Глубина фокуса

Чтобы узнать о термине сейсмологии, см. Глубина фокуса (тектоника) .

Глубина фокуса — это объектива концепция оптики , которая измеряет допуск размещения плоскости изображения ( плоскости пленки в камере) по отношению к объективу. В камере глубина фокуса указывает на допуск смещения пленки внутри камеры, и поэтому ее иногда называют «допуском между объективом и пленкой».

Глубина фокуса и глубина резкости

Фраза « глубина резкости» иногда ошибочно используется для обозначения глубины резкости (ГРИП), которая представляет собой расстояние от объектива при приемлемом фокусе, тогда как истинное значение глубины резкости относится к зоне за линзой, в которой находится плоскость пленки или Датчик расположен для создания сфокусированного изображения. Глубина резкости зависит от расстояния фокусировки, а глубина резкости — нет.

Глубина резкости может иметь два немного разных значения. Во-первых, это расстояние, на которое плоскость изображения может быть смещена, в то время как плоскость одного объекта остается в достаточно резком фокусе; [1][2] второй — сопряжение глубины резкости на стороне изображения. [2] В первом значении глубина резкости симметрична относительно плоскости изображения; во втором случае глубина резкости немного больше на дальней стороне плоскости изображения.

Хотя глубина резкости обычно измеряется в макроскопических единицах, таких как метры и футы, глубина резкости обычно измеряется в микроскопических единицах, таких как доли миллиметра или тысячные доли дюйма. В оптометрии глубина резкости обычно измеряется в диоптриях .

Те же факторы, которые определяют глубину резкости, также определяют глубину резкости, но эти факторы могут иметь иное влияние, чем глубина резкости. И глубина резкости, и глубина резкости увеличиваются при уменьшении диафрагмы. Для удаленных объектов (за пределами макродиапазона) глубина резкости относительно нечувствительна к фокусному расстоянию и расстоянию до объекта при фиксированном числе f . В макрорежиме глубина резкости увеличивается с увеличением фокусного расстояния или приближением объекта, тогда как глубина резкости уменьшается.

Определяющие факторы

В камерах малого формата меньший предел нерезкости дает пропорционально меньшую глубину резкости. В кинокамерах различные комбинации крепления объектива и затвора камеры имеют точные размеры фокусного расстояния фланца , по которым калибруются объективы.

Выбор размещения гелей или других фильтров за линзой становится гораздо более важным решением при работе с меньшими форматами. Размещение предметов за линзой изменит путь оптики, сместив фокальную плоскость . Следовательно, часто эту установку необходимо выполнять одновременно с остановкой объектива, чтобы компенсировать достаточно, чтобы сделать любое смещение незначительным при большей глубине резкости. часто советуют 35 мм При кинопроизводстве не использовать фильтры за объективом , если ширина объектива превышает 25 мм.

Расчет

Если глубина фокуса относится к одной плоскости в пространстве объекта, ее можно рассчитать по формуле

$t=2Nc{\frac {v}{f}},$

где t — общая глубина резкости, N объектива — f -число , c — круг нерезкости , v — расстояние до изображения, а f — фокусное расстояние объектива. В большинстве случаев расстояние изображения (не путать с расстоянием до объекта) определить нелегко; глубину резкости также можно выразить через увеличение m :

$t=2Nc(1+m).$

Увеличение зависит от фокусного расстояния и расстояния до объекта, и иногда его бывает сложно оценить. При небольшом увеличении формула упрощается до

$t\approx 2Nc.$

Простую формулу часто используют в качестве ориентира, так как ее гораздо проще рассчитать, и во многих случаях отличие от точной формулы незначительно. Более того, простая формула всегда будет давать консервативную ошибку (т. е. глубина фокуса всегда будет больше расчетной).

Следуя историческому соглашению, за круг нерезкости иногда принимают фокусное расстояние объектива, деленное на 1000 (результат выражается в тех же единицах, что и фокусное расстояние); эта формула имеет наибольший смысл в случае обычного объектива (в отличие от широкоугольного или телеобъектива), где фокусное расстояние представляет собой размер формата. Эта практика сейчас устарела; чаще круг нерезкости основывают на размере формата (например, диагональ, разделенная на 1000 или 1500).

В астрономии глубина фокуса $\Delta f$ это степень расфокусировки, которая вводит $\pm \lambda /4$ ошибка волнового фронта. Его можно рассчитать как

$\Delta f=\pm 2\lambda N^{2}$.

Ссылки

• Харт, Дуглас К. 1996. Ассистент камеры: полный профессиональный справочник . Ньютон, Массачусетс: Focal Press. ISBN   0-240-80042-7
• Хаммел, Роб (редактор). 2001. Руководство американского кинематографиста , 8-е издание. Голливуд: ASC Press. ISBN   0-935578-15-3
• Лармор, Льюис. 1965. Введение в принципы фотографии . 2-е изд. Нью-Йорк: Dover Publications, Inc.
• Липсон, Стивен Г., Ариэль Липсон и Генри Липсон. 2010. Оптическая физика . 4-е изд. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN   978-0-521-49345-1 (выпуск запланирован на октябрь 2010 г.)
• Маклин, Ян С. (2008). Электронная визуализация в астрономии: детекторы и приборы (2-е изд.). Praxis Publishing Ltd. Чичестер, Великобритания: ISBN  3-540-76582-4 .
• Рэй, Сидни Ф. 2000. Геометрия формирования изображения. В «Руководстве по фотографии: фотографические и цифровые изображения» , 9-е изд. Эд. Ральф Э. Джейкобсон, Сидни Ф. Рэй, Джеффри Г. Аттеридж и Норман Р. Аксфорд. Оксфорд: Focal Press. ISBN   0-240-51574-9