skärpedjup - mer matematiskt

[millimeter]

Jag undrar lite om exakt hur skärpedjupet och bildvinkeln fungerar/definieras. Det blir kanske lite tekniskt, men jag försöker vara tydlig. Jag undrar alltså inget om "cropfaktor" etc utan nöjer mig med ett format, ett objektiv.

Betrakta en kamera med valfritt objektiv. Den är riktad mot ett motiv som alltså avbildas på filmen.

Varje punkt i bildcirkeln belyses av strålar från hela linsen, inte sant? (Varje punkt i motivet "belyser" ju hela linsen.) Om bilden är skarp träffar alla dessa strålar (idealt sett) en enda punkt. Skärpedjupet avgörs då *enbart* av hur parallella dessa strålar är, dvs av största vinkeln mellan två strålar som belyser samma punkt på filmen, eller?

Men maximala vinkeln mellan två strålar som belyser samma punkt måste vara olika i mitten av bilden jämfört med i kanten.

Min första fråga är nu: menas med "bildvinkel" den vinkel som är mellan två strålar från linses kanter till filmrutans mittpunkt?

Min andra fråga är: eftersom vinkeln mellan två strålar varierar beroende på var på filmrutan man mäter, så varierar även fokalavståndet sett från linsen mittpunkt, och därför blir skärpeplanet just ett plan (och inte en cirkel med centrum i linsen)? (Med andra ord: skärpan hamnar i ett plan just eftersom vinkeln mellan strålarna minskar mot bildens kanter och därför korsas på ett längre avstånd från linsen?)

(En tredje liten fråga är: om skärpedjupet avgörs av den största vinkeln mellan strålar som belyser samma punkt, så kan man få ett större skärpedjup genom att blockera strålar från linsens utkanter? Med tanke på att sensorer inte ser ljus som kommer i för stor vinkel verkar det ju idealiskt för att få ännu större skärpedjup, om man - som det skrivits om i andra trådar - ökar signalförstärkningen med avståndet från sensormittpunkten?)

Uh. Förstår? Tacksam för svar iaf!

MVH

 

[Johan Carlström]

Oskärpa innebär att det som är en punkt i verkligheten blir ett fält i din bild. Om spridningen av punkten blir för stor kommer detaljer att försvinna oh bilden blir oskarp. Det som avgör skärpan är alltså inte vinkeln mellan ljusstrålar när dom träffar filmen utan över hur stor yta ljusstrålar som kommer från samma punkt men som tar olika optisk väg sprids över. Det finns en formel för skärpedjp som ser ut såhär:

(a^2*d)/(r*f+a*d) Där a= avstånd, r=radien på bländaröppningen, d=maximal tillåten spridning av en ljuset från en punkt då den når filmplanet, f=fokallängd på objektivet.

notera att bländare A=f/r

Man kan som du föreslagit "döda" ljusstrålar som tar en sådan optisk väg att dom lägger sig i utkanten av det fält som en punkt avbildas på. Dock görs detta inte framför linsen utan inuti genom bländning. Högre bländartal innebär mindre radie i formeln ovan.

Bildvinkel är väl vinkeln mellan ljusstrålarna från de objekt som avbildas på bildens hörn innan dessa når objektivet om jag fattat rätt.

Hoppas det gick att förstå någonting.
Mvh Johan som läste en kurs i optik i våras

Edit: Den där formeln kräver nog en förklaring. Det står avståndet i kvadrat multiplicerat med maximala accepterade avvikelse dividerat med (fokallängd gånger bländarradie plus avstånd gånger max accepterad avvikelse)

Notera även att aperture A=f/r medför att r*f=f^2/A

Summa kardemumma fås störst skärpedjup med liten bländare (högt bländartal) samt korta bränvidder.

 

[millimeter]

Johan Carlström skrev:
Oskärpa innebär att det som är en punkt i verkligheten blir ett fält i din bild. Om spridningen av punkten blir för stor kommer detaljer att försvinna oh bilden blir oskarp. Det som avgör skärpan är alltså inte vinkeln mellan ljusstrålar när dom träffar filmen utan över hur stor yta ljusstrålar som kommer från samma punkt men som tar olika optisk väg sprids över. Det finns en formel för skärpedjp som ser ut såhär:

(a^2*d)/(r*f+a*d) Där a= avstånd, r=radien på bländaröppningen, d=maximal tillåten spridning av en ljuset från en punkt då den når filmplanet, f=fokallängd på objektivet.

Jag skrev oerhört omständligt, men vad jag var ute efter var huruvida skärpedjupet varierar beroende på avståndet till bildcentrum.

Att bilden blir oskarp när filmen inte ligger i fokalplanet beror ju som du säger på att ljusstrålarna sprids över en liten yta. Långt skärpedjup innebär att ytan växer långsamt när filmen rör sig bort från fokalplanet. Att strålarna sprids över en yta beror ju på att de har en viss vinkel mellan varandra, och ju större vinkel desto kortare skärpedjup (eftersom stor vinkel innebär att strålarna snabbt skiljs sprids).

Min tanke var att skärpedjupet borde vara något större i bildens utkanter, eftersom vinkeln mellan strålarna är mindre där än i mitten av bilden. Om man ritar upp en lins och dess strålgång ser man detta tydligt. Två strålar från diametralt motsatta punkter på linsen korsas i fokalplanet. Men just innan eller efter fokalplanet är strålarna något separerade. Är separationen större i bildens centrum? (Dvs är skärpedjupet (marginellt) kortare i bildens mittpunkt?)


Dåligt beskrivet av mig, jag förstår om ingen förstår..

Man kan som du föreslagit "döda" ljusstrålar som tar en sådan optisk väg att dom lägger sig i utkanten av det fält som en punkt avbildas på. Dock görs detta inte framför linsen utan inuti genom bländning. Högre bländartal innebär mindre radie i formeln ovan.

Men genom nedbländning tappar ju hela bilden ljus, medan centrum av bilden blir opåverkat om man så att säga "bländar ned" just innan filmplanet. (Jag spekulerar alltså - jag säger inte att det vore en praktisk metod! )

Bildvinkel är väl vinkeln mellan ljusstrålarna från de objekt som avbildas på bildens hörn innan dessa når objektivet om jag fattat rätt.

Ja, efter att jag skrivit inlägget insåg jag min dumhet.

 

[Kallok]

Skärpedjupsmatte.

Här har ni en fin artikel som tar bort alla funderingar kring skärpedjup; i alla fall om man gillar lite matte

Notera speciellt mittenstycket på sida 7.

161kB .pdf på adressen:
http://www.largeformatphotography.info/articles/IntroToDoF.pdf

 

[millimeter]

Re: Skärpedjupsmatte.

Kallok skrev:
Här har ni en fin artikel som tar bort alla funderingar kring skärpedjup; i alla fall om man gillar lite matte

Notera speciellt mittenstycket på sida 7.

161kB .pdf på adressen:
http://www.largeformatphotography.info/articles/IntroToDoF.pdf

Tack! Det verkar vara en bra pdf Jag ska kolla mer när jag har tid. Jag gillar matte, optik är inte min starka sida. Men tyvärr tar matte lite tid.

Ha det.