Share
Diffraktion är när det vanliga mönstret av vågor vi ser som ljus blir stört och uppträder oregelbundet. De flesta fotografer förstår djupfältet och hur bländaren påverkar skärpan. Men det finns en punkt med minskande retur, och orsaken till det är diffraktion.
När du tar landskaps- eller arkitekturfoton är det naturligt att försöka maximera detaljer genom att öka skärpedjupet. Detta görs genom att göra bländaren mindre. Det är lätt att få bäras och stoppa för mycket "bara för att vara säker" för att försöka skapa ett djupfält som är tillräckligt stort.
Var försiktig samtidigt som du gör det här. Även om en mindre öppning kommer att ge ett större skärpedjup, kommer effekterna av diffraktion att bli alltmer märkbara vid extremt små öppningar, vilket reducerar bildens totala skärpa.
Detta är kontraintuitivt i syfte att använda små öppningar i första hand, vilket är att fånga skarpa detaljer. Att känna till gränserna för dina linser är mycket viktigt för att undvika detta fenomen, liksom att mildra de höga ISO eller långa exponeringstider som krävs för att använda onödigt små öppningar.
Även om det kanske inte verkar så, reser ljuset faktiskt som en våg. Så alla egenskaper som kan identifieras i andra vågor som ljud eller vattendrag kan också identifieras i ljuset.
Huygens princip anger att "varje punkt av en vågfront kan betraktas som källan till sekundära vågor som sprids ut i alla riktningar med en hastighet som är lika med hastigheten för förökning av vågorna."
Detta innebär att ljuset som passerar genom bländaren skapar nya ljusvågor.
Linsens lilla bländarhål, eller mer speciellt bländarbladen, har böjning av parallella ljusstrålar. Tänk på ett ogenomskinligt objekt placerat framför en ljuskälla. Objektets massa blockerar ljuset och skapar en skugga.
Titta noga, vid kanterna på den skuggan. Du kan märka att trots att objektet har en skarp kant är skuggans kanter alltid fuzzy.
Jag använde ett foto av en pocketknife för att visa effekterna av diffraktion på en rak linje. Jag tog den här bilden i ett helt mörkt rum där den enda källan till belysning var min blixt. Jag justerade också kontrasten på bilden i Photoshop för att ytterligare lyfta fram den här effekten. Observera att toppen av kniven är väldigt rak och i den här bilden görs den mycket kraftigt.
Men medan vi tittar på skuggan som kastas av detta blad märker vi att skuggan är något otydlig, även i närvaro av en stark, enriktad ljuskälla. Denna effekt som min knivkant har på ljuset observeras också när ljus kommer in i en lins, där den interagerar med kanterna på bländarbladen.
Som ljusböjningar måste det nu färdas olika avstånd och börja störa andra ljuskällor som skapas av bländarbladen. Detta skapar ljusare områden där de ljusa föreningarna och mörka områden där ljus är frånvarande.
Detta är ett fenomen som kan observeras inte bara i ljus utan i alla vågor. Det är denna ojämn fördelning av ljus som så småningom leder till diffraktion.
Effekten av diffraktion på din kamera kan simuleras genom att skura dina ögon. När du snubblar blir bilden av din värld snabbare när du minskar storleken på dina elever minskar.
Anta att vi har en fysiskt perfekt lins med perfekt cirkulär bländare, då skulle linsen kallas "diffraktion begränsad". Detta beror på att den enda begränsningen till den maximala upplösningen av en bild som skapas av den linsen är det fysiska fenomenet ljusdiffraktion snarare än några ofullkomligheter, felinriktning eller sensorupplösning.
Interferensmönstret som produceras av en cirkulär lins, ges enhetlig belysning, kallas en luftig disk som heter George George Biddell Airy. Mer specifikt kallas centrum för bilden Airy-skivan, medan samlingen av omfattade ringar kallas det luftiga mönstret.
Storleken på Airy-skivorna i din bild beror bara på bländaren och kan approximeras genom att ta f-stop-numret och dela det med 1500. Detta ger ungefär diameteren för den luftiga skivan i milimeter. Till exempel, när vi använder f / 22, är varje Airy-disk cirka 0,0015mm.
Om diametern på den luftiga diskens centrala topp blir för stor i förhållande till pixelstorleken kommer bilden att dyka upp. Detta blir den ultimata begränsningsfaktorn i strävan efter skarpa bilder och bestäms genom valet av bländare.
Nu när vi är färdiga med de tråkiga grejerna, låt oss titta på en verklig tillämpning av denna princip. Att testa effekterna av diffraktion för dig själv är en mycket enkel process.
Ta bara en uppsättning bilder av ett statiskt objekt samtidigt som fokus och exponering hålls konstant, medan olika bländare genom bländarprioritetsläget. För att demonstrationerna ska vara meningsfulla är det viktigt att undvika förändringar i ämnet.
Använd ett bra stativ, en avstängare, lås upp din spegel och gör vad som helst annat är nödvändigt för att minska kameraskakningen och hålla fokusen konstant. Att ta bilden inomhus är viktigt för att minska effekterna av vind och andra utomhusvariabler.
Följande uppsättningar bilder är sida vid sida grödor till 100% av en Crown Royal flaska etikett. Dessa skott togs inomhus med min kamera på marken.
Varje övervägning togs för att säkerställa de mest jämförbara bilderna. (Obs! Även om allt är kontrollerat och det finns mycket ljus, kan inte min kamera autofokusera f / 36. Detta är en annan nackdel med att använda extremt små bländare.)
Från denna uppsättning bilder kan vi observera att bilderna börjar förlora sin skärpa runt f / 11, men är tålbara även upp till f / 16. Från f / 22 men skarpsbilderna förvärras dramatiskt till f / 36 vilket är ganska oanvändbart.
Glöm inte att använda vissa linser som är öppna, minskar också skärpan. Det är viktigt att hitta bländaren som är optimal för din lins. Jag brukar använda f / 8 eller f / 11 mest om jag kan.
Huvudskälet till att begränsa bländaren är att ge ett större skärpedjup, så det är viktigt att veta hur mycket skärpedjup du behöver och använd en lämplig bländare. Det finns många sätt att beräkna skärpedjup och många resurser online för att hjälpa till med att göra det.
Låt oss titta på exemplet på detta träd och utvärdera det djupfält som krävs för att ta detta skott skarpt. Detta foto togs med en skärmkamera på 18 mm och ämnet, trädet, var ungefär 20 meter bort. Eftersom detta ämne är så långt borta och linsen är vidvinkel, ger även en måttligt stor öppning av f / 6.3 ett fältfält från 2,26 m till oändlighet.
Det här är mer än tillräckligt för att fånga all den detalj jag behöver. Faktum är att med denna brännvidd och ämnesavstånd kan även en f-stop av f / 1 ge mig ett skärpedjup från 8,95 m till oändlighet, tillräckligt för att fånga detta träd med fullständig klarhet och något bakom det.
Eftersom situationen gav mig ett så stort skärpedjup, behövde jag inte använda en mindre bländare, så att jag kunde fånga upp med en högre slutartid och sänka ISO, vilket bidrar till den totala skärpan.
Det är bra att komma ihåg att när du använder en mindre bländare kommer att ge ett större skärpedjup, finns det andra faktorer med förmodligen mycket större påverkan.
Till exempel, med ett ämne 25m bort och med f / 8, kommer en lins med brännvidd på 100mm bara att ge ett skärpedjup från 17,9m till 41,6m, med en total längd på 23,7m.
Om du ändrar till en lins med brännvidd på 75 mm växer skärpedjupet för att täcka avstånd från 14,6 m till 85,9 m, vilket ger en total längd på 71,3 m, nästan tre gånger så mycket som att använda 100 mm brännvidd.
Kontrast att stoppa ett f-stop till f / 11, detta ger dig ett skärpedjup från 16m till 57,3m, totalt 41,3m.
För skott som kräver långa exponeringstider under dagen är det naturligt att först välja slutartid som ger dig den effekt du vill ha och använd en bländare som matchar. Men med effekterna av diffraktion i åtanke är det bäst att inte använda någon bländare under f / 8 eller högst f / 11.
Om du använder ND-filter eller väntar på mindre ljus kommer det att resultera i en bild med mycket mer klarhet än en som tas med lämplig slutartid, men med f / 32.
Jag hoppas att folk har hittat den här artikeln. Kunskap om diffraktion är enkel att tillämpa (det kommer i själva verket inte att vara huvudproblemet under de flesta omständigheter) men kan få hemska konsekvenser för dem som inte är medvetna om det.
Diffraktionseffekter är lätta att undvika, bara att hålla bländaren större än f / 8 bör göra tricket!
Accentsconagua