Domanda:
Perché l'area a fuoco davanti alla distanza di messa a fuoco è più stretta che dietro?
SERAJ
2017-02-26 21:12:43 UTC
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Immagino che il titolo e l'immagine spieghino bene la mia domanda.

Fornisci un link alla pagina o all'articolo da cui hai tratto l'immagine.
Un commento sulla maggior parte delle risposte fornite: è in parte una misura della nostra impressione soggettiva di dentro / fuori fuoco. Ogni raggio tracciato segue una linea retta (dopo l'ultimo elemento lente), quindi ciò che conta, come nei collegamenti forniti in alcune risposte, è se siamo interessati a mantenere gli oggetti più vicini o più distanti con una migliore messa a fuoco.
Sei risposte:
inkista
2017-02-27 02:32:26 UTC
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Perché l'area a fuoco davanti alla distanza di messa a fuoco è più stretta che dietro?

Non lo è. Non sempre. Solitamente per i fotografi di paesaggi che utilizzano obiettivi più ampi che mirano da qualche parte non così vicino. :) La regola delle proporzioni 1 / 3-2 / 3 è fondamentalmente una regola pratica che non si applica in tutti i casi.

Maggiore è l'apertura, più lungo è l'obiettivo o più si avvicina la distanza di ripresa (cioè, più sottile è la profondità di campo), più quella proporzione si avvicinerà effettivamente a 50/50 (pensa: distanza iperfocale).

Vedi anche:

A distanze iperfocali il rapporto si avvicina a 1: ∞. A distanze che si avvicinano all'unità (macro) il rapporto si avvicina a 1: 1
Brandon Dube
2017-02-26 23:09:00 UTC
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La profondità di campo riguarda gli angoli e la capacità di distinguere tra loro. Man mano che le cose si allontanano, gli angoli cambiano sempre meno. Se ci si sposta in avanti di 1 m a una distanza di 2 m, è possibile modificare l'angolo di 30 gradi. Se ti avvicini di 1 m a una distanza di 2000 m, l'angolo difficilmente cambia.

La proporzione di DoF vicino e lontano è lo stesso principio, ma "compatta" attorno al piano di migliore messa a fuoco.

Accettato che DoF riguarda gli angoli in termini di angoli minuti in cui la sfocatura viene percepita come un punto. Ma 30 °? Intendi 30 secondi d'arco?
@MichaelClark "se ti sposti di 1 metro in avanti a 2 metri, puoi cambiare un angolo di 30 gradi." Sicuramente non sono 30 secondi di arco. Il mio commento fa un punto sulla geometria delle distanze relative, e poi la collega alla profondità di campo, poiché DoF è questa geometria essenziale su piccola scala. Gli angoli rilevanti per la DoF stessa sono più sulla scala dei micro-radianti nella maggior parte dei casi.
Gli unici angoli che contano riguardo alla DoF sono quelli che si trovano su entrambi i lati di ciò che può essere differenziato dalla visione umana. Come sono sicuro che tu sappia, un secondo d'arco è un'unità di misura più precisa di un micro-radiante di circa un fattore 5.
Si prega di consultare wikipedia per la definizione di analogia.
Quando entrambe le analogie utilizzano angoli che sono diversi di un fattore di circa 360, può creare confusione esattamente ciò che stai tentando di comunicare.
Michael C
2017-02-27 05:34:28 UTC
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Perché l'area a fuoco davanti alla distanza di messa a fuoco è più stretta che dietro?

Non è lontano.

In effetti molto raramente è esattamente un rapporto 1: 2 come illustrato nella tua illustrazione. La regola pratica che hai citato è solo approssimativa. Per ogni lunghezza focale e apertura esiste una sola distanza di messa a fuoco precisa in cui il rapporto tra profondità di campo anteriore e posteriore è esattamente 1: 2.

Il rapporto tra la DoF davanti al punto di messa a fuoco e la DoF dietro il punto di messa a fuoco sarà diversa per ogni distanza di messa a fuoco quando si utilizza la stessa impostazione dell'obiettivo e dell'apertura (supponendo che anche le altre condizioni siano le stesse: ingrandimento / dimensioni del display, distanza di visione, ipotesi sulla visione dello spettatore, ecc.).

A brevi distanze di messa a fuoco il rapporto si avvicina a 1: 1. Un vero obiettivo macro in grado di proiettare un'immagine virtuale sul sensore o sulla pellicola delle stesse dimensioni dell'oggetto per il quale sta proiettando l'immagine raggiunge un rapporto 1: 1. Anche gli obiettivi che non possono raggiungere la messa a fuoco macro dimostreranno un rapporto molto vicino a 1: 1 alla loro distanza minima di messa a fuoco.

Ad esempio, utilizzando un teleobiettivo da 300 mm con un ingrandimento massimo di solo .24X e un MFD di 59 pollici la DoF calcola a 1: 1 entro i limiti dell'arrotondamento della distanza a un centesimo di pollice. Con una fotocamera FF e un obiettivo da 300 mm af / 4, la profondità di campo sarà di 0,09 pollici davanti alla distanza di messa a fuoco e 0,09 pollici dietro la distanza di messa a fuoco con condizioni di visualizzazione e visualizzazione standard. In realtà la DoF vicina sarà microscopicamente più piccola della DoF posteriore. Tuttavia, questa differenza non è percepibile e del tutto priva di significato. È necessario aumentare la distanza di messa a fuoco a 133 pollici prima che la DoF vicina a 0,54 pollici sia inferiore a due cifre significative rispetto alla DoF posteriore a 0,55 pollici.

Con un obiettivo da 30 mm af / 4 il rapporto 1: 2 si ottiene a una distanza di messa a fuoco di 92 pollici. Alla distanza di messa a fuoco macro per un obiettivo da 30 mm di 2,3622 pollici, il rapporto è 1: 1. Con una distanza di messa a fuoco di 287 pollici (appena inferiore alla distanza iperfocale) il rapporto è 1: 61,4 con una DoF vicina di 141,2 pollici e una DoF lontana di 8674,3 pollici.

A distanze di messa a fuoco maggiori la parte posteriore di la profondità di campo arriva fino all'infinito e quindi il rapporto tra DoF anteriore e posteriore si avvicina a 1: ∞. La distanza di messa a fuoco più breve alla quale la profondità di campo posteriore raggiunge l'infinito è chiamata distanza iperfocale . La profondità di campo vicina si avvicinerà molto da vicino alla metà della distanza di messa a fuoco. Cioè, il bordo più vicino della DoF sarà a metà strada tra la fotocamera e la distanza di messa a fuoco.

Dobbiamo anche ricordare che la distanza iperfocale, come il concetto di profondità di campo su cui si basa, è in realtà solo un'illusione, anche se piuttosto persistente. Solo una singola distanza sarà al fuoco più nitido. Ciò che chiamiamo profondità di campo sono le aree su entrambi i lati della messa a fuoco più nitida che sono sfocate in modo così insignificante che le vediamo ancora come nitide. Tieni presente che la distanza iperfocale varierà in base alla modifica di uno qualsiasi dei fattori che influenzano la DoF: lunghezza focale, apertura, ingrandimento / dimensioni del display, distanza di visualizzazione, ecc. Per il motivo, vedere:

Perché i produttori hanno smesso di includere le scale DOF sugli obiettivi?
Esiste una "regola pratica" che posso utilizzare per stimare la profondità di campo durante le riprese?
Come si determina il circolo di confusione accettabile per una particolare foto?
Trova la distanza iperfocale per la risoluzione HD (1920x1080)?
Perché ottengo valori diversi per la profondità di campo dalle calcolatrici rispetto all'anteprima della DoF nella fotocamera?
Oltre a questa risposta al metodo di stima rapida e semplice della DoF per l'obiettivo principale

Il rapporto non è ben definito alla distanza iperfocale, non è 1: inf.
Per tutti gli scopi pratici lo è. Se tutto ciò che è oltre la distanza di messa a fuoco è accettabilmente nitido, la distanza della profondità di campo posteriore è infinita. Qualsiasi distanza DoF vicino / anteriore è un valore finito. Il rapporto tra qualsiasi numero finito, non importa quanto grande, e infinito è 1: ∞.
Non è ben definito perché la distanza tra il piano iperfocale e "infinito" dipende da cosa sia "infinito". Se l'infinito è 1e20 metri o 1e99 metri è importante.
Inoltre, non è ben definito perché la distanza iperfocale cambia con il CoC necessario per tutte le variabili che determinano il CoC: ingrandimento / rapporto tra sensore e dimensioni del display, distanza di visione, acuità visiva dello spettatore, ecc. Ma ancora, per tutti scopi * pratici * infinito è ovunque si definisce infinito * e * tutte le distanze oltre quella in cui non può esserci alcuna differenza percettibile di nitidezza / acutezza.
Poiché la "distanza iperfocale" si basa sull'illusione della percezione a cui ci riferiamo come "DoF", nulla che abbia qualcosa a che fare con DoF è "ben definito" in senso scientifico.
La profondità di campo è abbastanza ben definita. "Circle of confusion" è solo uno pseudonimo confuso per sfocatura accettabile. Il rapporto tra DoF vicino e lontano alla distanza iperfocale non è ben definito.
Spiegaci come definire la DoF senza un CoC definito.
Il calcolo della DoF basato su CoC è una cattiva approssimazione per cominciare e si basa sul tracciamento di due raggi. Questi due raggi non includono diffrazione, aberrazioni o scattering. La profondità di campo "reale" viene calcolata in base a criteri di qualità dell'immagine tramite messa a fuoco. È possibile specificare che è necessario un MTF di 0,3 a 100 lp / mm. La profondità di messa a fuoco è uguale alla lunghezza della scansione tra quando si è sfocati negativamente per quel valore MTF e sfocati positivamente per tale MTF. Quindi la profondità di campo dello spazio immagine è uno sul quadrato di quel valore. Questo calcolo spesso varia più di 5 volte rispetto a un calcolo geometrico basato su CoC.
Questo livello di precisione va benissimo se si misura la precisione dell'acutezza a diverse distanze di messa a fuoco distanti solo pochi micron con qualcosa come il sistema OLAF. Beh, almeno se ti ricordi di mettere la piastra di copertura davanti al sensore sul banco di prova lo è. Non è realmente necessario quando tutto ciò che si vuole sapere è quanto lontano davanti e dietro il punto di messa a fuoco le cose sembreranno accettabilmente nitide quando si guarda un'immagine visualizzata a una dimensione specifica, vista da una distanza specifica, da una persona con una specifica acuità visiva.
"Non è ben definito perché la distanza tra il piano iperfocale e" infinito "dipende da cosa sia" infinito ". Se l'infinito è 1e20 metri o 1e99 metri è importante." Ovviamente non stai usando la stessa definizione di distanza iperfocale di I. Poiché la distanza iperfocale è la distanza focale alla quale la DoF posteriore si estende all'infinito, se si ridefinisce l'infinito, si deve anche ricalcolare la distanza iperfocale in base alla definizione modificata. Ancora una volta, questo è significativo per misurazioni scientifiche precise, ma non tanto per la visualizzazione di foto tipiche.
L'OLAF non può misurare nulla, quindi non vedo il tuo punto. è un modo sofisticato per visualizzare le immagini dei fori di spillo. Ne più ne meno. Il contenuto di aberrazione di un'immagine ha un enorme impatto sulla profondità di campo. Vedi ad es. questo brevetto. https://www.google.com/patents/US2651238 Chiunque può definire il proprio livello per ciò che è "abbastanza buono", ma non considero un margine di errore fino all'80% come "abbastanza buono".
Tutto dipende dal fatto che il tuo obiettivo sia misurare, oops, intendo * visualizzare * i fori microscopici o calcolare la sfocatura che è accettabile fino a quando non può essere percepita da uno spettatore. I due sono correlati ma non richiedono necessariamente lo stesso livello di precisione. Inoltre, stiamo parlando di lenti con ray tracing che sono teoricamente perfette in base ai loro parametri di progettazione o stiamo parlando di misurare lenti prodotte che variano in un modo o nell'altro da quel design? Sembra che continui a cambiare avanti e indietro.
Non funziona né nella simulazione del progetto né nella misurazione, anche una lente a diffrazione limitata non è modellata correttamente dai calcoli CoC. Il calcolo CoC è un'estensione della "profondità di campo limitata ai pixel". È potenzialmente utile per il primo ordine, ma se vuoi più di un ordine di grandezza di precisione, non dovresti usarlo.
Amico, lo usiamo da decenni prima che un pixel avesse qualcosa a che fare con lo scatto di una foto. E sì, la pellicola è similmente limitata dalla dimensione dei grani chimici nell'emulsione. Ma come accadeva allora e lo è ancora oggi per la stragrande maggioranza delle combinazioni fotocamera / obiettivo in uso, i limiti di risoluzione dell'obiettivo sono spesso il fattore limitante, non la risoluzione e / o il pixel pitch del sensore. All'estremità superiore della piramide i sensori a volte sono obiettivi che non risolvono, ma ci sono molti più obiettivi 18-55 mm f / 3.5-5.6 e 50 mm f / 1.8 su fotocamere con obiettivi intercambiabili entry level ...
... che ci sono obiettivi esotici sulle fotocamere digitali ad altissima risoluzione.
Essere in uso per molto tempo non significa che sia corretto.
Se ottiene il lavoro fatto, è abbastanza corretto.
Onestamente, hai mai fatto un calcolo DoF con un calcolatore DoF, sei andato a casa e sei rimasto soddisfatto del risultato?
Sì. Perché nei secoli bui ci veniva insegnato che dovevamo tenere conto delle dimensioni di stampa e della distanza di visualizzazione, nonché del formato della pellicola, della lunghezza focale e dell'apertura. Se si girasse una pellicola 135 sapevamo che una stampa 16x20 avrebbe la metà della DoF indicata come un grafico calcolato per una stampa 8x10. Il motivo per cui la maggior parte dei tiratori oggi non riesce a ottenere i risultati desiderati da un calcolo della DoF è perché non si rendono conto di utilizzare il CoC necessario per un 8x10, ma quando i pixel fanno capolino un file da 20 MB su un monitor HD da 23 " che stanno guardando un pezzo di una stampa 54 x 36 pollici!
La cosa che sembra mancare in troppe è che quando si parla di profondità di campo per quanto riguarda la fotografia creativa, si deve tenere conto dell '* intero * sistema di imaging. Ciò include la capacità dello spettatore di distinguere i cerchi sfocati dai punti quando guarda un'immagine, perché l'acuità visiva dello spettatore è un pezzo del sistema totale tra il soggetto ripreso dalla fotocamera / obiettivo e la percezione che alla fine viene creata nel cervello dello spettatore.
Orbit
2018-10-03 23:28:22 UTC
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Hai ragione, la DOF dietro al soggetto è maggiore della DOF precedente, ma la differenza può essere molto piccola. Che la distanza dietro è maggiore può essere visto se guardi le formule per DOF (da mhohner.de: formule ottiche):

DOF anteriore = cFd ^ 2 / (f ^ 2 + cFd)
DOF posteriore = cFd ^ 2 / (f ^ 2-cFd)

f è la lunghezza focale
d è il fuoco (o il soggetto) distanza
F è il numero F dell'obiettivo (2.8, 4, 5.6 ecc.)
c è il cerchio di confusione (di solito intorno a 0,03 mm)

Vedi che il denominatore per il DOF posteriore (f ^ 2-cFd) è sempre più piccolo del denominatore per il DOF anteriore (f ^ 2 + cFd), il che rende il DOF posteriore più grande.

Alan Marcus
2017-02-27 01:49:09 UTC
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Per comprendere gli obiettivi e il modo in cui riproducono l'immagine, è necessario sapere che l'obiettivo proietta un'immagine del mondo esterno sulla superficie della pellicola o del sensore digitale. Dopo un attento esame scoprirai che questa immagine è composta da innumerevoli cerchi di luce. Questi cerchi sono chiamati cerchi di confusione perché i loro confini sono indistinti e sono confusi da un capo all'altro accanto a innumerevoli cerchi vicini.

Riteniamo che un'immagine sia nitida quando queste immagini che formano cerchi sono così piccole che non possiamo percepirle come dischi. Invece vediamo un minuscolo punto di luce che non è distinguibile come un disco. Questo risulta essere di ½ millimetro visto da una distanza di 500 mm. In altre parole, più piccolo è meglio.

I raggi di luce del soggetto giocano sulla superficie dell'obiettivo. Mentre passano attraverso la lente, la forma della lente altera il loro percorso. Sono indotti a piegarsi verso l'interno (rifrangere). Possiamo tracciare questo percorso; assomiglia a due coni gelato fissati da una punta all'altra. Quando mettiamo a fuoco, stiamo regolando la posizione della superficie del sensore digitale (o pellicola) rispetto all'obiettivo, quindi l'apice di questo cono di luce bacia semplicemente la superficie sensibile alla luce. Se raggiunto, risultano piccoli cerchi. Se la superficie non è esattamente all'apice di questo cono, i cerchi non saranno così piccoli. La nitidezza dell'immagine dipende dal fatto che questi cerchi rimangano piccoli.

Ora il back-focus (distanza dall'obiettivo al piano dell'immagine) è una variabile basata sulla distanza del soggetto. Se l'oggetto è all'infinito (a perdita d'occhio), il back-focus è al suo minimo. Misuriamo la lunghezza del back-focus durante l'imaging di un oggetto all'infinito. Se l'oggetto è più vicino, la distanza del back focus è allungata. Più l'oggetto è vicino, più lungo è il fuoco posteriore. All'unità (a grandezza naturale) il fuoco posteriore è allungato al doppio della lunghezza focale. Se l'oggetto è appena distante dall'infinito, il fuoco posteriore è solo leggermente allungato.

Quello che sto cercando di dirti è questo: la distanza del soggetto determina la lunghezza del fuoco posteriore. Man mano che ci si avvicina sempre di più al soggetto, l'ampiezza dell'allungamento del back focus aumenta. La linea di fondo è che gli oggetti lontani dalla fotocamera hanno quasi la stessa distanza di back focus su un intervallo esteso. Al contrario, gli oggetti vicini alla telecamera hanno un back-focus espanso e questa distanza cambia radicalmente con i cambiamenti di distanza. Sono questi cambiamenti del back-focus che cambiano la dimensione del cerchio di confusione. Il risultato è: la profondità di campo si estende di circa 2/3 in avanti e 1/3 indietro verso la telecamera dal punto su cui è stata messa a fuoco.

Rafael
2017-02-26 21:30:28 UTC
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La risposta breve è:

Perché è una relazione esponenziale.

La risposta lunga ... (non così lunga) è che non usi unità di dimensione lineare come 1 metro, ma proporzioni.

La tua immagine non dice che il centro è al centro di 2 m = 1 mt.

Sta dicendo che hai il doppio della distanza.

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A fuoco unitario (distanza di messa a fuoco macro 1: 1), il grafico superiore * è * corretto. Anche a distanze di messa a fuoco diversi multipli della lunghezza focale dell'obiettivo è corretto entro l'1%.
Sebbene si sia tentati di saltare a questa conclusione, il rapporto tra le lunghezze del fuoco anteriore e posteriore è teoricamente (H + s) / (H-s) dove H è la distanza iperfocale e s la distanza del soggetto (a fuoco). Almeno secondo Wikipedia.


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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