Как размытие фона (боке) связано с размером сенсора? - Фотопедия
20 голосов
/ 30 января 2011

Это несколько теоретический вопрос.

Предположим, что сначала я делаю фотографию объекта, используя полнокадровый сенсор DSLR, с заданным объективом (скажем, 50-мм объектив с объективом f / 3,5).

Теперь предположим, что я заменил камеру на DSLR с сенсором APS-C (с коэффициентом кадрирования 1,6 ×). Я сохраняю один и тот же объектив (такое же фокусное расстояние, одинаковую диафрагму) и отступаю на несколько метров, чтобы сохранить поле зрения (по крайней мере, сохранить такое же увеличение объекта). Теперь я делаю второе фото.

Очевидно, что глубина резкости увеличилась между двумя фотографиями. Но как насчет размытия фона (например, деревья на бесконечности)? Будет ли у меня такое же количество размытия фона или оно изменилось?

Я где-то читал, что размытие фона зависит от размера физической апертуры. В этом случае физическая диафрагма (физическое фокусное расстояние, деленное на f / stop) остается неизменной. Но должно ли это число быть взято по отношению к размеру датчика? В этом случае с меньшим сенсором APS-C физическая апертура будет относительно больше, что будет означать большее размытие фона. Это было бы довольно нелогичным, поскольку мы обычно считаем более сложным добиться размытия фона на камере APS-C.

Пожалуйста, дайте обоснование ответа. Я бы сам ответил на вопрос, используя этот калькулятор размытия фона , но мне не удалось заставить его работать на моем компьютере.

Ответы [ 7 ]

4 голосов
/ 16 декабря 2011

Теоретически, у вас будет точно такое же размытие фона в обоих случаев. На практике это работает, только если фон очень далеко (много дальше, чем ваша тема), как указал Джерри Коффин. Если это условие не выполнено, тогда корпус APS-C даст вам чуть меньше размытие фона.

Самый простой способ понять это - смоделировать фоновый свет как точку источник на бесконечности, который будет представлен как «диск боке» на образ. Уровень размытия фона можно измерить по соотношению диаметр этого диска к общему размеру кадра. Это соотношение бывает такое же, как соотношение между диаметром входного зрачка и размер поля зрения на расстоянии, на котором сфокусирован объектив.

Ниже моя дрянная схема. Надеюсь, это прояснит ситуацию. ray-tracing schematic Учтите, что изображение, которое вы получаете, это просто уменьшенная версия того, что вы находитесь в плоскости фокуса. Луч красного цвета - луч света исходя из точечного источника и проходя через входной зрачок. материал, который я назвал «диск боке», где этот луч пересекает плоскость фокус. Он имеет точно такой же диаметр, что и входной зрачок, при условии источник достаточно далеко, и это объектный аналог диск боке. Фактический диск боке живет в пространстве изображения, и является изображением диска, нарисованного здесь.


Редактировать : подход, который я здесь использую, опирается только на параметры на стороне объекта: поле зрения и диаметр входного зрачка. Этот выбор часто упрощает расчеты размытия (в том числе глубины резкости) чем традиционные подходы с использованием формата датчика, фокус длина и число f: эти параметры «темной стороны» не нужны когда известны параметры на стороне объекта.

Для тех, кто не знаком с этим нестандартным мышлением, я настоятельно рекомендую артикул Глубина резкости за пределами коробки , Ричард Ф. Лион. Хотя эта статья касается главным образом вопрос глубины резкости, подход очень общий и может быть очень легко применяется для вычисления размытия фона.

4 голосов
/ 30 января 2011

Это зависит от того, насколько велико ваше «бесконечное» расстояние. Когда вы отодвигаетесь от объекта, чтобы сохранить то же увеличение, расстояние относительно до фонового объекта становится меньше, поэтому оно будет менее размытым.

Например, давайте предположим, что вы начинаете с объекта на расстоянии 10 футов, а фон «бесконечного» расстояния действительно находится на расстоянии 100 футов. При переключении на камеру APS-C вы отступаете на 15 или 16 футов (в зависимости от марки камеры). В первом случае деревья были в 10 раз дальше, чем объект (и точка фокусировки). Во втором случае объект находится на 15 футах, а фон - на 115, поэтому фон находится менее чем в 8 раз дальше, чем точка фокусировки.

Если ваше «бесконечное» расстояние действительно намного больше, этот эффект может стать слишком маленьким, чтобы о нем заботиться. Если вы начинаете с фона в 10000 раз дальше, чем объект, а затем двигаетесь так, что он находится всего в 9999 раз дальше, разница, вероятно, будет настолько мала, что вы не сможете увидеть или даже измерить его.

4 голосов
/ 30 января 2011

Размытие фона зависит от вашей глубины резкости. Глубина резкости (DOF) - это расстояние между ближайшими и самыми дальними объектами в сцене, которые выглядят приемлемо резкими на изображении ( wikipedia ). Тонкая глубина резкости позволяет выделить объект съемки: объект находится в фокусе, а фон размыт. Глубина резкости зависит от нескольких факторов:

  1. Фокусное расстояние объектива (35 мм, 200 мм, 50 мм)
  2. Диафрагма объектива (f1.8, f5.6, f8)
  3. Размер сенсора (APS-C, 35 мм, средний формат, большой формат)
  4. Расстояние до объекта и отношение расстояния до объекта к расстоянию до фона

При (1), чем больше фокусное расстояние, тем меньше DOF. При (2), чем больше диафрагма (меньшее число), тем тоньше DOF С (3), чем больше датчик, тем меньше DOF. *** С помощью (4), чем ближе объект, тем тоньше DOF.

Пример. Если у вас объектив 200 мм, например, f2,8, на 35-мм полнокадровом сенсоре, а объект находится рядом с вами (2-3 м), вы можете размыть фон довольно сильно.
И наоборот, если у вас 35-мм объектив, на f8, на кадрированном dslr (APS-C), а объект находится на расстоянии 6 метров от вас, фон на самом деле не будет размытым.

*** Я не совсем уверен, что это правильно в теории, но на практике, при одинаковой настройке датчика APS-C и Full Frame, изображение FF имеет меньшую глубину резкости.

Подробнее: http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_of_field

2 голосов
/ 16 августа 2012

Да, боке на самом деле пропорционально физической ширине отверстия объектива.

Скажем, вы фокусируете внимание на объекте ближнего поля на конечном расстоянии = Z и получаете комбинацию камеры / объектива, которая дает вам поле зрения (FOV) с угловой полушириной = Q градусов. Если вы определите боке как отношение диаметра размытого круга B (размытое изображение точки фона на бесконечности) к ширине рамки изображения W, то

                     bokeh   =   B / W    ~    R / ( Z  * tanQ )

где R - радиус отверстия объектива, то есть половина диаметра (Примечание. В приведенном выше уравнении Z технически должен быть Z - F, где F - фокусное расстояние объектива, но вы обычно можете игнорировать F при просмотре на дальнем объекте).

Таким образом, если у вас есть две камеры, большая зеркальная фотокамера и маленькая система «наводи и снимай», с одинаковым угловым углом обзора (т. Е. Объективы одинакового 35-мм эквивалента), то камера с объективом большего диаметра даст больше боке. Это не зависит от размера датчика камеры.

1 голос
/ 29 января 2018

«Как размытие фона (боке) связано с размером сенсора?»

Краткий ответ: больший сенсор имеет больший круг путаницы, что важно при расчете глубины резкости (DOF), и поэтому большая апертура (большее отверстие) имеет достаточно малую глубину резкости, чтобы позволить размывание точечных источников (небольших огней) на заднем плане; создание эффекта, который часто (неправильно) называют боке.

Существует небольшая разница, о которой я расскажу позже, учитывая соответствующие настройки для сохранения подобного кадрирования.

Боке - это размытие, которое также может возникать на переднем плане и не должно ограничиваться удаленными лампочками, хотя некоторые ограничивают использование этого термина только этими условиями. Про качество боке судить легче, если взглянуть на точки света на заднем плане и посмотреть, выглядят ли они как круглые гладкие диски, фон - не единственное место, где встречается боке.

Термин боке происходит от японского слова boke (暈 け или ボ ケ), что означает «размытие» или «дымка», или boke-aji (ボ ケ 味), «качество размытия». [Примечание: это не имеет ничего общего с крошечными огнями или фоном по сравнению с передним планом, это качество размытия вне глубины резкости. И наоборот, фокус - это резкость в пределах глубины резкости, особенно в фокусе].

А разве ты не рад, что это была короткая версия?

Изображение получено с помощью Nikon 200,0 мм f / 2.0 на Nikon D700, возможно, одном из лучших объективов для создания боке для фотосъемки. Кредит: Дастин Диаз .

Rohe family at the Powell St. BART station

Лицензия: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)

Найти менее дорогой объектив легко и многим нравятся эти объективы : Hexanon AR 135 / 3.2, Pentacon 135 / 2.8, Rokkor 135 / 2.8, Trioplan 100 / 2.8, Vivitar 135 / 2.8, факт в том, что боке, созданное любым из них, более (вежливо) креативное в отличие от качества, и вам понадобится адаптер вместе с кадрированием, если вы используете большой датчик. Небольшой сенсор и недорогой объектив могут дать приятные результаты для некоторых (многих?).

Признаком так называемого идеального боке является то, что точечные источники будут производить круглые тарелки без каких-либо колец или аберраций на диске и постепенного спада на краю. Диски должны быть круглыми от края до края рамки изображения со сферической линзой.

Zeiss Master Prime

В то время как анаморфные линзы дают характерное овальное боке.

Cooke anamorphic


Давайте определим несколько вещей, прежде чем углубимся в объяснение.

  • Фон: область за объектом изображения.

  • Передний план: область перед объектом изображения.

  • Размытие : вызвать несовершенство зрения, сделать нечеткое или туманное, затенить. Антоним точить.

  • Боке : качество размытия областей вне фокуса изображения за пределами глубины резкости, когда объектив правильно сфокусирован на объекте.

  • Круг путаницы : Предполагается, что в идеализированной лучевой оптике лучи сходятся к точке, когда они идеально сфокусированы, и форма пятна размытия расфокусировки от объектива с круглой апертурой является жесткой окаймленный круг света. Более общее пятно размытия имеет мягкие края из-за дифракции и аберраций ( Stokseth 1969, paywall ; Merklinger 1992, доступно ) и может быть некруглым из-за формы апертуры.

    RecognizПоскольку настоящие объективы не позволяют идеально сфокусировать все лучи даже в самых лучших условиях, термин «круг с наименьшей путаницей» часто используется для наименьшего пятна размытия, которое может создать объектив (Ray 2002, 89), например, путем выбора наилучшего положения фокусировки, делает хороший компромисс между различными эффективными фокусными расстояниями разных зон объектива из-за сферических или других аберраций.

    Термин «круг путаницы» применяется в более широком смысле к размеру несфокусированного пятна, на котором объектив изображает точку объекта. Это касается: 1. остроты зрения, 2. условий просмотра и 3. увеличения исходного изображения до конечного. В фотографии круг путаницы (CoC) используется для математического определения глубины резкости, части изображения, которая является приемлемо резкой.

  • Глубина резкости : Расстояние между ближайшими и самыми дальними объектами в сцене, которые выглядят приемлемо четкими на изображении. Хотя объектив может точно фокусироваться только на одном расстоянии за раз, снижение резкости происходит постепенно с каждой стороны фокусированного расстояния, так что в пределах DOF нерезкость не заметна при нормальных условиях просмотра.

  • Размер датчика :

    • Фотография: В фотографии размер датчика измеряется на основе ширины пленки или активной области цифрового датчика. Название 35 мм происходит от общей ширины 135 пленки , перфорированной картриджной пленки, которая была основным носителем формата до изобретения полнокадровой DSLR. Термин 135 формат остается в использовании. В цифровой фотографии формат стал известен как полнокадровый. В то время как фактический размер полезной площади фотопленки 35 мм составляет 24 х 36 ч, 35 мм относится к размеру 24 мм плюс отверстия звездочки (используются для продвижения пленки).

    • Видео : размеры датчиков выражаются в дюймах, поскольку во время популяризации цифровых датчиков изображений они использовались для замены трубок видеокамер. Обычные 1 "круглые трубки видеокамеры имели прямоугольную фоточувствительную область с диагональю около 16 мм, поэтому цифровой датчик с диагональю 16 мм был эквивалентен 1" видеокабеле. Название 1-дюймового цифрового датчика следует более точно понимать как «однодюймовый эквивалент трубки с видеокамерой». Текущие дескрипторы размера цифрового датчика изображения - это эквивалентный размер трубки видеокамеры, а не фактический размер датчика. Например, 1 "датчик имеет диагональ 16 мм.

  • Предмет: объект, который вы намереваетесь запечатлеть, не обязательно все, что появляется в кадре, конечно же, не Фотобомбардировщики , и часто это не объекты, появляющиеся на крайнем плане и фоне; таким образом использует bokeh или DOF для расфокусировки объектов, которые не являются объектом.

  • Функция передачи модуляции (MTF) или пространственная частотная характеристика (SFR): Относительная амплитудная характеристика системы формирования изображения как функция входной пространственной частоты. ISO 12233: 2017 определяет методы измерения разрешения и SFR электронных фотокамер. Пары линий на миллиметр (lp / mm) были наиболее распространенной пространственной частотной единицей для пленки, но циклы / пиксель (C / P) и ширина линий / высота изображения (LW / PH) более удобны для цифровых датчиков.


Теперь у нас нет определений ...

Из Википедии:

CoC (мм) = расстояние просмотра (см) / желаемое разрешение конечного изображения (lp / мм) для расстояния просмотра 25 см / увеличение / 25

Например, для поддержки конечного разрешения изображения, эквивалентного 5 lp / mm, для расстояния просмотра 25 см, когда ожидаемое расстояние просмотра составляет 50 см, а ожидаемое увеличение составляет 8:

CoC = 50/5/8/25 = 0,05 мм

Поскольку размер конечного изображения обычно не известен во время съемки, принято считать, что стандартный размер, например ширина 25 см, наряду с обычным значением CoC для конечного изображения 0,2 мм, что составляет 1 / 1250 от ширины изображения. Условные обозначения по диагонали также широко используются. Степень свободы, вычисленную с использованием этих условных обозначений, необходимо будет скорректировать, если исходное изображение обрезается перед увеличением до окончательного размера изображения или если размер и допущения при просмотре изменены.

Используя «формулу Цейсса», круг путаницы иногда рассчитывается как d / 1730, где d - это диагональная мера исходного изображения (формат камеры). Для полнокадрового формата 35 мм (24 мм × 36 мм, диагональ 43 мм) получается 0,025 мм. Более широко используемый CoC - это d / 1500, или 0,029 мм для полнокадрового формата 35 мм, что соответствует разрешению 5 строк на миллиметр на отпечатке с диагональю 30 см. Значения 0,030 мм и 0,033 мм также являются общими для полнокадрового формата 35 мм. Для практических целей d / 1730, CoC конечного изображения 0,2 мм и d / 1500 дают очень похожие результаты.

Также использовались критерии, относящиеся к CoC и фокусному расстоянию объектива. Kodak (1972), 5) рекомендовал 2 минуты дуги (критерий Снеллена 30 циклов / градус для нормального зрения) для критического обзора, давая CoC ≈ f / 1720, где f - фокусное расстояние объектива. Для объектива 50 мм в полнокадровом формате 35 мм это давало CoC ≈ 0,0291 мм. Этот критерий, очевидно, предполагал, что окончательное изображение будет просматриваться на «правильном в перспективе» расстоянии (т. Е. Угол обзора будет таким же, как и у исходного изображения):

Расстояние просмотра = фокусное расстояние снимаемого объектива × увеличение

Однако изображения редко просматриваются на «правильном» расстоянии; Зритель обычно не знает фокусного расстояния снимаемого объектива, и «правильное» расстояние может быть неудобно коротким или длинным. Следовательно, критерии, основанные на фокусном расстоянии объектива, обычно уступают критериям (таким как d / 1500), связанным с форматом камеры.

Это значение COC представляет максимальный диаметр пятна размытия, измеренный на плоскости изображения, которая выглядит в фокусе. Пятно с диаметром, меньшим, чем это значение COC, будет отображаться как точка света и, следовательно, в фокусе на изображении. Пятна большего диаметра будут выглядеть размытыми для наблюдателя.

  • Несимметрия DOF:

DOF не является симметричным. Это означает, что область приемлемой фокусировки не имеет одинакового линейного расстояния до и после фокальной плоскости. Это связано с тем, что свет от более близких объектов сходится на большем расстоянии позади плоскости изображения, чем расстояние, на котором свет от более удаленных объектов сходится до плоскости изображения.

На относительно близких расстояниях DOF почти симметричен: около половины зоны фокусировки существует до плоскости фокусировки, а половина - после. Чем дальше смещается фокальная плоскость от плоскости изображения, тем больше смещение симметрии в пользу области за фокальной плоскостью. В конце концов, линза фокусируется в бесконечной точке, и DOF достигает максимальной диссимметрии, причем подавляющее большинство фокусируемой области находится за плоскостью фокуса до бесконечности. Это расстояние известно как « гиперфокальное расстояние » и приводит нас к следующему разделу.

Гиперфокальное расстояние определяется как расстояние, когда объектив фокусируется на бесконечности, когда объекты от половины этого расстояния до бесконечности будут в фокусе для конкретной линзы. Альтернативно, гиперфокальное расстояние может относиться к ближайшему расстоянию, на которое может быть сфокусирован объектив для данной апертуры, в то время как объекты на расстоянии (бесконечность) будут оставаться резкими.

гиперфокальная дистаnce является переменной величиной и функцией диафрагмы, фокусного расстояния и вышеупомянутого COC. Чем меньше диафрагма объектива, тем ближе к объективу гиперфокальное расстояние. Гиперфокальное расстояние используется в вычислениях, используемых для вычисления DOF.

Из Википедии:

This SE website doesn't seem to support Mathjax

Существует четыре фактора, которые определяют DOF:

  1. Круг путаницы (КОК)
  2. Диафрагма объектива
  3. Фокусное расстояние объектива
  4. Фокусное расстояние (расстояние между объективом и объектом)

DOF = Дальняя точка - Ближняя точка

DOF, Near and Far Point

DOF просто сообщает фотографу, на каких расстояниях до и после расстояния фокусировки произойдет размытие. В нем не указано, насколько размытыми или какими «качественными» будут эти области. Дизайн объектива, дизайн диафрагмы и ваш фон определяют характеристики размытия - его интенсивность, текстуру и качество.

Чем короче фокусное расстояние объектива, тем длиннее глубина резкости.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем короче DOF.

Если размер сенсора не указан нигде в этих формулах, как он влияет на DOF?

Есть несколько хитрых способов, позволяющих форматировать размер в тайне DOF:

Enlargement factor

Focal Length

Subject-to-camera / focal distance

Это связано с фактором обрезки и результирующим фокусным расстоянием, а также с необходимой апертурой для способности датчика собирать свет, что оказывает наибольшее влияние на ваши расчеты.

Сенсор с более высоким разрешением и объектив более высокого качества обеспечивают более качественное боке, но даже сенсор и объектив размером с мобильный телефон могут давать достаточно приемлемое боке.

Использование одного и того же объектива с фокусным расстоянием на APS-C и полнокадровой камере на одном и том же расстоянии от объекта до камеры приводит к двум различным кадрам изображения и вызывает расстояние DOF и толщину (глубина поле), чтобы отличаться.

Переключение объективов или смена объекта на камеру в соответствии с коэффициентом кадрирования при переключении между APS-C и полнокадровой камерой для сохранения идентичных результатов кадрирования в аналогичном DOF. Изменение положения для сохранения идентичного кадрирования слегка благоприятствует датчику полного кадра (для большей степени свободы), только при смене объективов в соответствии с коэффициентом кадрирования и сохранении кадрирования более крупный датчик получает более узкий DOF (и не намного).

Преимущество диафрагмы делает полнокадровый сенсор лучшим и более дорогим выбором как для камеры, так и для объективов, а также часто для функций (FPS не является ни одним из них, ни размером, ни весом).

Переход к датчику среднего размера по сравнению с крошечным датчиком дает дополнительные преимущества более крупного датчика, но, скорее всего, боке не лучший вариант для оправдания разницы в цене в 20 и более раз.

Большее количество пикселей на одну точку света, безусловно, приведет к более плавному боке, но так будет и при приближении к маленькой сенсорной камере. Вы можете взимать больше пропорциональности за использование более дорогого оборудования , если вы зарабатываете деньги на своих фотографиях или видео, в противном случае небольшая работа или дополнительные объективы с более низкой стоимостью сэкономят вам много денег по сравнению с инвестициями в более крупное оборудование. система форматирования.


Раздел Википедии: Передний план и размытие фона .

Прочтите эту статью " Постановка переднего плана " Р.Дж. Керн на переднем плане размытие, которое включает в себя много фотографий с фоном и размытие на переднем плане.

У B & H есть статья из 3 частей на тему DOF: Глубина резкости, Часть I: Основы , Часть II: Математика и Часть III: Мифы .

Самое главное, «боке» - это не просто «размытие фона», а все размытие за пределами DOF; даже на переднем плане . Дело в том, что маленькие фонари на расстоянии легче судить о качестве боке.

Foreground Bokeh

1 голос
/ 20 февраля 2013

Много было сказано в предыдущих ответах, и я просто хочу добавить визуальное сравнение настроек объектива, о которых вы говорите в своем вопросе. Как сказано выше, степень размытия фона также зависит от размера объекта. Этот сюжет для портрета голова и плечи.

Сравнительный график http://files.johannesvanginkel.nl/se_plot.JPG

Как видно, у камеры FF будет больше размытия фона, однако в итоге их значения сходятся.

Источник изображения: http://howmuchblur.com/#compare-1x-50mm-f3.5-and-1.6x-50mm-f3.5-on-a-0.9m-wide-subject

Здесь вы также можете установить другой размер объекта, если хотите.

1 голос
/ 05 мая 2012

Глубина резкости зависит от двух факторов: расстояния до объекта и размера физической апертуры (рассчитывается по фокусному расстоянию, деленному на число f). Глубина резкости увеличивается при удалении от объекта и уменьшается при увеличении размера физической апертуры . Размер сенсора напрямую не влияет на боке, так как изображение, проецируемое объективом, не изменяется, когда оно используется в другом формате сенсора; разные сенсорные форматы просто используют разные части круга изображения. Датчики большего размера обеспечивают меньшую глубину резкости, поскольку для достижения того же поля зрения требуется большее фокусное расстояние, а более длинное фокусное расстояние приводит к большей физической апертуре и, следовательно, к меньшей глубине поля.

Таким образом, один и тот же объектив на одном и том же диафрагме с одинаковым фокусным расстоянием в двух разных форматах сенсора не повлияет на степень размытия фона. Именно регулировки, необходимые для различных форматов датчиков (уменьшенное расстояние до объекта или увеличенное фокусное расстояние в полнокадровом режиме по сравнению с APS-C), создают разницу в глубине резкости.

Добро пожаловать на сайт Фотопедия, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...