În fotografie, limita diametrului cercului de confuzie („limita CoC” sau „criteriul CoC”) este adesea definită ca fiind cea mai mare pată de neclaritate care va fi totuși percepută de ochiul uman ca un punct, atunci când este privită pe o imagine finală de la o distanță standard de vizualizare. Limita CoC poate fi specificată pe o imagine finală (de exemplu, o imprimare) sau pe imaginea originală (pe film sau pe un senzor de imagine).
Cu această definiție, limita CoC în imaginea originală (imaginea de pe film sau de pe senzorul electronic) poate fi stabilită pe baza mai multor factori:
- Acuditatea vizuală. Pentru majoritatea oamenilor, cea mai apropiată distanță de vizionare confortabilă, denumită distanță de aproape pentru vederea distinctă (Ray 2000, 52), este de aproximativ 25 cm. La această distanță, o persoană cu o vedere bună poate distinge, de obicei, o rezoluție a imaginii de 5 perechi de linii pe milimetru (lp/mm), echivalentă cu o CoC de 0,2 mm în imaginea finală.
- Condiții de vizualizare. Dacă imaginea finală este vizualizată la aproximativ 25 cm, un CoC al imaginii finale de 0,2 mm este adesea adecvat. O distanță de vizualizare confortabilă este, de asemenea, una la care unghiul de vedere este de aproximativ 60° (Ray 2000, 52); la o distanță de 25 cm, aceasta corespunde la aproximativ 30 cm, aproximativ diagonala unei imagini de 8″×10″ (hârtia A4 este de ~8″×11″). Adesea, poate fi rezonabil să se presupună că, pentru vizualizarea imaginii întregi, o imagine finală mai mare de 8″×10″ va fi vizualizată la o distanță mai mare de 25 cm și pentru care un CoC mai mare poate fi acceptabil; CoC-ul imaginii originale este atunci același cu cel determinat de dimensiunea standard a imaginii finale și de distanța de vizualizare. Dar dacă imaginea finală mai mare va fi vizualizată la distanța normală de 25 cm, va fi nevoie de un CoC al imaginii originale mai mic pentru a asigura o claritate acceptabilă.
- Amărire de la imaginea originală la imaginea finală. Dacă nu există o mărire (de exemplu, o imprimare de contact a unei imagini originale 8×10), CoC pentru imaginea originală este același cu cel din imaginea finală. Dar dacă, de exemplu, dimensiunea lungă a unei imagini originale de 35 mm este mărită la 25 cm (10 inci), mărirea este de aproximativ 7×, iar CoC pentru imaginea originală este de 0,2 mm / 7, sau 0,029 mm.
Valorile comune pentru limita CoC pot să nu se aplice în cazul în care condițiile de reproducere sau de vizualizare diferă în mod semnificativ de cele presupuse la determinarea acestor valori. Dacă imaginea originală va primi o mărire mai mare sau va fi vizualizată la o distanță mai mică, atunci va fi necesară o CoC mai mică. Toți cei trei factori de mai sus sunt satisfăcuți cu această formulă:
CoC în mm = (distanța de vizualizare cm / 25 cm ) / (rezoluția dorită a imaginii finale în lp/mm pentru o distanță de vizualizare de 25 cm) / mărire
De exemplu, pentru a susține o rezoluție a imaginii finale echivalentă cu 5 lp/mm pentru o distanță de vizualizare de 25 cm atunci când distanța de vizualizare anticipată este de 50 cm și mărirea anticipată este de 8:
CoC = (50 / 25) / 5 / 8 = 0.05 mm
Din moment ce dimensiunea imaginii finale nu este, de obicei, cunoscută în momentul realizării unei fotografii, este obișnuit să se presupună o dimensiune standard, cum ar fi o lățime de 25 cm, împreună cu un CoC convențional al imaginii finale de 0,2 mm, care reprezintă 1/1250 din lățimea imaginii. De asemenea, se folosesc în mod obișnuit convenții în ceea ce privește măsura diagonalei. DoF calculată folosind aceste convenții va trebui ajustată dacă imaginea originală este decupată înainte de a fi mărită la dimensiunea imaginii finale sau dacă se modifică dimensiunile și ipotezele de vizualizare.
Pentru formatul full-frame 35 mm (24 mm × 36 mm, diagonală de 43 mm), o limită CoC utilizată pe scară largă este d/1500, sau 0,029 mm pentru formatul full-frame 35 mm, ceea ce corespunde rezolvării a 5 linii pe milimetru pe o imprimare cu diagonala de 30 cm. Valorile de 0,030 mm și 0,033 mm sunt, de asemenea, obișnuite pentru formatul full-frame 35 mm.
Au fost utilizate și criterii care raportează CoC la distanța focală a obiectivului. Kodak (1972), 5) a recomandat 2 minute de arc (criteriul Snellen de 30 de cicluri/grad pentru vederea normală) pentru vizualizarea critică, ceea ce dă CoC ≈ f /1720, unde f este distanța focală a obiectivului. Pentru o lentilă de 50 mm pe un format full-frame de 35 mm, acest lucru a dat CoC ≈ 0,0291 mm. Acest criteriu presupunea, în mod evident, că o imagine finală va fi privită la o distanță „corectă din punct de vedere al perspectivei” (adică unghiul de vedere va fi același cu cel al imaginii originale):
Distanța de vizualizare = distanța focală a obiectivului de preluare × mărire
Dar, rareori imaginile sunt privite la distanța „corectă”;privitorul nu cunoaște, de obicei, distanța focală a obiectivului de preluare, iar distanța „corectă” poate fi incomod de scurtă sau de lungă. În consecință, criteriile bazate pe distanța focală a obiectivului au cedat, în general, locul unor criterii (cum ar fi d/1500) legate de formatul aparatului foto.
Dacă o imagine este vizualizată pe un suport de afișare cu rezoluție redusă, cum ar fi un monitor de calculator, capacitatea de detectare a neclarității va fi limitată mai degrabă de suportul de afișare decât de vederea umană.De exemplu, neclaritatea optică va fi mai greu de detectat într-o imagine de 8″×10″ afișată pe un monitor de calculator decât într-o imprimare de 8″×10″ a aceleiași imagini originale vizualizată la aceeași distanță.În cazul în care imaginea urmează să fie vizualizată numai pe un dispozitiv cu rezoluție redusă, poate fi adecvat un CoC mai mare; cu toate acestea, în cazul în care imaginea poate fi vizualizată și pe un suport de înaltă rezoluție, cum ar fi o imprimare, se aplică criteriul discutat mai sus.
Formulele de adâncime a câmpului derivate din optica geometrică implică faptul că orice DoF arbitrar poate fi obținut prin utilizarea unui CoC suficient de mic. Totuși, din cauza difracției, acest lucru nu este chiar adevărat. Utilizarea unui CoC mai mic necesită creșterea numărului f al obiectivului pentru a obține același DOF, iar dacă obiectivul este oprit suficient de mult, reducerea neclarității defocalizării este compensată de creșterea neclarității datorate difracției. Pentru o discuție mai detaliată, consultați articolul despre adâncimea de câmp.
Limita diametrului cercului de confuzie bazată pe d/1500Edit
| Formatul imaginii | Dimensiunea cadrului | CoC | |
|---|---|---|---|
| Format mic | |||
| Senzor de 1″ (Nikon 1, Sony RX10, Sony RX100) | 8.8 mm × 13,2 mm | 0,011 mm | |
| Sistem patru treimi | 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 | |
| Format mediu | |||
| 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 | 0.067 mm | |
| 6×12 | 56 mm × 112 mm | 0.083 mm | |
| 6×17 | 56 mm × 168 mm | 0.12 mm | |
| Format mare | |||
| 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 | |
Ajustarea diametrului cercului de confuzie pentru scara DoF a unui obiectivEdit
Numărul f determinat de scara DoF a unui obiectiv poate fi ajustat pentru a reflecta un CoC diferit de cel pe care se bazează scara DoF. În articolul Profunzime de câmp se arată că
D o F = 2 N c ( m + 1 ) m 2 – ( N c f ) 2 , {\displaystyle \mathrm {DoF} ={\frac {2Nc\left(m+1\right)}{m^{2}-\left({\frac {Nc}{f}}}\right)^{2}}}}\,,}
unde N este numărul f al obiectivului, c este CoC, m este mărirea, iar f este distanța focală a obiectivului. Deoarece numărul f și CoC apar numai ca produs Nc, o creștere a unuia dintre ele este echivalentă cu o scădere corespunzătoare a celuilalt și invers. De exemplu, dacă se știe că o scală DoF a unui obiectiv se bazează pe un CoC de 0,035 mm, iar condițiile reale necesită un CoC de 0,025 mm, CoC trebuie să scadă cu un factor de 0,035 / 0,025 = 1,4; acest lucru poate fi realizat prin creșterea numărului f determinat de scara DoF cu același factor, sau cu aproximativ 1 stop, astfel încât obiectivul poate fi pur și simplu închis cu 1 stop față de valoarea indicată pe scală.
Aceeași abordare poate fi folosită de obicei cu un calculator DoF pe o cameră de luat vederi.
Determinarea diametrului cercului de confuzie din câmpul obiectuluiEdit
Pentru a calcula diametrul cercului de confuzie în planul imaginii pentru un subiect defocalizat, o metodă este de a calcula mai întâi diametrul cercului de neclaritate într-o imagine virtuală în planul obiectului, ceea ce se face pur și simplu cu ajutorul unor triunghiuri similare, și apoi se înmulțește cu mărirea sistemului, care se calculează cu ajutorul ecuației obiectivului.
Cercul de neclaritate, cu diametrul C, în planul obiectului focalizat la distanța S1, este o imagine virtuală nefocalizată a obiectului la distanța S2, așa cum se arată în diagramă. El depinde numai de aceste distanțe și de diametrul diafragmei A, prin triunghiuri similare, independent de distanța focală a obiectivului:
C = A | S 2 – S 1 | S 2 . {\displaystyle C=A{|S_{2}-S_{1}| \ peste S_{2}}\,.}
Cercul de confuzie în planul imaginii se obține prin înmulțirea cu mărirea m:
c = C m , {\displaystyle c=Cm\,,}
unde mărirea m este dată de raportul dintre distanțele de focalizare:
m = f 1 S 1 . {\displaystyle m={f_{1} \ peste S_{1}}\},.}
Utilizând ecuația lentilei putem rezolva pentru variabila auxiliară f1:
1 f = 1 f 1 + 1 S 1 , {\displaystyle {1 \over f}={1 \over f_{1}}}+{1 \over S_{1}}\,,}
care dă
f 1 = f S 1 S 1 S 1 – f . {\displaystyle f_{1}={fS_{1} \ peste S_{1}-f}\,.}
și să exprimăm mărirea în funcție de distanța focalizată și de distanța focală:
m = f S 1 – f , {\displaystyle m={f \ peste S_{1}-f}\,,}
ceea ce dă rezultatul final:
c = A | S 2 – S 1 | S 2 f S 1 – f . {\displaystyle c=A{{|S_{2}-S_{1}| \supra S_{2}}{f \supra S_{1}-f}\,.}
Aceasta poate fi opțional exprimată în termeni de număr f N = f/A ca:
c = | S 2 – S 1 | S 2 f 2 N ( S 1 – f ) . {\displaystyle c={|S_{2}-S_{1}| \over S_{2}}}{f^{2} \pe N(S_{1}-f)}\,.}
Această formulă este exactă pentru o lentilă subțire paraxială simplă sau o lentilă simetrică, în care pupila de intrare și pupila de ieșire au ambele diametrul A. Proiectele de lentile mai complexe, cu o mărire neunitară a pupilei, vor necesita o analiză mai complexă, așa cum este abordată în profunzimea de câmp.
Mai general, această abordare conduce la un rezultat paraxial exact pentru toate sistemele optice dacă A este diametrul pupilei de intrare, distanțele subiectului sunt măsurate de la pupila de intrare, iar mărirea este cunoscută:
c = A m | S 2 – S 1 | S 2 . {\displaystyle c=Am{|S_{2}-S_{1}| \ peste S_{2}}\,.}
Dacă fie distanța de focalizare, fie distanța de defocalizare a subiectului este infinită, ecuațiile pot fi evaluate la limită. Pentru o distanță de focalizare infinită:
c = f A S 2 = f 2 N S 2 . {\displaystyle c={fA \over S_{2}}={f^{2} \ peste NS_{2}}\,.}
