На главную страницу
Список статей

Размываем фон по-научному
______________________________________________

Желание получить на фотографии не все одинаково резким, безусловно, следует признать вполне естественным. Во-первых, так видит человеческий глаз. Во-вторых, это придает снимку дополнительную художественную выразительность.

В этой статье остановимся на физических закономерностях, описывающих размытие фона фотографическими объективами. Сразу скажу, речь пойдет лишь о степени размытия. Тонкие аспекты, связанные с рисунком и пластикой оптических систем здесь не рассматриваются.

Воспользуемся формулой, описывающей размер области резкости за объектом:

Lза = (c N ) / (M² (1 - (d / h))), где

h - гиперфокальное расстояние (h = f² / (c N) );
f - фокусное расстояние объектива;
N - диафрагменное число (число F) (1,4; 2; 2,8; 4, 5,6; 8; …);
c - диаметр допустимого круга нерезкости;
d - расстояние фокусировки;
M - масштаб съемки (M = f / d).

Вы впервые видите такую формулу? Не знаете, что такое круг нерезкости? Есть другие вопросы? В этом случае обратитесь к литературе. В крайнем случае, можете почитать другой мой текст под названием «Глубина резко изображаемого пространства. Известное и не очень».

Выразим диаметр круга нерезкости через остальные величины:

c = (M² f L) / (N (f + L M))

Теперь эта формула показывает, в пятно какого диаметра будет преобразована точка, расположенная за объектом и находящаяся от него на расстоянии L. Формула приближенная и справедлива при тех же допущениях, что и исходная.

После некоторых преобразований ее можно привести к виду:

c = c' (1 / (1 + (f / (M L)))), где c' = (Mf) / N

или

c = c' (1 / (1 + (d / L)))

Какие же выводы можно сделать на основании этой формулы? Наиболее значимые, на мой взгляд, таковы:

1. Первый вывод довольно тривиален: чем дальше отстоит фон от объекта, тем более он размыт. Однако это не значит, что бесконечно удаленный фон размыт бесконечно. Предельное размытие не превысит c' = (Mf) / N.

Иными словами, величина c' показывает, в пятно какого диаметра будет размыта на изображении бесконечно удаленная точка. Все, что находится ближе, будет размыто в меньшей степени.

Если речь идет о съемке в одном масштабе, то предельное размытие прямо пропорционально фокусному расстоянию объектива. Если съемки ведутся с одного и того же расстояния d и в разных масштабах, то c' будет уже пропорционально квадрату фокусного расстояния.

2. В любом случае, степень размытия фона обратно пропорциональна значению диафрагмы. То есть, изменив диафрагму на одну ступень, мы изменяем степень размытия в 1,4 раза.

3. Пусть имеются два объектива с разными фокусными расстояниями. Какие значения диафрагмы надо на них выставить, чтобы они одинаково размывали фон, отстоящий от объекта на расстояние L?

В общем виде формула, отвечающая на этот вопрос, такова:

N₂ / N₁ = (f₂ / f₁) ((f₁ + M L)/(f₂ + M L)) .

Для бесконечно удаленного фона формула несколько упрощается:

N₂ / N₁ = (f₂ / f₁).

Рассмотрим несколько примеров.

ПРИМЕР 1. Съемка ведется в масштабе 0,05. Какую диафрагму надо выставить на объективе 135 мм, чтобы он размывал бесконечно удаленный фон так же, как и объектив 50 мм на диафрагме 4? Ответ: 11 (10.8).

ПРИМЕР 2. Пусть при тех же условиях речь идет о фоне, удаленном от объекта на 1 м. Тогда, для одинаковости размытия фона надо выставить на объективе 135 мм. диафрагму 5.6 (5.8).

4. Рассмотрим гипотетическую съемку портрета при M=0,05. В первом случае будем использовать объектив 135 мм с выставленной диафрагмой 8. Во втором случае используем объектив 50 мм при N=4,5. Прежде всего, заметим, что при указанных условиях глубина резко изображаемого пространства будет для первого случая в два раза больше. Но, несмотря на эту большую глубину резкости, объектив 135 мм все же размоет бесконечно удаленный фон сильнее (c' составит 0,84 мм против 0,56 мм для объектива 50 мм). Вполне предсказуемый результат.

Но вот, если речь зайдет о степени размытия фона, удаленного на 1 м, то результат может показаться на первый взгляд парадоксальным. Короткофокусный объектив размоет близлежащий фон сильнее. Диаметр круга размытия составит 0,28 мм для фокусного расстояния 50 мм и 0,23 мм - для 135 мм.

Но именно так и обстоит дело! Если есть два объектива, причем f₂<f₁, а N₂ < N₁ < ((N₂ f₁)/f₂), то существует такое расстояние между объектом и фоном, при котором эти объективы одинаково размывают фон. Вычислить это расстояние можно по формуле:

L_e = (f₁ f₂ (N₁ - N₂)) / (M (N₂ f₁ - N₁ f₂)

При заданном соотношении диафрагм, более близкий фон (L < L_e) лучше будет размыт короткофокусным объективом, а удаленный фон (L > L_e) будет сильней размыт длиннофокусной оптикой (см. рисунок).

5. Какой фон можно считать бесконечно удаленным, чтобы для оценки размытия использовать упрощенные формулы?

Из основной формулы ясно, что при L = 9 d степень размытия фона составит 90% от максимальной величины, определяемой значением c'. Обратите внимание на то, что полученная нами оценка зависит только от расстояния фокусировки и не зависит ни от значения диафрагмы, ни от фокусного расстояния. Иными словами, для любого объектива бесконечность начинается с расстояния 10 d, если за начало отсчета принять камеру.

Конечно, никаких жестких правил на сей счет не существует. Каждый может сам сформировать свой критерий на основании приведенной формулы.

***

Но главный вывод, безусловно, таков: надо больше снимать и набираться практического опыта. Подавляющее большинство фотографов никогда даже и не слышали о подобных формулах, не говоря уж о том, чтобы ими пользоваться. Что не мешает им создавать прекрасные фотоработы.

Если же уважаемый читатель питает склонность к тому, чтобы поверять алгеброй гармонию, то в заключении предлагаю воспользоваться простым программным калькулятором, созданным на основе файла MS Excel. Введя исходные данные, можно легко получить результаты по расчету глубины резкости и размытию фона. При желании каждый может создать свою версию такого калькулятора.

Файл для загрузки: Blur_02.xls

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.