September 2017

ШИРИК vs ТЕЛЕВИК: у кого больше ГРИП?

Бытует мнение, что при прочих равных условиях у широкоугольных объективов глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) больше, чем у телеобъективов. Попробуем разобраться, так ли это.

Равные условия подразумевают в первую очередь одинаковый масштаб изображения. Т.е. один и тот же объект съёмки должен иметь один и тот же размер как в кадре снятом на ширик, так и в кадре снятом телевиком. Достичь этого, понятное дело, можно лишь изменением дистанции фокусировки, подходя ближе с шириком и отодвигаясь подальше с телевиком. (С точки зрения формул геометрической оптики, сохранение масштаба изображения означает постоянство отношения фокусного расстояния объектива к дистанции фокусировки.) Ну и во-вторых, равенство условий предполагает, что диафрагма в обоих случаях тоже зажимается до одинаковых значений.

Теперь остановимся на самом понятии ГРИП. Лучи, идущие от тех точек объекта съёмки, которые находятся на расстоянии дистанции фокусировки, пересекаются в плоскости матрицы ф/а, и, следовательно, изображаются тоже в виде чётких точек. Лучи же от точек лежащих ближе (дальше) дистанции фокусировки будут пересекаться ближе (дальше) матрицы ф/а и к моменту достижения матрицы будут уже (ещё) разошедшимися, рисуя на ней не точку, а пятно, кружок, определенного размера. Это пятно принято называть кружком нерезкости. Понятно, что размер пятна нарастает плавно по мере смещения от дистанции фокусировки, и выход из ГРИП наступает тогда, когда размер кружка нерезкости становится физически различим.

Вот тут мы подходим к вопросу: какой же размер кружка нерезкости считать пороговым? Что «резко», а что уже нет? Есть общепринятое значение этого параметра, на которые ссылаются производители фотоаппаратуры: 20…30 микрон. Однако приняты были эти стандарты еще пред Второй Мировой и современным технологическим реалиям отвечают слабо. Например, размер пикселя матрицы ф/а Canon 600D меньше 7 микрон и готовы ли мы считать резким то, что расползается на несколько пикселей? Выбор порогового размера кружка нерезкости вопрос субъективный, но следует помнить, что калькуляторы ГРИП основанные на старых стандартах могут выдавать вводящие в заблуждение данные. Мы примем в качестве порога нерезкости компромиссные 8 микрон, т.е. 8*10^(-6)м.

Не утомляя читателя промежуточными выкладками, приведём итоговые графики зависимости размера кружка нерезкости от дистанции до объекта для пары телевик (90 мм) — ширик (30 мм) при сохранении масштаба изображения. Графики для телевика изображены пунктиром, для ширика – сплошной линией. Одинаковыми цветами изображены графики для одинаковых масштабов изображения.

динамика кружка нерезкозти

Нетрудно заметить, что форма находящихся под границей ГРИП частей графиков практически идентична для обоих случаев (телевик, ширик). Вот так советские учёные и открыли секрет долголетия ёжиков. Оказалось, что никакого секрета нет, да и живут они не долго. Чуда не случилось, и говорить о каком-то кардинальном превосходстве шириков в размере ГРИП не приходится.

Однако, обратим теперь внимание на «хвосты» графиков выше границы ГРИП. Вот тут уже отличия можно назвать кардинальными, преимущественно на дистанциях, превышающих фокусировочную: в случае широкоугольного объектива рост кружка нерезкости быстро стабилизируется и выходит на насыщение, тогда как у телеобъектива замедление роста размытия наблюдается гораздо позже. Как это визуально воспринимается фотографом (зрителем)? В кадре, сделанном на ширик, размытие за границей ГРИП ещё довольно долго не сильно больше пограничного значения, так что и уловить эту самую границу ГРИП весьма проблематично. У телевика же размытие за границей ГРИП нарастает очень активно, и ГРИП визуально ощущается намного чётче. Различия в интенсивности и пределах размытия и приводят к ощущению большей глубины резкости у шириков. Этот эффект восприятия можно пояснить и на графиках, если вспомнить, что граница ГРИП есть величина зибзическая, и мы вольны поднять планку до веcьма либеральных высот. И вот тогда уже различия в формах «клювов» графиков под горизонталью ГРИП будут тем заметнее, чем «либеральнее» ГРИП. 

И что же в итоге? Каков ответ на вопрос заголовка? По Инь — всё верно: визуально ширик размывает медленно, и фон обычно остаётся узнаваемым, а телевик может быстро размыть фон в абстракцию. По Ян же, преимущество ширика — миф: реальные различия величин ГРИП для адекватного пикселю матрицы кружка нерезкости пренебрежимо малы и преимущества по ГРИП у ширика нет. Про Ян помним при предметной съёмке, про Инь — при всех остальных. =) 

При подготовке статьи среди прочего были использованы материалы сайта фотографа Владимира Медведева и статья профессора Свердлова С.З. «Выбор дистанции фокусировки при фотосъёмке по критерию минимума среднего кружка нерезкости»

У кого сильнее перспективные искажения: у ширика или телевика?

Как-то я был свидетелем дискуссии на тему «сильнее ли перспективные искажения даёт ширик по сравнению с телевиком». Как часто бывает, спор тогда принял форму религиозной войны.

Давайте спокойно разберёмся в вопросе, глядя на нехитрые рисунки, изображающие ситуацию «на фоне ёлочки снимается семейство».

Отметим, что семейство находится ближе к ф/а, а ёлочки – дальше, но при этом покрупнее семейства. Во-первых, определимся, что такое есть перспективные искажения. По сути, это искажение в плоском кадре соотношения размеров разноудалённых объектов съёмки по сравнению с реальными их пропорциями. Т.е., ёлочка и человек, померенные рулеткой, в реальности соотносятся как 1 к 3, например, а в кадре у нас получается 1 к 2. Собственно, человеческий глаз работает в этом смысле так же как линза и тоже врёт ( например, «солнце на ладошке»). Но это нормально, потому что привычно. А непривычной, а значит «искаженной», нам кажется перспектива, построенная на существенно отличающемся от человеческого глаза угле зрения (ширик, телевик). (Отметим так же, что перспективные искажения вообще говоря, не связаны напрямую с геометрической дисторсией объектива, т.е. с искажениями типа «бочка/подушка». Уровень дисторсии определяются исключительно техническим совершенством объектива.)

Но обратимся, наконец, к рисункам. На рис.1 снимок сделан шириком с фокусным расстоянием Fш. При этом дистанция до человека была Dч1, а до ёлки Dё1. Размеры изображений на матрице – Ч1 и Ё1 для человека и ёлки соответственно. Не двигая штатив, меняем объектив на телевик с фокусным расстоянием Fт и переходим к рис.2. Расстояния до объектов съёмки не менялись, поэтому Dч2=Dч1 и Dё2=Dё1. Однако, из-за большего фокусного матрица отодвинулась от линзы и размеры изображений человека (Ч2) и ёлки (Ё2) на ней увеличились, гармонично заполняя кадр. Сравнив рисунки 1 и 2, нетрудно заметить (от докозательства увольте) попарное подобие прямоугольных треугольников с катетами, лежащими на матрице, из которого и вытекает утверждение, что перспективные искажения не зависят от фокусного расстояния объектива. Действительно, при одинаковых дистанциях съёмки, несмотря на разные размеры изображений, построенных телевиком и шириком, пропорции в кадре не отличаются: Ё2/Ч2=Ё1/Ч1. Получается, да, фото-ортодоксы абсолютно правы: перспективный рисунок есть функция исключительно дистанции до модели.

 Однако, давайте подумаем: много ли практического толку от этого знания?

 В кадре, сделанном на телевик, мы гармонично заполнили пространство главными объектами съёмки. В кадре же, полученном шириком, объекты съёмки занимают очень незначительную площадь. Они такие мелкие, что и ту самую, равноценную с телевиком, перспективу рассмотреть то не удасться. Когда мы хотим что-то снять, мы делаем этот объект главным, заполняя им кадр. Как этого добиться?

Цепляем снова ширик и топаем с нашим штативом в сторону объектов съёмки до тех пор, пока главный из них, пусть это будет для разнообразия ёлка, не станет в кадре таким, как был при телевике: Ё3=Ё2. Эта ситуация соответствует условию «равенство масштабов изображения» и изображена на рис.3. Что же мы на нём видим? Пропорции в кадре радикально отличны от того что было на рис. 2, отношения Ё3/Ч3 и Ё2/Ч2 кардинально отличаются. Именно в условиях «равного масштаба» на практике обычно человек сравнивает перспективный рисунок объективов, а вовсе не при равенстве дистанций съёмки. И вот в этих условиях сравнения от фокусного расстояния объектива перспективный рисунок кадра уже ой как зависит!

Впрочем, вы это и так знаете: "ширик перспективу растягивает, телевик - сплющивает".

Почему стоит ездить на работу на велосипеде

Кроме очевидного, сжигаемых по ходу килокалорий, главное, что нет лучшего, пожалуй, способа проникнуться жизнью своего города, досконально разнюхать его повадки и привычки. Увидеть его ключевые черты множество раз при разной погоде, в разное время года и в их естественной дзэн-повседневности.

{Взвесь силы. Дальше много букв.}

На Пасху извечно поддувающий ветер несет по просохшим дорогам оставшийся от борьбы с гололедом песок. Аж на зубах скрипит. Еще немного, и от рыбацких баркасов, болтающихся на Неве у Литейного, доносится запах корюшки. На мосту вечно фиг объедешь повзводно перемещающихся разнообразных курсантов. Если на Авроре флаг уже подняли, значит капец - опаздываю. Звон колоколов из храма в Крестах. Китайцы у пристани речных трамваев. У сфинксов, кажется, второй размер груди. И жуткие рёбра. Метеор утром летит откуда-то из-за моста Александра Невского к причалам в Акваторию, что бы скорее начать катать туристов в Петергоф. А вечером я вижу его уставшего заправляющимся на Лукойле. Смольный с Невы - ну как космолёт фантастов-шестидесятников. А как он с Новгородской смотрится! По Школьной вечером мимо пекарни Буше хоть не проезжай - так хлебом пахнет, аж в животе урчит сразу. Утром на переходе у Чёрной речки играет аккордеон. И музыка и музыкант чем-то французские. На лице его счастливая полу-улыбка. И тоже невольно улыбаешься. Запах свежескошенной травы газонов. И отряды трескучих бензокосарей в оранжевом. Опять меня обогнал как стоячего уже знакомый велосипедист на шоссере. А вот и другой знакомый... Любитель классических кепочек. Что-то сегодня не там встретились.. Опаздываю? В Таврическом саду всегда в одном и том же месте на берегу утром кемарят утки. В спортивной форме делают зарядку курсанты-будёновцы. А раз я чуть не переехал живую рыбу: рыбак выдернул у Гренадёрского моста мне прямо под колёса судака килограмма на два! Памятник Нобелю - ну реально взрыв, а не какое не дерево. Поначалу хотелось потроллить пробочников-автолюбителей: ну там язык, например, показать, пролетая мимо.. Потом прошло - жалко убогих :) Телевышка видна лишь до первой перемычки: даже не дождь - водяная пыль вместо воздуха. Со шлема капает на нос. Опять словил прокол. Как на набережной этот ржавый гвоздь оказался? Питстоп. 20 минут на замену камеры. Не словить бы в башню грузило донки. Рыбачки... Всё-таки самый прекрасный мост - Охтинский. Шедевр стимпанка. А ещё в нем живут специально обученные гномы. Я видел как они открывают тайный люк в асфальте и лестницу уходящую вниз. Красных текстильщиков - место притяжения узбеков. Потому что МФЦ. На трансфрматорной будке у Морского проспекта нарисован Боярский в шляпе и зенитовском шарфике. А на другой будке, на Бакунина, - математик Эйлер. Весной, под вечер, садящееся солнце попадает в плафоны фонарей на набережной Робеспьера и самовольно включает их. По Троицкому мосту зарёкся ездить - жуткая толчея. Ох уж мне эти не видящие ничего лица зомби, подсвеченные призрачным светом смартфонов... Самокатов похоже, даже больше, чем велосипедов! Ситцевая и Туполевская засажены сиренью, в июне просто плывёшь сквозь этот запах. Но где бы ты не ехал (особенно в Приморском районе), за тобой будет следить башна Саурона (Лахта-Центр). От Ботанического сада вдоль Карповки можно проехать только до женского монастыря, дальше тупик. В Лопухинском саду вечером внезапно духовой оркестр. Чкаловский проспект не просто так: там есть дом, где жил Чкалов. Загородная тишина на Каменном острове. Здесь в последнее лето снимал дачу Пушкин. На Аптекарской , Арсенальной и еще нескольких набережных (но уже не на А) - официальные велопешеходные дорожки! Ура. Местами даже с разметкой. Пусть местами и дебильной :)