Głębia ostrości

Dopiero w momencie wynalezienia fotografii, człowiek w pełni mógł świadomie ujrzeć nieostrość .
W naturze żadne z nas nie jest w stanie tego dostrzec. Dba o to umysł, ciągle analizując obrazy odbierane z naszych oczu i profilaktycznie "wycinając" nieostre fragmenty.

Ludzkie oko widzi ostro w zakresie zaledwie ok. dwóch stopni. Dlatego, aby dostarczyć do mózgu pełnowartościowy, ostry
i wielowymiarowy obraz, musi cały czas omiatać przestrzeń, ostrząc przy tym niezmordowanie i bez naszej woli, na różnie odległe obiekty. Informacje te docierają w "kawałkach" do ośrodka wzroku, gdzie są składane w przestrzenny obraz świata.
Owszem, widzimy nieostro kątem oka, jednak gdy tylko przesuniemy wzrok na tą nieostrość, oko natychmiast samo się doostrzy.Można by powiedzieć, iż nie jesteśmy w stanie ujrzeć ostro nieostrości, po prostu w przestrzeni trójwymiarowej, nasz umysł nam na to nie pozwoli.

Sytuacja zmienia się, gdy trójwymiarowy obraz odwzorowany jest choćby na matówce czy też na zdjęciu. Wówczas wszelkie detale odwzorowane ostro i nieostro, łączą na jednej dwuwymiarowej płaszczyźnie, pozwalając nam świadomie zarejestrować nieostre fragmenty.
I jest to właśnie, największa zaleta fotografii - możliwość dowolnej manipulacji obszarami ostrymi i nieostrymi, a zakres tej kontroli nazywa się właśnie - głębią ostrości.

Głębia ostrości jest to pewien zakres przestrzeni, który na zdjęciu widzimy jako jeszcze ostry fragment.

Każde zdjęcie składa się z pojedynczych punktów, zwanych fachowo - krążkami rozproszenia.
Im owe krążki są większe, tym ostrość zdjęcia jest mniejsza.
 
Jeśli więc, ustawimy ostrość na dany obiekt i wykonamy zdjęcie, to na odbitce ten właśnie obiekt, będzie składał się z najmniejszych krążków rozproszenia, będąc tym samym  najostrzejszy. Pozostałe elementy zdjęcia, znajdujące się w rzeczywistości, bliżej lub dalej od głównego obiektu, odwzorują się na nim, jako złożone z krążków o coraz większej średnicy, a więc będą coraz mniej ostre.
Jednak oko ludzkie doskonałe nie jest i jeśli taki krążek nie przekroczy średnicy 0,03 mm, to dany obraz zobaczymy jako w pełni ostry.
Dzięki temu, mimo, iż ustawimy ostrość idealnie na pewną odległość, to na zdjęciu, ostro zostanie odwzorowany pewien zakres przestrzeni, leżący przed i za obiektem. Dodatkowo, okazało się, że jeśli obraz rzutowany będzie na błonę filmową czy też matrycę, przez coraz mniejszy otwór, wówczas i krążki rozproszenia będą coraz mniejsze, a zatem zakres ostrości przed i za obiektem będzie się zwiększał.

I temu właśnie służy przysłona.

Im otwór przysłony będzie mniejszy, tym  głębia ostrości będzie obejmowała większy zakres.
I odwrotnie, gdy maksymalnie otworzymy przysłonę, głębia ostrości będzie bardzo mała.

Można by powiedzieć: chcesz mieć dużo ostrego na zdjęciu - przymknij maksymalnie przysłonę.

Paradoksalnie, jeśli obraz będzie rzutowany na film, przez bardzo mały otwór, wówczas zbędny może stać się sam obiektyw.
Poniższe zdjęcie zostało wykonane lustrzanką pozbawioną obiektywu. Jego miejsce, zajęła plastikowa zaślepka z centralnie wywierconym 5mm otworem. Na ten otwór naklejałem tekturki z otworkami o różnej średnicy (1mm, 0,5mm) zrobionymi przy pomocy zwykłych igieł. Skutkowało to koniecznością długiego naświetlania, rzędu 30, 60 i więcej sekund, a efekty były do końca niewiadome ( jakżeż brakowało mi wówczas podglądu wykonanego zdjęcia !).
 
Oczywiście, zdjęciu temu daleko do doskonałości, zresztą w tym celu stworzono obiektywy, ale sam fakt, iż obraz może się zarejestrować na błonie, tylko dzięki małemu otworkowi, jest zdumiewający.
Są tacy, którzy parają się tym rodzajem fotografii nałogowo, osiągając czasami zachwycające efekty, przy minimum użytych środków. Wymaga to od nich mnóstwa prób, cierpliwości i samozaparcia.

 Nieprawdą  jest, iż fotografując aparatem cyfrowym, skazani jesteśmy tylko na dużą głębię ostrości.
Jest to zależne jedynie od obiektywu i funkcji, w jakie go wyposażono.

W świecie aparatów analogowych na film 135, występują proste kompakty z tzw. Focus Free.
Można, wówczas być pewnym -  wbrew temu co pisze na pudełku, w tym modelu nie ma układu automatycznego ustawiania ostrości. Napis "Focus Free", oznacza, że ostrość rozciąga się od np.1metra, aż do nieskończoności. Osiągnięto to poprzez zastosowanie "szerokiego" obiektywu (zazwyczaj 35mm) i stałego otworu przysłony o możliwie małym otworze.
Ostrość obiektywu, fabrycznie jest ustawiona na odległość np. 2m, i to, plus szeroki kąt i duża wartość przysłony, skutkuje tak użytecznie szerokim zakresem ostrości. Ten rodzaj aparatów jest nadzwyczaj tani w produkcji i przeznaczony dla masowego i niewymagającego odbiorcy.

Co prawda, w aparatach cyfrowych, producenci nie idą na taką łatwiznę, zazwyczaj każdy posiada układ AF, ale jeśli jest to prosty model z obiektywem o stałej ogniskowej i brakiem wpływu na otwór przysłony, wówczas wszystko zawsze będzie ostre i tego przeskoczyć się nie da. Być może stąd bierze się frustracja, niektórych użytkowników i błędne pojmowanie tego zagadnienia.

Zależności odnośnie: przysłona - głębia ostrości, obowiązujące w aparatach analogowych, mają takie samo zastosowanie w aparatach cyfrowych !

Głębię ostrości, obliczyć można na wiele sposobów.
Można posłużyć się odpowiednimi wzorami, jednak jest to zajęcie godne masochisty, lub co najmniej ekscentryka.
Można podłączyć się do komputera NASA, by ten poczynił obliczenia za nas. Po cóż jednak powodować ponowne odwleczenie startu promu o następne pół roku.
Można skorzystać z gotowych tabelek, jakich sporo w sieci, i jakie do niedawna widniały również w tym miejscu.
Najlepiej jednak skorzystać z pewnego programu, który poczyni obliczenia za nas. Programu, który zmusi nas, abyśmy interaktywnie poznali sedno zagadnienia.
Program, pod jakże znaczącą nazwą - Głębia (do pobrania tutaj)

Użycie programu polega jedynie na wpisaniu określonych parametrów, reszta wyliczy się sama po wciśnięciu przycisku - "Oblicz".

W pierwszym okienku wpisujemy odległość w metrach, na jaką ustawiliśmy, lub zamierzamy ustawić ostrość.

W okienku - "Ogniskowa obrazowa" wpisujemy faktyczną ogniskową. To ważne !
Często bowiem, określając położenie zooma (aparatu cyfrowego), używamy wartości stosowanych w tradycyjnym formacie 24x36 (format tradycyjnego filmu małoobrazkowego).
To, co prawda duże ułatwienie, jednak faktyczna wartość ustawionej ogniskowej zooma, jest ściśle powiązana z rozmiarem matrycy, i ma czasem znacznie różne parametry, np. w Olympusie c5050 ustawienie zooma na pozycji 35mm, odpowiada faktycznej ogniskowej 7,1mm. Dzieje się tak ponieważ jego matryca jest prawie pięciokrotnie mniejsza od klatki tradycyjnego filmu.
Podobnie ma się rzecz przy ustawieniu zooma na zakres 105 mm. Faktycznie jest to ogniskowa 21,3mm.

O ile poznanie zakresu faktycznych ogniskowych zooma nie jest problemem - często napisane jest to na obiektywie, o tyle w zakresach pośrednich zooma powstać może niewiadoma.
Ustawię np. wartość ogniskowej 50mm i skąd mam wiedzieć, jakiej faktycznej wartości to odpowiada ? A jest to konieczne, jeśli powyższym programem chcę sprawdzić rozkład głębi ostrości.

Z pomocą przychodzi poniższa tabelka.
Oprócz innych danych, zawiera ona przeliczniki, dzięki którym wiadomo - ile razy matryca w naszym aparacie jest mniejsza od klatki tradycyjnego filmu.
Jedyny wymóg - musimy poznać rozmiar matrycy naszego aparatu.

Olympus 5050 posiada matrycę w formacie 1/1,8". Przelicznik dla niej wynosi - x4,92.
Aby więc poznać faktyczną ogniskową zooma przy, załóżmy, 50mm - dzielę 50 przez 4,92.
W zaokrągleniu, daje to wartość - 10,20 mm, i właśnie tę liczbę muszę wpisać w pole - "Ogniskowa obrazowa".

Następny ważny parametr, to średnica krążka rozproszenia.
Niestety, jej wartość, również ściśle jest zależna od rozmiaru matrycy.
Na szczęście, dla danej matrycy jest to wartość stała.
Ponownie udajemy się do tabeli, by poznać średnicę krążka rozproszenia, przypisaną do rozmiaru matrycy naszego aparatu.
Olympus 5050 posiada matrycę 1/1,8", toteż krążek rozproszenia posiada średnicę 0,006mm.

Przykładowe zastosowanie programu.

Jeśli natomiast, przy tej samej ogniskowej, ustawię przysłonę f 8, wówczas głębia ostrości rozciągnie się od 16cm do 24cm.

Jeśli, przy tej samej odległości, ustawię zoom na ogniskową 105mm (21,3mm) i przysłonę f 2,8, wówczas głębia zamknie się w zakresie 19cm - 20cm.

Jeśli, natomiast ustawię przysłonę f 8,
wówczas głębia obejmie, co prawda, większy zakres, jednak różnica jest na tyle minimalna, że program go zaokrąglił.

Już przy ustawieniu zooma na 35mm (7,1mm) i ustawieniu odległości na wartość 2m, mamy do dyspozycji potężną głębię ostrości.
Przy przysłonie f 2,8, spokojnie możemy ręcznie ustawić ostrość na wartość 2m, by uzyskać ostry zakres od 1,20m do 5,95m.
Po zwiększeniu wartości przysłony do f 4,0 - jest już znakomicie - ostry zakres rozciąga się od jednego metra do nieco ponad trzydziestu dziewięciu metrów.

Fotografować wnętrza szerokim kątem (35mm) z użyciem autofokusa ?! - A po co ?!

Nie zmieniłem nic, poza ręcznym przestawieniem ostrości na zakres 3m.
I proszę bardzo ! - Przy przesłonie f 2,8, ostrość rozciąga się od 1,50m do ponad kilometra, a po ustawieniu przysłony na
 f 4,0 - osiągnąłem nieskończoność (odległość hiperfokalna).

I na koniec, najdłuższy koniec obiektywu, czyli 105mm.
Po przeliczeniu daje to faktyczną ogniskową 21,3mm, co też jest wpisane.
Musiałem ustawić odległość 9,5m, by przy przesłonie f 8,0 osiągnąć zakres ostrości od ponad czterech metrów, aż po kraniec galaktyki (odległość hiperfokalna).

Jak widać, połączenie najdłuższej ogniskowej (105mm) z najmniejszą wartością przysłony, skutkuje świetnym wybiciem  głównego obiektu z tła.

Zasady, więc są tu proste:
- krótka ogniskowa np. 35mm, mały otwór przysłony np. f 8 = bardzo duża głębia ostrości
- im dłuższa ogniskowa np.105mm i większy otwór przysłony np. f 2,6 - tym głębia ostrości mniejsza
                   
I tu kłania się jasność obiektywu - im obiektyw jaśniejszy, tym rozmycie tła lepsze.
Dodatkowe znaczenie, ma tu jeszcze odległość głównego motywu.
Im główny obiekt znajduje się bliżej mnie, tym łatwiej wybiję go z tła.

Przykład: jeśli fotografowana osoba, stoi na tle krajobrazu, w odległości 2m ode mnie, to jeśli ustawię: zoom=105mm i przysłonę = 2,6, to wówczas ostro odwzorowana będzie jedynie postać, a krajobraz wyjdzie rozmyty.

Jeśli, przy tych samych ustawieniach, tę samą osobę sfotografuję z odległości 10m, wówczas rozmycie tła będzie niezauważalne.

Często można spotkać określenie - "Odległość hiperfokalna".
Kto myśli, że jest to odległość, jaką w ciągu jednej sekundy pokonuje złodziej z naszym aparatem w rękach, ten jest w błędzie.
Termin zupełnie prosty, wręcz prozaiczny.
Jest to takie połączenie: ustawionej przysłony, ogniskowej obiektywu i odległości, by zakres ostrości był jak najszerszy, i jeden warunek - musi kończyć się w nieskończoności.
 

hop do góry

* - wartość używana przez niektóre firmy, np. Leica
 

Jak się okazuje, jasność obiektywu ma podstawowe znaczenie przy posługiwaniu się głębią ostrości.
Im więcej światła przepuszcza obiektyw, tym lepszy efekt można osiągnąć.
Głównie tym parametrem, kierowałem się przy kupowaniu standartowego zooma do lustrzanki - przede wszystkim, musiał być jasny.

Jasność zooma, jaką posiada 5050, przy tych zakresach ogniskowych, jest tylko marzeniem w świecie lustrzanek
na film 135.

Gdy kupowałem, wyżej nadmienione, zoomy do lustrzanek, sprzedający zawsze zachwalał wybór, zwłaszcza odnośnie dużej jasności, co miało mi pozwolić na wykonywanie nieporuszonych zdjęć, w trudnych oświetleniowo warunkach.
I to samo, odnośnie obiektywu w 5050, powtarzają w kółko jego użytkownicy.
Owszem, jest to zaletą, ale nie aż w takim decydującym stopniu. Najważniejsza jest, nad wyraz szeroka kreatywność odnośnie zakresu głębi ostrości.
Doprawdy nie wiem, dlaczego dla wielu z nas, ma to tak marginalne znaczenie.

 Szczerze mówiąc, gdy się przyglądałem modelowi 5060, jego obiektyw zachwycił mnie swym szerokim kątem. Natomiast jasność tego obiektywu, jakoś mi "uciekła". Chyba podświadomie, byłem przekonany o powtórzeniu parametrów poprzednika.
Jednak gdy się dokładnie przyjrzałem, wpadłem w osłupienie - f 4,8 na długim końcu ! Aż taka różnica to dla mnie kompletne zaskoczenie. Odpada! Wolę do swojego 5050 zakładać szeroki konwerter, niż popadać w takie ciemności.
 

strona główna