W fotografii, granica średnicy koła pomyłki („granica CoC” lub „kryterium CoC”) jest często definiowana jako największa plama rozmycia, która nadal będzie postrzegana przez ludzkie oko jako punkt, gdy jest oglądana na obrazie końcowym ze standardowej odległości widzenia. Granica CoC może być określona na końcowym obrazie (np. odbitka) lub na oryginalnym obrazie (na filmie lub czujniku obrazu).
Zgodnie z tą definicją, granica CoC w oryginalnym obrazie (obraz na filmie lub czujniku elektronicznym) może być ustawiona w oparciu o kilka czynników:
- Ostrość wzroku. Dla większości ludzi najbliższa komfortowa odległość widzenia, określana jako odległość bliska dla wyraźnego widzenia (Ray 2000, 52), wynosi około 25 cm. W tej odległości osoba z dobrym wzrokiem może zwykle rozróżnić rozdzielczość obrazu 5 par linii na milimetr (lp/mm), co odpowiada CoC 0,2 mm w obrazie końcowym.
- Warunki oglądania. Jeśli obraz końcowy jest oglądany z odległości około 25 cm, często odpowiedni jest CoC obrazu końcowego równy 0,2 mm. Wygodna odległość oglądania to również taka, przy której kąt widzenia wynosi około 60° (Ray 2000, 52); przy odległości 25 cm, odpowiada to około 30 cm, w przybliżeniu przekątnej obrazu 8″×10″ (papier A4 to ~8″×11″). Często można rozsądnie założyć, że dla oglądania całego obrazu, obraz końcowy większy niż 8″×10″ będzie oglądany z odległości odpowiednio większej niż 25 cm, i dla którego większy CoC może być akceptowalny; CoC obrazu oryginalnego jest wtedy taki sam jak określony na podstawie standardowego rozmiaru obrazu końcowego i odległości oglądania. Ale jeśli większy obraz końcowy będzie oglądany w normalnej odległości 25 cm, mniejszy CoC obrazu oryginalnego będzie potrzebny do zapewnienia akceptowalnej ostrości.
- Powiększenie z obrazu oryginalnego do obrazu końcowego. Jeśli nie ma powiększenia (np. odbitka stykowa oryginalnego obrazu 8×10), CoC dla oryginalnego obrazu jest taki sam jak w obrazie końcowym. Ale jeśli, na przykład, długi wymiar oryginalnego obrazu 35 mm jest powiększony do 25 cm (10 cali), powiększenie jest w przybliżeniu 7×, a CoC dla oryginalnego obrazu wynosi 0,2 mm / 7, lub 0,029 mm.
Wspólne wartości dla limitu CoC mogą nie mieć zastosowania, jeśli warunki reprodukcji lub oglądania różnią się znacznie od tych zakładanych przy określaniu tych wartości. Jeśli oryginalny obraz będzie bardziej powiększony lub oglądany z bliższej odległości, wówczas wymagany będzie mniejszy CoC. Wszystkie trzy powyższe czynniki są uwzględniane za pomocą następującego wzoru:
CoC w mm = (odległość oglądania cm / 25 cm ) / (pożądana rozdzielczość końcowego obrazu w lp/mm dla odległości oglądania 25 cm) / powiększenie
Na przykład, aby wesprzeć rozdzielczość końcowego obrazu równoważną 5 lp/mm dla odległości oglądania 25 cm, gdy przewidywana odległość oglądania wynosi 50 cm, a przewidywane powiększenie 8:
CoC = (50 / 25) / 5 / 8 = 0.05 mm
Ponieważ rozmiar obrazu końcowego nie jest zazwyczaj znany w czasie robienia zdjęcia, powszechnie przyjmuje się standardowy rozmiar, taki jak 25 cm szerokości, wraz z konwencjonalnym CoC obrazu końcowego wynoszącym 0,2 mm, co stanowi 1/1250 szerokości obrazu. Konwencje w zakresie miary przekątnej są również powszechnie stosowane. DoF obliczony przy użyciu tych konwencji będzie musiał być dostosowany, jeśli oryginalny obraz jest przycięty przed powiększeniem do ostatecznego rozmiaru obrazu lub jeśli rozmiar i założenia dotyczące oglądania są zmienione.
Dla formatu pełnoklatkowego 35 mm (24 mm × 36 mm, przekątna 43 mm), szeroko stosowany limit CoC jest d/1500, lub 0,029 mm dla formatu pełnoklatkowego 35 mm, co odpowiada rozdzielczości 5 linii na milimetr na odbitce o przekątnej 30 cm. Wartości 0,030 mm i 0,033 mm są również powszechnie stosowane w przypadku pełnoklatkowego formatu 35 mm.
Stosowano również kryteria odnoszące CoC do ogniskowej obiektywu. Firma Kodak (1972), 5) zaleciła 2 minuty łuku (kryterium Snellena wynoszące 30 cykli/stopień dla normalnego widzenia) dla widzenia krytycznego, co daje CoC ≈ f /1720, gdzie f jest ogniskową obiektywu. W przypadku obiektywu 50 mm w formacie pełnoklatkowym 35 mm daje to CoC ≈ 0,0291 mm. Kryterium to najwyraźniej zakładało, że obraz końcowy będzie oglądany z odległości „prawidłowej z punktu widzenia perspektywy” (tj. kąt widzenia będzie taki sam jak w przypadku obrazu oryginalnego):
Odległość oglądania = ogniskowa obiektywu fotograficznego × powiększenie
Jednak obrazy rzadko są oglądane z „prawidłowej” odległości; widz zazwyczaj nie zna ogniskowej obiektywu fotograficznego, a „prawidłowa” odległość może być niewygodnie krótka lub długa. W związku z tym kryteria oparte na ogniskowej obiektywu ustąpiły miejsca kryteriom (takim jak d/1500) związanym z formatem aparatu.
Jeśli obraz jest oglądany na nośniku wyświetlającym o niskiej rozdzielczości, takim jak monitor komputerowy, wykrywalność rozmycia będzie ograniczona przez nośnik wyświetlający, a nie przez ludzkie oko.Na przykład, rozmycie optyczne będzie trudniejsze do wykrycia w obrazie 8″×10″ wyświetlanym na monitorze komputerowym niż w odbitce 8″×10″ tego samego oryginalnego obrazu oglądanego z tej samej odległości.Jeżeli obraz ma być oglądany tylko na urządzeniu o niskiej rozdzielczości, większy CoC może być odpowiedni; jednakże, jeżeli obraz może być również oglądany na nośniku o wysokiej rozdzielczości, takim jak wydruk, rządzić będą kryteria omówione powyżej.
Wzory na głębokość pola pochodzące z optyki geometrycznej sugerują, że dowolny arbitralny DoF może być osiągnięty przez zastosowanie wystarczająco małego CoC. Ze względu na dyfrakcję, nie jest to jednak do końca prawdą. Użycie mniejszego CoC wymaga zwiększenia liczby f obiektywu, aby uzyskać taki sam DOF, a jeśli obiektyw zostanie wystarczająco mocno przymknięty, redukcja rozmycia jest kompensowana przez zwiększone rozmycie wynikające z dyfrakcji. Zobacz artykuł Głębia ostrości, aby uzyskać bardziej szczegółową dyskusję.
Limit średnicy koła dezorientacji oparty na d/1500Edit
| Format obrazu | Rozmiar klatki | CoC |
|---|---|---|
| Mały format | ||
| 1″ matryca (Nikon 1, Sony RX10, Sony RX100) | 8.8 mm × 13,2 mm | 0,011 mm |
| System Cztery Trzecie | 13,5 mm × 18 mm | 0.015 mm |
| APS-C | 15,0 mm × 22,5 mm | 0,018 mm |
| APS-C Canon | 14.8 mm × 22,2 mm | 0,018 mm |
| APS-C Nikon/Pentax/Sony | 15,7 mm × 23.6 mm | 0.019 mm |
| APS-H Canon | 19.0 mm × 28.7 mm | 0.023 mm |
| 35 mm | 24 mm × 36 mm | 0,029 mm |
| Medium Format | ||
| 645 (6×4.5) | 56 mm × 42 mm | 0.047 mm |
| 6×6 | 56 mm × 56 mm | 0.053 mm |
| 6×7 | 56 mm × 69 mm | 0.059 mm |
| 6×9 | 56 mm × 84 mm | 0.067 mm |
| 6×12 | 56 mm × 112 mm | 0.083 mm |
| 6×17 | 56 mm × 168 mm | 0.12 mm |
| Large Format | ||
| 4×5 | 102 mm × 127 mm | 0.11 mm |
| 5×7 | 127 mm × 178 mm | 0,15 mm |
| 8×10 | 203 mm × 254 mm | 0.22 mm |
Dostosowywanie średnicy koła pomyłki dla skali DoF obiektywuEdit
Liczbę f określoną na podstawie skali DoF obiektywu można dostosować tak, aby odzwierciedlała CoC inne niż to, na którym oparta jest skala DoF. W artykule Głębia ostrości pokazano, że
D o F = 2 N c ( m + 1 ) m 2 – ( N c f ) 2 , { {displaystyle {DoF} ={frac {2Nc lewa(m+1prawa)}{m^{2}- lewa({frac {Nc}{f}}prawa)^{2}}}},,}
gdzie N jest liczbą f obiektywu, c jest współczynnikiem CoC, m jest powiększeniem, a f jest ogniskową obiektywu. Ponieważ współczynniki f i CoC występują tylko jako iloczyn Nc, zwiększenie jednego z nich jest równoważne odpowiedniemu zmniejszeniu drugiego i odwrotnie. Na przykład jeśli wiadomo, że skala DoF obiektywu jest oparta na współczynniku CoC wynoszącym 0,035 mm, a rzeczywiste warunki wymagają współczynnika CoC wynoszącego 0,025 mm, współczynnik CoC należy zmniejszyć o współczynnik 0,035 / 0,025 = 1,4; można to osiągnąć, zwiększając liczbę f określoną na podstawie skali DoF o ten sam współczynnik lub o około 1 stop, więc obiektyw można po prostu zamknąć o 1 stop od wartości wskazanej na skali.
Tego samego podejścia można zwykle użyć za pomocą kalkulatora DoF w kamerze widokowej.
Określanie średnicy koła rozmycia z pola obiektuEdit
Aby obliczyć średnicę kręgu rozmycia w płaszczyźnie obrazu dla nieostrego obiektu, jedną z metod jest najpierw obliczenie średnicy kręgu rozmycia w wirtualnym obrazie w płaszczyźnie obiektu, co jest po prostu wykonywane za pomocą podobnych trójkątów, a następnie pomnożenie przez powiększenie systemu, które jest obliczane za pomocą równania soczewki.
Krąg rozmycia, o średnicy C, w zogniskowanej płaszczyźnie przedmiotu w odległości S1, jest nie zogniskowanym wirtualnym obrazem przedmiotu w odległości S2, jak pokazano na rysunku. Zależy on tylko od tych odległości i średnicy przysłony A, poprzez podobne trójkąty, niezależne od ogniskowej obiektywu:
C = A | S 2 – S 1 | S 2 . {{displaystyle C=A{|S_{2}-S_{1}}| nad S_{2}}}.
Krąg dezorientacji w płaszczyźnie obrazu otrzymujemy mnożąc przez powiększenie m:
c = C m , {
gdzie powiększenie m jest dane przez stosunek odległości ogniskowania:
m = f 1 S 1 . {\i1}displaystyle m={f_{1} \ponad S_{1}}.
Korzystając z równania soczewki możemy rozwiązać dla zmiennej pomocniczej f1:
1 f = 1 f 1 + 1 S 1 , {displaystyle {{1} f}={1} f_{1}+{1} S_{1}} ,,,
co daje
f 1 = f S 1 S 1 – f . {f_{1}={fS_{1} \nad S_{1}-f}.
i wyrazić powiększenie w kategoriach odległości ogniskowania i ogniskowej:
m = f S 1 – f , {displaystyle m={f S_{1}-f},,}
co daje wynik końcowy:
c = A | S 2 – S 1 | S 2 f S 1 – f . {{displaystyle c=A{|S_{2}-S_{1}| nad S_{2}}{f nad S_{1}-f}}},.
Można to opcjonalnie wyrazić za pomocą liczby f N = f/A jako:
c = | S 2 – S 1 | S 2 f 2 N ( S 1 – f ) . {{displaystyle c={|S_{2}-S_{1}| \u200}}{f^{2} \nad N(S_{1}-f)}}.
Ten wzór jest dokładny dla prostej cienkiej soczewki paraksjalnej lub soczewki symetrycznej, w której zarówno źrenica wejściowa, jak i źrenica wyjściowa mają średnicę A. Bardziej złożone konstrukcje obiektywów o nieparzystym powiększeniu źrenicy będą wymagały bardziej złożonej analizy, omówionej w części dotyczącej głębi ostrości.
Bardziej ogólnie, to podejście prowadzi do dokładnego wyniku paraksjalnego dla wszystkich systemów optycznych, jeśli A jest średnicą źrenicy wejściowej, odległości obiektów są mierzone od źrenicy wejściowej, a powiększenie jest znane:
c = A m | S 2 – S 1 | S 2 . {{displaystyle c=Am{|S_{2}-S_{1}}| |powyżej S_{2}}}.
Jeśli odległość ogniskowania lub odległość nieostrego przedmiotu jest nieskończona, równania można obliczyć w granicy. Dla nieskończonej odległości ogniskowania:
c = f A S 2 = f 2 N S 2 . {{displaystyle c={fA ponad S_{2}}={f^{2} \nad NS_{2}}.
.