Как смартфон может сфотографировать пейзаж со всем в фокусе?

После анонса нового Samsung Galaxy S9 с новой камерой, которая меняет диафрагму, я поймал себя на мысли: если смартфоны имеют такую широкую диафрагму (f / 2,8, f / 2,2 и т. Д.), Как смартфоны могут делать пейзажные снимки, сделать все в четком фокусе с фиксированной широкой диафрагмой? Насколько мне известно, необходимо использовать меньшую диафрагму (f / 5.6, f / 7 и т. Д.), Чтобы получить большую глубину резкости, и сфокусировать весь пейзаж. Как смартфонам удается добиться этого с фиксированной широкой апертурой?

— paulovlobato
источник

Возможный дубликат Как супер крошечный объектив iPhone 6 Plus может привести к значительному увеличению глубины резкости?

— mattdm

За исключением возможного дубликата на самом деле означает «мелкий DoF», когда он говорит «значительный DoF». Очевидно, ОП думает, что DoF - это размытие.

— Майкл C

Ответы:

Стоит отметить, что размер сенсора играет огромную роль в глубине резкости и поведении объектива.

Смартфон имеет крошечный сенсор камеры, часто около 25 квадратных мм. Это дает камере кроп-фактор около 6. (Для Samsung S9 я не уверен насчет размеров.)

Вы можете рассчитать гиперфокальное расстояние (или «глубину резкости»), но вы также можете получить довольно хорошую оценку, умножив число f / на коэффициент обрезки, чтобы узнать, каков ваш эффективный f-стоп. На датчике размером примерно 25 квадратных мм ваш F / 2.2 ведет себя так же, как объектив с диафрагмой af / 13.2 на полном кадре.

— AthomSfere
источник

еще правильнее помнить, что символ / в обозначениях объектива не только выглядит как разделение, но буквально является разделением. для типичного объектива f = 50 мм f / 10 означает апертуру 5 мм, в то время как у смартфона af / 2 с фокусным расстоянием 4 мм апертура только 2 мм. поэтому в этом примере апертура смартфона на самом деле меньше, а глубина резкости больше.

— Сзулат

Это намного более короткое фокусное расстояние, необходимое для получения широкого угла обзора с меньшим сенсором, который имеет значение, а не сам размер сенсора.

— Майкл C

Если под «пейзажем» вы подразумеваете что-то вроде этого:

тогда ответ прост: на очень больших расстояниях глубина резкости чрезвычайно велика даже при больших апертурах. То есть на любой диафрагме, если вы фокусируете на бесконечности, объекты на расстоянии 20, 200 и 2000 м от вас будут резкими.

Однако фокусное расстояние объектива также влияет на глубину резкости, см. Ответы ниже. У меньших датчиков будут более короткие линзы. Вы также должны прочитать «что именно определяет глубину резкости»

— ааааа говорит восстановить монику
источник

«То есть на любой диафрагме, если вы фокусируете на бесконечности, объекты на расстоянии 20, 200 и 2000 м от вас будут резкими». Это просто неправда. Например, если на объектив Canon 1D mk IV поместить объектив 50 мм f / 1.4, DOFmaster сообщает о гиперфокальном расстоянии 76,9 м: одно из следствий этого заключается в том, что при фокусировке на бесконечности ничто ближе 76,9 м не будет в приемлемой фокусировке. DOF зависит не только от диафрагмы.

— Дэвид Ричерби

Это не должно быть принятым ответом.

— Рейд

@DavidRicherby Что в сцене ближе к камере, чем 80 метров в примере изображения? Кроме того, речь идет не о FF-камере с объективом 50 мм f / 1,4, а о смартфоне с очень маленьким сенсором и приблизительным фокусным расстоянием 3-4 мм.

— Майкл C

@DavidRicherby, поэтому я разместил ссылку на более широкое обсуждение

— ааааа говорит, что восстановите Монику

@MichaelClark В предложении, которое я цитировал, нет отказа от ответственности «в определенных ситуациях», поэтому оно должно быть верным во всех ситуациях. В ответе утверждается, что даже если бы в этом кадре было 20 метров от камеры, эта вещь была бы в фокусе. Стиль, в котором написан ответ, предполагает, что он относится ко всем камерам (например, связанный ответ о DoF в целом). Я согласен, что, возможно, это правда, когда речь идет только о камерах для смартфонов, и я был бы рад, если бы ответ был ясным.

— Дэвид Ричерби

Апертура - это только один фактор глубины резкости. Другие: размер сенсора и фокусное расстояние. Объективы широкоформатных камер часто имеют максимальные значения диафрагмы в диапазоне f / 4-f / 5, однако они дают очень малую глубину резкости, поскольку оба светочувствительных элемента огромны, а фокусное расстояние длинное (при сопоставимом угле обзора с 35-мм камерой).

Телефонные камеры имеют крошечные датчики и короткие фокусные расстояния (например, 26 мм для S8) для компенсации. Даже если вы установите 28-мм объектив на DSLR, его «бесконечность» начинается с 0,5-1 м для таких коротких объективов. Так что, как только вы установите фокус, все от 1 м до фактической бесконечности будет в фокусе, делая резкие пейзажи бризом.

Правило большого пальца: чем меньше камера, тем больше глубина резкости. Вот почему классные эффекты, такие как разделение фона, очень трудно достичь на телефонах.

/ edit: Как заметил @hobbs, то, что мы каждый день называем «диафрагмой», на самом деле является относительной апертурой . Абсолютная диафрагма ( входной зрачок ) - это фактический размер «отверстия», которое вы воспринимаете, глядя в объектив. Пользователь @Nayuki написал хорошую статью о том, как относительные и абсолютные апертуры связаны с фокусным расстоянием и упоминается в его ответе .

Вы можете легко сравнить его сами - глядя в объектив вашего телефона, вы можете легко увидеть, что его диафрагма ~ F / 2 имеет ширину всего 2-3 мм, в то время как типичный объектив 35 мм F / 2.8 настолько мал, когда полностью опускается и при открытии ( Вы можете держать кнопку предварительного просмотра DOF для этого), по крайней мере, см шириной.

— Agent_L
источник

Есть только один фактор - абсолютная апертура (диаметр входного зрачка). Число f (относительная диафрагма) является вездесущим, поскольку оно полезно для расчета экспозиции, но это не «диафрагма», а отношение диафрагмы к фокусному расстоянию. Все остальное, что зависит от диафрагмы (например, DoF, дифракция и общий сбор света в качестве предиктора общего качества изображения), не заботится о числе f, но напрямую зависит от размера апертуры, если смотреть спереди линзы. Вот почему люди приходят в такое большое замешательство, пытаясь сравнить ж / яблоки с ж / апельсинами.

— Хоббс

@hobbs Дифракция зависит от реальных физических характеристик диафрагмы, а не от входного зрачка. Когда вы используете преломляющие линзы для направления света вниз через фактическое отверстие в апертурной диафрагме, световые волны не колеблются с меньшей амплитудой, они просто колеблются с той же амплитудой, что и другие световые волны.

— Майкл С

@MichaelClark верно.

— Хоббс

@hobbs Я добавил абзац об абсолютной апертуре

— Agent_L