Głębia ostrości

Głębia ostrości w makrofotografii

Wpływ przysłony na głębię ostrości

Wpływ ogniskowej na głębię ostrości

Wpływ odległości ostrzenia na głębię ostrości

Głębia ostrości, głębokość ostrości – parametr stosowany w optyce i fotografii do określania zakresu odległości, w którym obiekty obserwowane przez urządzenie optyczne sprawiają wrażenie ostrych (to znaczy mających wyraźne, nierozmazane kontury).

Duża głębia ostrości zapewnia ostrość większości elementów na zdjęciu, natomiast mała (czyli precyzyjne ustawienie ostrości na fotografowany element i nieostre tło) bywa pożądana przy zdjęciach portretowych i artystycznych, gdyż wyodrębnia fotografowany obiekt na tle otoczenia.

Bezpośrednio na głębię ostrości mają wpływ następujące czynniki:

• przysłona – im mniejszy pozostawiony jest otwór względny (czyli im wyższa liczba przysłony, na przykład 16 lub 22), tym większa głębia ostrości,
• ogniskowa obiektywu – im długość ogniskowej jest mniejsza, tym większa jest głębia ostrości (obiektywy szerokokątne posiadają dużą głębię ostrości, teleobiektywy - małą),
• odległość, na jaką ustawiona jest ostrość obiektywu (dystans między obiektem, a aparatem) – im odległość ta jest większa, tym większa głębia ostrości.

Pośrednio na głębię ostrości wpływa rozdzielczość i wielkość matrycy światłoczułej (lub błony fotograficznej w starszych aparatach).

Obliczanie głębi ostrości

Niech ${\displaystyle f}$ będzie ogniskową obiektywu ${\displaystyle N}$ – liczbą przysłony, a ${\displaystyle c}$ – krążkiem rozmycia dla danego filmu fotograficznego czy matrycy światłoczułej. Odległość hiperfokalna (odległość od aparatu, gdzie dla danej przysłony ostre są wszystkie obiekty począwszy od tej odległości, aż do nieskończoności) ${\displaystyle H}$ to:

${\displaystyle H\approx {\frac {f^{2}}{Nc}}.}$

W przypadkach kiedy odległość na jaką nastawiony jest obiektyw jest „znaczna” (znacząco większa niż ogniskowa obiektywu), wzór na głębię ostrości wygląda następująco: niech ${\displaystyle s}$ będzie odległością na jaką nastawiony jest obiektyw, ${\displaystyle D_{\mathrm {N} }}$ – odległością od obiektywu do początku głębi ostrości, a ${\displaystyle D_{\mathrm {F} }}$ – odległością od aparatu do końca głębi ostrości:

${\displaystyle D_{\mathrm {N} }\approx {\frac {Hs}{H+s}},}$

${\displaystyle D_{\mathrm {F} }\approx {\frac {Hs}{H-s}}{\mbox{ dla }}s<H.}$

Kiedy obiektyw zogniskowany jest na odległość hiperfokalną:

${\displaystyle D_{\mathrm {F} }=\infty }$ – w fotografii nieskończoność ${\displaystyle \infty }$ jest zazwyczaj definiowana jako odległość równa lub większa tysiąckrotnej długości ogniskowej.

${\displaystyle D_{\mathrm {N} }={\frac {H}{2}}}$

Głębokość ostrości ${\displaystyle \mathrm {DOF} }$ równa się ${\displaystyle D_{\mathrm {F} }-D_{\mathrm {N} }{:}}$

${\displaystyle \mathrm {DOF} \approx {\frac {2Hs^{2}}{H^{2}-s^{2}}}{\mbox{ dla }}s<H.}$

Dla ${\displaystyle s\geqslant H}$ koniec głębi ostrości znajduje się przy nieskończoności i głębia ostrości jest nieskończona – tylko elementy znajdujące się na granicy lub poza granicą początku głębi ostrości zostaną zarejestrowane w sposób ostry.

Podstawiając za ${\displaystyle H,}$ wzór może być zapisany w sposób następujący:

${\displaystyle \mathrm {DOF} \approx {\frac {2Ncf^{2}s^{2}}{f^{4}-N^{2}c^{2}s^{2}}}.}$

Dla danego formatu filmu lub wielkości matrycy światłoczułej głębia ostrości uzależniona jest od ogniskowej obiektywu, przysłony, odległości fotografowanego obiektu (odległości, na jaką jest nastawiony obiektyw) i krążka rozmycia (rozdzielczości elementu, na którym zapisywany jest obraz).

Przykładowa tabela z głębią ostrości przy przysłonie f/5,6 i nastawieniu odległości na 5 m dla aparatu klasycznego z kliszą 35 mm:

Ogniskowa [mm]	Początek głębi ostrości [m]	Koniec głębi ostrości [m]	Głębia ostrości [m]
20	1,59	${\displaystyle \infty }$	1,59 do ${\displaystyle \infty }$
50	3,70	7,60	3,90
90	4,60	5,80	1,20
135	4,75	5,30	0,65
180	4,85	5,15	0,30
250	4,94	5,06	0,12

Głębia ostrości w makrofotografii

Przy fotografowaniu z małej odległości głębia ostrości ulega zmniejszeniu. Można ją rozszerzyć, zmniejszając średnicę otworu przysłony, jednak poniżej pewnego rozmiaru otworu dalsza poprawa głębi nie jest już możliwa z uwagi na zjawiska dyfrakcyjne. Dyfrakcja powoduje rozmycie całego obrazu, niezależnie od odległości odwzorowywanych obiektów.

Zwiększanie głębi ostrości

Stosując specjalne zabiegi, można otrzymać fotografie o głębi ostrości całkowicie nieosiągalnej przez optykę.

Składanie zdjęć

Dzięki komputerowej obróbce obrazu możliwe jest sztuczne zwiększenie głębi ostrości fotografii przez złożenie ze sobą fragmentów zdjęć wykonanych z różnymi nastawami ostrości. Stos uzyskanych w ten sposób zdjęć poddaje się obróbce cyfrowej polegającej na wyborze najostrzejszych odwzorowań poszczególnych obszarów. Głębia ostrości obrazu wynikowego rozciąga się od strefy ostrości pierwszego do ostatniego zdjęcia.

Naświetlanie

Przedmiot oświetla się rzutnikiem przez szczelinę, prostopadle do osi optycznej obiektywu, następnie ustawia się ostrość na część oświetloną, a w czasie naświetlania jednostajnie odsuwa się przedmiot od aparatu, naświetlając kolejne jego fragmenty.

Przykładowe zdjęcia

Linki zewnętrzne

• Kalkulator służący do obliczania głębi ostrości
• Inny kalkulator do obliczania głębi ostrości
• Opis programu Helicon Focus do składania obrazów w celu zwiększenia głębi ostrości. specfoto.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-04-26)].