ТАЦФ: Глубина резко изображаемого пространства (ГРИП)

Критерий глубины резкости правильнее всего определять, исходя из критерия резкости, учитывая те факторы, о которых мы говорили выше.

Классическим определением критерия для расчета резкости и ГРИП является кружок рассеяния, равный 1/1500 от диагонали кадра (это примерно соответствует разрешению глаза при рассматривании отпечатка 13×18 см на расстоянии наилучшего видения – приблизительно 25 см). Конечно, может быть и другой критерий – скажем, для просматриваемых на экране компьютера снимков величину допустимого кружка можно связать с величиной пиксела камеры, а для изображений, снятых с закрытой до критических величин диафрагмой, дифракционный кружок может быть в 1,2–1,4 раза больший, чем дифракционный в фокусе.

Важно понять, что чем выше критерий резкости, тем жестче будет и критерий глубины резкости.

Формул для расчета ГРИП несколько, выводятся они из геометрической оптики, дают одинаковый результат и позволяют определить его через разные параметры, удобные для использования в каждом конкретном случае.

Рассмотрим наиболее удачные с точки зрения параметров формулы подробнее.

Первая – зависимость от расстояния. За точку отсчета берем объект. Ближняя точка, еще кажущаяся резкой, исходя из принятых критериев, будет удалена от центра объекта на расстояние

L1 = S²/(H–S), где

• S – расстояние от камеры до объекта,
• H – гиперфокальное расстояние, определяемое по формуле

H = f²/(C×N), где

• f – фокусное расстояние объектива,
• С – диаметр кружка нерезкости, та самая величина, о которой мы говорили выше,
• N – диафрагменное число.

Дальняя точка вычисляется, соответственно, по формуле L2 = S²/(H+S).

При S≥H все предметы от L1 до бесконечности будут выглядеть как находящиеся в резкости. Эта формула удобна для вычислений ГРИП при съемке удаленных предметов, пейзажей, архитектуры.

Я чаще пользуюсь формулой, выражающей ГРИП через масштаб съемки:

L1 = C×N/(M²×(1+S/H))

L2=C×N/(M²×(1–S/H)), где М – увеличение, отношение изображения к реальному предмету, его можно также выразить через приближение для небольших увеличений: M = f/S.

Эту формулу удобно применять для объектов небольших размеров, например в портретной съемке.

Какие же выводы мы можем сделать, исходя из этих формул?

• Установив объектив на гиперфокальное расстояние (вычислив или посмотрев в таблицах), можно добиться максимальной ГРИП, что важно для съемки пейзажей.
• Передняя зона резкости меньше, чем задняя, во всем диапазоне увеличений, кроме макро (тема макросъемки имеет много нюансов и будет затронута в одной из следующих статей), при этом популярное среди фотографов утверждение, что «передняя зона в два раза меньше задней», верно только для одной позиции, когда L1 = H/2.
• При установке объектива на бесконечность ближняя граница резко изображаемого пространства будет равна гиперфокальному расстоянию.
• Глубина резкости зависит от увеличения и диафрагмы, но не от фокусного расстояния объектива (тут следует уточнить, что размытие заднего плана, насыщенность его деталями, безусловно, зависит от угла поля зрения, определяемого в фотообъективах фокусным расстоянием).

Для того чтобы лучше разобраться в понятии ГРИП, вернемся еще раз к критерию оценки глубины резкости.

Человеческий глаз очень чувствителен не к абсолютным величинам, а к относительным, что проявляется в том числе и в оценке резкости. Высокая резкость (контрастность малых деталей) в фокусе сужает субъективно оцениваемую ГРИП.

Небольшой выход из фокуса выглядит как легкое снижение контраста на высоких частотах (на мелких деталях, на границах деталей), больший же приводит к тому, что детали совершенно пропадают, но четкой границы между объектом в фокусе и вне фокуса нет. Это хорошо демонстрирует изменение кривых МТF (рис. 4).

Рис. 4. MTF для объекта в фокусе и вне

Из формул дифракционного кружка рассеяния и ГРИП можно сделать вывод о влиянии размера сенсора на резкость и глубину фокуса.