием . В других фотографиях его обычно выражают в виде соотношения.

Обычно ожидается, что термин «апертура» относится к открытию диафрагмы, но на самом деле термины «апертура» и «апертура» используются смешанно. Иногда диафрагмами называют даже диафрагму, не являющуюся диафрагмой оптической системы. Контексты должны уточнить эти термины.

Слово «апертура» также используется в других контекстах для обозначения системы, которая блокирует свет за пределами определенной области. В астрономии, например, фотометрическая апертура вокруг звезды обычно соответствует круглому окну вокруг изображения звезды, внутри которого предполагается интенсивность света. [4]

Приложение [ править ]

Элвин Кларк полирует большой обсерватории Йеркса объектив Большого рефрактора диаметром 40 дюймов (102 см), 1896 год.

Диафрагменный ограничитель является важным элементом большинства оптических конструкций. Его наиболее очевидной особенностью является то, что он ограничивает количество света, который может достичь плоскости изображения/пленки . Это может быть либо неизбежным из-за практического ограничения размера диафрагмы, когда хочется собрать как можно больше света в телескопах для получения четких изображений, например, диафрагма большего размера требует оптики большего диаметра, которая тяжелее и дороже, или преднамеренно, чтобы предотвратить насыщение детектора или передержку пленки. В обоих случаях размер диафрагмы определяет количество света, пропускаемого оптической системой. Остановка диафрагмы также влияет на свойства оптической системы следующим образом:

  • Размер отверстия стопа является одним из факторов, влияющих на глубину резкости (DOF ). Меньший стоп (большое число f ) дает большую глубину резкости, поскольку позволяет световому конусу достигать плоскости изображения только под меньшим углом, поэтому разброс изображения точки объекта уменьшается. Более длинная глубина резкости позволяет объектам, находящимся на широком диапазоне расстояний от зрителя, одновременно находиться в фокусе.
  • Ограничитель ограничивает эффект оптических аберраций , ограничивая свет таким образом, чтобы свет не достигал краев оптики, где аберрации обычно сильнее, чем центры оптики. Если отверстие диафрагмы (называемое диафрагмой ) слишком велико, то изображение будет искажено более сильными аберрациями. Более сложные конструкции оптических систем могут смягчить эффект аберраций, обеспечивая большую апертуру и, следовательно, большую способность собирать свет.
  • Стоп определяет, будет ли изображение виньетировано . Большие стопы могут привести к тому, что интенсивность света, достигающего пленки или детектора, упадет к краям изображения, особенно когда для внеосевых точек другой стоп становится диафрагменным стопором из-за того, что отсекает больше света, чем стопор, который представлял собой диафрагму на оптической оси.
  • Местоположение остановки определяет телецентричность . Если диафрагменная диафрагма объектива расположена в передней фокальной плоскости объектива, то возникает телецентричность пространства изображения, т. е. поперечный размер изображения нечувствителен к расположению плоскости изображения. Если остановка находится в задней фокальной плоскости линзы, то это становится телецентричностью пространства объекта, при которой размер изображения нечувствителен к местоположению плоскости объекта. Телецентричность помогает проводить точные двумерные измерения, поскольку измерительные системы с телецентричностью нечувствительны к ошибкам осевого положения образцов или датчика.

Помимо диафрагмы, фотообъектив может иметь одну или несколько диафрагменных диафрагм системы , которые ограничивают поле зрения . Когда поле зрения ограничено диафрагмой в объективе (а не на пленке или сенсоре), возникает виньетирование ; это проблема только в том случае, если полученное поле зрения меньше желаемого.

В астрономии диаметр отверстия диафрагмы (называемый апертурой ) является критическим параметром при проектировании телескопа . Как правило, желательно, чтобы апертура была как можно большей, чтобы собрать максимальное количество света от отображаемых удаленных объектов. Однако на практике размер апертуры ограничен соображениями стоимости и времени ее изготовления, а также ее веса, а также предотвращения аберраций (как упоминалось выше).

Апертуры также используются для контроля энергии лазера, техники z-сканирования с закрытой апертурой , дифракции/рисунков и очистки луча. [5] Лазерные применения включают пространственные фильтры , модуляцию добротности , рентгеновский контроль высокой интенсивности.

В световой микроскопии слово апертура может использоваться в отношении конденсора ( который изменяет угол света на поле образца), полевой диафрагмы (которая изменяет область освещения образцов) или, возможно, объектива (формирует первичные изображения). . См. Оптический микроскоп .

В фотографии [ править ]

Диафрагму фотообъектива можно регулировать, чтобы контролировать количество света, попадающего на пленку или датчик изображения . В сочетании с изменением выдержки пленку или датчик изображения размер диафрагмы будет регулировать степень воздействия света на . Обычно для быстрого затвора требуется большая диафрагма, чтобы обеспечить достаточную освещенность, а для медленного затвора требуется меньшая диафрагма, чтобы избежать чрезмерной экспозиции.

Диаграмма уменьшения размеров апертуры (увеличения диафрагменного числа ) для приращений «полного стопа» (уменьшение площади апертуры в два раза на шаг полной стопы)

Устройство, называемое диафрагмой, обычно служит диафрагменным ограничителем и управляет диафрагмой (открытием диафрагменного ограничителя). Диафрагма функционирует так же, как : она радужная оболочка глаза контролирует эффективный диаметр отверстия хрусталика (так называемого зрачка в глазах). Уменьшение размера диафрагмы (увеличение числа f) обеспечивает попадание меньшего количества света на матрицу, а также увеличивает глубину резкости (путем ограничения угла конуса света изображения, попадающего на матрицу), что описывает степень, в которой объект съемки находится ближе или ближе к матрице. объект, находящийся дальше от фактической плоскости фокуса, кажется в фокусе. В общем, чем меньше диафрагма (чем больше число f), тем на большем расстоянии от плоскости фокусировки может находиться объект съемки, все еще оставаясь в фокусе.

Апертура объектива обычно обозначается как число f — отношение фокусного расстояния к эффективному диаметру апертуры (диаметр входного зрачка ). Объектив обычно имеет набор отмеченных «диафрагм», на которые можно установить число f. Меньшее число f означает большую диафрагму, которая позволяет большему количеству света достигать пленки или датчика изображения. Термин «одна диафрагма» в фотографии относится к изменению числа f в √ 2 (приблизительно 1,41), что соответствует изменению диаметра апертуры на √ 2 , что, в свою очередь, соответствует изменению интенсивности света в 2 раза. (изменение площади апертуры в 2 раза).

Приоритет диафрагмы — полуавтоматический режим съемки, используемый в фотоаппаратах. Это позволяет фотографу выбрать настройку диафрагмы, а камера сама определяет выдержку, а иногда и чувствительность ISO для правильной экспозиции. Это также называется автоматической экспозицией с приоритетом диафрагмы, режимом A, режимом AV (режим значения диафрагмы) или полуавтоматическим режимом. [6]

Типичные диапазоны диафрагм, используемые в фотографии, составляют около f /2,8 – f /22 или ж /2 – f /16 , [7] охватывающих шесть стопов, которые можно разделить на широкие, средние и узкие, примерно по два стопа в каждом (с использованием круглых чисел) ж /2 – f /4 , ж /4 – f /8 и ж /8 – f /16 или (для более светосильного объектива) f /2,8 – f /5,6 , f /5,6 – f /11 и ж /11 – f /22 . Это не резкие деления, и диапазоны для конкретных объективов различаются.

Максимальная и минимальная апертуры [ править ]

Дополнительная информация: Скорость объектива.

Технические характеристики конкретного объектива обычно включают максимальный и минимальный размеры диафрагмы (отверстия), например: f /0,95 – f /22 . В этом случае, f /0,95 в настоящее время является максимальной диафрагмой (самое широкое отверстие в полнокадровом формате для практического использования). [8] ), и f /22 — минимальная диафрагма (наименьшее отверстие). Максимальная диафрагма, как правило, представляет наибольший интерес и всегда включается в описание объектива. Это значение также известно как «скорость» объектива , поскольку оно влияет на время экспозиции. Поскольку площадь апертуры пропорциональна свету, пропускаемому линзой или оптической системой, диаметр апертуры пропорционален квадратному корню из пропущенного света и, таким образом, обратно пропорционален квадратному корню из требуемого времени экспозиции, так что апертура f /2 позволяет выдерживать время экспозиции в четыре раза меньше, чем f /4 . ( f /2 в 4 раза больше, чем f /4 в районе диафрагмы.)

Диапазон светосилы объектива Minolta 50 мм, f /1,4 – f /16

Линзы с открывающейся диафрагмой f /2,8 или шире называются «светосильными» объективами, хотя конкретная точка со временем менялась (например, в начале 20-го века диафрагменные отверстия были шире, чем f /6 считались быстрыми. [9] Самые светосильные объективы для обычного формата пленки 35 мм имеют апертуру f /1,2 или f /1.4 , с большим при f /1,8 и f /2.0 и многие на f /2,8 или медленнее; f /1.0 необычно, хотя и имеет некоторое применение. При сравнении «светосильных» объективов формат изображения необходимо учитывать используемый . Объективы, предназначенные для небольшого формата, такого как полукадр или APS-C, должны проецировать гораздо меньший круг изображения, чем объектив, используемый для фотографии большого формата . Таким образом, оптические элементы, встроенные в объектив, могут быть намного меньше и дешевле.

В исключительных обстоятельствах объективы могут иметь еще более широкую апертуру с числом f меньше 1,0; см . в разделе «Скорость объектива: светосильные линзы» Подробный список . Например, и нынешний объектив Leica Noctilux-M 50 мм ASPH, и дальномерный объектив Canon 50 мм 1960-х годов имеют максимальную диафрагму f /0,95 . [10] Более дешевые альтернативы начали появляться в начале 2010-х годов, такие как Cosina Voigtländer. f /0,95 Ноктон (несколько в диапазоне 10,5–60 мм ) и Объективы Super Nokton с ручной фокусировкой f /0,8 ( 29 мм ) для системы Micro Four Thirds , [11] и оптика Venus (Laowa) Argus 35 мм. f /0,95 . [8]

Профессиональные объективы для некоторых кинокамер имеют число f всего лишь f /0,75 . Стэнли Кубрика « В фильме Барри Линдон» есть сцены, снятые при свечах на объектив NASA/Zeiss 50mm f/0,7 . [12] самый светосильный объектив в истории кино. Помимо стоимости, эти объективы имеют ограниченное применение из-за соответственно меньшей глубины резкости (ГРИП) — сцена должна быть либо мелкой, снятой с большого расстояния, либо будет значительно расфокусирована, хотя это может быть желаемым эффектом.

Зум-объективы обычно имеют максимальную относительную апертуру (минимальное число f) f /2,8 до f /6,3 в их диапазоне. Объективы высокого класса будут иметь постоянную диафрагму, например f /2,8 или f /4 , что означает, что относительное отверстие останется неизменным во всем диапазоне увеличения. Более типичный потребительский зум будет иметь переменное максимальное относительное отверстие, поскольку на больших фокусных расстояниях сложнее и дороже поддерживать максимальное относительное отверстие пропорционально фокусному расстоянию; f /3,5 до f /5,6 является примером обычного диапазона переменной диафрагмы в потребительском зум-объективе.

Напротив, минимальная диафрагма не зависит от фокусного расстояния – она ограничена тем, насколько узко закрывается диафрагма, а не конструкцией объектива – и вместо этого обычно выбирается исходя из практичности: очень маленькие диафрагмы имеют меньшую резкость из-за дифракции на краях диафрагмы. , тогда как добавленная глубина резкости обычно бесполезна, и поэтому от использования такой диафрагмы, как правило, пользы мало. Соответственно, объектив зеркальной камеры обычно имеет минимальную диафрагму f /16 , f /22 или f /32 , в то время как большой формат может опускаться до f /64 , что отражено в названии группы f/64 . Однако глубина резкости является серьезной проблемой в макросъемке , и здесь можно увидеть меньшие значения диафрагмы. Например, Canon MP-E 65 мм может иметь эффективную диафрагму (из-за увеличения) всего лишь f /96 . Оптика обскура - креативных линз Lensbaby имеет апертуру всего ф /177 . [13]

  • f/32 – маленькая диафрагма и медленный затвор
    f /32 – маленькая диафрагма и медленный затвор
  • f/5.6 – большая диафрагма и быстрый затвор
    f /5.6 – большая диафрагма и быстрый затвор
  • f/22 – маленькая диафрагма и более медленный затвор (Время экспозиции: 1/80)
    f /22 – маленькая диафрагма и более медленный затвор (Время экспозиции: 1/80)
  • f/3,5 – большая диафрагма и более быстрый затвор (время экспозиции: 1/2500)
    f /3,5 – большая диафрагма и более быстрый затвор (время экспозиции: 1/2500)
  • Изменение значения диафрагмы камеры с шагом в полстопа, начиная с f/256 и заканчивая f/1.
    Изменение значения диафрагмы фотоаппарата с шагом в полстопа, начиная с f /256 и заканчивая ж /1
  • Изменение диаметра апертуры камеры от нуля до бесконечности
    Изменение диаметра апертуры камеры от нуля до бесконечности

Площадь апертуры [ править ]

Количество света, улавливаемого оптической системой, пропорционально площади входного зрачка - пространственного изображения объекта апертуры системы, равному:

две эквивалентные формы связаны через f-число N = f / D с фокусным расстоянием f и диаметром входного зрачка D. Где

Значение фокусного расстояния не требуется при сравнении двух объективов с одинаковым фокусным расстоянием; Вместо этого можно использовать значение 1, а другие факторы также можно отбросить, оставив площадь, пропорциональную обратному квадрату f- N. числа

Если две камеры разных размеров и фокусных расстояний имеют одинаковый угол обзора и одинаковую площадь диафрагмы, они собирают одинаковое количество света от сцены. Однако в этом случае относительная освещенность в фокальной плоскости будет зависеть только от f-числа N , поэтому она меньше в камере с большим форматом, большим фокусным расстоянием и более высоким f-числом. Это предполагает, что обе линзы имеют одинаковую прозрачность.

Управление диафрагмой [ править ]

Механизм диафрагмы объектива Canon 50mm f/1.8 II с пятью лепестками

Хотя еще в 1933 году Торкель Корлинг изобрел и запатентовал для широкоформатной зеркальной камеры Graflex автоматическое управление диафрагмой, [14] не все ранние 35-мм однообъективные зеркальные камеры имели эту функцию. Из-за маленькой диафрагмы видоискатель затемнялся, что затрудняло просмотр, фокусировку и композицию. [15] Конструкция Корлинга позволяла осуществлять просмотр с полной апертурой для точной фокусировки, закрывая заранее выбранное отверстие диафрагмы при срабатывании затвора и одновременно синхронизируя срабатывание вспышки. С 1956 года производители зеркальных фотоаппаратов отдельно разработали автоматическое управление диафрагмой ( Miranda T «Автоматическая диафрагма по давлению» и другие решения на Exakta Varex IIa и Praktica FX2 ), позволяющие вести наблюдение при максимальной диафрагме объектива, останавливая объектив до рабочей диафрагмы при момент экспозиции и затем возвращаем объектив на максимальную диафрагму. [16] Первые зеркальные фотоаппараты с внутренним ( «сквозным» или «TTL» ) измерителем (например, Pentax Spotmatic ) требовали, чтобы при снятии показаний замера объектив останавливался до рабочей диафрагмы. В последующих моделях вскоре появилась механическая связь между объективом и корпусом камеры, указывающая рабочую диафрагму камеры для экспозиции, в то же время позволяя объективу иметь максимальную диафрагму для композиции и фокусировки; [16] эта функция стала известна как замер с открытой диафрагмой .

Для некоторых объективов, в том числе нескольких длиннофокусных , объективов с сильфонным креплением , а также объективов с контролем перспективы и наклона/сдвига , механическое соединение было непрактичным. [16] и автоматического управления диафрагмой не предусматривалось. Многие такие объективы имеют функцию, известную как «предустановленная» диафрагма. [16] [17] что позволяет установить объектив на рабочую диафрагму, а затем быстро переключаться между рабочей диафрагмой и полной диафрагмой, не глядя на регулятор диафрагмы. Типичная операция может состоять в том, чтобы установить приблизительную композицию, установить рабочую диафрагму для замера, вернуться к полной диафрагме для окончательной проверки фокуса и композиции, а также фокусировки и, наконец, вернуться к рабочей диафрагме непосредственно перед экспонированием. Хотя это немного проще, чем дозирование с остановкой, работа менее удобна, чем автоматическая. Предварительно установленные элементы управления диафрагмой приняли несколько форм; Наиболее распространенным было использование по существу двух колец диафрагмы объектива, одно из которых устанавливало диафрагму, а другое служило ограничителем при переключении на рабочую диафрагму. Примерами объективов с таким типом управления предустановленной диафрагмой являются Nikon PC Nikkor 28 мм. f /3.5 и SMC Pentax Shift 6×7 75 мм. f /4,5 . Nikon PC Micro-Nikkor 85 мм Объектив f /2.8D оснащен механической кнопкой, которая устанавливает рабочую диафрагму при нажатии и восстанавливает полную диафрагму при втором нажатии.

Объективы Canon EF , представленные в 1987 году, [18] имеют электромагнитные диафрагмы, [19] устраняя необходимость в механической связи между камерой и объективом и обеспечивая автоматическое управление диафрагмой с помощью объективов Canon TS-E с наклоном/сдвигом. Объективы Nikon PC-E с контролем перспективы, [20] представлен в 2008 году, также имеют электромагнитные диафрагмы, [21] эта функция была расширена на линейку E-type в 2013 году.

Оптимальная диафрагма [ править ]

Оптимальная диафрагма зависит как от оптики (глубина сцены в зависимости от дифракции), так и от характеристик объектива.

Оптически, когда объектив останавливается, размытие расфокусировки в пределах глубины резкости (ГРИП) уменьшается, но дифракционное размытие увеличивается. Присутствие этих двух противоположных факторов подразумевает точку, в которой комбинированное пятно размытия сводится к минимуму ( Гибсон 1975 , 64); в этот момент число f является оптимальным для резкости изображения для данной глубины резкости. [22] – более широкая апертура (меньшее число f ) вызывает большую расфокусировку, а более узкая апертура (более высокое число f ) вызывает большую дифракцию.

С точки зрения производительности, объективы часто не работают оптимально в полностью открытом положении и, следовательно, обычно имеют лучшую резкость при некотором прикрытии – это резкость в плоскости критического фокуса , если оставить в стороне вопросы глубины резкости. После определенного момента уменьшение резкости не дает никакого дальнейшего преимущества, и дифракция, возникающая на краях апертуры, начинает становиться существенной для качества изображения. Соответственно, есть золотая середина, как правило, в ж /4 – Диапазон f /8 , в зависимости от объектива, обеспечивает оптимальную резкость, хотя некоторые объективы рассчитаны на оптимальную работу при широко открытой диафрагме. Насколько это существенно, варьируется в зависимости от объектива, и мнения о том, какое практическое значение это имеет, расходятся.

резкость Хотя оптимальную диафрагму можно определить механически, требуемая зависит от того, как изображение будет использоваться – если окончательное изображение просматривается в нормальных условиях (например, изображение размером 8×10 дюймов при просмотре с разрешением 10 дюймов), этого может быть достаточно. для определения числа f , используя критерии минимально необходимой резкости, и дальнейшее уменьшение размера пятна размытия может не принести никакой практической пользы. Но это может быть не так, если окончательное изображение просматривается в более жестких условиях, например, очень большое конечное изображение рассматривается на нормальном расстоянии или часть изображения увеличивается до нормального размера ( Hansma 1996 ). Хансма также предполагает, что размер окончательного изображения может быть неизвестен при съемке фотографии, а получение максимально возможной резкости позволяет принять решение о создании большого окончательного изображения позже; см. также критическую резкость .

В биологии [ править ]

Расширение и сужение зрачков, контролируемое сознательно
Основные статьи: Зрачок , радужная оболочка глаза и реакция зрачка.

Во многих живых оптических системах глаз состоит из радужной оболочки , которая регулирует размер зрачка , через который проникает свет. Радужная оболочка аналогична диафрагме, а зрачок (который представляет собой регулируемое отверстие в радужной оболочке) — апертуре. Из-за рефракции в роговице эффективная апертура ( входной зрачок на языке оптики) немного отличается от физического диаметра зрачка. Входной зрачок обычно имеет диаметр около 4 мм, хотя может достигать и 2 мм в диаметре. f /8,3 ) диаметром в ярко освещенном месте до 8 мм ( е /2.1 ) в темноте в рамках адаптации . В редких случаях некоторые люди способны расширять зрачки даже более чем на 8 мм (при скотопическом освещении, близком к физическому пределу радужной оболочки). У человека средний диаметр радужной оболочки составляет около 11,5 мм, [23] что, естественно, также влияет на максимальный размер зрачка, поскольку радужная оболочка большего диаметра обычно имеет зрачки, которые могут расширяться до более широкого предела, чем зрачки с радужками меньшего размера. Максимальный размер расширенного зрачка также уменьшается с возрастом.

Зрачок расширяется в темноте, пропуская больше света. Этот зрачок необычно расширяется для адаптации к темноте, поскольку расширение до такой степени обычно требует помощи мидриатических агентов.

Радужная оболочка контролирует размер зрачка с помощью двух взаимодополняющих групп мышц: сфинктера и расширителя , которые иннервируются парасимпатической и симпатической нервной системой соответственно и действуют, вызывая сужение и расширение зрачка соответственно. На состояние зрачка тесно влияют различные факторы, в первую очередь свет (или отсутствие света), но также эмоциональное состояние, интерес к предмету внимания, возбуждение , сексуальная стимуляция , [24] физическая активность, [25] состояние проживания , [26] и когнитивная нагрузка . [27] Поле зрения не зависит от размера зрачка.

Некоторые люди также способны напрямую и сознательно контролировать мышцы радужной оболочки глаза и, следовательно, могут произвольно сужать и расширять зрачки по команде. [28] Однако эта способность встречается редко, и потенциальное использование или преимущества неясны.

диапазон диафрагмы Эквивалентный ​

См. также: Формат датчика изображения.

В цифровой фотографии диапазон диафрагмы, эквивалентный 35 мм, иногда считается более важным, чем фактическое число f. Эквивалентная диафрагма — это число f, отрегулированное так, чтобы оно соответствовало числу f абсолютного диаметра диафрагмы того же размера на объективе с эквивалентным фокусным расстоянием 35 мм . Ожидается, что меньшие эквивалентные числа f приведут к более высокому качеству изображения за счет большего количества света от объекта, а также к уменьшению глубины резкости. Например, Sony Cyber-shot DSC-RX10 использует матрицу размером 1 дюйм, 24–200 мм с максимальной постоянной диафрагмы во всем диапазоне зума; f /2.8 имеет эквивалентный диапазон диафрагмы f /7.6 , что является меньшим эквивалентным f-числом, чем какое-либо другое Камеры с диафрагмой f /2.8 и сенсорами меньшего размера. [29]

Однако современные оптические исследования приходят к выводу, что размер сенсора на самом деле не играет роли в глубине резкости изображения. [30] Число f диафрагмы не зависит от размера сенсора камеры, поскольку это соотношение относится только к характеристикам объектива. Вместо этого более высокий кроп-фактор, возникающий в результате меньшего размера сенсора, означает, что для получения равного кадрирования объекта фотография должна быть сделана с большего расстояния, что приводит к менее размытому фону, изменяющему воспринимаемое изображение. глубина резкости. Аналогично, меньший размер сенсора с эквивалентной апертурой приведет к более темному изображению из-за плотности пикселей меньших сенсоров с эквивалентным количеством мегапикселей. Каждому фотообъекту на сенсоре камеры требуется определенная площадь поверхности, не чувствительная к свету, и этот фактор приводит к различиям в шаге пикселей и изменениям соотношения сигнал-шум . Однако ни изменившаяся глубина резкости, [31] ни воспринимаемое изменение светочувствительности [32] являются результатом апертуры. Вместо этого эквивалентную диафрагму можно рассматривать как эмпирическое правило, позволяющее судить, как изменения размера сенсора могут повлиять на изображение, даже если такие качества, как плотность пикселей и расстояние от объекта, являются фактическими причинами изменений в изображении.

При сканировании или отборе проб [ править ]

Термины «апертура сканирования» и «апертура выборки» часто используются для обозначения отверстия, через которое изображение берется или сканируется, например, в барабанном сканере , датчике изображения или телевизионном приемном устройстве. Апертура выборки может быть буквально оптической апертурой, то есть небольшим отверстием в пространстве, или апертурой во временной области для выборки формы сигнала.

Например, зернистость пленки количественно определяется как зернистость путем измерения колебаний плотности пленки, наблюдаемых через отверстие для отбора проб 0,048 мм.

В популярной культуре [ править ]

Логотип Aperture Science Laboratories

Aperture Science, вымышленная компания в вымышленной вселенной Portal , названа в честь оптической системы. В логотипе компании часто присутствует отверстие, и он стал символом сериала, вымышленной компании и Центра компьютерного развития Aperture Science Laboratories, в котором происходит действие серии игр. [33]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Томас Блаунт , Glossographia Anglicana Nova: Или словарь, интерпретирующий такие трудные слова любого языка, которые в настоящее время используются в английском языке, с их этимологией, определениями и т. д. Кроме того, здесь из лучших источников объясняются понятия богословия, права, физики, математики, истории, сельского хозяйства, логики, метафизики, грамматики, поэзии, музыки, геральдики, архитектуры, живописи, войны и всех других искусств и наук. Современные авторы, такие как сэр Исаак Ньютон, доктор Харрис, доктор Грегори, мистер Лок, мистер Эвелин, мистер Драйден, мистер Блант и т. д. , Лондон, 1707 год.
  2. ^ «Остановки экспозиции в фотографии. Руководство для начинающих» . Фотография Жизнь . 16 января 2015 года . Проверено 10 мая 2019 г.
  3. ^ Хехт, Юджин (2017). «5.3.2 Входные и выходные ученики». Оптика (5-е изд.). Пирсон. ISBN  978-1-292-09693-3 .
  4. ^ Николас Итон, Питер В. Дрейпер и Аласдер Аллан, Методы апертурной фотометрии. Архивировано 11 марта 2007 г. в Wayback Machine в PHOTOM - A Photometry Package, 20 августа 2002 г.
  5. ^ Рашидиан Вазири, MR (2015). «Роль апертуры в экспериментах по Z-сканированию: параметрическое исследование». Китайская физика Б. 24 (11): 114206. Бибкод : 2015ЧФБ..24к4206Р . дои : 10.1088/1674-1056/24/11/114206 . S2CID   250753283 .
  6. ^ «Диафрагма и выдержка в цифровых фотоаппаратах» . Elite-cameras.com . Архивировано из оригинала 20 июня 2006 года . Проверено 20 июня 2006 г. (исходная ссылка больше не работает, но страница сохранена archive.org)
  7. ^ «Что такое… Диафрагма?» . Архивировано из оригинала 10 октября 2014 года . Проверено 13 июня 2010 г.
  8. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Уэйн (3 мая 2021 г.). «Объективы с большой светосилой Argus-Laowa f/0,95 — сверхсветосильный объектив» . Проверено 6 сентября 2021 г.
  9. ^ «Основы фотографии: руководство для начинающих» . 31 августа 2021 г.
  10. ^ Махони, Джон (10 сентября 2008 г.). «Объектив Leica Noctilux 50 мм f/0,95 стоимостью 11 000 долларов — это совиный глаз ночного видения для вашей камеры» . gizmodo.com . Проверено 15 апреля 2018 г.
  11. ^ «Объективы с креплением Micro Four Thirds» . Косина Фойгтландер . 19 сентября 2021 года. Архивировано из оригинала 21 мая 2022 года . Проверено 15 сентября 2023 г.
  12. ^ Лайтман, Херб А.; ДиДжулио, Эд (16 марта 2018 г.) [март 1976 г.]. «Фотографирование «Барри Линдона» Кубрика » . Американский кинематографист . Архивировано из оригинала 7 февраля 2023 года . Проверено 15 сентября 2023 г.
  13. ^ «Фотография с точечными отверстиями и зональными пластинами для зеркальных камер» . Оптика Lensbaby Pinhole . Архивировано из оригинала 1 мая 2011 года.
  14. ^ «Патент США 2 029 238 на механизм камеры, заявка от 4 июня 1933 г.» (PDF) .
  15. ^ Шипман, Карл (1977). Справочник зеркального фотографа . Тусон, Аризона: Книги HP. стр. 53 . ISBN  0-912656-59-Х .
  16. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Сидни Ф. Рэй. Геометрия формирования изображения. В «Руководстве по фотографии: фотографические и цифровые изображения» , 9-е изд., стр. 136–137. Эд. Ральф Э. Джейкобсон, Сидни Ф. Рэй, Джеффри Г. Аттеридж и Норман Р. Аксфорд. Оксфорд: Focal Press, 2000. ISBN   0-240-51574-9
  17. ^ Б. «Лось» Петерсон. Справочник по системе Nikon . Нью-Йорк: Images Press, 1997, стр. 42–43. ISBN   0-929667-03-4
  18. ^ Музей фотоаппаратов Canon . По состоянию на 12 декабря 2008 г.
  19. ^ EF Lens Work III: Глаза EOS . Токио: Canon Inc., 2003, стр. 190–191.
  20. ^ Веб-сайт Nikon в США. Архивировано 12 декабря 2008 г. в Wayback Machine . По состоянию на 12 декабря 2008 г.
  21. ^ Брошюра со сравнением продуктов Nikon PC-E. Архивировано 17 декабря 2008 г. в Wayback Machine . По состоянию на 12 декабря 2008 г.
  22. ^ «Дифракция и оптимальная диафрагма — размер формата и дифракционные ограничения резкости» . www.bobatkins.com . Проверено 15 апреля 2018 г.
  23. ^ Рюфер, Флориан; Шредер, Анке; Эрб, Карл (апрель 2005 г.). «Диаметр роговицы от белого до белого: нормальные значения у здоровых людей, полученные с помощью топографической системы Orbscan II» . Роговица . 24 (3): 259–261. дои : 10.1097/01.ico.0000148312.01805.53 . ISSN   0277-3740 . ПМИД   15778595 .
  24. ^ Гесс Э.Х. , Полт Дж.М. (август 1960 г.). «Размер зрачка в зависимости от интереса к визуальным стимулам». Наука . 132 (3423): 349–50. Бибкод : 1960Sci...132..349H . дои : 10.1126/science.132.3423.349 . ПМИД   14401489 . S2CID   12857616 .
  25. ^ Кувамидзу, Рюта; Ямадзаки, Юдай; Аойке, Наоки; Очи, Гента; Сувабе, Казуя; Соя, Хидеаки (24 сентября 2022 г.). «Возбуждение, связанное со зрачками, при очень легких упражнениях: характер расширения зрачков во время поэтапных упражнений» . Журнал физиологических наук . 72 (1): 23. дои : 10.1186/s12576-022-00849-x . ISSN   1880-6562 . ПМИД   36153491 .
  26. ^ Драгой, Валентин. «Глава 7: Глазно-двигательная система» . Neuroscience Online: Электронный учебник по нейронаукам . Кафедра нейробиологии и анатомии Медицинской школы Техасского университета в Хьюстоне. Архивировано из оригинала 2 ноября 2012 года . Проверено 24 октября 2012 г.
  27. ^ Канеман Д., Битти Дж. (декабрь 1966 г.). «Диаметр зрачка и нагрузка на память». Наука . 154 (3756): 1583–5. Бибкод : 1966Sci...154.1583K . дои : 10.1126/science.154.3756.1583 . ПМИД   5924930 . S2CID   22762466 .
  28. ^ Эберхардт, Лиза В.; Грён, Георг; Ульрих, Мартин; Хукауф, Анке; Штраух, Кристоф (1 октября 2021 г.). «Прямой добровольный контроль сужения и расширения зрачков: исследовательские данные пупиллометрии, оптометрии, кожной проводимости, восприятия и функциональной МРТ» . Международный журнал психофизиологии . 168 : 33–42. doi : 10.1016/j.ijpsycho.2021.08.001 . ISSN   0167-8760 .
  29. ^ Р. Батлер. «Обзор первых впечатлений Sony Cyber-shot DSC RX10» . Проверено 19 января 2014 г.
  30. ^ Нандо Хармсен (8 декабря 2018 г.). «Понимание того, как размер сенсора влияет на глубину резкости» . Проверено 1 августа 2023 г.
  31. ^ Тодд Воренкамп. «Глубина резкости: мифы» . Проверено 1 августа 2023 г.
  32. ^ «Размер сенсора камеры в фотографии» . 20 ноября 2020 г. Проверено 1 августа 2023 г.
  33. ^ ВанБурклео, Миган (24 марта 2010 г.). «Апертурная наука: история» . Игровой информер . Архивировано из оригинала 27 марта 2010 года . Проверено 24 марта 2010 г.
  • Гибсон, Х. Лу. 1975. Фотография крупным планом и фотомакрография . 2-е объединенное изд. Публикация Kodak № N-16. Рочестер, Нью-Йорк: Компания Eastman Kodak , Том II: Фотомакрография. ISBN   0-87985-160-0
  • Хансма, Пол К. 1996. Просмотр фокусировки камеры на практике. Photo Techniques , март/апрель 1996 г., стр. 54–57. Доступно в виде изображений в формате GIF на странице «Большой формат» .

Внешние ссылки [ править ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aperture&oldid=1222534908"