Шесть вещей, которые вы обязаны знать о диафрагме
Одно из первых понятий, которые узнает человек, когда начинает серьезнее относиться к процессу фотографирования, – это что такое диафрагма. Устройство в объективе, через которое проходит свет, принято называть диафрагмой. В зависимости от ее размера мы можем получить определенную глубину резкости. Большая диафрагма создает малую глубину резкости, а узкая, соответственно, отвечает за большую. Давайте поближе рассмотрим это фундаментальное понятие в фотографии, чтобы никогда не путаться и совершенно точно знать, что можно получить в результате, применяя те или иные значения размера диафрагмы на практике.
1. Двойной эффект
Диафрагма измеряется с помощью «f-числа», которое иногда называют «f-стоп», оно показывает величину диаметра отверстия. Необходимо помнить, что меньшее f-число соответствует больше открытой диафрагме, при которой большее количество света попадает на светочувствительный элемент, в то время как более высокое f-число означает более узкую диафрагму (меньше света).
Базовое число диафрагмы – единица. Хотя в мире не так много объективов, у которых диафрагма может раскрыться до 1, тем не менее, они существуют. Умножая на 1,4, получаем стандартный диафрагменный ряд: 1; 1,4; 2; 2,8; 4 и т.д. каждое последующее число говорит о том, что количество света, проходящего через объектив, стало больше или меньше почти в два раза. То есть снимок на 2,8 с выдержкой 1/60 секунды будет засвечен также, как снимок на 4 с выдержкой 1/30. Чем больше число диафрагмы, тем сильнее она закрывается и тем с меньшим количеством света экспонируется снимок.
Полный ряд значений диафрагмы выглядит следующим образом: f/1,4; f/2; f/2,8; f/4; f/5,6; f/8; f/11; f/16; f/22 и f/32. Большинство современных камер позволяют управлять диафрагмой с шагом в 1/3 стопа, поэтому при регулировке диафрагмы на современном фотоаппарате между числами 2,8 и 4,0 можно найти такие промежуточные значения, как 3,2 и 3,5.
Понимание работы двойного увеличения пропускной способности при изменении числа диафрагмы на 1 стоп полезно при настройке экспозиции и выборе выдержки и/или настройки чувствительности.
Разница в экспозиции кадра при открытии диафрагмы с f/8 до f/5,6 как при смене чувствительности ISO 100 до 200 будет одинаковой – т.е. на один стоп светлее в обоих случаях. Аналогичным образом можно получить снимок на один стоп светлее, если чувствительность сохранить прежней, а экспозицию скорректировать выдержкой, сменив 1/125 на 1/60 с. И будет тот же самый результат, как если бы изменили диафрагму с f/8 на f/5,6.
2. F-количество
Многих начинающих фотографов смущает тот факт, что небольшое отверстие имеет большее значение f (или f/число), в то время как большие значения диафрагмы имеют небольшие f-числа. Все дело в том, что значение диафрагмы – это отношение диаметра выходного зрачка объектива к его фокусному расстоянию, выражается дробью с числителем, равным единице. В фотографии вместо единицы часто используют латинскую букву f, которая конкретизирует назначение дроби: например, относительное отверстие 1/5,6 обозначается f/5,6. Из этого видно, что для разных объективов одно и то же значение диафрагмы будет обозначать разный диаметр.
Например, диафрагма f/11 на объективе 100 мм (100/11) будет составлять 9,09 мм. Для 50-мм объектива та же самая диафрагма будет уже (50/11) равна 4,54 мм.
Теперь наглядно понятно, что не может пройти одинаковое количество света через отверстие в 9,09 мм и 4,54 мм.
by Tets
3. Дифракция
Дифракция – это искривление лучей света, когда они проходят по краю лепестков диафрагмы. При закрытии диафрагмы для увеличения глубины резкости увеличивается дифракция, которая смягчает изображение, так как лучи не сходятся в одну точку на поверхности датчика, а преломляются и, следовательно, дают мягкий образ. Для получения принципиально четкого изображения по всей площади картинки обычно не используют при съемке наименьшее возможное значение диафрагмы.
4. Оптимальная диафрагма
Для большинства объективов характерно, что на максимально открытой диафрагме сложно добиться максимальной резкости в кадре. Как правило, диафрагму чуть прикрывают.
Оптимальное значение диафрагмы для каждого объектива получают экспериментальным путем. Нужно проследить за дифракцией – при каких значениях f она будет минимально приемлемой для фотографа, то значение диафрагмы можно считать оптимальным для работы.
Для тестирования объектива важным моментом является использование прочного штатива для фотоаппарата. Необходимость в этом продиктована тем, что следует фокусироваться на одном и том же месте. После того, как тестовые снимки сделаны, просмотрите их в 100% увеличении на экране монитора. Вы сможете выбрать наиболее резкие и, проверив данные EXIF, определить при какой диафрагме была сделана та или иная фотография. Это и будет оптимальное значение диафрагмы для данного объектива.
by Helena Kuchynková
5. Резкость объектива и боке – почувствуйте разницу
Боке (бокэ) – японское слово и обозначает художественное размытие фона. Хорошим боке считается такое, которое как бы скругляет основные моменты изображения, нежели оставляет стороны предметов, которые находятся вне фокуса, резко очерченными, например, образующими четкий шестиугольник.
Боке следует отнести к свойствам объектива, результату работы его оптических элементов и диафрагмы, а не к возможностям камеры, которой сделана фотография.
by Yukie Wago
by Tillmann van de Maan
Наилучшее боке получается у тех объективов, которые имеют большее количество лепестков и закругленные края.
6. АФ и диафрагма
Для начала достаточно будет знать, что чем шире угол лучей света, тем точнее будет автофокус. На приведенной схеме угол лучей, полученных от объектива f/2,8 (синие линии), будет больше, чем от объектива f/4 (красные линии), которые в свою очередь больше, чем от объектива f/5,6 (желтые линии). При использовании объектива с максимальной диафрагмой f/8, только самые точные датчики способны работать, но фокусировка будет медленной и менее точной. Именно по этой причине прекращают автофокусироваться объективы f/5,6, когда фотограф пытается использовать телеконвертер, снижающий их максимальную светосилу до f/8 или f/11.
Это, конечно же, не все те знания, которые необходимы опытному пользователю, тем не менее, для начала следует очень хорошо ориентироваться в данных технических тонкостях.
Мы будем и дальше давать уроки по фундаментальной теории фотографии – оставайтесь с нами, делитесь уроками с друзьями и с удовольствием используйте свой творческий потенциал.
Типы управления диафрагмой в объективах для систем видеонаблюдения и машинного зрения
диафрагма
12 июля 2020
Объективы для систем охранного видеонаблюдения и машинного зрения формируют изображение на светочувствительном элементе телевизионной камеры.
Рис.1. Структура формирования изображения через объектив ТВ камеры.
Все объективы состоят из группы линз, а для регулирования количества света, попадающего на приемник видеокамеры в объективах установлена ирисовая диафрагма, – ее внешний вид, с различными значениями относительных отверстий, приведен на рис. 2. Регулирование светового потока на матрицу происходит при помощи регулировки закрытия и открытия лепестков диафрагмы на определенное значение (f-Stop). Чем больше открыта диафрагма, тем больше света попадает на светочувствительный элемент камеры.
Самые светосильные объективы имеют значения f/0.9-f/0.95.
• Объективы с фиксированной диафрагмой — используются только с камерами, имеющими автоматический электронный затвор.
Пример: Монофокальный объектив Daiwon DW9711.
• Объективы с ручной диафрагмой используются в местах со стабильной освещенностью (в помещениях с искусственным освещением). Такие объективы можно использовать и на улице, но с камерами, имеющими режим автоматического электронного затвора. Данный тип управления является основным в объективах, предназначенных для промышленного применения.
Пример: Монофокальный объектив Сomputar V0814-MP
• Объективы с автоматической диафрагмой управляют световым потоком за счет обратной связи сигналов, приходящих от ТВ камеры.
По сигналам управления, приходящим от ТВ камеры, объективы с автоматической диафрагмой подразделяются на объективы со следующими видами управления:
- Управление диафрагмой в соответствии с изменяющимся видеосигналом (Video Drive). Данный тип управления считается устаревшим и на сегодняшний день уже практически нигде не используется.
Пример: Вариофокальный объектив Spacecom TV308AI-2 - Управление диафрагмой постоянным током (Direct Drive). В данный момент, имеет широкое применение в системах видеонаблюдения.
Пример: Вариофокальный объектив Computar AG3Z2812FCS-MPWIR - P-Iris — это, набирающее все большее популярность, автоматическое управление диафрагмой с высокой точностью при помощи шагового электропривода, разработанное компанией Axis Communications из Швеции и компанией Kowa из Японии. В комплект входят объектив P-Iris и специальное программное обеспечение для оптимизации качества изображения.
Пример: Вариофокальный объектив Kowa LM25JC5MM-IR
Управление диафрагмой по видеосигналу (Video Drive) означает, что анализ видеосигнала и управление мотором диафрагмы осуществляет специальное устройство, размещенное в объективе. Управление диафрагмой по постоянному току (Direct Drive) означает, что схема принятия решения о положении диафрагмы находится в ТВ камере, а в объективе имеется только мотор как исполнительное устройство. На корпусе объективов с управлением диафрагмой по видеосигналу присутствуют два регулирующих элемента. Обозначаются они как «Level» и «ALC». Регулировка «Level» используется для настройки режима работы электронной схемы объектива по реальной освещенности. При вращении регулятора «Level» мы искусственно изменяем значение диафрагмы. На мониторе изменение положения регулятора «Level» воспринимается как изменение яркости изображения. Регулятор «ALC» имеет две области регулирования. Это область средних значений (обозначается «А») и область пиковых значений (обозначается «Р»).
Объективы P-Iris оснащены не традиционным гальванометром (автодиафрагмой), а шаговым электроприводом, который управляет диафрагмой в цифровом режиме. Это позволяет целенаправленно и точно оптимизировать открытие диафрагмы при всех условиях освещения, и как результат, получаются более контрастные и четкие изображения с лучшим разрешением и глубиной резкости. В объективах P-Iris отпадает потребность в нейтральном светофильтре, который был необходим для традиционных объективов с гальванометром, что позволяет избежать снижения качества изображения. Сокращение перепада разрешения в центре и на краях наблюдаемой сцены, а также способность сбалансировать качество изображения позволяют рекомендовать данные объективы для мегапиксельных камер.
В качестве наглядного примера работы диафрагмы объектива приводим видеоролик от компании Kowa:
Что такое диафрагма и глубина резкости в фотографии
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТИВАХ
Диафрагма и экспозиция
Диафрагма объектива, также известная как «диафрагма» или «диафрагма», представляет собой хитроумный элемент механики, обеспечивающий переменную -отверстие на оптическом пути, которое можно использовать для контроля количества света, проходящего через линзу. Диафрагма и скорость затвора являются двумя основными средствами управления экспозицией: при заданной скорости затвора более тусклый свет потребует большей апертуры, чтобы позволить большему количеству света достичь плоскости датчика изображения, в то время как для более яркого света потребуется меньшая апертура для достижения оптимальной экспозиции.
Кроме того, вы можете оставить те же настройки диафрагмы и изменить скорость затвора, чтобы добиться аналогичных результатов. Но размер отверстия, обеспечиваемого апертурой, также определяет, насколько «коллимирован» свет, проходящий через объектив, и это напрямую влияет на глубину резкости, поэтому для создания изображений вам необходимо контролировать как диафрагму, так и скорость затвора. которые выглядят так, как вы хотите.
Математика числа F
— Технический разговор —
Число f — это фокусное расстояние объектива, деленное на эффективный диаметр диафрагмы. Так, в случае объектива 35 мм F1.4 G, когда диафрагма установлена на максимальное значение F1.4, эффективный диаметр диафрагмы будет 35 ÷ 1,4 = 25 мм. Обратите внимание, что при изменении фокусного расстояния объектива диаметр диафрагмы при заданном числе f также будет меняться. Например, для диафрагмы F1,4 в 300-мм телеобъективе потребуется эффективный диаметр апертуры 300 ÷ 1,4 ≈ 214 мм. В конечном итоге это будет огромный, громоздкий и очень дорогой объектив, поэтому вы не увидите слишком много длинных телеобъективов с очень большой максимальной диафрагмой.
На самом деле фотографу не нужно знать, каков фактический диаметр диафрагмы, но полезно понять принцип.
«Числа F» или «ступени диафрагмы»
Все объективы имеют максимальную и минимальную диафрагму, выраженную в виде «чисел f», но именно максимальная диафрагма чаще всего указывается в спецификациях объективов. Возьмем, к примеру, Sony 35 мм F1.4 G. Это объектив 35 мм F1.4: 35 мм — фокусное расстояние (мы вернемся к этому позже) и F1.4 — максимальная диафрагма. Но что именно означает «F1.4»? Некоторые технические подробности см. во вставке «Математика числа F», но для практического понимания достаточно знать, что меньшие числа f соответствуют большей апертуре, и что F1.4 — это примерно самая большая максимальная диафрагма, с которой вы, вероятно, столкнетесь. на универсальных объективах. Объективы с максимальной диафрагмой F1,4, F2 или F2,8 обычно считаются «светосильными» или «светосильными».
Стандартные числа f, которые вы будете использовать с объективами камер, от большей апертуры к меньшей: 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, а иногда и 32 (для вас, математиков, это все степени квадратного корня из 2).
Это полные стопы, но вы также увидите дробные стопы, соответствующие половине или трети полных стопов. Увеличение размера диафрагмы на один полный стоп удваивает количество света, проходящего через объектив. Уменьшение размера апертуры на один стоп вдвое уменьшает количество света, достигающего сенсора.
Более короткое фокусное расстояние требует только умеренной эффективной диафрагмы для достаточной яркости.
Для более длинных фокусных расстояний требуется пропорционально большая эффективная диафрагма для того же «числа f» и яркости.
F-число = Фокусное расстояние ÷ Эффективная апертура
[1] Эффективная апертура (размер входного зрачка) [2] Диафрагма [3] Фокусное расстояние Примечание. Значения диафрагмы и фокусного расстояния на рисунке являются приблизительными.
Диафрагма и глубина резкости
«Глубина резкости» относится к диапазону расстояний от камеры, в пределах которого сфотографированные объекты будут казаться приемлемо резкими.
В крайних случаях малой глубины резкости глубина резкости может составлять всего несколько миллиметров. С другой стороны, некоторые пейзажные фотографии показывают очень большую глубину резкости, когда все находится в резком фокусе как перед камерой, так и за много километров. Управление глубиной резкости — один из самых полезных приемов для творческой фотографии.
По сути, чем больше диафрагма, тем меньше глубина резкости, поэтому, если вы хотите снять портрет с красиво расфокусированным фоном, вам нужно широко открыть диафрагму. Но в игру вступают другие факторы. Объективы с большим фокусным расстоянием, как правило, способны создавать меньшую глубину резкости (отчасти потому, что, как мы узнали выше, апертура F1,4 в объективе 85 мм, например, намного больше, чем апертура F1,4 в широкоугольном объективе). -угол объектива 24 мм), а расстояние между объектами в снимаемой сцене также будет влиять на воспринимаемую глубину резкости.
Диафрагма (слева направо): от открытой (большой) до закрытой (маленькой) Глубина резкости (слева направо): от мелкой до глубокой
Три клавиши для эффективной расфокусировки изображения с красиво расфокусированным фоном, чем просто выбрать яркий объектив и полностью открыть диафрагму.
Это первый «ключ», но иногда одна только большая диафрагма не дает желаемых результатов. Второй ключ — это расстояние между вашим объектом и фоном. Если фон находится очень близко к вашему объекту, он может попасть в глубину резкости или быть настолько близким, что степень расфокусировки будет недостаточной. По возможности держите достаточное расстояние между объектом и фоном, который вы хотите расфокусировать. Третий ключ — это фокусное расстояние используемого объектива. Как упоминалось выше, легче получить узкую глубину резкости с большим фокусным расстоянием, так что воспользуйтесь этой характеристикой. Многие фотографы считают, что фокусное расстояние от 75 мм до 100 мм идеально подходит для съемки портретов с красиво размытым фоном.
Недавно просмотренные элементы
Что такое Aperture? Руководство для начинающих по диафрагме объектива
Daven Mathies/Digital Trends Вы когда-нибудь видели фотографию с мечтательным, расфокусированным фоном? Или, может быть, пейзаж с мельчайшими деталями от ближайших элементов переднего плана до далеких облаков? Диафрагма — это то, что позволяет фотографам контролировать резкость или размытость своих фотографий, и это один из трех элементов, определяющих экспозицию фотографии.
Но что такое диафрагма на самом деле?
Содержание
- Что такое диафрагма? Основы
- Как изменить диафрагму на камере?
- Диафрагма и глубина резкости
Как часть треугольника экспозиции, диафрагма является важным параметром камеры, помогающим определить, насколько ярким или темным будет изображение. В отличие от выдержки и ISO — двух других сторон этого треугольника — диафрагма зависит не от камеры, а от объектива. Слово апертура просто означает отверстие, и это именно то, что представляет собой апертура объектива. Изменяя настройку диафрагмы, вы увеличиваете или уменьшаете размер этого отверстия, соответственно пропуская меньше или больше света.
Вот все, что нужно знать начинающим фотографам об использовании диафрагмы.
Что такое диафрагма? Основы
Представьте, что вы наполняете банку песком. Обе банки имеют одинаковую емкость, но одна имеет широкое отверстие, как у банки Мейсона, а другая — узкое, как у бутылки из-под газировки.
Если на каждую банку бросить горсть песка, в какую банку соберется больше песка?
Думайте об апертуре аналогичным образом. Диафрагма, состоящая из перекрывающихся металлических лепестков внутри объектива, открывается и закрывается, увеличивая или уменьшая диафрагму. Большое отверстие пропускает больше света, делая фото ярче. Меньшее отверстие пропускает меньше света и делает фотографию темнее.
1 из 2
f/2.8, 1/5000 секунды Хиллари Григонис/Digital Trends f/20, 1/320 секунды Хиллари Григонис/Digital Trends Диафрагмы измеряются в диафрагменных числах или диафрагменных числах, и здесь концепция может стать немного более запутанной. Небольшое число f, такое как f/2.8, — это широкая диафрагма. Большое число f, такое как f/16, означает узкую диафрагму. Просто помните, что числа f противоположны тому, что вы ожидаете: меньшее число означает широкое, а большее — узкое. (Числа F на самом деле являются знаменателем дроби, так что математика не такая обратная, как кажется.
)
Конечно, настроек диафрагмы больше, чем просто f/2.8 и f/16. Некоторые объективы могут открываться до f/1,4 или закрываться до f/22 и выше. Как и в случае с выдержкой и ISO, диафрагма управляет экспозицией в единицах «стопов». Увеличьте размер диафрагмы на 1 стоп, и вы удвоите количество света, проходящего через объектив. Уменьшите его на стоп, и вы сократите количество света вдвое. Современные камеры позволяют вносить коррективы с шагом в 1/3 ступени (о нет, больше дробей!), чтобы у вас был точный контроль над экспозицией.
Вот некоторые распространенные числа f, расположенные с шагом в одну ступень: f/1,4, f/2, f/2,8, f/4, f/5,6, f/8, f/11, f/16. Это показывает, что f/2.8 в два раза ярче, чем f/2, что само по себе в два раза ярче, чем f/1.4. Это означает, что f/2.8 в четыре раза темнее, чем f/1.4, хотя все, что вам действительно нужно знать, это количество ступеней: если вы откроете диафрагму на 2 ступени, вам нужно будет изменить выдержку или ISO на две ступени. компенсировать.
Как изменить диафрагму на камере?
Хотя для управления экспозицией в ручном режиме вам также необходимо знать значения ISO и скорости затвора, вы можете постепенно окунуться в процесс, начав с режима приоритета диафрагмы. Этот режим, обозначенный на большинстве дисков режимов камеры как A или Av, позволяет вам управлять только диафрагмой, в то время как скорость затвора и ISO могут оставаться автоматическими. (При желании ISO можно отключить автоматически). Режим приоритета диафрагмы — это простой способ узнать, как диафрагма влияет на изображение. Как только вы поймете приоритет диафрагмы (и его аналог — приоритет выдержки), ручной режим не будет казаться таким пугающим.
Hillary Grigonis/Digital Trends На некоторых камерах или объективах диафрагма регулируется с помощью специального кольца вокруг объектива, но в большинстве современных камер управление диафрагмой осуществляется на самом корпусе камеры, обычно в виде диска управления. Когда вы поворачиваете этот диск, вы должны видеть изменение числа f в видоискателе или на ЖК-экране.
Режим приоритета диафрагмы является полуавтоматическим — ваша камера по-прежнему выбирает наилучшую экспозицию для изображения, управляя выдержкой (и, опционально, ISO). Это означает, что в режиме приоритета диафрагмы вы, вероятно, не увидите, что изображение становится ярче или темнее при изменении числа f.
Но подождите, зачем вообще использовать режим приоритета диафрагмы, если камера все еще принимает решения об экспозиции за вас? Диафрагма управляет не только экспозицией изображения — она также регулирует глубину резкости.
Диафрагма и глубина резкости
Глубина резкости — это фотографический термин, который просто указывает, какая часть изображения находится в фокусе, от переднего до заднего плана. Вы, наверное, видели портреты с очень размытым фоном и пейзажи, где большая часть изображения четкая.
Разница между ними заключается в светосиле.
1 из 2
f/2.8 Хиллари Григонис/Digital Trends f/11 Хиллари Григонис/Digital TrendsШирокая диафрагма, маленькое число f означает, что в фокусе находится только небольшая часть изображения, что называется малой глубиной резкости. Например, при f/1.8 глаза объекта могут быть в фокусе, но его нос будет мягким. При самой широкой диафрагме объекты даже на расстоянии одной восьмой дюйма от объекта могут оказаться не в фокусе. Широкие диафрагмы отлично подходят для размытия отвлекающих факторов на заднем плане, привлечения большего внимания к объекту и создания не в фокусе точек света, называемых боке.
Узкая апертура, большое число f оставляет больше деталей нетронутыми и создает большую глубину резкости. Если вы хотите увидеть все детали этой впечатляющей сцены перед вами, вам нужно использовать более узкую диафрагму, например f/11 или f/16.
Глубина резкости работает в обоих направлениях — вы можете использовать широкую диафрагму, чтобы размыть передний план так же, как и фон.
Это может позволить вам «простреливать» такие предметы, как заборы из цепей, листву или отражающее стекло, чтобы выявить объект на заднем плане.
Изучая диафрагму и глубину резкости, будьте осторожны, чтобы не попасть в некоторые из наиболее распространенных ловушек для начинающих. Фотографы, которые любят этот мягкий фон, иногда используют самые широкие настройки и просто оставляют свои камеры там. Проблема в том, что глубина резкости настолько мала, что весь объект может быть нерезким. На это особенно важно обращать внимание при групповых снимках — если объекты находятся на разном расстоянии от камеры, а вы снимаете с диафрагмой f/1.8, не все будут в фокусе.
Звездообразование создано из узкого отверстия. Хиллари Григонис/Digital Trends Фотографы также должны помнить, что чем уже становится апертура, тем больше вероятность того, что любые точечные источники света, такие как солнце, создадут звездообразование. Это может быть хорошо или плохо, в зависимости от образа, который вы собираетесь создать.