Valokuvaus 101: Mikä on objektiivin diffraktio valokuvassa ja miten vältät sen?

Pienet aukot voivat olla lahja valokuvaajille. Kirkkaina aurinkoisina päivinä ne estävät kuvan pesemisen ja säästävät fyysisen kalvon polttamasta voimakkaassa auringonvalossa. Mutta pienempien aukkojen kanssa on haittapuoli optimaalisen terävän kuvan saavuttamisessa: kun aukot pienenevät, kuvat ovat vähemmän teräviä ja voivat johtaa jopa ei-toivottuihin epätarkkuuksiin. Tätä kutsutaan linssin diffraktioksi.

Hyppää osioon

• Mikä on linssin diffraktio?
• Mikä aiheuttaa linssin diffraktiota?
• Kuinka diffraktio vaikuttaa valokuvaukseen?
• Kuinka vältät linssin diffraktiota valokuvauksessa?
• Lisätietoja Jimmy Chinin MasterClassista

National Geographic -valokuvaaja opettaa tekniikoitaan henkeäsalpaavien valokuvien suunnitteluun, kaappaamiseen ja muokkaamiseen.

Mikä on linssin diffraktio?

Diffraktio on termi, joka kuvaa valoaaltoja, jotka häiritsevät toisiaan. Linssin diffraktio on optinen häiriö, joka tapahtuu, kun valo kulkee pienen aukon, kuten pienen f-luvun aukon, läpi. Linssin diffraktio tapahtuu, kun sekä valon aallonpituus että itse aukko ovat suunnilleen samankokoisia.

miten pääset ääninäyttelijäksi

Tämän seurauksena linssin diffraktion vaikutukset ovat voimakkaimpia pienten polttovälien linssien läpi otetuissa kuvissa. Tämä tarkoittaa, että valokuvan etualalla oleva kohde näyttää terävimmältä suurimmalla aukolla, olettaen että kaikki muut tekijät ovat neutraaleja.

Mikä aiheuttaa linssin diffraktiota?

Linssin diffraktio johtuu päällekkäisistä valon aallonpituuksista, jotka pakotetaan linssin saman pienen aukon läpi. Päällekkäiset aallot häiritsevät toisiaan poistamalla visuaaliset aallonpituudet. Linssin diffraktio ei ole melkein koskaan niin voimakasta, että se peittää kuvan kokonaan, mutta ei ole epäilystäkään siitä, että erittäin diffraktoiduista kuvista puuttuu korkeamman resoluution, suuremman aukon objektiivien ottamien kuvien terävyys.

Fyysikot voivat osittain selittää linssin diffraktiota Rayleigh-kriteerillä, joka määrittää tarvittavan eron kahden valonlähteen välillä siten, että ne voidaan tunnistaa erillisiksi kohteiksi. Kriteeriä sovelletaan kulutustuotteisiin, kuten kameroihin, mutta myös vakaviin ammatillisiin harrastuksiin, kuten tähtitiede ja optinen mikroskopia. Teoriassa mihin tahansa optiseen järjestelmään kohdistuu linssin diffraktion vaikutuksia.

Kuinka diffraktio vaikuttaa valokuvaukseen?

Digitaalisessa valokuvauksessa diffraktion vaikutukset riippuvat kameran anturin pikselimäärästä. Kun diffraktiokuvio osuu kameran anturiin, se tuottaa kuvan, joka tunnetaan Airy-levynä. Airy-levyn halkaisija riippuu kameran aukon halkaisijasta. Kun objektiivin aukko pienenee, Airy-levy kasvaa. Päinvastoin on totta: kun aukko laajenee, Airy-levyn halkaisija pienenee.

Yleissääntönä on, että mitä suurempi kameran anturin pikselikoko on, sitä todennäköisempää, että koko Airy-levy hajotusta valosta rajoittuu yhteen anturiin. Siksi:

• Suuritarkkuuksisessa kamerakennossa (jossa on suuret megapikselit) diffraktio on havaittavissa laajemmissa aukkoasetuksissa.
• Vähemmän herkkissä kameroissa (kameroissa, joiden megapikselit ovat pienemmät ja pienempi kokonaisresoluutio) diffraktiota ei havaita ennen kuin saavutat paljon pienempiä aukkoja.

Tämä on järkevää, koska suuren megapikselin kamerat ovat herkempiä kaikilla alueilla. Ne osoittavat enemmän voittojasi, mutta myös enemmän virheitäsi - mukaan lukien vähemmän terävät, puoliksi vääristyneet kuvat.

MasterClass

Ehdotettu sinulle

Verkkotunnit, joita opettaa maailman suurimmat mielet. Laajenna tietosi näissä luokissa.

Opettaa seikkailuvalokuvaa

Opettaa valokuvaus

Opettaa suunnittelua ja arkkitehtuuria

kuinka suuri osa viestinnästä on sanatonta

Opettaa muotibrändin rakentamista

Kuinka vältät linssin diffraktiota valokuvauksessa?

Ajattele kuin ammattilainen

National Geographic -valokuvaaja opettaa tekniikoitaan henkeäsalpaavien valokuvien suunnitteluun, kaappaamiseen ja muokkaamiseen.

Kameran suljinnopeus sekä linssin aukko vaikuttavat siihen, kuinka paljon valoa linssiin tulee. Terävimmän aukon valitseminen pienimmällä diffraktiolla ei ole kaikille sopiva kaava. Tosiasia on, että jos haluat kuvan, jossa kaikki näkökohdat ovat suunnilleen yhtä tarkkoja, pienen aukon valokuvaus on todennäköisesti oikea tapa edetä. Kompromissi on parantunut diffraktiokerroin.

• Jos haluat keskittyä vain yhteen pieneen alueeseen valokuvassasi, suurikokoiset aukot ovat paras ystäväsi - mutta päädyt valokuviin, joissa on uskomattoman teräviä kohteita (tarkoituksellisesti sumennetut taustat, jotka ovat kaikkea muuta kuin teräviä) .
• Mutta tässä on jotain muuta, mikä on tärkeää tietää: terävin mahdollinen aukko ja pienin diffraktio vaihtelee käytetyn linssin mukaan. Lähes kaikissa tapauksissa tietty linssi ei ole terävin, kun se avataan suurimpaan mahdolliseen aukkoonsa. Se on itse asiassa terävin, kun sen kalvoterät sulkeutuvat jonkin verran, mikä luo numeerisen aukon, joka on vähän pienempi kuin mitä objektiivi pystyy fyysisesti tuottamaan.
• Kun pienennät objektiivin aukkoa hieman, sitä kutsutaan pysähtymiseksi, ja varovainen määrä pysähtymistä voi olla paras ystäväsi taistellessasi monenlaisia ​​valonsäteitä vastaan. Mutta spektrin toisessa päässä tiedämme jo, että liian pieni aukko on myös tärkein diffraktion syyllinen.
• Valokuvaus palkitsee onnellisen välineen. Tällöin valitset DSLR-kamerasi f-stopin, jolla on suhteellisen suuri aukko, mutta ei liian suuri aukko on paras tapa torjua diffraktion pehmennystä. Lopputuloksena on vahva terävyysalue, jossa on terävästi tarkennetut kohteet, joita linssin diffraktio rasittaa vain vähän.
• Prosessia, joka tunnetaan superresoluutioisena kuvantamisena, käytetään joskus tietyntyyppisessä digitaalisessa kuvankäsittelyssä objektiivin diffraktion vaikutusten torjumiseksi.

Jotkut DSLR-mallit, mukaan lukien Nikonin, Sigman, Canonin ja muiden johtavien tuotemerkkien mallit, sisältävät ohjelmistoasetuksia, jotka rajoittavat linssin diffraktiota. Tällaisten kameroiden sanotaan olevan diffraktiorajoitettuja; mikä tahansa optinen järjestelmä voidaan säätää diffraktiorajoitetuksi varmistamalla, että sen resoluutiokyky on rajattu laitteen teoreettiseen maksimirajaan.

Riippumatta siitä, oletko vasta aloittelemassa vai haaveiletko ammattiympäristöstä, valokuvaaminen vaatii paljon harjoittelua ja terveellistä kärsivällisyyttä. Kukaan ei tiedä tätä paremmin kuin vietetty National Geographicin valokuvaaja Jimmy Chin. MasterClass-seikkailuvalokuvassaan Jimmy tarjoaa erilaisia ​​luovia lähestymistapoja kaupallisiin kuvauksiin, toimituksellisiin levityksiin ja intohimoisiin projekteihin ja tarjoaa arvokkaan näkökulman siihen, miten valokuvasi voidaan tuoda uusille korkeuksille.

Haluatko tulla parempi valokuvaaja? MasterClass Annual Membership tarjoaa yksinoikeuden videotunteja päävalokuvaajilta, mukaan lukien Jimmy Chin ja Annie Leibovitz.