В чем разница между камерой и человеческим глазом?

Основные свойства диафрагмы

Диафрагма это механизм, который обычно расположен в объективе. Суть его работы — сужение и расширение, для регулировки светового потока попадающего на матрицу фотоаппарата. Диафрагма выглядит как несколько наезжающих друг на друга лепестков, посреди которых всегда остается отверстие. Если отверстие сужается, на матрицу камеры попадает меньше света, если расширяется — больше.

Одно из возможных, но не основных применений диафрагмы — регулировка количества света. Если в момент создания кадра в пространстве слишком яркое освещение, его можно уменьшить, с помощью сужения диафрагмы, и наоборот, если в момент съемки темно — отверстие можно расширить, чтобы увеличить количество света, попадающего на матрицу. Чаще же ее используют для регулировки ГРИП, о котором будет расказано ниже.

Диафрагму принято обозначать буквой «f», размер диафрагмы — числами рядом с буквой «f», и чем больше число, тем меньше отверстие.

Размер диафрагмы — величина относительная, она не зависит от фотоаппарата, которым вы пользуетесь. Так что, если вы выявили, что при прочих равных параметрах диафрагма должна быть 5.6, то этот параметр будет верным и для компактной мыльницы, и для среднеформатного фотоаппарата.

Диафрагменный ряд (стандартная шкала диафрагм): f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22.

Между значениями в стандартной шкале диафрагм — одна ступень экспозиции, так что при переходе от одного значения к другому, количество света попадающего в объектив будет изменяться в два раза.

Резюме

Диафрагма позволяет регулировать световой поток. Основные параметры, на которые влияет диафрагма: ГРИП, резкость и экспозиция (про нее поговорим позже). Рекомендую просто попробовать поснимать на разных значениях и понаблюдать, как изменяется картинка. Поначалу все это может казаться запутанным, но «распутывается» с практикой

Важно отталкиваться от сюжета и всегда задавать себе вопросы: «какие сейчас условия съемки, критично ли влияние изменения диафрагмы для этого сюжета, чего нужно достичь, какие значения можно использовать». После таких вдумчивых съемок придет чувство камеры, и мозг будет выставлять настройки чуть ли не на автомате!

Дифракция и фокусное расстояние

Существует достаточно распространённое заблуждение, будто бы дифракция зависит также от фокусного расстояния объектива. Ведь диафрагменное число – это отношение фокусного расстояния к диаметру отверстия диафрагмы, а значит при одном и том же значении диафрагмы физический размер отверстия у длиннофокусного объектива будет больше, чем у короткофокусного, а увеличение отверстия ведёт к уменьшению диска Эйри. Так-то оно так, но нельзя забывать и о том, что с увеличением фокусного расстояния объектива увеличивается и расстояние, которое должны пройти лучи света, коснувшиеся края диафрагмы и отклонившиеся от прямого пути, в результате чего рассеяние света с ростом фокусного расстояния усугубляется. Как следствие, положительный эффект от увеличения физического размера отверстия нейтрализуется отрицательным эффектом от увеличения фокусного расстояния. Так что, размер диска Эйри в действительности зависит только от величины относительного отверстия.

Удивительно то, что, вопреки теории, при использовании телеобъективов большие значения диафрагмы зачастую и вправду крадут резкость не столь откровенно, как при использовании широкоугольных объективов. Скорее всего, это можно объяснить тем, что съёмка с длиннофокусной оптикой очень часто сопряжена с острым недостатком глубины резкости, в связи с чем даже при сильном диафрагмировании объектива вред, причиняемый дифракцией, компенсируется увеличением ГРИП, что создаёт иллюзию повышения резкости. В то же время на малых фокусных расстояниях глубина резкости обычно не является проблемой даже при умеренных значениях диафрагмы, и потому чрезмерное диафрагмирование только ухудшает картинку.

Спасибо за внимание!

Василий А.

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.

Глубина резкости (ГРИП)

ГРИП — глубина резко изображаемого пространства (глубина резкости). Если вы фотографируете какой-либо объект и навели на него резкость, то насколько будет резким и как далеко будет распространено резкое пространство за этим объектом, в первую очередь зависит от диафрагмы. Все что не попадает в поле резко изображаемого пространства становиться размытым, и размытие это называется — боке.

Шкала популярных применений для различных диафрагм:

f/1.4: хорошо подходит для съемки в условиях низкой освещенности, но, при таком значении очень маленькая ГРИП, поэтому лучше применять для небольших объектов или для создания эффекта мягкого фокуса.
f/2: Использование похоже на f/1.4, отличается от предыдущего стоимостью объектива.
f/2.8: Также хорошо применять в условиях низкой освещенности. Чаще всего применяется для съемки портретов, так как глубина резкости больше и в нее попадет все лицо, а не только глаза. Хорошие зум-объективы как правило имеют это значение диафрагмы.
f/4: Это минимальная диафрагма, используемая для съемки человека при достаточном освещении. Диафрагма может ограничивать работу автофокуса, поэтому вы рискуете промахнуться на открытой диафрагме.
f/5.6: Хорошо использовать для фотографии 2-х человек, но для низкой освещенности лучше использовать подсветку вспышкой.
f/8: Используется для больших групп, так как гарантирует достаточную глубину резкости.
f/11: На этом значении большинство объективов имеют максимальную резкость, так что это хорошо для портретов.
f/16: Хорошее значение при съемке на ярком солнечном свете. Большая глубина резкости.
f/22: Подходит для съемки пейзажей, где не требуется внимания к деталям на переднем плане.

Глубину резкости можно высчитать с помощью формул, но они необходимы только для проффесиональной съемки, для любительской чаще ориентируются на собственный опыт видения фотографии.

Кроме диафрагмы на глубину резкости влияет также и фокусное расстояние объектива — чем больше фокусное расстояние установленного объектива, тем сильнее будет размыт фон. То есть, телеобъектив сильнее размоет фон, по сравнению с широкоугольным объективом.

Более подробная информация о глубине резко изображаемого пространства.

С какой частотой на самом деле видит человеческий глаз

Органы зрения человека – не искусственное приспособление. Поэтому ни один ученый с точностью не может выявить цифру, какое количество кадров в секунду воспринимают глаза человека. Для каждого индивида данные варьируют в зависимости от степени развитости головного мозга и глазных яблок, скорости передачи нервного импульса, остроты зрения.

На самом деле, человеческие органы зрения видят не попеременные кадры, а картинку целиком. Кадры глаза воспринимают только в том случае, если просматривать кинофильм. Окружающая действительность видится человеком следующим образом:

в результате смены картинки в процессе движения человеку без разницы, сколько кадров в секунду образуется, изображение для него не поменяется;
глаза воспринимают объекты лучше, если они движутся быстро и резко;
если перед глазами человека располагается движущийся объект, то чем больше кадров в секунду будет, тем лучше восприятие.

Именно из-за вышеперечисленных факторов можно сказать, что человек видит картинку с FPS намного больше, чем 24 кадра в секунду. Насколько четко будут отображаться движущиеся предметы в головном мозге человека, зависит здоровье органов зрения. Если острота восприятия снижается, картинка будет расплывчатой. При 100% зрении для человека намного лучше будет кинофильм, содержащий не 24, а 60, 100 FPS.

Влияет не только количество кадров в секунду, но и следующие факторы:

амплитуда смены кадра;
резкость от перехода на разные цвета;
время, необходимое для одного кадра.

Можно склеить 100 не схожих кадров вместе и перелистывать их быстро. Человек в это время будет ощущать дискомфорт, так как вышеперечисленные параметры не соблюдены. Неприятное ощущение образуется из-за того, что органы зрения человека пытаются воспринять каждый кадр в отдельности, так как они не взаимосвязаны. У испытуемого болят глаза, голова. Если у человека наблюдается эпилепсия, начнется приступ.

Если они увеличиваются, это вызывает неприятные ощущения в глазах, дискомфорт. При этом считается, что при высокой смене кадров за одну секунду показывается большое число картинок, человеческий глаз распознает их плавно. Но даже если он не видит смену кадра, головной мозг все равно ее воспринимает.

Характеристика и описание органа

В человеческом организме больше 400 мышц. Одна из них – диафрагма. Она очень большая и нужна не только для дыхания. Закладка диафрагмы происходит на третьей неделе, к четвертой формируется поперечная перегородка, которая и разделяет брюшную полость и грудную клетку. Потом из серповидных складок по бокам тела постепенно формируются плевроперитонеальные мембраны.

Они необходимы для образования куполов и поясничной части. Постепенно формируясь, диафрагма удаляется от начального месторасположения, занимая анатомически правильное положение. Это происходит к концу третьего месяца развития эмбриона. При любых нарушениях во время формирования диафрагмы могут возникнуть врожденные дефекты или пороки.

Мышечная перегородка разделяет тело на две части, а ее граница проходит по краям нижних ребер. Она имеет форму купола, участвует сразу в нескольких жизненно важных процессах. Диафрагму иначе называют дыхательной мышцей. Она считается одной из главных частей брюшного пресса. Пучки ее мышц находятся на периферии, а центр заполнен сплетенными сухожилиями.

Нарушение работы диафрагмы нередко сопровождается болью, которая может отдавать в разные части тела. Понять, что куполообразная мышечная перегородка функционирует неправильно, поможет простой тест. Одну руку нужно положить на грудную клетку, вторую – на живот. Если на вдохе приподнимается только грудина (или большей частью она), то это указывает на неправильную работу диафрагмы. В норме обе зоны должны работать примерно на одном уровне.

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.

Обозначение

F-число N определяется как:

Nзнак равножD {\ displaystyle N = {\ frac {f} {D}} \}

где — фокусное расстояние , — диаметр входного зрачка ( эффективная апертура ). Это обычное для записи F-чисел предшествует F /, который образует математическое выражение диаметра входного зрачка в терминах F и N . Например, если фокусное расстояние объектива составляет 10 мм, а диаметр входного зрачка — 5 мм, число f будет равно 2. В системе линз это будет выражено как « f / 2». Диаметр апертуры будет равен .
ж{\ displaystyle f}D{\ displaystyle D}ж2{\ displaystyle f / 2}

Большинство линз имеют регулируемую диафрагму , которая изменяет размер диафрагмы и, следовательно, размер входного зрачка. Это позволяет практикующему изменять число f в соответствии с потребностями. Следует понимать, что диаметр входного зрачка не обязательно равен диаметру диафрагмы из-за увеличивающего эффекта линзовых элементов перед диафрагмой.

Игнорируя различия в эффективности светопропускания, объектив с большим числом f проецирует более темные изображения. Яркость проецируемого изображения ( освещенность ) относительно яркости сцены в поле зрения объектива ( яркость ) уменьшается пропорционально квадрату числа f. Объектив с фокусным расстоянием 100 мм и диафрагмой f / 4 имеет диаметр входного зрачка 25 мм. Объектив с фокусным расстоянием 100 мм и диафрагмой f / 2 имеет диаметр входного зрачка 50 мм. Поскольку площадь изменяется пропорционально квадрату диаметра зрачка, количество света, пропускаемого линзой f / 2, в четыре раза больше, чем у линзы f / 4. Чтобы получить такую же фотографическую экспозицию , время экспозиции должно быть уменьшено в четыре раза.

Объектив с фокусным расстоянием 200 мм и диафрагмой f / 4 имеет диаметр входного зрачка 50 мм. Входной зрачок объектива 200 мм имеет площадь в четыре раза больше входного зрачка объектива 100 мм f / 4 и, таким образом, собирает в четыре раза больше света от каждого объекта в поле зрения объектива. Но по сравнению со 100-миллиметровым объективом, 200-миллиметровый объектив проецирует изображение каждого объекта в два раза выше и в два раза шире, покрывая площадь в четыре раза, поэтому обе линзы производят одинаковую освещенность в фокальной плоскости при отображении сцены заданная яркость.

является диафрагменным числом скорректировано с учетом эффективности передачи света.

Как работает оптическая система глаза?

В камерах, телескопах, биноклях есть линзы, точно так же, как и в человеческом глазу. Если вы сомкнёте веко, а потом аккуратно проведёте по нему пальцем, то почувствуете бугорок — это роговица — выпуклая линза нашего глаза. Для того, чтобы человек увидел что-либо, необходим свет. Зрачок — не что иное, как отверстие. Через него свет, который излучают или отражают объекты, попадает на хрусталик. Он представляет собой прозрачную двояковогнутую линзу и собирает все лучи в одну точку и формирует точную перевёрнутую копию предмета, на который мы смотрим. Иными словами, хрусталик уменьшает изображение и передаёт его на сетчатку.

Около 7 миллионов колбочек, чувствительных к красному, синему и зелёному, посылают сигналы по зрительному нерву в мозг, а зрительный анализатор преобразует их в цвета. Когда становится темно, менее чувствительные колбочки становятся бессильны. Но мы же должны разглядеть хоть что-то. За восприятие света отвечают палочки, и их гораздо больше: примерно 100 миллионов. В сумерках зрачки расширяются, чтобы впустить мельчайшие лучи света и ориентироваться в пространстве, не различая при этом цвета. Кстати, именно из-за генетических или приобретенных неполадок с колбочками, возникает дальтонизм — невозможность корректно различать цвета.

Палочки преимущественно расположены по периферии, а колбочки сконцентрированы в месте максимальной остроты зрения — в центре (в районе жёлтого пятна, или макулы). Световая информация, попадающая на эту часть сетчатки, наиболее чёткая, яркая и полная. Также у всех на сетчатке есть слепое пятно. Это нормально, просто в этом месте нет фоторецепторов, ведь к нему крепится зрительный нерв.

Даже в такой хитрой и практически совершенной системе что-то может выйти из строя. К счастью, многие нарушения зрения обратимы и даже развитие серьёзных заболеваний можно замедлить или остановить, если вовремя обратиться к врачу-офтальмологу. Даже если жалоб нет, плановый осмотр глаз необходимо проходить не реже одного раза в год.

Что такое диафрагма в фотоаппарате

Разберемся в значении самого слова, которое берет корни из английского и греческого языков. Диафрагму еще называют апертура (eng — aperture, с греч. — перегородка). Это ключевое техническое значение, которое стоит в одном ряду с ISO и выдержкой. Профессионалы считают, что это самый важный параметр, потому как от него зависит большое количество переменных, из которых складывается конечное изображение.

Диафрагма позволяет вносит в снимки художественные эффекты, играть с задним фоном, размывать границы предметов, придавать снимку яркость и наоборот, если того требует фот-задумка, затемнять кадр.

Говоря простым языком, диафрагма — это дырка внутри объектива, которая пропускает через себя определенное количество света. Принцип работы очень схож с нашими глазами. Попадая в светлое пространство, зрачок сужает свой диаметр, и наоборот — находясь в темной комнате, глаз работает в ином режиме, зрачок открывается полностью, пропуская максимум света. Диафрагма в фотоаппарате — это такой же зрачок, встроенный в объектив камеры.

Рабочее число f

Число f точно описывает способность линзы собирать свет только для объектов, находящихся на бесконечном расстоянии. Это ограничение обычно игнорируется в фотографии, где f-число часто используется независимо от расстояния до объекта. В оптической конструкции часто требуется альтернатива для систем, в которых объект находится недалеко от объектива. В этих случаях используется рабочее f-число . Рабочее число f N w определяется по формуле:

N w ≈ 1 2 NA i ≈ (1 + | m | P) N {\ displaystyle N_ {w} \ приблизительно {1 \ over 2 \ mathrm {NA} _ {i}} \ приблизительно \ left (1 + {\ frac {| m |} {P}} \ right) N},

, где N — нескорректированное f-число, NA i — числовая апертура объектива в пространстве изображения , | м | {\ displaystyle | m |}- это абсолютное значение увеличения линзы для объекта на определенном расстоянии от объекта, а P — увеличение зрачка.. Поскольку увеличение зрачка редко известно, его часто принимают равным 1, что является правильным значением для всех симметричных линз.

В фотографии это означает, что чем ближе фокусировка, тем меньше эффективная диафрагма объектива, а темнее становится экспозиция. Рабочее число f в фотографии часто описывается как число f, скорректированное с учетом удлинения объектива на

Это особенно важно в макросъемке

На что влияет фокусное расстояние

В первую очередь этот параметр влияет на то, что поместится в кадре. Чем меньше значение, тем шире получается угол обзора, но при этом сильнее искажается перспектива. Высокое фокусное расстояние помимо прочего дает размытие фона.

Исходя из этого, различают несколько видов объективов по размеру фокусного расстояния.

Сверхширокоугольные от 7 до 24 мм. Используются для получения фотографий с максимально возможным углом обзора. 14 мм объектив является самым популярным для съемки пейзажей. Размыть фон с таким объективом практически невозможно.
Широкоугольные – от 24 до 35 мм. Объектив имеет меньшее размытие перспективы в сравнении с предыдущим, но и угол обзора здесь меньше. Применяется для съемки на улицах города, групповых портерных фото и иногда для пейзажей.
Стандартные – от 35-85 мм. Подходят для съемки человека в полный рост, пейзажа и для большинства обычных фотографий без сюжета. Нельзя снимать портреты, так как объектив искажает пропорции лица
Телеобъективы – от 85 мм. С 85 до 135 мм искажений почти нет, это оптимальный вариант для съемки портретов. После 135 пространство сжимается, что также не подойдет для съемок лица. Телеобъективы подходят для съемки предметов, к которым трудно подойти. Это могут спортивные события, дикие животные и прочие объекты.

Как настроить фокус

Для того чтобы настроить фокус, в первую очередь нужно понимать, что фотограф хочет увидеть на снимке. Исходя из этого, следует выставлять конкретные значения на объективе. Чтобы получить главный объект четким, а фон размытым, следует выбрать маленькое значение фокусного расстояния, например, для объектива 18-55 ближе к 18. Если нужно получить на фото четкий передний план и перспективу, то принцип соответственно будет обратным.

После этого в видоискателе нужно найти нужную точку и сфокусироваться на ней. Данная функция есть у большинства современных фотоаппаратов. В зависимости от производителя и модели, точек фокусировки может быть много. Камера захватывает не только основной объект, но и ближайшие к нему.

Режимы фокусировки

Большинство зеркальных фотоаппаратов имеют несколько режимов фокусировки, которые используются для разных целей. В настройках фокуса есть обозначения S, AF, MF. Рассмотрим, как они расшифровываются.

«AF-S» — Auto Focus Single, что можно перевести на русский язык как «одиночный афтофокус». Суть его заключается в том, что при нажатии кнопки спуска наполовину объектив наводит резкость и при получении удачного варианта останавливается.
«AF-C» — Auto Focus Continuous, что можно трактовать, как продолжительный автофокус. В данном случае при нажатой наполовину кнопке камера продолжает следить фокусом, даже если в этом момент меняется композиция или объекты двигаются.
«AF-A» — Auto Focus Automatic, автоматический автофокус. Фотоаппарат сам выбирает один из двух предыдущих режимов, многие новички снимают именно на нем и не подозревают о существовании других вариантов.
« MF» — Manual Focusing, ручная фокусировка, необходимый вариант для продвинутых фотографов. Здесь фокусировка осуществляется вращением кольца на объективе.

Очевидно, что нельзя выбрать правильное фокусное расстояние в объективе, так как оно будет отличаться для разных типов съемки.

Глубина резкости

Это пожалуй самый творческий и художественный принцип выбора диафрагменного числа для съемки. Глубина резкости – расстояние, которое будет резким перед объектом съемки и на за ним.

На схеме ниже показаны два варианта глубины резкости, на первой диафрагма открыта на максимум и диафрагменное число наименьшее, поэтому глубина резкости маленькая, а на второй диафрагма прикрыта и диафрагменное число наибольшее, поэтому глубина резкости большая.

Так и выходит, чем больше диафрагменное число, тем больше глубина резкости.

Чтобы понять как изменяется глубина резкости, достаточно посмотреть примеры фотографий с разным числом диафрагмы:

С художественной точки зрения получается, что чем меньше значение диафрагмы, тем лучше размывается фон, тем самым отделяя объект съемки. И наоборот, если не нужно отделять объект от фона, нужно увеличить диафрагменное число.

Фокусное отношение в телескопах

фокусного отношенияf {\ displaystyle f}фокусное расстояниеD {\ displaystyle D}

В астрономии число f обычно называют фокусным соотношением (или f-ratio), обозначенный как N {\ displaystyle N}. Он по-прежнему определяется как фокусное расстояние f {\ displaystyle f}объектива , деленное на его диаметр D {\ displaystyle D }или диаметром диафрагмы в системе:

N = f D → × D f = ND {\ displaystyle N = {\ frac {f} { D}} \ quad {\ xrightarrow {\ times D}} \ quad f = ND}

Несмотря на то, что принципы фокусного отношения всегда одинаковы, применение, к которому они относятся, может отличаться. В фотографии фокусное отношение изменяет освещенность фокальной плоскости (или оптическую силу на единицу площади изображения) и используется для управления такими переменными, как глубина резкости. При использовании оптического телескопа в астрономии не возникает проблем с глубиной резкости, а яркость точечных звездных источников с точки зрения общей оптической мощности (не деленной на площадь) является функцией только площади абсолютной апертуры. не зависит от фокусного расстояния. Фокусное расстояние контролирует поле зрения инструмента и масштаб изображения, которое отображается в фокальной плоскости на окуляр, пленочную пластину или ПЗС.

Например, 4-метровый телескоп SOAR имеет небольшое поле зрения (~ f / 16), что полезно для изучения звезд. Телескоп LSST 8,4 м, который будет покрывать все небо каждые три дня, имеет очень большое поле зрения. Его короткое фокусное расстояние 10,3 м (f / 1,2) стало возможным благодаря системе коррекции ошибок, которая включает вторичные и третичные зеркала, трехэлементную рефракционную систему, активную опору и оптику.

Влияние диафрагмы

Завершаем с математикой. Возможно, она вам показалась суховатой и ненужной, но, на мой взгляд, полезна для понимания и позволяет осознанно менять параметры. Цифры обрели смысл. Перейдем теперь к практической стороне вопроса.

Значение диафрагмы сложно недооценить. Это в высшей степени мощный инструмент, который влияет на многие параметры и просто не может не использоваться фотографами.

Диафрагма влияет на:

количество попадаемого на матрицу света и, соответственно, экспозицию;
ГРИП;
боке;
резкость фото;

Рассмотрим эти пункты подробнее.

Влияние диафрагмы на количество попадаемого света

Это мы и рассматривали выше. Для наглядности приведу пример, где изменяется диафрагма при прочих равных неизменных параметрах. Отчетливо видно, что сцена передается более темной при закрытии диафрагмы.

Влияние диафрагмы на ГРИП

Мы еще не рассматривали понятие ГРИП. Если вы с ним незнакомы, то вкратце скажу, что это зона впереди и сзади снимаемого объекта (на котором сфокусировались), в пределах которой фото будет резким. Раньше мы говорили о влиянии фокусного расстояния на ГРИП. Диафрагма также мощный инструмент и для изменения ГРИП.

Покажу это на примере:

Посмотрите на область возле сучка – при открытии диафрагмы область резкости сужается.

Портретисты, например, часто управляют ГРИП посредством диафрагмы, делая акцент на снимаемом человеке (уменьшая ГРИП) или наоборот – «встраивают» портретируемого в сцену (увеличивая ГРИП). Говоря попсово: «если нужно размыть фон, максимально откройте диафрагму».

Влияние диафрагмы на боке

Боке мы также раньше не обсуждали. Это характер передачи изображения в зоне нерезкости. В самом начале мы рассматривали пример съемки человека, за которым находится множество огоньков. При их попадании в зону нерезкости то, как они будут отображаться и определяет боке.

Точечные источники света могут быть близкими к кругу, а могут быть многоугольниками. Это определяется формой отверстия, образуемой лепестками диафрагмы. На открытой диафрагме лепестки образуют отверстие, по форме близкое к кругу. Чем больше лепестков, тем больше оно будет походить на круг. На новых объективах лепестки скругленные, поэтому даже при их меньшем количестве образуется фигура, близкая к кругу.

Чешуйчатые кружки – это и есть боке, отражающее неоднородность фона. На примере эта неоднородность формируется цветами на заднем плане в верхней части изображения.

Человеческий глаз

Вычисление f-числа человеческого глаза включает вычисление физической апертуры и фокусного расстояния глаза. Зрачок может достигать 6–7 мм в ширину, что соответствует максимальной физической апертуре.

Диафрагменное число человеческого глаза варьируется от примерно f / 8,3 в очень ярко освещенном месте до примерно f / 2,1 в темноте. Для вычисления фокусного расстояния необходимо учитывать светоотражающие свойства жидкости в глазу. Если рассматривать глаз как обычную камеру и объектив, заполненные воздухом, получается другое фокусное расстояние, что приводит к неправильному числу f.

Токсичные вещества и яды (например, атропин ) могут значительно уменьшить диапазон апертуры. Фармацевтические препараты, такие как глазные капли, также могут вызывать аналогичные побочные эффекты. Тропикамид и фенилэфрин используются в медицине в качестве мидриатических средств для расширения зрачков при обследовании сетчатки и хрусталика. Эти лекарства начинают действовать примерно через 30–45 минут после закапывания и действуют примерно 8 часов. Атропин также используется таким образом, но его действие может длиться до 2 недель, наряду с мидриатическим эффектом; он вызывает циклоплегию (состояние, при котором хрусталик глаза не может фокусироваться на близких объектах). Этот эффект проходит через 8 часов. Другие лекарства дают обратный эффект. Пилокарпин — миотик (вызывает миоз); в зависимости от человека и его глазных характеристик зрачок может уменьшиться до 1 мм в диаметре. Такие капли используются у некоторых пациентов с глаукомой для предотвращения приступов острой глаукомы.

Глаз как оптический прибор

Параллельным потоком световое излучение попадает на радужная оболочку (выполняет роль диафрагмы), с отверстием, через которое свет поступает в глаз; эластичный хрусталик — это своеобразная двояковыпуклая линза, фокусирующая изображение; эластичная полость (стекловидное тело), придающая глазу сферическую форму и удерживающая на своих местах его элементы. Хрусталик и стекловидное тело обладают свойствами передавать структуру видимого изображения с наименьшими искажениями. Регулирующие органы управляют непроизвольными движениями глаза и приспосабливают его функциональные элементы к конкретным условиям восприятия. Они изменяют пропускную способность диафрагмы, фокусное расстояние линзы, давление внутри эластичной полости и другие характеристики. Управляют этими процессами центры в среднем мозгу с помощью множества чувствительных и исполнительных элементов, распределенных по всему глазному яблоку. Измерение световых сигналов происходит во внутреннем слое сетчатки, состоящем из множества фоторецепторов, способные преобразовывать световое излучение в нервные импульсы. Фоторецепторы в сетчатке распределены неравномерно, образуя три области восприятия.

Первая — область обзора — находится в центральной части сетчатки. Плотность фоторецепторов в ней наивысшая, поэтому она обеспечивает четкое цветное изображение предмета. Все фоторецепторы в этой области по своему устройству в принципе одинаковы, отличаются они только избирательной чувствительностью к длинам волн светового излучения. Одни из них наиболее чувствительны к излучениям (средняя части), вторые — в верхней части, третьи — в нижней. У человека есть три вида фоторецепторов, реагирующих на синие, зеленые и красные цвета. Здесь же, в сетчатке, выходные сигналы этих фоторецепторов совместно обрабатываются в результате чего усиливается контраст изображения, выделяются контуры объектов и определяется их цвет.

Объемное изображение воспроизводится в коре головного мозга, куда направляются видеосигналы от правого и левого глаза. У человека область обзора охватывает всего в 5°, и только в ее пределах он может осуществлять обзорно-сравнительные измерения (ориентироваться в пространстве, распознавать объекты, следить за ними, определять их относительное расположение и направление движения). Вторая область восприятия выполняет функцию захвата целей. Она располагается вокруг области обзора и не дает четкого изображения видимой картины. Ее задача — быстрое обнаружение контрастных целей и изменений, происходящих во внешней обстановке. Поэтому в этой области сетчатки плотность обычных фоторецепторов невысока (почти в 100 раз меньше, чем в области обзора), зато имеется множество (в 150 раз больше) других, адаптивных фоторецепторов, реагирующих только на изменение сигнала. Совместная обработка сигналов тех и других фоторецепторов обеспечивает высокое быстродействие зрительного восприятия в этой области. Кроме того, человек способен быстро улавливать малейшие движения боковым зрением. Функциями захвата управляют отделы среднего мозга. Здесь интересующий объект не рассматривается и не распознается, а определяется его относительное расположение, скорость и направление движения и даётся команда глазодвигательным мышцам — быстро повернуть оптические оси глаз так, чтобы объект попал в зону обзора для детального рассмотрения.

Третью область образуют краевые участки сетчатки, на которые не попадает изображение объекта. В ней плотность фоторецепторов самая маленькая — в 4000 раз меньше, чем в области обзора. Ее задача — измерение усредненной яркости света, которая используется зрением как точка отсчета для определения интенсивности попадающих в глаз потоков света. Именно поэтому при различном освещении зрительное восприятие меняется.