Dlaczego większy czujnik prowadzi do płytszej głębi ostrości?

36

Zostało wymienione w ciągu kilku miejscach , że większa wyników czujników w obrazach o głębokości płytsze ostrości. Przykładowy obraz:

APS-C Canon 30D lewy, FF Canon 5D prawy, ten sam obiektyw, ten sam skład, oba f / 2.8

APS-C Canon 30D lewy, FF Canon 5D prawy, ten sam obiektyw, ten sam skład, oba f / 2.8

Rozumiem, jak odnosi się rozmiar czujnika, na przykład do pola widzenia, ale związek z głębią ostrości nie wydaje się prosty.

W rzeczywistości wydaje się to sprzeczne - mam więcej studni na czujniku i jestem w stanie skupić się na mniejszej liczbie punktów .

Jaki jest powód tego efektu?

Lazer
źródło
Zobacz to pytanie i odpowiedzi photo.stackexchange.com/questions/10079 . Związek jest w rzeczywistości dość bezpośredni.
mattdm
zgodził się z Mattem Wygląda mi na duplikat.
epoon
3
Nie jest poprawne stwierdzenie, że użyto tutaj tego samego obiektywu. W twoim przykładzie obiektyw został powiększony (zmieniono ogniskową). Jest to bardzo ważne, gdy mówimy o DOF.
Sunny Reborn Pony,

Odpowiedzi:

38

Po pierwsze, liczba dołków na czujniku nie ma wpływu na to, gdzie można się skupić ani na „ile” można się skupić. Światło nieostre nadal świeci światłem uderzając w czujnik.

Mówiąc prosto, masz płytszą głębię ostrości dzięki pełnoklatkowemu czujnikowi, ponieważ musisz zbliżyć się do obiektu (lub powiększyć), aby wypełnić kadr. Zwróć uwagę, że w twoim przykładzie jest to ta sama kompozycja : kamera została przesunięta lub zmieniono ogniskową, aby wypełnić ramkę butelką.

Innymi słowy, jeśli zamocujesz statyw na miejscu i wykonasz zdjęcie aparatem APS-C z butelką wypełniającą ramkę, a następnie zrób to samo zdjęcie w dokładnie tej samej pozycji aparatem pełnoklatkowym, będziesz mieć więcej miejsca wokół butelki. Musisz więc powiększyć lub przesunąć aparat bliżej, aby uzyskać ten sam strzał w miejscu, w którym butelka wypełnia ramkę, co spowoduje zmianę głębi ostrości,

Zobacz to doskonałe podsumowanie rozmiarów czujników i ich efektów.

ElendilTheTall
źródło
2
-1 czujniki pełnoklatkowe mają z natury mniejszą głębię ostrości, nie ma to nic wspólnego z przybliżaniem się, w tym przykładzie aparat nie został przesunięty w celu wypełnienia ramki butelką - wiem, bo to zrobiłem!
Matt Grum
2
Dobrze. Nie mam na myśli, że musisz przesunąć aparat bliżej (lub powiększyć), aby uzyskać płytsze DOF, to znaczy, że musisz zbliżyć się (lub powiększyć), aby wypełnić ramkę, co powoduje płytsze DOF.
ElendilTheTall
1
Tak, zmieniłem ogniskową, jeśli o mnie chodzi, powiększenie liczy się jako używanie tego samego obiektywu (inni chyba się nie zgadzają)
Matt Grum
7
Podczas powiększania zmieniasz ogniskową - i to właśnie ogniskowa ma tutaj kluczowe znaczenie. Nie ma znaczenia, czy robisz to, zamieniając jeden obiektyw główny na inny, czy powiększając obiektyw zmiennoogniskowy.
Staale S
1
To zła odpowiedź. DOF zmienia się, ponieważ zmienia się krąg pomieszania.
epoon
12

Bez poruszania aparatem uzyskasz mniejszą głębię ostrości, gdy użyjesz większego czujnika, zachowując współczynnik przysłony i pole widzenia (zachowując ten sam końcowy rozmiar wyjściowy). To znaczy, jeśli zachowasz te same ustawienia, ale powiększysz aparat FF, aby dopasować go do kąta widzenia (uzyskując równoważną kompozycję).

Głębia ostrości jest funkcją wielkości fizycznej przysłony. Obiektyw 75 mm f / 4.0 w aparacie pełnoklatkowym ma fizyczny otwór wynoszący 75/4, tj. 18,75 mm, podczas gdy obiektyw 50 mm f / 4.0 w aparacie 1,5x ma aperturę fizyczną wynoszącą 50/4, 12,5 mm

Na tej podstawie łatwo jest ustalić, jaki ekwiwalent przysłony byłby potrzebny, aby uzyskać taką samą głębię ostrości w przypadku obu aparatów / obiektywów, aby uzyskać fizyczną aperturę 18,75 mm z obiektywem 50 mm, musiałaby to być wartość f / 2,6 (50 /18.75), co oznacza więcej niż cały przystanek szybciej!

Matt Grum
źródło
1
Kompozycja @Lazer zwykle odnosi się do położenia / orientacji obiektów w kadrze, a nie do ustawień aparatu, takich jak przysłona lub czas otwarcia migawki.
Matt Grum,
4
@MattGrum - „fizyczny rozmiar apertury”! To jest dokładnie zmienna wpływająca na DoF, a nie f #, który jest liczbą względną. +1.
ysap
1
@Matt: Byłbym ciekawy, jaka byłaby rzeczywista odległość między obiektami dla twoich dwóch ujęć. Oczywiście musiałeś zmienić aparat, którego używasz. Czy odległość fotografowanego obiektu była identyczna między oboma ujęciami, czy też zmieniła się w miarę ponownego komponowania ujęcia, aby zachować kadrowanie i kompozycję przy pierwszym ujęciu? Jaka była ogniskowa pierwszego zdjęcia i jaka była ogniskowa drugiego zdjęcia? We wszystkich demonstracjach, dlaczego FF ma płytszą głębię ostrości niż APS-C, użyto tego samego obiektywu (i ogniskowej + przysłony) i zmieniono jedynie odległość obiektu, aby zachować kadrowanie / kompozycję.
jrista
1
W momencie, gdy wrzucisz do miksu dynamiczną ogniskową, myślę, że trudniej jest pokazać PRAWDZIWY powód, dla którego aparaty pełnoklatkowe mają płytsze DOF (biorąc pod uwagę, że ogniskowa jest funkcją obiektywu, a odległość od obiektu jest funkcją aparatu. ) Powstaje zatem pytanie ... czy różnica w DoF wynika wyłącznie z różnic wielkości czujników ... a co za tym idzie z odległości od obiektu, czy też częściowo z powodu różnej ogniskowej? Wzór na DOF obejmuje ogniskową i odległość od obiektu, jednak sam rozmiar czujnika nie jest nieodłącznym składnikiem wzoru.
jrista
1
@ jrista Oczywiście musisz skalować do tego samego rozmiaru wyjściowego podczas porównywania czujników, w przeciwnym razie porównując P&S z DSLR, kończysz porównywanie 6 "x4" ze znaczkiem pocztowym. To po prostu nie ma sensu! Podczas porównywania czujników i zmiany ogniskowej w grze występuje dokładnie taka sama liczba czynników, a także przy porównywaniu czujników poprzez zmianę ogniskowej: jeden. Jednak zmiana ogniskowej powoduje, że obrazy wyglądają mniej więcej tak samo i mają tę samą perspektywę, więc jest to dla mnie zdecydowanie właściwy wybór.
Matt Grum
8

Dlaczego większy czujnik prowadzi do płytszej głębi ostrości?

Mówiąc prosto: nie.

Jeśli użyjesz dokładnie tego samego obiektywu i zmienisz tylko rozmiar czujnika, nie uzyskasz płytszej głębi ostrości przy większym czujniku.

Dopiero po zmianie innych zmiennych w celu skompensowania różnej wielkości czujnika możesz uzyskać zmianę głębi ostrości.

W przypadku zamieszczonych przez Ciebie przykładowych zdjęć fotograf faktycznie przesunął aparat! Prawdopodobnie zrobił to, aby zrekompensować zmianę rozmiaru czujnika, tak aby główny fotograf wypełnił mniej więcej tę samą część kadru. Jednak wyraźnie, gdy przesuwasz aparat, zmienia on perspektywę i względne odległości między obiektami - w tym przypadku, gdy aparat znajduje się dalej od obiektów, będzie miał większą głębię ostrości.

Oczywiście, gdyby nie przesunął aparatu ani nie zmienił ogniskowej (przez zbliżenie lub zmianę obiektywów), to zdjęcie zrobione z mniejszego czujnika wyglądałoby na „przycięte”, pokazując tylko część obrazu, z którego większy czujnik przedstawia. Ale pod wszystkimi innymi względami techniczne aspekty zdjęcia byłyby takie same, tylko przycięte.

Powodem, dla którego wiele rzeczy zmienia się w zależności od rozmiaru czujnika, nie jest tak naprawdę jego rozmiar, ale to, co robisz, aby zrekompensować rozmiar czujnika, niezależnie od tego, czy wybierasz inną lokalizację aparatu, obiektyw czy poziom powiększenia. W przypadku tego przykładu, wybrał on inne lokalizacje aparatu - w szczególności zmieniając aparat na odległość obiektu.

thomasrutter
źródło
Szkoda, że ​​większość ludzi nie przeczyta aż do tej odpowiedzi. Moim zdaniem jest to ten z najbardziej przejrzystym opisem faktycznego wyjaśnienia.
osullic
4

być może najjaśniejszym sposobem wyjaśnienia tego jest: jeśli porównasz to z wykadrowanym (aps-c) czujnikiem, fotografując to samo z tego samego punktu, aby uzyskać ten sam rezultat (kadrowanie) na pełnej klatce, potrzebujesz dłuższej ogniskowej; w rzeczywistości dłuższe soczewki dają płytszą głębię ostrości.

edytuj (dokładniej, bardziej irytująco): więc twierdzenie, że większy czujnik prowadzi do płytszej głębi ostrości, przynajmniej bezpośrednio, jest niepoprawne i mylące, w żaden sposób tak się nie stanie.

Głębia ostrości naprawdę zależy TYLKO od ogniskowej i liczby f; na każdym możliwym czujniku (lub filmie) ten sam obiektyw (te same ustawienia) da tę samą głębię ostrości. Jeśli założymy, że każda kamera, na którą zakładamy dany obiektyw, ma odpowiednie mocowanie, aby do niego pasować, i taką samą odległość między obiektywem a płaszczyzną ogniskowania, aby uzyskać prawidłowe ustawienie ostrości, wszystko, co porównujemy, wszystkie możliwe formaty matrycy / filmu to różne przycięte części ten sam rzutowany okrąg obrazu.

AKTUALIZACJA: Oto aktualizacja, aby powiedzieć moim komentującym (i wszystkim zainteresowanym), dlaczego nie uwzględniłem CoC w stosunku do rozmiaru czujnika w mojej odpowiedzi powyżej. Większość ludzi, którzy mogą to przeczytać, wie już prawdopodobnie więcej na ten temat i może być głupia, gdy czytają coś, co już wiedzą; pamiętaj, że staram się po prostu spojrzeć na to z innej perspektywy.

Dla tych, którzy nie wiedzą, Circle of Confusion jest jedną z nieskończonych kropek światła, które obiektyw rzuca na płaszczyznę ogniskowania, w naszym przypadku część aparatu, w której znajduje się czujnik lub film. Najbliżej tej kropki dochodzi do punktu (który nie ma rozmiaru, ale nasza kropka nigdy nie jest punktem, ponieważ obiektywy nie są idealne), tym ostrzejszy obraz (w tym obszarze) i odwrotnie. (Zgrubna definicja po to, by przedstawić nowicjuszom ten temat, eksperci, nie marnuj czasu na krytykowanie tego).

Myślę, że możemy się zgodzić, że maksymalna dopuszczalna wartość CoC jest wartością używaną do ustalenia z matematyczną pewnością, co jest przedmiotem zainteresowania, a co nie; służy celowi „narysowania linii” (ponieważ w rzeczywistości istnieje płynne przejście między ustawieniem ostrości a jej brakiem) i może być dobrze dostosowany do rozmiaru wydruku, który chcesz osiągnąć, ponieważ spowodowałby to większy wydruk przejście jest bardziej widoczne i na pewnym poziomie można zauważyć, że niektóre obszary, które wydają się być ostre, patrząc na mniejszy wydruk tego samego obrazu, są w rzeczywistości nieostre.

Stosowanie formuł, w których jednym elementem jest CoC w celu ustalenia DOF, jest procesem analitycznym, więc jest to sposób na zrozumienie, co się dzieje, bez zmiany rzeczy (tj. Obrazu, który obiektyw wyświetla na płaszczyźnie ogniskowej). Fakt, że CoC istnieją i że należy zdecydować, jaki jest właściwy rozmiar CoC, aby uzyskać ostry obraz o danym rozmiarze, nie zmienia sposobu działania obiektywu w różnych czujnikach / formatach filmu.

Jeśli chcesz uzyskać duży wydruk, rozumiem, że może być konieczne rozważenie innej akceptowalnej ostrości. W mojej powyższej odpowiedzi zakładam (i zadeklarowałem, że tak) płaszczyzna ogniskowej jest zawsze taka sama, o czym mówimy we współczesnych lustrzankach cyfrowych: mówimy o innym wykonaniu soczewki na różnych ciałach.

czasami pomaga brzydki nadmiernie uproszczony rysunek to jest to

wykonanie dwóch wydruków tego samego rozmiaru z dwóch różnych czujników da różne wyniki w zależności od rozdzielczości dwóch czujników.

jeśli założymy, że gęstość pikseli jest taka sama dla obu czujników i drukujemy w stałej rozdzielczości, wydruki z mniejszego czujnika będą wyglądać dokładnie tak, jak większe, tylko przycięte.

jeśli ponownie założymy, że gęstość pikseli jest taka sama i drukujemy w ustalonym rozmiarze, wydruki z mniejszego czujnika będą wyglądały jak powiększone plony większych, o niższej jakości.

jeśli po prostu i bardziej poprawnie do celów naszej analizy założymy, że oba mają wystarczającą liczbę pikseli, aby wydrukować żądany stały rozmiar bez zauważalnej utraty jakości, to co otrzymujemy na wydrukach z mniejszego czujnika, jest jak przycięte powiększenie wydruku z większego czujnik, dzięki czemu widzimy różnicę w głębi pola, to znaczy widzimy więcej szczegółów, dzięki czemu łatwiej jest dostrzec lekko nieostre obszary. Moglibyśmy to uwzględnić, gdybyśmy zdecydowali się na dodanie większej formuły CoC do formuły, gdy podczas fotografowania obliczaliśmy DOF. Kto jest tak szorstkim fotografem, żeby tego nie robić? ;-)

Jednak tak naprawdę nikogo nie kpię. Mówię tylko, krótko mówiąc: jeśli robisz duże wydruki, możesz chcieć wycisnąć nieco więcej DOF z apertury, wybierając wyższą liczbę f, więc pewna część obrazu wokół linii oddzielająca się od ostrości i ostrość będzie wystarczająco ostra, aby można ją było uznać za w pełni skoncentrowaną również w powiększeniach. to jest to!

Ten sam obiektyw z tymi samymi ustawieniami przysłony (przy tej samej ogniskowej, jeśli jest to zoom) zawsze daje ten sam rezultat. CoC nie jest zmienną fizyczną, taką jak te, o których właśnie wspomniałem, która naprawdę zmienia światło wychodzące z obiektywu i skierowane do kamery, jest to parametr używany do matematycznego określenia, czy coś jest ostre.

Nie można powiedzieć, że DOF jest funkcją rozmiaru czujnika (między innymi), ponieważ większe czujniki są używane do dużych wydruków, a na dużych wydrukach widać obszary poza polem ostrości, których na małych wydrukach nie widać. Po pierwsze dlatego, że nazwanie tego relacją pośrednią jest eufemizmem, a potem dlatego, że wyjaśnia to szczegóły kosztem czystej dokładności. Może brakuje mi ... czegoś więcej.

MattiaG
źródło
6
Ilościowo formuły głębi pola zależą od „maksymalnego dopuszczalnego kręgu zamieszania”, który w zasadzie zależy od tego, co uważasz za „akceptowalnie ostre”. Niektóre osoby narzucają ten sam dopuszczalny CoC we wszystkich okolicznościach (rodzaj miernika jakości dla obiektywów), w którym to przypadku odpowiedź jest poprawna. Inni, w tym ja, uważają, że to kryterium „dopuszczalnej ostrości” ma sens tylko w kontekście gotowego dzieła, np. Wydruku. W takim przypadku maksymalny dopuszczalny CoC zależy od stopnia powiększenia, co z kolei zależy od wielkości czujnika.
coneslayer
@coneslayer - dziękuję, w końcu ktoś mówi o jednym fakcie, że tak wielu przeoczyło. DoF jest nie tylko funkcją f # i FL, ale także formatu wyjściowego i wielkości czujnika. To połączenie ich wszystkich!
ysap
2
Zawsze zakładam ten sam końcowy rozmiar wyjściowy (w którym uzyskujesz płytsze DOF z większym czujnikiem), ponieważ nie jest tak, że ludzie drukują obrazy z aparatów P&S o dziesiątą część wielkości jak z lustrzanek cyfrowych, nikt nie ma tendencji do drukowania / przeglądania zdjęć ten sam rozmiar bez względu na to, jak duży jest czujnik!
Matt Grum
1
@Matt: Ja też, i pomyślałem, że to całkiem dobrze przyjęte, ale zobacz zdjęcie.stackexchange.com/questions/11291/..., aby uzyskać zdanie odrębne.
coneslayer
1
+1 dla „Jeśli po prostu i bardziej poprawnie do celów naszej analizy założymy, że oba mają wystarczającą liczbę pikseli, aby wydrukować żądany stały rozmiar bez zauważalnej utraty jakości, to co otrzymujemy na wydrukach z mniejszego czujnika jest jak przycięte powiększenie drukuj z większego czujnika, aby rzeczywiście zobaczyć różnicę w głębi pola, to znaczy widzimy więcej szczegółów, dzięki czemu łatwiej jest dostrzec obszary lekko nieostre ”. Mniejszy czujnik lub zbiór z dużego czujnika mają dokładnie taki sam efekt, jak zwiększenie pozornej DOF po powiększeniu.
mattdm
1

Głębia ostrości jest funkcją wielu zmiennych, z których jedną jest odległość od obiektu. W opublikowanym przykładowym ujęciu lewą stronę wykonano za pomocą Canona 30D, który ma wykadrowany czujnik APS-C (24 mm), podczas gdy prawą stronę wykonano za pomocą Canona 5D, który ma czujnik pełnoklatkowy (35 mm). Oba zdjęcia zostały wykonane tym samym obiektywem przy tej samej przysłonie.

Powodem zmiany DoF między 30D i 5D jest to, że aby utrzymać kadrowanie lub rozmiar obiektu w stosunku do rozmiaru obrazu, musisz przybliżyć 5D. Jest tak, ponieważ 5D ma szersze pole widzenia dla dowolnego obiektywu niż 30D. Im bliżej ustawisz ostrość, tym głębsza będzie twoja głębia ostrości.

jrista
źródło
0

Głębokość pola zależy tylko od dwóch czynników. Są to współczynnik powiększenia i fstop. Przez powiększenie rozumiem ostateczny rozmiar prit kontra rozmiar obiektu. większe czujniki wymagają mniejszego powiększenia, aby uzyskać określony rozmiar wydruku, a zatem wydają się mieć większą głębię ostrości, ale jeśli powiększone do tego samego współczynnika co mniejszy czujnik, udowodnią, że krąg pomieszania opiera się TYLKO na fstop.

carl
źródło
1
Twoja odpowiedź nie dodaje nowych informacji, a na to pytanie udzielono już odpowiedzi ze szczegółami. Powinieneś unikać tego króla odpowiedzi.
Itay Gal