Что такое «расстояние фокусировки ниже / выше» и чем оно отличается от глубины резкости?

Question

Я сделал две фотографии на камеру датчика обрезки Canon: 18 мм f / 9 со следующим выводом exiftool (фокус был примерно на 3,5 метра):

Focus Distance Upper            : 5.27 m
Focus Distance Lower            : 1.82 m
Depth Of Field                  : inf (1.24 m - inf)

И 50 мм f / 1.8 со следующим exiftool выходом:

Focus Distance Upper            : 1.99 m
Focus Distance Lower            : 1.41 m
Depth Of Field                  : 0.08 m (1.66 - 1.74 m)

Теперь я предполагаю, что знаю, что означает глубина резкости. Это то же самое, что и калькулятор глубины резкости, такой как http://www.dofmaster.com/dofjs.html

Но что такое Focus Distance Upper и Focus Distance Lower?

Почему на одном из снимков (с малой степенью свободы) разница между фокусными расстояниями выше, чем на DOF, а на другом снимке (с глубокой степенью свободы) разница между фокусными расстояниями ниже, чем с помощью DOF?

Answer 1

Теги Focus Distance Upper и Focus Distance Lower находятся в фирменных «заметках производителя», принадлежащих Canon, и не являются частью стандартного EXIF, поэтому документации недостаточно. Однако, похоже, что они (вместе) представляют расстояние, на котором установлен фокус объектива. То есть это где-то между двух границ.

Почему Canon делает это таким образом, вместо того, чтобы предоставлять единственное значение (возможно, со вторым значением неопределенности или ошибки), является загадкой, которую может разрешить только компания Canon, и, похоже, она этого не делает открыто Вот сообщение на форуме с некоторыми исследованиями: Re: Расстояние в EXIF ​​.

Также обратите внимание, что Depth of Field - это составной тег exiftool . Информация там не устанавливается непосредственно камерой - вместо этого Exiftool генерирует ее из других данных, включая любые подсказки, которые он получает относительно расстояния фокусировки. Из документов видно, что используются верхние и нижние значения, а также другая информация, которая может объяснить несоответствие, которое вы заметили.

В любом случае эти значения являются приблизительными и должны восприниматься как подсказки, а не как Евангелие. Их первоначальная цель, вероятно, состоит в том, чтобы подсказывать на расстоянии объекта, чтобы помочь камере в расчете мощности вспышки TTL. Они не предназначены для научных измерений или даже для информации о фотографических сценах (например, метки GPS или что-то в этом роде).

Answer 2

Как выяснило @mattdm, FocusDistanceLower и FocusDistanceUpper, что бы они ни означали, вместе обозначают приблизительное расстояние фокусировки. Затем ExifTool рассчитывает глубину резкости, основываясь на них.

Я взглянул на исходный код ExifTool и пожелания по вычислению DoF:

Desire => {
    3 => 'FocusDistance',   # focus distance in metres (0 is infinity)
    4 => 'SubjectDistance',
    5 => 'ObjectDistance',
    6 => 'ApproximateFocusDistance ',
    7 => 'FocusDistanceLower',
    8 => 'FocusDistanceUpper',
},

И если фокусное расстояние не определено (все 3, 4, 5 и 6 не определены), оно рассчитывается следующим образом:

$d = ($val[7] + $val[8]) / 2;

Итак, ExifTool просто использует среднее арифметическое двух расстояний фокусировки. Не уверен, что это правильно или это просто обоснованное предположение.

В любом случае, это, вероятно, не имеет значения, так как я не доверяю точности полей расстояния фокусировки больше, чем я доверяю измерителю расстояния фокусировки на объективе, у которого он есть.

Answer 3

Представьте себе железнодорожную колею с детекторами каждые 2 мили, которые будут обнаруживать присутствие поезда. Также представьте, что у нас есть транспондер, расположенный рядом с серединой поезда, который запускает детекторы при его прохождении.

Если очень короткий скоростной поезд длиной менее четверти мили прошел милю 6, но еще не достиг 8 мили, самое лучшее, что система может сказать кому-либо, - это то, что поезд находится где-то между 6 и 8 милями.

Теперь рассмотрим, что у нас очень длинный, тяжелый грузовой поезд длиной три мили. Время от времени наш поезд длиной в три мили будет находиться рядом с двумя детекторами, а между ними будет транспондер. В других случаях, когда транспондер находится в пределах полумили от детектора, поезд будет находиться только рядом с одним детектором. Когда транспондер находится между детекторами, мы все равно не узнаем точно , где находится головной конец поезда.

По сути, датчики в объективе, которые сообщают информацию о расстоянии до камеры, похожи на детекторы каждые две мили вдоль нашей железнодорожной колеи. Они сообщают камере о том, между какими позициями фокусируется объектив. «Фокусное расстояние ниже» - это самое близкое положение, на котором в данный момент может быть сфокусирован объектив. «Верхнее расстояние фокусировки» - это самое дальнее положение, на котором объектив может быть сфокусирован. Объектив может быть сфокусирован в любом месте в этом диапазоне.

Почему на одном из снимков (с малой степенью свободы) разница между фокусными расстояниями выше, чем на DOF, а на другом снимке (с глубокой степенью свободы) разница между фокусными расстояниями ниже, чем с помощью DoF?

Глубина резкости подобна длине нашего поезда. С широкой апертурой у нас короткий экспресс. С узкой апертурой у нас длинный грузовой поезд. Мы можем только почувствовать, когда расстояние фокусировки в середине DoF пересекается от одной зоны обнаружения к другой, точно так же, как у нас есть только транспондер в середине нашего поезда. При более глубоком DOF края DOF могут проходить или не проходить «верхнее» и «нижнее» расстояние фокусировки, но мы не можем знать, что, поскольку только положение фактического расстояния фокусировки может быть измерено как где-то между двумя детекторы в разных положениях между минимальным фокусным расстоянием и бесконечностью.

Фотокамера сообщает только диапазон фактического расстояния фокусировки, фокусного расстояния и используемой диафрагмы. EXIF Info делает обоснованное предположение о DoF, основываясь на сочетании этих трех факторов.

В итоге DoF-расчеты являются только оценками . Поскольку глубина резкости будет меняться для разных размеров дисплея одного и того же изображения, любая оценка DoF камеры - это только предположение, основанное на предположении о предполагаемом размере дисплея. Давний предполагаемый «стандарт» - это изображение размером 8x10, видимое на расстоянии 12 дюймов человеком с зрением 20/20. Но в цифровую эпоху, когда пиксель выглядывает, это очень быстро исчезает.