Hur man beräknar den skarpaste bländaren för valfri lins

När vi pratar om skärpan i en lins, vad vi faktiskt överväger, är dess förmåga att lösa detaljer. När en in-fokus-lins kan reproducera mer skilda detaljer i en bild kallar vi den linsen skarp. Linsens skärpa är inte konstant; Det ändras med bländare, brännvidd (om det är en zoomobjektiv) och motivets avstånd.

Upplösta detaljer skiljer sig åt från upplösningen. En out-of-focus bildskott med en modern DSLR kommer att ha en mycket stor upplösning men inga lösta detaljer.

Skärpa mäts vanligtvis i linjepar per millimeter (lppmm) eller av storleken på oskärpa på sensorn i mikron. De exakta specifikationerna för dessa mätningar är obetydliga för denna handledning, bara vet att det finns ett vetenskapligt och väl förstått medel för att bestämma skärpa som involverar lite mer än bara att eyeballa det!

I denna handledning ser vi på hur man beräknar optimal bländare för vilken lins som helst för att maximera de upplösta detaljerna i en bild.

Varför ska du inte oroa dig för skärpa

Innan jag dyker in vill jag prata om varför att söka maximal skärpa betyder sällan så mycket.

I vilken situation som helst kommer det att finnas en maximal skarp kombination av bländare och fokuspunkt, men det kommer att finnas otaliga andra kombinationer som returnerar acceptabla resultat. Endast genom att zooma in extremt nära och "pixel peeping" kommer det att vara möjligt att bestämma skillnaden mellan den skarpaste möjliga bilden och den som är skarp nog.

Det finns så mycket mer som går in på att göra en bra bild än att bara se till att den är skarp. En bild kan vara tekniskt perfekt och har absolut ingen konstnärlig förtjänst - alla de extremt skarpa, extremt tråkiga bilderna av testdiagrammen - medan en fantastisk kreativ bild knappast kan vara skarp alls. Ämnet, tonerna och alla saker som gör fotografering så underbart subjektivt spelar en mycket viktigare roll.

Även de inriktade områdena i denna drömmande bild av ett vetefält är inte särskilt skarpa. Vete fält. DanielNanescu / PhotoDune.

Det finns vissa situationer där fokus är viktiga, vilket på de flesta sätt är en proxy för skärpa. I porträtt till exempel, de flesta av tiden du vill att motivets ögon ska vara fokus och därmed den skarpaste punkten i bilden, men i stort sett, så länge bilden är skarp, blir andra saker mycket viktigare.

Så ha allt detta i åtanke när du läser igenom denna handledning. Att veta hur man beräknar optimal bländare och fokuserar på en maximalt upplöst bild är användbar för fotografer, särskilt landskaps- och arkitektfotografer, men det är bara en av många delar som går in på att göra en bild. För de flesta situationer kommer de tumregler som jag täcker här att vara allt som behövs för att få en acceptabel, till och med extremt skarp bild, även om det inte är den skarpaste möjliga.

Skarphetsbalanslagen

Det finns två huvudsakliga saker som påverkar hur en lins löser detaljer, defokusavvikelse och diffraktionssläckning. Defocus-oskärpa uppträder mest vid vida öppningar, medan diffraktionsoskärpa uppträder mest vid smala öppningar. Det balanserar dessa två konkurrerande faktorer, liksom det uppenbara djupet av fält som krävs, vilket leder till optimal bländare för en given scen.

Astigmatism

Moderna linser är fantastiska, men på grund av optikens sätt har de flesta linser åtminstone lite astigmatism. Det betyder att fokalplanet inte är den helt enhetliga tvådimensionella osynliga väggen som vi kan tänka oss att vara. Du kan se detta med stora öppningar speciellt. Det är lätt att testa också! Ställ in din kamera en meter eller två från en tegel- eller stuckaturvägg och gör en serie riktigt utsatta bilder medan du varierar bländaren. Med de flesta objektiv kan du se att mitten av bilden är märkbart skarpare än kanterna vid vida öppningar.

I vilket fall som helst är oskärpa i många former av fotografering faktiskt en ganska tilltalande effekt. En suddig, bokeh fylld bakgrund är ofta en önskvärd del av ett porträtt. I andra fall, till exempel skytte på natten, är oskärpa kostnaden för att använda en bred bländare för att få en anständig exponering, men det ger också tittaren en användbar visuell aning om typen av belysningssituation.

Det finns situationer där du behöver en mycket skarp bild, men hörnet till hörnet är astigmatism fördömd. Det är det här handledningen handlar om, så låt oss fortsätta.

Fältets djup: Förvirringskretsar

När du tar en bild passerar ljuset genom din lins och på bildplanet, det är film eller sensor. Linsen fokuserar ljuset så att objekt i fokusplanet reproduceras i skarp fokus på bildplanet. Punkter som inte ligger i fokusplanet, antingen närmare eller längre bort, reproduceras som lite större prickar eller "förvirringskretsar".

Att minska storleken på bländaren minskar storleken på de out-of-focus-punkterna. Om du minskar storleken på bländaren tillräckligt, kan prickarna bli tillräckligt små för att tekniskt Defokuserade cirklar av förvirring blir så små att de inte kan skilja sig från riktigt in-focus-punkter. Effekten är en ökad skenbar fokusområde vid mindre öppningar: skärpedjup.

Skärpa och skärpedjup

Ju bredare öppningen är öppen, desto mindre av scenen som kan falla i fältets djup. Med en 50mm lins öppen för f/1.4, kan du fokusera på oändligheten men allting närmare än knappt 45 meter kommer att vara ute av fokus Fjällen i avståndet kommer att vara skarpa, men du kommer inte att kunna se någonting i förgrunden. Det spelar ingen roll hur skarpa områdena i bilden är, allt som faller utanför fokusplanet blir suddigt.

Medan mina ögon är klara i denna bild faller fokuset bort på ett tilltalande sätt. Mer djupgående är inte önskvärt i denna situation.

Om du vill få allt från bara några centimeter framför kameran till bergen i avståndet i fokus, måste du stoppa ner bländaren. Ju längre du stoppar det, desto tydligare skärpedjup får du. Den smalaste bländaren på en given lins-ofta f/ 22 på moderna linser - ger största möjliga skärpedjup. Problemet är att vid smala öppningar börjar diffraktion att ha en skadlig effekt på den maximala uppnåbara bildupplösningen.

Att balansera dessa två faktorer är nyckeln till att maximera skärmens skärpa.

Hitta den söta platsen

För varje lins finns det en bländare som ger maximal upplösning av fokusområdena. Om du skjuter ett tvådimensionellt testschema är det det som ska användas varje gång.

Det enklaste sättet att hitta denna "söta plats" är att Google det. Varje populär objektiv granskas och dess prestanda mäts på otaliga webbplatser.

Om du vill beräkna det själv, men:

  • Sätt din kamera på ett stativ och placera ett tidningsark framför det på ett avstånd som låter dig se hela papperet i ramen.
  • Fokusera på tidningen och ta sedan ett foto vid varje bländare som linsen tillåter.
  • Importera bilderna till din dator, zooma till 100% på varje och jämför sedan dem.
  • Bilden med den läsligaste texten kommer att vara ett skott med linsens söta fläck.

I allmänhet ligger denna söta plats mellan två eller tre stopp ner från den maximala bländaren. Till exempel, för en lins som har en maximal bländare på f/1.4, faller den söta punkten normalt mellan f/2.8 och f/ 4. För en lins som har en maximal bländare på f/ 4, det är mellan f/ 8 och f/ 11.

Även om det bara finns en söt plats för varje lins, i praktiken, skillnaden i upplösning mellan f/ 8 och f/ 11 på en lins som öppnas för f/ 4 är minimal. Om skärpa är allt du bryr dig om, sluta bara linsen ner med två eller tre och skjut dig bort.

Skärpa i den verkliga världen

I den verkliga världen är skärpa inte din enda angelägenhet. Om du skjuter ett landskap i stället för ett testschema är skärfältet kritiskt. Stoppar 50 mm linsen ner från f/1.8 till f/5.6, som är ungefär dess söta fläck, flyttar närmaste fokuspunkt till 15 meter - en förbättring från 45 meter men det ger fortfarande inte mycket av en förgrund. Att stoppa linsen längre fram skulle bringa allt in i ditt skärpedjup, men om du stoppar det för långt, kommer diffraktion att minska skärpan.

Detta foto är skarpt hela tiden. Jag använde en Canon 17-40mm f / 4 med en öppning på f / 8 för att få allt från 10 meter till oändligt skarpt. När jag skjuter från en helikopter var ingenting någonsin närmare.

Vad vi vill göra är att hitta bländaren som ger oss den maximalt skarpa bilden som har skärpedjupet vi vill ha. Publicerad skärpedjupbord deltar i vägen mot detta. De berättar för vad den bredaste bländningen som ger den skärpedjup vi vill ha, men det är sällan bländaren som kommer att ge den skarpaste detaljerna inom fokusområdet.

Matematikerna för att göra beräkningarna blir ganska komplexa. Ken Rockwell har länge skrivit om hur man gör dem men det finns inget riktigt behov av att göra det själv. George Douvos-som också har skrivit om hur man beräknar den skarpaste bländaren har utvecklat en iPhone-app som heter OptimumCS-Pro, som gör alla beräkningar för dig. Om du vill hitta den optimala bländaren för att maximera skärpan är det överlägset det bästa sättet att göra det.

Det andra alternativet är att arbeta genom Rockwells formler eller använda tumreglerna i denna handledning.

Reglerna för tummen för 35mm kameror

Följande är några tumregler för att använda, om inte den optimala bländaren, en mycket nära den. Halvstopp eller så har båda sidorna ingen märkbar effekt på skärmens grad i en bild. De gäller endast 35mm kameror eller mindre. Kameror med medelstora och stora format använder ofta relativt långt smalare öppningar vilket ytterligare komplicerar beräkningarna.

  • Om du vill ha maximal skärpa utan oro för skärpedjup, använd linsens söta fläck. Om du är osäker antar du att det är f / 8.
  • Om du skjuter med en vidvinkelobjektiv (24mm brännvidd eller mindre) och vill att allt från en meter till oändlighet ska vara skarp, fokusera en punkt två meter bort och använd en bländare mellan f/ 11 och f/ 16. Ju bredare linsen desto bredare öppningen kan du komma undan med.
  • Om du skjuter med en 35mm lins och vill att allt från två meter till oändlighet ska vara skarp, använd en bländare av f/ 16 och fokusera på en punkt fyra meter bort. Det här är bra inställningar för gatufotografi.
  • Om du skjuter med en normal lins (50mm) och vill att allt från två meter till oändlighet ska vara skarp, använd en bländare av f/ 22 eller högre.
  • Objektiv med brännvidd längre än 50mm kan inte ha både en skarp förgrund och bakgrund. Med en 85 mm lins, en bländare av f/5.6 kommer i bästa fall att ha allt från hundra meter till oändlighet i fokus.

Med dessa tumregler bör du kunna få extremt skarpa bilder varje gång. De kanske inte är den skarpaste möjliga bilden, men de kommer att vara mycket nära. För att ta reda på perfekt bländare varje gång, använd OptimumCS-Pro.