KVU / UF3D
3D fotografie a alternativní techniky ve fotografii

Objektiv, ostření

Pomůcky

Úkol

Vyzkoušejte si vyrobit z digitální zrcadlovky dírkovou komoru. Teoreticky odhadněte zorný úhel a odhad porovnejte se skutečností.

Úkol

Určete, jaký průměr přední čočky objektivu (tj. i průměr filtru) lze asi očekávat u objektivů

  • 50 mm/2.8
  • 500 mm/2.8

Úkol

Určete clonové číslo lidského oka.

Úkol

Určete, jaké rozlišení (dpi) musí mít fotografie na billboard rozměru 6 × 3 m. Stačí na snímání fotoaparát s rozlišením 8 MPx?

Tip: pozorovací vzdálenost je obvykle srovnatelná s velikostí obrazu (např. úhlopříčkou), tj. uvedený billboard se bude typicky pozorovat ze vzdálenosti minimálně 6 m. (Samozřejmě to neplatí univerzálně, třeba pasovou fotografii rozměru 35 × 45 mm si neprohlížíme ze vzdálenosti 45 mm.)

Typická maximální velikost kroužku neostrosti na snímači je

  • 0.03 mm pro full-frame
  • 0.02 mm pro APS
  • 0.01 mm a menší pro kompakty, mobily apod.

Čím menší kroužek neostrosti tolerujeme, tím větší může být výsledná fotografie. Nemá ale smysl požadovat kroužek neostrosti menší než 1 px snímače, který je typicky kolem 0.005 mm.

Pro velmi náročnou práci volíme průměr kroužku neostrosti stejný jako velikost pixelu, tj. cca 0.005 mm.

Úkol

Zjistěte velikost pixelu svého fotoaparátu.

Příklad

Pro f = 50 mm, a = 0.02 mm (typické pro APS formát), # = 5.6 je
H = 50 × 50 / 5.6 / 0.02 = 22321 mm = 22.3 m
tj. při zaostření na 22.3 m bude ostré vše od 11.1 m do nekonečna.

Při změně clonového čísla na # = 11 bude H = 11.1 m,
tj. při zaostření na 11.1 m bude ostré vše od 5.5 m do nekonečna.

Pokud budeme při clonovém číslu 11 ostřit na nekonečno, bude ostré vše od vzdálenosti 11.1 m až do nekonečna.

To znamená: pokud se nechceme zlobit s výpočtem hyperfokální vzdálenosti, můžeme ostřit na nekonečno, ale pro stejnou hloubku ostrosti musíme volit dvojnásobná clonová čísla.

Úkol

Jaká bude hyperfokální vzdálenost pro full-frame fotoaparát při # = 5.6, pokud se má použít objektiv se stejným zorným úhlem jako v předchozím příkladu (APS, f = 50 mm).

Jaká bude hyperfokální vzdálenost pro fotoaparát v mobilu?

Příklad

Fotografujeme krajinu objektivem f = 24 mm, clonové číslo 10, 24Mpx full-frame fotoaparát, fotografie má být vytištěna na šířku 18 cm. Předpokládáme normální pozorovací vzdálenost, cca 30 cm.

Ze vzdálenosti 30 cm sotva rozpoznáme pixely velké 0.1 mm.
Fotografii z full-frame snímače musíme na 18 cm zvětšit 5×, tj. průměr kroužku neostrosti by měl být menší než 0.1 / 5 = 0.02 mm.
Hyperfokální vzdálenost je tedy
H = 24 * 24 / 10 / 0.02 = 2880 mm.

Pokud zaostříme na hyperfokální vzdálenost a obraz budeme zkoumat na displeji ve velikosti 100%, tj. jeden pixel fotografie = 1 pixel displeje, bude nám pozadí i popředí připadat rozmazané. Proč?

24 Mpx fotoaparát má rozlišení 6000 × 4000 px. Jeden pixel FullHD obrazovky má typicky velikost kolem 0.2 mm. Při prohlížení obrázku ve velikosti "100%" tedy vlastně prohlížíme fotografii zvětšenou na šířku 6000 × 0.2 = 1200 mm, tj. více než 6× větší, než je zamýšlená šířka 18 cm. Není divu, že fotografie vypadá rozmazaně!

Úkol

Snímek krajiny má být vytištěn na formát 150 × 100 cm a viset v galerii. Chceme od něj perfektní kresbu v detailech i pro pozorovatele 50 cm od obrazu. Jak máme obraz komponovat - jak daleko smí být nejbližší objekty? Předpokládejme full frame a # = 5.6.

Jak se změní podmínky, má-li se snímek reprodukovat jen na titulce časopisu?

Příklad použití

Použijeme objektiv f = 40 mm, # = 8, full frame.
Ostříme na hyperfokální vzdálenost, která je rovna
H = 40 * 40 / 8 / 0.03 = 6.67 m.
Ostré je tedy vše od vzdálenosti 3.33 m do nekonečna. To ale neznamená, že na snímku rozlišíme nekonečně jemné detaily. Proč?

"Průměr čočky" je roven f / # = 40 / 8 = 5 mm.
Pokud ostříme na vzdálenost 6.67 m, budou v polovině vzdálenosti rozlišitelné předměty velikosti 5 / 2 = 2.5 mm. Ve vzdálenosti 13 m budou rozlišitelné detaily velikosti 5 mm.
S rostoucí vzdáleností budeme rozlišovat jen hrubější a hrubější detaily, což je ale přirozené.

Příklad použití

Použijeme objektiv f = 40 mm, # = 8, full frame.
Fotografujeme portrét, ostříme na oči ve vzdálenosti 2 m.

"Průměr čočky" je roven f / # = 40 / 8 = 5 mm.
To znamená, že v 1/10 vzdálenosti od ostřicí vzdálenosti rozpoznáme detaily velké 0.5 mm, což obvykle stěží rozpoznáme očima.
Můžeme tedy odhadnout, že hloubka pole ostrosti je asi 2 m +- 20 cm.

Příklad použití

Použijeme objektiv f = 40 mm, # = 8, full frame.
Fotografujeme krajinu, ostříme na nekonečno.

"Průměr čočky" je roven f / # = 40 / 8 = 5 mm.
To znamená, že na celé fotografii rozlišíme detaily, které byly ve skutečnosti větší než 5 mm.
Očima rozpoznáme detaily velké 1 mm na vzdálenost asi 3 m, čili detaily velké 5 mm na vzdálenost 15 m.
Dá se tedy říct, že vše od 15 m dále bude na fotografii stejně kvalitní jako to, co vidíme.

Důsledky

  • i zaostřený objektiv poskytuje mírně rozmazaný obraz
  • pro malá clonová čísla je chování objektivu horší kvůli nedokonalosti čoček; navíc je hloubka ostrosti malá
  • pro velká clonová čísla je chování objektivu horší kvůli vlnovému chování světla (dochází k ohybu světla na cloně)
  • při jistém clonovém číslu je ostrost nejvyšší, pro menší i větší clonová čísla je ostrost horší
  • běžné objektivy pro zrcadlovky jsou nejostřejší pro # = 4 až 8
  • pro menší snímače se dá největší ostrost čekat u nižších clonových čísel, pro větší snímače (střední a velký formát) u vyšších clonových čísel

Úkol

S použitím testovacího obrazce (např. USAF test chart) najděte clonové číslo poskytující maximální ostrost obrazu.
Prověřte na reálných scénách, jak se optimální ostrost projevuje.

Focus stacking

Varianta 1: použití dávkových programů (pro Windows)

Varianta 2: přímé použití programů align_image_stack a Enfuse z programu Hugin

Varianta 3: ruční postup v Huginu

Lepení panoramat

Zpět na hlavní stránku.