На главную страницу
Список статей

О большой глубине резкости цифровых камер
Размытие, которое мы потеряли...
______________________________________________

   
(Вторая редакция)

В статье про очарование и мифы среднеформатной фотографии было показано, что на равновеликих отпечатках, полученных с негативов разной величины, степень размытия пропорциональна отношению:

f / N

где
f — фокусное расстояние объектива, используемого при съёмке;
N — диафрагменное число (1,4; 2; 2,8; 4, 5,6; 8; … ).

Указанная формула была получена в предположении одинаковости угла зрения сравниваемых фотосистем. С некоторыми ограничениями (в частности: не учитывая пиксельную структуру матриц) эту формулу можно использовать и для сравнения цифровых и плёночных камер.

Размер большинства современных цифровых матриц меньше узкоформатного кадра. Следовательно, объективы с эквивалентным углом зрения будут характеризоваться меньшими фокусными расстояниями. Но так как степень размытия на конечном равновеликом отпечатке пропорциональна отношению f / N, то для поддержания одинаковой глубины резкости надо при съемке цифровой камерой приоткрывать диафрагму, поддерживая неизменность упомянутого отношения (f / N = const).

К сожалению, далеко не все объективы цифровых камер (особенно бюджетных) имеют достаточную светосилу, для того чтобы компенсировать уменьшение фокусного расстояния на равновеликий угол зрения. Именно с этим фактом связаны жалобы многих фотографов на «слишком большую ГРИП цифровичков».

   
Такова теория. А что же реально можно ожидать от цифровых камер разного класса?
 

Компактные цифровые камеры

Начнем с показательного примера:

Теперь рассмотрим, например, камеры Sony Cyber-shot DSC-V1, Nikon CoolPix 5400, Canon PowerShot G5, Konica KD-410Z. Чтобы обеспечивать размытие, эквивалентное PENTAX 43/1,9 Limited, объективы этих камер должны иметь светосилу f / 0,39 (на фокусном расстоянии 8,9 мм, эквивалентном фокусному расстоянию 43 мм в узкоформатной фотографии). Опять величина максимального относительного отверстия оказалась за гранью физической реализуемости (хотя и получилась чуть больше, чем в рассмотренном показательном примере)!

Снизим наши требования. Будем сравнивать эти камеры не с  объективом PENTAX 43/1,9 Limited, а с объективом Индустар 50-2 (50/3,5). Для того чтобы обеспечивать такое же размытие на эквивалентном угле зрения объективы камер из нашего набора должны были бы иметь светосилу f / 0,72. Барьер физической реализуемости казалось бы пройден! Но радоваться рано. Фотографический объектив с такой светосилой в принципе изготовить можно. Но позволит ли он получить приемлемое по качеству изображение? Увы, нет! Если бы подобные оптические устройства можно было легко изготовить — объективы с такой светосилой давно бы уже лежали в кофрах у всех фотографов! Итак, вновь приходится с сожалением констатировать: объективы компактных цифровых камер в принципе не способны размывать фон даже так, как это делает скромный Индустар 50-2.

Не следует думать, что для анализа в этой статье специально были отобраны неудачные модели цифровых компактных камер. У всех отобранных моделей на широком угле обзора довольно приличная (по меркам узкоформатной фотографии) светосила 2,8. Тем не менее, её никак нельзя считать достаточной для цифровых компактных камер. Следует также иметь в виду, что если проанализировать другие модели цифровых компактов, то оценки требуемой светосилы будут примерно такого же порядка, что и приведенные выше.
   

Цифровые зеркальные камеры

У цифровых зеркальных камер дела с размытием обстоят получше. Прежде всего, это связано с тем, что у таких камер размер светочувствительной матрицы больше по сравнению с цифровыми компактами. Так, у многих современных камер этого класса диагональ матрицы лишь в 1,5 раза меньше диагонали узкоформатного кадра.

Существуют ли цифровые зеркальные камеры, у которых размер матрицы еще больше? Да. Примером такой камеры является Canon EOS-1D Mark II с диагональю матрицы 34,5 мм, что меньше узкоформатного кадра всего в 1,25 раз.

Теперь в рассматриваемом классе (то есть, для камер, у которых диагональ в 1,5 раза меньше узкоформатного кадра) найдем цифровые эквиваленты для наших старых знакомых: для PENTAX 43/1,9 Limited и для Индустар 50-2 (50/3,5). Первому объективу будет соответствовать объектив 28,7/1,3; а второму — 33,3/2,3. Оба объектива светосильные, но вполне реализуемые. Конечно, светосильную широкоугольную оптику для зеркальных камер никак нельзя считать доступной и массовой. Но, по крайней мере, вести речь о физической нереализуемости уже нельзя.
   

Физический смысл отношения f / N

Отношение f / N есть не что иное, как эффективная апертура объектива (диаметр входного зрачка), обозначаемая часто в литературе буквой D.

Однако в тексте данной статьи намеренно вместо эффективной апертуры обсуждается именно отношение f / N. Тому есть несколько причин. Три главные таковы:

Во-первых, при сравнении современных объективов для пленочных и цифровых камер всегда приходится сравнивать объективы с разными фокусными расстояниями. Следовательно, указанное отношение позволяет сразу оценить реализуемость (и/или доступность) того или иного эквивалентного объектива (подобно тому, как это было сделано выше).

Во-вторых, люди далёкие от физики часто совершенно неправильно трактуют эффективную апертуру. Так, например, они часто считают, что диаметр передней линзы объектива — это и есть диаметр входного зрачка, что, конечно же, совершенно неверно! Диаметр передней линзы в общем случае не является эффективной апертурой.

В-третьих, информация о фокусном расстоянии и светосиле/диафрагмах (то есть, о f и N) явно индицируется съемочной аппаратурой, и, в силу этого, почти всегда однозначно воспринимается всеми фотографами.
    

Заключение

Таким образом, большая глубина резкости, свойственная многим цифровым компактным камерам связана с тем, что используемые в них матрицы существенно меньше узкоформатного кадра. В цифровых зеркальных камерах, как правило, стоят матрицы ощутимо большего размера (хотя и по-прежнему меньше узкоформатного кадра). Поэтому для цифровых зеркалок проблема размытия отдельных элементов изображения стоит не столь остро.

Совет: Если возможность размывать фон на фотоизображении для вас важна, то перед покупкой цифровой камеры оцените её «размывающую силу» с помощью упомянутой формулы: D = f / N (в эту формулу надо подставлять истинное фокусное расстояние, а не эквивалентное).
   

Важное заключительное замечание

Следует понимать, что в данной статье объективы цифровых камер сравнивались с объективами PENTAX 43/1,9 Limited и Индустар 50-2 (50/3,5) исключительно по критерию эквивалентной степени размытия на конечном отпечатке. Ясно, что любые объективы, включая упомянутые в данной статье, характеризуются не только этим параметром, но и множеством других характеристик. Поэтому из того факта, что какой-то объектив обеспечивает такую же степень размытия, что и, скажем, PENTAX 43/1,9 Limited, вовсе не следует, что этот объектив будет формировать изображение, по рисунку не отличимое от упомянутого оптического изделия фирмы PENTAX.
   

Ссылки

1. И. Ефремов. Очарование и мифы среднего формата. Как правильно сравнивать различные форматы? В этой статье объясняется, почему степень резкости на равновеликих отпечатках, полученных с разноформатных негативов, пропорциональна отношению f / N.

2. Светосила объектива. Статья из Справочника фотолюбителя. В этой статье написано про теоретический предел светосилы фотообъективов.

3. Digital Camera. Photo & Video. Из этого русскоязычного (кто бы мог об этом подумать, глядя на название!) журнала была взята информация о технических параметрах цифровых камер, упомянутых в настоящей статье.

* * *

На главную страницу
Список статей

Для использования материалов этого сайта в коммерческих или некоммерческих целях необходимо получить от меня письменное разрешение, если обратное не оговорено в явной форме.