Почему эта тонкая пластинка исчезает при смене фокуса - Фотопедия
6 голосов
/ 27 сентября 2018

Я фотографирую очень тонкую пластину (толщиной 0,01 дюйма), которая частично погружена в резервуар с водой. Моя цель - найти угол, который поверхность воды образует с пластиной. Когда я фокусируюсь на переднем крае пластины (фокальная плоскость 1), я могу четко видеть пластину, но интерфейс выглядит размытым, см. первое изображение. Когда я снова фокусируюсь на пластине (фокальная плоскость 2), пластина, кажется, исчезает, см. второе изображение.

На втором изображении, почему пластина исчезает и что я вижу в пространстве, где должна быть пластина?

Если это поможет, я использую Nikon D7000 с макрообъективом sigma 105mm . Я снимал эти фотографии на f6.3, выдержка 100, ISO 125.

set up focal plane 1 focal plane 2

Ответы [ 4 ]

5 голосов
/ 28 сентября 2018

На втором изображении, почему пластина исчезает и что я вижу в пространстве, где должна быть пластина?

Пластина «исчезает», потому что она не в фокусе. На коротких расстояниях фокусировки глубина резкости всегда очень мала. Когда вы фокусируетесь дальше назад, край пластины становится не в фокусе, и, поскольку он настолько узок, кажется, что он полностью исчезает. Я приблизил вашу ситуацию, используя стяжку на молнии, удерживаемую в пружинном зажиме, и вы можете видеть, что при перемещении фокуса назад стяжка на молнии также выходит за рамки фокуса, и начинает исчезать:

image

image

image

image

I know of three options for increasing the depth of field in your image:

  1. smaller aperture: Moving to a smaller aperture, like f/16, will help to increase the depth of field. At such a close range it won't help as much as you'd probably like, though. Using a Калькулятор глубины резкости Вы можете видеть, что ваш объектив 105 мм на расстоянии 30 см и f / 6.4 дает только 1,3 мм глубины резкости. Переключение на f / 16 увеличивает глубину резкости до 3,2 мм, а при f / 22 вы получаете 4,6 мм.

  2. наложение фокуса: Вы можете сделать серию фотографий с небольшим изменением фокуса от одного к другому, а затем объединить их с помощью программного обеспечения для наложения фокуса, чтобы создать окончательное изображение, которое «в фокусе» "по всему диапазону всех изображений. Однако я не уверен, что это отличный вариант для вашего конкретного случая - по крайней мере, вам нужно будет проверить процесс, чтобы убедиться, что процесс суммирования не даст вам неправильных результатов.

  3. большее расстояние: Перемещая камеру в сторону от объекта, вы можете увеличить глубину резкости за один снимок. Используя калькулятор снова, вы можете видеть, что при увеличении расстояния до объекта 100 см вы получаете почти 20-миллиметровый ФО при f / 6.4 и 49-миллиметровый при f / 16. Недостатком является то, что если вы хотите сохранить размер объекта на конечном изображении, вам придется обрезать фотографию. Использование более длинного объектива не поможет - более длинное фокусное расстояние компенсирует увеличенное расстояние. Ниже приведена фотография той же молнии с расстояния, возможно, в 6 раз больше, на которой вы можете увидеть увеличение глубины резкости. Но мне пришлось обрезать изображение довольно много, поэтому разрешение намного меньше:

image

(Full disclosure: the image above was taken using a slightly smaller aperture, f/4, than the preceding images, which were taken at f/3.5. The change was inadvertent, and I don't think it changes the larger point, but it's still important to point out.)

I can also think of a few other options that don't involve changing the depth of field:

  1. используйте ваше второе изображение: На второй фотографии есть область, в которой интерфейс между водой и картой находится в фокусе, и, возможно, это все, что вам действительно нужно для ваших измерений. Я уверен, что было бы неплохо сфокусировать край карты, но если на самом деле это не нужно , то, возможно, у вас уже есть то, что вам нужно на втором фото.

  2. сфотографируйте тень карты: Вы можете установить коллимированный источник света в дальнем конце резервуара и в соответствии с картой. Коллимированный источник создает параллельные световые лучи, и если эти лучи также параллельны карте, то они должны формировать четкое двумерное изображение. Если вы проецируете это изображение на полупрозрачный экран, вы можете сфотографировать тень карты и интерфейса.

  3. используйте лазер: Если вы столкнетесь с интерфейсом узким лазерным лучом под известным углом, вы можете измерить угол интерфейса, увидев, где отражается луч. Переместите лазер для измерения угла в разных точках, определите форму кривой. В качестве бонуса, исследования показывают, что эксперименты с лазерными лучами намного круче, чем те, которые этого не делают.

4 голосов
/ 28 сентября 2018

enter image description here

Когда ваша камера сфокусирована на дальнем конце пластины, световые лучи от дальнего конца пластины (красные линии), которые ударяются о любую часть передней части объектива, преломляются в точку на датчике камеры или фильм (давайте просто представим, что это задняя часть камеры).

На одном и том же расстоянии фокусировки световые лучи от передней части пластины (желтые линии), которые попадают в разные точки на передней части объектива, фокусируются в точку, расположенную значительно позади плоскости пленки / датчика. Свет от переднего края пластины распространяется по кругу размытия при попадании на пленку / датчик.

Если хорошо сфокусированный свет из других областей сцены на том же расстоянии от объектива, что и задняя часть пластины, достаточно яркий, или даже если размытый свет от однородной поверхности за задней частью пластины достаточно яркий, он будет более или менее полностью покрывать рассеянный свет от передней части пластины, который распространяется на такую ​​большую площадь, что он будет очень слабым в любой точке пленки / датчика.

2 голосов
/ 27 сентября 2018

Передний край пластины просто не в фокусе, а угол обзора превращает стороны пластины в зеркала, поэтому все, что вы видите, - это отраженный вид мениска и фона. Некоторые вещи, которые вы могли бы попробовать, это двойная экспозиция переднего края стеклянной пластины и области интереса, «фокусировка», чтобы держать всю пластину и мениск в фокусе (более или менее), и увеличение апертуры до f22. Возможно, стоит попробовать покрыть часть пластины, не находящуюся в жидкости, не отражающим материалом (черной краской?).

1 голос
/ 28 сентября 2018

Причина, по которой вы не можете разрешить объект, связана с явлением, называемым функцией рассеяния точки изображения.

Изображение не имеет точной точки фокусировки, которую вы можете точно выбрать. Точкой наилучшего фокуса является сужение внутри зоны из-за дифракции. «Точка» - это сужение сходящегося луча света до «талии», прежде чем оно снова расходится.

Фактическая точка недискретна.

Ваша лабораторная установка (или интерпретация результатов) должна компенсировать эти "отклонения" в конечном изображении. Это не тривиальная вещь.

Фотографическая аутентификация события не является окончательной, поскольку она подвержена капризам физических и психологических явлений для интерпретации. Как вы обнаруживаете, это не предвзятость.

...