Tin Công Nghệ
Kích thước cảm biến, phối cảnh và độ sâu trường ảnh (Phần 1)
Th6
Một vài tháng trước, chúng tôi đã viết một bài viết mở rộng về các yếu tố cây trồng cảm biến và tương đương . Trong bài viết đó, chúng tôi đã đề cập đến một số chủ đề: lịch sử của các định dạng cảm biến bị cắt, độ sáng của cảnh, phối cảnh, độ sâu trường ảnh , nhiễu và nhiễu xạ . Trong bài viết hôm nay tôi muốn tập trung và mở rộng trên hai trong số các chủ đề sau:
- Phối cảnh
- Độ sâu trường (DOF)
Không có gì trong bài đăng này liên quan đến số lượng megapixel mà máy ảnh của bạn có, vì chúng tôi sẽ xem xét các so sánh song song với cùng kích thước hiển thị – giống như cách bạn xem ảnh của mình trên máy tính bảng, máy tính theo dõi hoặc trong album ảnh của bạn.
1) Máy ảnh cảm biến Big vs Small – chúng có thể chụp những bức ảnh giống nhau không?
Khi bắt đầu, chúng ta hãy thiết lập rằng bạn thực sự có thể chụp những bức ảnh giống hệt nhau với hai máy ảnh cực kỳ khác nhau nếu bạn chọn cài đặt của mình một cách thích hợp. Nếu bạn cần thuyết phục, hãy xem ví dụ bên dưới. Đầu tiên, chúng tôi thấy một bức ảnh tôi chụp bằng máy ảnh mặt sau của iPhone 6 . Dưới đây, bạn sẽ thấy bức ảnh tôi chụp sau vài giây với Nikon D600 FX DSLR với ống kính Nikkor 24-70mm f / 2.8G , được đặt thành f / 16. Chú ý chúng tương tự như thế nào về góc nhìn, tiêu điểm và mờ nền. Ở cùng độ phóng đại, chúng trông khá giống nhau. Đây không phải ngẫu nhiên!
IPhone có một cảm biến * nhỏ * và một ống kính * nhỏ * so với Nikon, nhưng chúng tôi phải tin rằng kích thước quan trọng. Làm thế nào chúng ta có thể giải quyết nghịch lý này?
Nhân tiện, nếu bạn quan sát, bạn đã nhận thấy rằng hình ảnh DSLR của Nikon đã bị cắt (hơi) để đạt được tỷ lệ khung hình 4: 3 giống hệt như iPhone. Bạn cũng sẽ thấy rằng các giá trị ISO và tốc độ màn trập cho hai bức ảnh này rất khác nhau. Đây là những ghi chú thú vị và quan trọng, nhưng bây giờ không làm gì để giải quyết nghịch lý của chúng ta.
Có một công thức đơn giản mà bạn có thể sử dụng để tính toán độ sâu trường tương đương – ngay cả giữa Nikon FX DSLR và iPhone, như bạn vừa thấy.
2) Cách so sánh DoF và trường xem cho máy ảnh có kích thước cảm biến khác nhau (các yếu tố cắt)
Làm thế nào hai camera có thể khác nhau rất nhiều về kích thước vật lý và kích thước cảm biến tạo ra hình ảnh, cho tất cả các mục đích, có phần không thể phân biệt được?
Tôi sẽ cố gắng giữ cho nó đơn giản và nó thực sự là, nhưng bạn sẽ cần phải biết yếu tố cây trồng của máy ảnh là gì. Sau đó, một phép nhân đơn giản thực hiện thủ thuật:
Độ dài tiêu cự hiệu quả (thực tế nên được gọi là trường tương đương , vì không có thay đổi về độ dài tiêu cự vật lý) có ý nghĩa tương tự như độ dài tiêu cự vật lý trên một camera cảm biến lớn hơn. Ví dụ, quy tắc đối ứng, cho biết tốc độ màn trập cầm tay của bạn phải nhanh hơn 1 chia cho số này vẫn đúng. Lĩnh vực xem cũng rõ ràng bị ảnh hưởng, đó là lý do tại sao thuật ngữ “trường tương đương của xem” là thích hợp hơn để sử dụng, vì bạn đang nhìn vào khung tương tự, mặc dù sự khác biệt về độ dài tiêu cự vật lý. Mặt khác, số hiệu dụng chỉ phù hợp với độ sâu trường ảnh – bạn sẽ không sử dụng nó để tính tốc độ cửa trập cần thiết, ISO hoặc bất kỳ thứ gì khác.
Đối với hai máy ảnh để chụp những bức ảnh giống hệt nhau của cùng một cảnh (về mặt phối cảnh và độ sâu trường ảnh), có ba yêu cầu quan trọng:
- Hai camera cần phải có cùng khoảng cách vật lý với đối tượng bạn đang chụp.
- Độ dài tiêu cự của ống kính camera cần phải được thiết lập sao cho các trường nhìn thấy của máy ảnh tương tự nhau
(= độ dài tiêu cự hiệu dụng nên tương tự). - Các học sinh đầu vào của ống kính (kích thước khẩu độ bạn nhìn thấy khi bạn nhìn vào mỗi ống kính) phải giống nhau (= các số hiệu dụng F phải giống hệt nhau).
Ví dụ
- Một ống kính 100mm được đặt thành f / 2.8 trên máy ảnh Nikon FX (có hệ số crop 1.0) cho bạn cùng một trường xem và độ sâu trường ảnh mà ống kính 50mm đặt thành f / 1.4 trên máy ảnh μ4 / 3 ( trong đó có một yếu tố cây trồng là 2,0).
- Các iPhone 6 có một yếu tố mùa vụ của 7,21, độ dài tiêu cự 4.15mm và af / 2.2 Khẩu độ tối đa. IPhone này mang đến cho bạn một trường nhìn tương tự và độ sâu trường ảnh như một máy ảnh full-frame với một ống kính 30mm được đặt thành f / 16.
3) Phối cảnh và lĩnh vực xem
Bây giờ chúng ta có thể nhìn vào những hiện tượng này chi tiết hơn một chút. Nếu bạn muốn chơi với những con số chính mình, có một số máy tính DOF cho phép bạn làm điều đó trực tuyến .
3.1) Trường xem và kích thước chủ đề
Ở một khoảng cách nhất định từ đối tượng của bạn, sử dụng cảm biến nhỏ hơn sẽ có tác dụng tương tự như cắt một phần ảnh của bạn khỏi camera cảm biến lớn hơn.
Điều thú vị cần lưu ý là trường giảm lượt xem này khiến cho đối tượng xuất hiện lớn hơn khi bạn xem hai ảnh cạnh nhau. Thật dễ dàng để thấy rằng bạn sẽ nhận được hiệu ứng tương tự nếu bạn phóng to ống kính của máy ảnh cảm biến lớn hơn nhiều hơn, mà không thay đổi khoảng cách đến đối tượng của bạn. Đây là lý do tại sao bạn nhân chiều dài tiêu cự của ống kính với yếu tố cây trồng để có được độ dài tiêu cự hiệu quả / trường nhìn tương đương. Thú vị hơn, độ phóng đại bổ sung này cũng làm tăng độ mờ của nền, giảm độ sâu trường ảnh hiệu quả (nhiều hơn về điều này sau).
3.2) Quan điểm
Trong các bài viết trước, chúng tôi đã thiết lập một thực tế rằng phối cảnh chỉ thay đổi khi máy ảnh thay đổi khoảng cách đối tượng và phối cảnh không bị ảnh hưởng bởi độ dài tiêu cự. Nếu bạn đang bối rối bởi điều này, đây là một số vấn đề cơ bản để nhắc lại điểm. Foreshortening đề cập đến hiện tượng làm thế nào kích thước cảm nhận thay đổi với khoảng cách của nó từ người quan sát, và các kích thước tương đối thay đổi của nền và chủ đề.
Foreshortening đóng một vai trò lớn trong nghệ thuật, và đã được nghiên cứu rộng rãi qua các thời đại. Nghệ sĩ ban đầu chỉ cần tìm hiểu cách thức mà các vật thể ở xa xuất hiện nhỏ hơn đối với một người quan sát con người. Con người nhìn thế giới qua đôi mắt của họ có độ dài tiêu cự không đổi khoảng 22mm f / 2.1, nhưng có độ dài tiêu cự hiệu quả là 43mm. Do đó, bạn có thể nói rằng đôi mắt của chúng tôi có một yếu tố cây trồng là 2.0? Bạn có thể tìm thêm chi tiết tại đây .
Thiết bị máy ảnh của chúng tôi mang đến cho chúng tôi cơ hội thay đổi độ dài tiêu cự. Về cơ bản, độ dài tiêu cự dài hơn làm giảm sự khác biệt tương đối về kích thước giữa chủ thể và nền ở xa, trong khi góc rộng làm phóng đại sự khác biệt này.
Phối cảnh (tức là kích thước tương đối của các đối tượng khác nhau trong khung) chỉ phụ thuộc vào khoảng cách từ đối tượng. Vì lý do này, hai máy ảnh có cảm biến kích thước khác nhau cần phải ở cùng khoảng cách với đối tượng của chúng để tạo ra các bức ảnh với một góc nhìn tương tự.
