Głębia ostrości

Głębia ostrości

Czyli: dlaczego te obiektywy są takie drogie?

Myślę, że nadszedł czas powrotu do pierwotnej koncepcji tego bloga, czyli omawiania podstawowych kwestii związanych z używaniem aparatów fotograficznych.

Dziś o głębi ostrości i tak na prawdę jak na nią wpływać. Mój wpis został zainspirowany spotkaniami w ramach Towarzystwa Dobrej Fotografii i krótkiej rozmowy o wpływie przysłony obiektywu na głębię ostrości.

Na początek co to jest ta "głębia ostrości"?

To tak na prawdę obszar w trójwymiarowej przestrzeni, który zostanie ujęty jako ostry na zdjęciu.

Poniżej dwa przykłady:

1. płytkiej (małej) głębi:

Na powyższym zdjęciu Katerina ma ostre tylko jedno oko, Veronica jest zupełnie poza ostrością.

Parametry zdjęcia F 2.8, 1/250s, ogniskowa 200mm, pełna klatka (Nikon D700).

2. dużej głębi:

Na tym zdjęciu ostre jest wszystko: Natasza, krata za nią, druga wieża i dach katedry św. Wita, a na upartego część wzgórz na Strachowie (choć za mgłą).

Parametry zdjęcia: F 11, 1/100s., ogniskowa 24mm crop 1,5x (Sony A580).

Czy te dwa zdjęcia da się ze sobą porównać?

Oczywiście że nie, wszystko co wpływa na głębię ostrości  na nich jest inne: ogniskowa, przysłona, odległość od obiektu fotografii, wielkość materiału światłoczułego (matrycy, klatki filmu).

Dlatego, żeby zobrazować zależność od parametrów, na które mamy wpływ, trzeba wyeliminować inne zmienne. W dalszych punktach postaram się pokazać Wam, jaki wpływ na głębię mają zmiany poszczególnych parametrów

1. Odległość od fotografowanego obiektu. 

Poniższe zdjęcia zrobiłem w identycznych warunkach, tylko zbliżając się co kadr. Wykorzystałem obietyw Nikkor-micro 105mm, 2,8.

Parametry stałe F 5.6, 1/125s, ogniskowa 105mm, pełna klatka.

Zwróćcie uwagę na rozmycie stojącego w tle obiektywu. Wydawałoby się, że na f 5,6, choć na części zdjęć powinien być ostry.Jednak zwróć uwagę na to, że oddalanie się od obiektu, powoduje coraz mniejsze jego rozmycie, widać to szczególnie na postawionym za konikiem Samyangu.

2. Zmiany ogniskowej.

Do tego potrzebujemy obiektywu typu zoom. Czyli o zmiennej ogniskowej. Tym razem korzystam z Nikkora 24-120 f4.0.

Parametry stałe F.4,0, 1/250s, zmiany ogniskowej 120/85/50mm, bez miany odległości od fotografowanego obiektu. To oczywiście zmienia obszar obejmowanej sceny, ale widać również że im krótsza ogniskowa tym obiekty na obrazku ostrzejsze, czyli głębia większa.

3. Manipulacja przysłoną.

Celowo zostawiam na koniec. To najbardziej oczywista, a zarazem najbardziej zależna od nas technika. Jednak również bardzo ograniczona w dostępie przede wszystkim ze względu na budżet typowego amatora.

Przy identycznej scenie, zmiany przysłony zmienią głębię ostrości. Jednak musisz pamiętać, że dla wielu kombinacji odległości i ogniskowej, wpływ przysłony na głębię będzie marginalny. Jak ustawisz f 2,8 dla obiektywu typu 14mm na pełnej klatce to ostrość zacznie się i tak już od ok 1 metra. Z drugiej strony w dużym makro nawet przysłona 64 nie wystarcza żeby nasz obiekt był wystarczająco ostry (stąd techniki typu focus stacking, o których kiedyś indziej).

Poniżej ta sama scena, ponownie Nikkor 105mm, przysłony 3.5/5.6/11.0/22.0

Pewien pogląd na opisane powyżej zależności daje symulator ze strony:

https://dofsimulator.net/pl/

A na koniec, odpowiedź na pytanie z początku: dlaczego obiektywy są takie drogie? 

Jak widać z powyższego uzyskać dużą głębię jest stosunkowo łatwo, ale w określonych sytuacjach chcemy by głębia była niewielka np. w portrecie. Do tego używamy jasnych i dość długich szkieł. Portret to ogniskowe 85/105/135 czasem 200mm. Jasność duża, czyli 1.4-1.8 dla dwóch pierwszych 2.0-2.8 dla dwóch ostatnich. Im dalej od ogniskowej standardowej tym trudniej zbudować jasny obiektyw, dlatego o ile 50mm 1.8 to jedne z najmniejszych i najtańszych obiektywów na rynku o tyle 200 2.0 czy 14 2,8 to już musi być spory kawałek szkła złożony z wielu soczewek. Im ich więcej, tym trudniej o korekty błędów takich jak aberracje i dystorsje, a nawet zwykła winieta. To prowadzi do grupowania soczewek czyli zastępowania jednej dwoma lub trzema o różnych krzywiznach, włączania specjalnego rodzaju szkła (np. fluorytowego), do tego każda soczewka musi jeszcze byś pokryta odpowiednia ilością powłok przeciwodblaskowych. A jeszcze przynajmniej część z nich musi się ruszać względem siebie, żeby ustawić ostrość.

To musi kosztować.

Jeszcze o zoomie

Mój ostatni wpis na ten temat niewiele wyjaśnił, więc wrócę do tematu.

Żeby odnieść się do zoomu trzeba najpierw zmierzyć się z pojęciem ogniskowej.

Ogniskowa to podstawowy parametr podawany w milimetrach (mm) na obiektywie. Odkładając na bok fizyczne dywagacje im większa ogniskowa tym większa zdolność obiektywu do "przybliżania" obrazu, czyli mniejszy kąt widzenia obiektywu. Im mniejsza ogniskowa tym szerszy kąt, czyli wrażenie oddalania obrazu - ogarniany kąt widzenia jest większy niż naturalny dla ludzkiego oka. Wystarczy zapamiętać, że ogniskowa w okolicy 50mm daje obraz (kąt widzenia) zbliżony do tego obserwowanego ludzkim okiem.

Stąd duża popularność obiektywów zawierających ten zakres.

Typowy obiektyw sprzedawany z aparatem ma zakres 18 - 55mm, czyli od dość szerokiego kąta to małego tele.

Zaraz zaraz, czy nie napisałem wyżej, że 50mm to pole widzenia ludzkiego oka? więc jakie tele?

Tu się zaczynają schody, ale postaram się to możliwie jasno wyjaśnić.

Ze względu na popularność aparatów małoobrazkowych, które w zdominowały rynek w XXw. i zostały zastąpione dopiero aparatami cyfrowymi przyjęło się odnosić ogniskową obiektywu do tego formatu. Bo kąt widzenia uzależniony jest nie tylko od ogniskowej obiektywu, ale także od wielkości medium na które pada światło.
W parametrach obiektywów aparatów kompaktowych najczęściej spotkamy się z tzw. ekwiwalentem dla małej klatki. Dla lustrzanek ekwiwalent musimy policzyć sobie sami.



Skąd się to bierze? Producenci aparatów, w celu zaoszczędzenia, stosują matryce o mniejszej powierzchni niż klatka filmu małoobrazkowego. Oczywiście flagowe modele mają matrycę wielkości klatki filmu (FF - full frame w Sony A900 czy A99 lub FX w Nikonie D4 czy D800).
Popularne lustrzanki wyposażone są w matrycę APS-C o rozmiarach odpowiadających 2/3 pełnej klatki, w aparatach kompaktowych jeszcze mniejsze.


Co to oznacza? Ze względu na ograniczenie powierzchni światłoczułej występuje pozorne wydłużenie ogniskowej. Można to sobie wyobrazić jak wykadrowanie ze zdjęcia środkowych 2/3 powierzchni. To znaczy, że biorąc do ręki typową popularną lustrzankę mnożymy wskazania na obiektywie razy 1,5 (Sony, Nikon, Penatx) lub 1,6 (Canon) a nawet 2 razy (w systemie 4/3 stosowanym przez Olympusa).

Stało się to polem popisu dla marketingowców, którym udało się  wadę sprzedać jako zaletę. 

Twój obiektyw "magicznie" wydłużył ogniskową! Było 70-200 jest 105 - 300! 

Owszem, ale problem pojawia się kiedy chcemy użyć obiektywu szerokokątnego. Nasze sympatyczne średnio-szerokie 35mm stało się standardem (52,5mm). A fajne portretowe 85mm stało się teleobiektywem (127,5mm).

Jakie są z tym inne problemy?
Przede wszystkim możemy pożegnać się z tanimi obiektywami szerokokątnymi.
Trudno jest zbudować bardzo szeroki i jasny obiektyw do tego nieobarczony wadami beczkowatości charakterystycznymi dla bardzo krótkich ogniskowych. Dlatego Tokina 11-16mm, f2,8 kosztuje ok. 3000 zł, Sigma o podobnych parametrach nie jest tańsza, nie wspominając o szkłach systemowych. A przecież w amatorskiej lustrzance, do której jest przeznaczona to "tylko" 16-24, szeroko ale już nie tak bardzo.

Zmienia się też głębia ostrości takich obiektywów (stąd trudna do uzyskania płytka
głębia ostrości w kompaktach).
Do świetnego artykułu o głębi ostrości zapraszam na stronę: fotografuj.pl


W związku z tym nasz typowy kit stał się obiektywem klasy 24 - 82,5mm czyli od średnio-szerokiego po małe tele.


A co z zoomem?
Wiele osób widząc napis "zoom 5x" myśli sobie ten aparat umożliwia pięciokrotne przybliżenie w stosunku do tego co widzę gołym okiem!


Nic bardziej mylnego; to oznacza tylko, że największa ogniskowa jest 5 razy większa niż najmniejsza.
Obiektyw będzie miał np. 5mm - 25mm (mała matryca kompaktu często powoduje konieczność czterokrotnego mnożenia żeby uzyskać ekwiwalent dla małego obrazka, co daje zakres 20 - 100mm).


Wiem, że wpis nie jest łatwy dlatego zachęcam do dyskusji.