Co jest przyczyną tego nierównomiernego efektu bokeh?

16

Mój przyjaciel zastanawia się nad zakupem używanego średnioformatowego aparatu TLR ( Mamiya C330 ) i pokazał mi kilka zdjęć testowych, które ze sobą zrobił. Na niektórych zdjęciach, takich jak ten, uderzył mnie dziwnie niejednolity bokeh.

Zdjęcie z nierównomiernym efektem bokeh
(Twarz podmiotu jest rozmazana ze względu na prywatność, ponieważ nie są to moje dzieci).

Jeśli spojrzysz na tło, zwłaszcza drzewa u góry obrazu, wyraźnie zobaczysz, że bokeh nie jest okrągły, ale eliptyczny, a długa oś elipsy wydaje się prostopadła do linii od środka wizerunek. Wygląda prawie jak rozmycie w ruchu kołowym, tak jakby aparat został obrócony podczas ujęcia, ale brak rozmycia na pierwszym planie wyraźnie pokazuje, że tak nie jest.

Raczej podoba mi się ten efekt, zwłaszcza sposób, w jaki przyciąga wzrok do środka obrazu. (To nie jest tak skuteczny w tym konkretnym zdjęciu, ponieważ nie ma silny centralny temat na oko należy wyciągnąć do , ale w niektórych innych zdjęć z bardziej centralnej kompozycji działało bardzo dobrze.) Co Zastanawiam się jednak, to , co jest przyczyną, i jest tam nazwa dla niego?

Widzę, jak to może wynikać ze sposobu, w jaki światło przemieszcza się po przekątnej przez tęczówkę w pobliżu krawędzi obrazu, co podkreśla stosunkowo duży format filmu (moja własna kamera, z którą nigdy tak naprawdę nie zauważyłem takiego efektu, to lustrzanka cyfrowa Nikon ze stosunkowo małą matrycą APS-C), ale czy to naprawdę wszystko, czy dzieje się coś bardziej skomplikowanego? I w jaki sposób mogę celowo osiągnąć ten sam efekt , bez przejścia na format średni?

Ps. Oto zbliżenie górnej części zdjęcia powyżej (kliknij, aby powiększyć):

Zakończenie nierównomierny bokeh

Zdjęcie zostało zrobione obiektywem Mamiya-Sekor 80 mm f / 2.8. Niestety nie znam dokładnego ustawienia przysłony i czasu otwarcia migawki.

Ilmari Karonen
źródło
Podczas częściowych zaćmień Słońca widziałem przerwy między liśćmi drzewa, które działają jak kamery otworkowe i wyświetlają obrazy półksiężyca na ziemi. Muszę się więc zastanawiać, czy na kształty bokeh wpływają kształty szczelin między liśćmi (które oczywiście nie będą idealnymi okręgami), a także soczewki.
zwolnienie
1
@Zack: Z pewnością są (ogólnie rzecz biorąc, kształt plamki bokeh jest splotem kształtu źródła światła i funkcji rozrzucania punktu kamery), ale jestem prawie pewien, że faktyczne odstępy między liśćmi nie zostały ułożone w okrągły wzór pokazany na zdjęciu.
Ilmari Karonen,

Odpowiedzi:

21

Kształt bokeh jest powiązany z pozornym kształtem przysłony obiektywu.

Od razu spowoduje to powstanie bokeh w przybliżeniu koła. Gdy obiekt odsuwa się od środka pola, bokeh zaczyna wyglądać jak fragment koła.

Można to zmniejszyć, przymykając obiektyw.

soczewki

Więcej na ten temat można przeczytać w Shape of the blur patch i Cat's eye efekt .

Aby osiągnąć ten efekt, potrzebujesz szerszego pola widzenia w obiektywie (długi obiektyw nigdy nie zobaczy apertury pod dużym kątem) i strzelaj szeroko.


Optykę tego można zrozumieć, patrząc na promienie świetlne przez układ soczewek:

ścieżka światła przez soczewkę

Jednak nie jest to takie proste, ponieważ sama konstrukcja obiektywu również odgrywa rolę bokeh.

cztery soczewki, cztery bokeh

Jedyną różnicą między czterema obrazami jest obiektyw. Każdy obiektyw ma inny rozmiar źrenicy przedniej i tylnej oraz liczbę i kształt ostrzy obiektywu. Gdyby ten efekt nie był spowodowany przez soczewkę, wskazywałby na inne zjawiska. Zamiast tego widzimy różnicę między różnymi obiektywami w tym samym aparacie, co wskazuje, że konstrukcja obiektywu jest przyczyną kształtu i miejsca, w którym należy spojrzeć, aby zrozumieć naturę tego bokeh.

Ostatecznie bokeh kociego oka jest formą mechanicznego winietowania podobną do sytuacji, gdy osłona obiektywu jest zbyt długa dla obiektywu i blokuje część sceny.

Ten rodzaj bokeh można również zaobserwować w pozornej zmianie kształtu w filtrach kształtów DIY:

wizerunek wizerunek

Zwróć uwagę na kształt serca i myszki miki na brzegu kadru. Gdyby ktoś spojrzał na obiektyw z tych punktowych źródeł światła, zobaczyłby, że kształt serca lub myszki miki na kamerze ma kształt bokeh (z pewnymi dodatkowymi korektami dla pozornego kształtu źrenicy) .

scottbb
źródło
Wydaje się to prawdopodobne, ale zauważ, że o ile mogę stwierdzić, te odniesienia są jedynym źródłem tego konkretnego roszczenia w Internecie. A autor na swojej stronie biograficznej mówi: „Nie jestem zawodowo zaangażowany w fotografię [lub] optykę [...] W życiu codziennym pracuję jako podwodny akustyk”. Teraz też nie jestem profesjonalistą w tych dziedzinach, ale ponieważ jest to sprzeczne z całą resztą, którą przeczytałem (poza postami internetowymi, które można do tej historii powiązać), chciałbym zobaczyć dalsze odniesienia.
Przeczytaj Profil
@mattdm uważa, że ​​różne DIY tworzą własne bokeh . Kształt pozornej źrenicy soczewki jest kształtem bokeh (ma to również wpływ na liczbę i kształt ostrza przysłony). A kiedy patrzysz na różne bokeh DIY, często widzisz krawędź ramki. i.stack.imgur.com/Bh1Pv.png - tłumaczy to pozorny kształt źrenicy soczewki. (i tak, wikipedia nie jest świetnym źródłem, ale en.wikipedia.org/wiki/Bokeh#cite_ref-11 )
Nie kwestionuję, że można uzyskać efekt bokeh, a nawet że efekt ten może wystąpić w pobliżu krawędzi obiektywu. Po prostu nie sądzę, że o to tu chodzi.
Przeczytaj Profil
2
Czy zgadzamy się, że kształt bokeh jest kształtem pozornej źrenicy soczewki (takiej jak sześciokątny bokeh na 6 ostrzach przysłony?) I że mechaniczne winietowanie (filtr bokeh DIY) może zmienić kształt bokeh? Dlaczego nie stanowią te dwa czynniki dla oka bokeh kota?
Opisujesz formę aberracji sferycznej w obiektywie. Przyjmując do wiadomości, że tak jest w przypadku obiektywu, można zaprojektować prostszy obiektyw, jeśli zaakceptuje się płaską powierzchnię ogniskową. Jednak to samo nie bierze pod uwagę kształtu bokeh oka kota, który można dokładnie opisać i zrozumieć przy użyciu modelu mechanicznego winietowania poza obszarem ostrości. Poza tym, jeśli ktoś chce naprawdę zrozumieć kształt, prawdopodobnie dobrym rozwiązaniem byłoby przesłanie go do Physics.SE, aby uzyskać na nim optykę i matematykę.
14

To jest krzywizna pola . Proste soczewki naturalnie rzucają zakrzywione pole, a nie płaskie pasujące do filmu lub czujników cyfrowych. Nowoczesne soczewki próbują to naprawić, ale wiele starszych konstrukcji tego nie robi. W rzeczywistości nazywa się go czasem „efektem Petzvala” po klasycznym wzornictwie znanym z tego wyglądu.

Co ciekawe, w tym tygodniu Sony pokazało prototypy zakrzywionego czujnika cyfrowego zaprojektowanego specjalnie z tego powodu - dzięki zakrzywieniu czujnika obiektyw może być znacznie prostszy, ale nadal zapewnia ostrość w całym kadrze.

W mojej odpowiedzi na „ Jakie cechy jakości obrazu czynią soczewkę dobrą czy złą?” Jest więcej informacji na temat (i przykładów) krzywizny pola. i więcej szczegółów technicznych na stronie Co oznacza „Flat Field Focus”? oraz Czy soczewki mają płaszczyzny ogniskowe lub sfery / elipsoidy?


Istnieje powszechna teoria internetowa, która utrzymuje, że wynika to przede wszystkim z winietowania optycznego - jak obecnie przyjęta odpowiedź mówi: „Ostatecznie bokeh oka kota jest formą mechanicznego winietowania podobną do sytuacji, gdy osłona obiektywu jest zbyt długa dla obiektyw i blokuje część sceny. ” Brzmi rozsądnie, ale jest sprzeczne z tym, co widziałem ze źródeł innych niż Internet. Na szczęście sytuacja, w której „osłona obiektywu jest zbyt długa” jest łatwa do odtworzenia, więc postanowiłem zrobić prosty test.

Mam obiektyw 23 mm f / 1.4 i zdarza się, że osłona obiektywu 56 mm pasuje również fizycznie. Zrobiłem więc serię zdjęć: bez osłony obiektywu, pasującej do niej 23 mm osłony, 56 mm osłony i 56 mm osłony rozciągniętej jeszcze bardziej za pomocą kawałka czarnego papieru konstrukcyjnego i jakiejś poręcznej taśmy gaffers. W każdym przypadku ustaw obiektyw na przysłonę f / 1.4 i skoncentruj się na moim przyjaznym małym asystencie fotograficznym Beefy , aby uzyskać oczywiste artefakty podświetlenia tła. Wyniki:

bez kaptura

prawidłowy kaptur 23 mm

Obiektyw 23 mm z osłoną 56 mm

Kaptur 56 mm przedłużony o papier

Widzimy, że ma to wpływ na koła bokeh, a na dwóch ostatnich zdjęciach widać stopień „zawirowania”, szczególnie w przypadku tuby papierowej. Ale efekt nie jest bardzo silny w porównaniu do przykładowego obrazu tutaj (lub do tego w innym pytaniu ), nawet jeśli rogi są wyraźnie zablokowane przez osłonę 56 mm - lub całkowicie zablokowane przez rurkę. W rzeczywistości, gdybym nie dążył do szukania „zawirowania”, tutaj mógłbym opisać to jako „ściśnięte wokół krawędzi koła”. Fizyczna teoria winietowania nie jest odpowiednia; coś innego dzieje się w soczewkach, które wytwarzają ten wygląd, nie tracąc całkowicie rogów.

Dodatkowo sprawdź ten kadr z prawej górnej krawędzi widocznego koła z testu koloru papieru. Kształty świateł przechodzą szybko z prawie okrągłego do półksiężyca. To zewnętrzne linie półksiężyców powodują efekt zawirowania na tym zdjęciu. Trudno powiedzieć w tej próbce, ale na większości zdjęć z efektem Petzvala przejście jest bardziej stopniowe. I pomimo schematu liniowego ilustrującego inaczej, kształty te wyraźnie nie są „kocim okiem”. Ponownie przyczyną tego jest coś innego - i to krzywizna pola.

pasemka z bliska

Tak więc, aby naprawdę odtworzyć ten efekt, możesz spróbować rozszerzyć osłonę obiektywu, ale dla lepszych rezultatów możesz albo znaleźć prawdziwy klasyczny obiektyw z konstrukcją Petzval , albo kilka nowszych, ale wciąż „zabytkowych” soczewek Helios z czasów radzieckich , lub wybierz niedawno wypuszczony na rynek obiektyw artystyczny Petzval firmy Lomography do mocowań Canon EF lub Nikon F.

Proszę przeczytać profil
źródło
2
Jesteś pewny? Widzę, w jaki sposób krzywizna pola zmieniałaby ostrość między środkiem a krawędziami obrazu, ale nie widzę, jak zmieniłaby kształt bokeh. (Ps. Poszukałem „zakrzywienia pola” i znalazłem tę stronę ilustrującą różne aberracje optyczne. To, co widzę na tym zdjęciu, bardziej przypomina ich ilustrację „astygmatyzmu strzałkowego”, chociaż nie jestem całkiem pewien, czy to taki sam efekt, jak widziane na zdjęciu też.)
Ilmari Karonen
1
Jestem w większości pewien . Jeśli dojdziesz do fizyki konstrukcji optycznej, krzywizna pola oraz astygmatyzm styczny i strzałkowy są ze sobą powiązane i wszystko staje się dość skomplikowane - i wychodzi poza zakres mojej wiedzy. Zauważ, że szukając tych rzeczy, otrzymujesz głównie diagramy i tabele testowe - oraz strony o astrofotografii. To wszystko dobrze i dobrze, ale z punktu widzenia rozpoznania tego efektu i odtworzenia go, szukasz krzywizny pola Petzval.
Przeczytaj Profil
Jest tu kilka interesujących dowodów na to, że soczewka ze znakomitą korekcją krzywizny pola (Zeiss 85 mm Planar) nadal pokazuje efekt bokeh oka. verybiglobo.com/…
Michael C
@MichaelClark Tak, wcale nie wątpię, że mechaniczne winietowanie może wpłynąć na kształt nieostrych świateł, w tym stworzyć efekt kociego oka. Ale nie sądzę, że to jest źródło (a przynajmniej nie jedyne źródło) wyglądu Petzvala, który jest gładszy i bardziej wszechobecny.
Proszę przeczytać Profil
Myślę, że jest to połączenie mechanicznego winietowania i krzywizny pola i / lub astygmatyzmu. Zauważ, że kiedy zwiększasz ilość winietowania, przesuwasz krawędzie bliżej środka, kompresując efekt. Jakiego konkretnego obiektywu 23 mm f / 1.4 używałeś?
Michael C
4

Opierając się na innych odpowiedziach, jest to w rzeczywistości spowodowane soczewką z niedokorygowanym petzvalem. Jest również winietowany, ale bardziej w jednej płaszczyźnie niż w drugiej. Tutaj możesz zobaczyć wykres przechwytywania promienia dla wielkoformatowego obiektywu tessar, są one również znane jako wykresy RIM lub krzywe H'-TanU '. Na wykresie linii RIM jest obcinany, co wskazuje na winietowanie. Zauważysz, że ten przykład jest winietowany w płaszczyźnie stycznej, ale nie w płaszczyźnie strzałkowej. Powoduje to, że punkt i po rozogniskowaniu bokeh jest większy w płaszczyźnie strzałkowej niż w płaszczyźnie stycznej.

Jest to ten sam warunek, co w twoim przykładzie, więc uważam, że konkretna soczewka nie skorygowała petzval, a także „asymetrycznego” winietowania, jak to nazwałbym.

Brandon Dube
źródło
Czy zatem charakterystyczny koci kształt pasemek wynika z winietowania, jak wyjaśniono w odpowiedzi @ MichaelT? Czy można uzyskać efekt „swirly” bez winietowania - np. Sama krzywizna pola? I odwrotnie, czy ten wygląd może wystąpić, gdy występuje tylko winietowanie i nie ma krzywizny pola?
Przeczytaj Profil
2
Wystarczająco mocny przypadek obu z nich spowodowałby, ale sytuacja musiałaby stać się dość ekstremalna, aby możliwe było powielenie go osobno. „Spłaszczony” kształt tego przykładu (szerszy niż wysoki) nie jest możliwy bez winietowania lub astygmatyzmu.
Brandon Dube,
Brandon, jesteś fenomenalnym zasobem! Czy możesz podać jakieś linki do zrozumienia wykresów RIM? Na przykład, w jaki sposób są generowane: tylko numerycznie, czy można próbkować z prawdziwego obiektywu ?. A do czego odpowiada oś x każdego wykresu? Jeśli nie ma dobrych źródeł, które mogłyby to wyjaśnić, można wpisać tutaj jako odpowiedź na pytanie i odpowiedź własną.
footwet
2
@feetwet, chociaż nie jest to wyraźny przewodnik po czytaniu wykresów RIM, napisałem artykuł na temat strefy fotograficznej, używając ich tutaj szeroko . Istnieje również kilka szczegółów z nich tutaj . Oś X to lokalizacja w źrenicy, więc lewa strona to dolna krawędź, a prawa strona to górna krawędź. Daj mi znać, jeśli masz inne pytania na ich temat.
Brandon Dube,