Làm thế nào để khẩu độ hoạt động mà không cắt xén hình ảnh chạm vào cảm biến?


41

Tôi đã tự dạy mình các cài đặt khác nhau trong máy ảnh và giờ đã hiểu đầy đủ hơn về cách sử dụng máy ảnh của tôi một cách hiệu quả, nhưng có một điều vẫn còn làm tôi khó chịu.

Khi kích thước khẩu độ được thay đổi, có ống kính nào khác di chuyển để lấy nét lại các bó tia tới kích thước khung hình đầy đủ không?

Ý tôi là, đối với tôi, khẩu độ có vẻ như sẽ "cắt" hình ảnh thành một vòng tròn nhỏ hơn và nhỏ hơn (hay hình dạng hai mặt, thay vào đó). Mặc dù tôi hiểu rằng điều này rõ ràng có nghĩa là ít ánh sáng hơn, nhưng có điều gì khác đang diễn ra mà tập trung lại bó ánh sáng để phù hợp với toàn bộ cảm biến khi nó được điều chỉnh?


Tôi biết câu hỏi của bạn dẫn đến việc lấy nét nhưng tất cả khẩu độ làm là hạn chế ánh sáng và không cắt xén. Hãy nghĩ về việc nheo mắt. Trường nhìn của bạn không thay đổi nhưng hãy cho ít ánh sáng hơn.
BBking

Câu trả lời:


18

Các ống kính không chiếu ánh sáng trực tiếp xuyên qua, chúng tập trung vào nó, nếu bạn tha thứ cho dấu vết tia tệ hại: văn bản thay thế

Các đường màu xanh lá cây đại diện cho hình nón ánh sáng chiếu vào ống kính với khẩu độ hẹp, màu đỏ là hình nón ánh sáng được cho phép bởi khẩu độ rộng. Trong trường hợp này, bạn có thể tưởng tượng khẩu độ ngay phía trước hoặc ngay sau ống kính (không có nhiều khác biệt với ống kính đơn giản) Bất kể khẩu độ là gì, ánh sáng vẫn tập trung vào cùng một điểm.

Đó là một ống kính đơn giản, nhưng điều tương tự cũng đúng với những ống kính phức tạp. Đó là nơi trực giác của bạn về cắt xén (thường được gọi là họa tiết trong bối cảnh này) hình ảnh xuất hiện: trong một ống kính phức tạp, khẩu độ phải ở một vị trí thích hợp. Vật cản ở các bộ phận khác của ống kính sẽ gây ra hiện tượng mờ.


1
Tôi hiểu ống kính hoạt động như thế nào. Để làm rõ, đây là những gì mà trực giác của tôi đã cào noggins tại: img838.imageshack.us/img838/2347/52606135.png (ahh, ol 'mspaint tốt)
Nick Bedford

@Nick - Tôi nghĩ rằng trực giác của bạn đang đánh lừa bạn về điểm tập trung. Nếu bạn có nguồn điểm, nó nên tập trung vào một điểm trên cảm biến. Điểm tập trung thích hợp trong sơ đồ của bạn là nơi các đường giao nhau; trong trường hợp đó, sơ đồ của chúng tôi là tương đương. Về cơ bản: khẩu độ hạn chế hình nón ánh sáng đi qua thấu kính, nhưng ánh sáng từ cùng một điểm sẽ luôn tập trung vào cùng một vị trí (đó là hình ảnh của ống kính lý tưởng).
ex-ms

@Nick - cũng đáng chỉ ra là sơ đồ của bạn không cho biết tại sao khẩu độ rộng hơn dẫn đến hậu cảnh mờ hơn! Ánh sáng từ điểm không tập trung được trải rộng hơn trên cảm biến.
ex-ms

Matt, xin lỗi về sự nhầm lẫn của tôi Bây giờ tôi đã hiểu. Sẽ là tốt hơn để nói rằng tiêu điểm của mỗi nguồn điểm rơi trên mặt phẳng hình ảnh . Đây là những gì tôi đã nhầm lẫn.
Nick Bedford

@NickBedford Imageshack đã gỡ bỏ tất cả các hình ảnh của họ một thời gian trước, bạn có tình cờ có một bản sao lưu không? Nếu bạn làm như vậy, hãy đặt nó trên stackexchange imgur, cái đó sẽ dính xung quanh.
ngày

41

Gần đây tôi đã cố gắng để tìm ra điều này bản thân mình, và tìm thấy câu hỏi này. Tôi không cảm thấy câu trả lời được chấp nhận là khá hoàn chỉnh, vì vậy đây là cú đánh của tôi (không có ý định chơi chữ!) :

Điều đầu tiên cần hiểu là ánh sáng phản xạ bất kỳ một điểm nào trên bề mặt không phải là một chùm ánh sáng, mà là nhiều tia, chiếu vào nhiều góc khác nhau và phản xạ ở nhiều góc khác nhau. Hầu hết các chùm tia này sẽ không bao giờ chạm vào ống kính trên máy ảnh; tuy nhiên, một số người làm và sẽ tập trung vào một điểm trên cảm biến hình ảnh (giả sử rằng điểm đó nằm trong tiêu điểm) .

Ánh sáng từ điểm lấy nét đi qua thấu kính
Ánh sáng từ điểm lấy nét đi qua thấu kính

Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta đặt khẩu độ phía sau (hoặc phía trước) ống kính?

Khẩu độ phía sau ống kính
Khẩu độ phía sau ống kính

Ánh sáng từ điểm vẫn chiếu vào cảm biến hình ảnh, vì vậy nó vẫn sẽ hiển thị trong ảnh. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta chỉ đơn giản là có ít ánh sáng hơn từ điểm đó chạm vào cảm biến. Đây là lý do tại sao sử dụng khẩu độ nhỏ hơn (hoặc ống kính nhỏ hơn) đòi hỏi thời gian phơi sáng lâu hơn; cảm biến đòi hỏi một khoảng thời gian dài hơn để hấp thụ cùng một lượng ánh sáng.


Vì vậy, nếu làm cho khẩu độ nhỏ hơn buộc bạn phải sử dụng thời gian phơi sáng lâu hơn, thì điểm nào có khẩu độ? Việc giảm ánh sáng tiếp xúc đôi khi có thể hữu ích (ví dụ, đó là mục đích của đồng tử nhãn cầu, hoàn toàn tương tự với khẩu độ) , nhưng lý do chính để có khẩu độ trong máy ảnh thực sự phải làm với các điểm bị ló ra trọng tâm.

Ra khỏi điểm tập trung - quá xa
Ra khỏi điểm tập trung - quá xa

Ra khỏi điểm lấy nét - quá gần
Ra khỏi điểm lấy nét - quá gần

Lưu ý rằng, trong cả hai trường hợp, các chùm sáng đều xuất phát từ một điểm duy nhất, nhưng tất cả chúng đều không chạm vào cảm biến hình ảnh tại một điểm. Thay vào đó, chúng được trải ra trong một vòng tròn. Đây là nguyên nhân khiến các điểm không tập trung xuất hiện mờ trong ảnh.

(Vòng tròn này đôi khi được gọi là Vòng tròn nhầm lẫn . Ngẫu nhiên, điều này cũng giải thích tại sao các điểm ngoài tiêu điểm sáng hơn các điểm xung quanh xuất hiện dưới dạng đĩa tròn )

Vậy, điều gì xảy ra khi chúng ta đặt khẩu độ phía sau (hoặc phía trước) ống kính trong trường hợp này?

Ra khỏi điểm lấy nét với khẩu độ
Ra khỏi điểm lấy nét với khẩu độ

Một lần nữa chúng ta lại thấy rằng ít ánh sáng chiếu vào cảm biến hơn, nghĩa là chúng ta sẽ cần một lần phơi sáng lâu hơn. Tuy nhiên, một điều khác đã xảy ra: vòng tròn ánh sáng (từ quan điểm của chúng tôi) chạm vào cảm biến đã trở nên nhỏ hơn. Điều này sẽ khiến điểm xuất hiện tập trung hơn trong hình ảnh cuối cùng! Do đó, khẩu độ nhỏ hơn sẽ tăng phạm vi độ sâu mà tại đó các đối tượng xuất hiện trong tiêu cự, nghĩa là. nó làm tăng độ sâu của trường

Do đó, khẩu độ (hoặc ống kính) càng lớn, bạn sẽ càng cần ít thời gian phơi sáng hơn (do có nhiều ánh sáng hơn) , nhưng độ sâu trường ảnh của bạn sẽ càng thấp (do ánh sáng bị lệch khỏi tiêu cự điểm nổi bật một khu vực lớn hơn) . Ngược lại, khẩu độ (hoặc ống kính) của bạn càng nhỏ, độ sâu trường ảnh của bạn sẽ càng lớn, nhưng thời gian phơi sáng bạn sẽ cần càng nhiều.

Nếu chúng ta có thể có khẩu độ cực nhỏ, chúng ta có thể lấy nét mọi thứ trong một lần chụp ... nhưng chúng ta cần thời gian phơi sáng cực kỳ dài hoặc cảm biến cực kỳ nhạy cảm! Đây thực chất là cách một camera pinhole hoạt động.

Vâng, khai mạc vẫn sẽ cần phải được lớn hơn bước sóng của ánh sáng, nhưng đó là một chủ đề hoàn toàn khác ...


Tôi đã tạo ra những hình ảnh trên bằng cách sử dụng công cụ tuyệt vời này .


1

Nó có thể giúp suy nghĩ về mắt của bạn. Mắt của bạn về cơ bản là một máy ảnh và mống mắt trong mắt bạn hoạt động thực hiện chức năng tương tự như mống mắt trong ống kính của máy ảnh của bạn. Khi bạn đi bộ bên ngoài vào một ngày sáng, tròng mắt của bạn hạn chế để giảm lượng ánh sáng chiếu vào võng mạc của bạn, nhưng bạn vẫn có cùng một trường nhìn - hình ảnh không bị cắt. Điều tương tự rõ ràng xảy ra với ống kính máy ảnh của bạn.

Lý do hình ảnh không bị cắt là do các tia từ toàn bộ hình ảnh rơi xuống toàn bộ bề mặt ống kính (cho dù máy ảnh của bạn hay mắt của bạn). Bạn có thể tưởng tượng một hình nón của các tia rời khỏi mỗi điểm trong trường nhìn, trong đó đỉnh của hình nón nằm tại điểm đó và đáy của hình nón là thấu kính. Mống mắt làm giảm đường kính của đế của hình nón đó, do đó ít ánh sáng hơn, nhưng một phần của hình nón vẫn đi qua mống mắt và được ống kính tập trung vào một điểm trên cảm biến (hoặc võng mạc).


0

Không, không cần lấy nét lại khi bạn thay đổi khẩu độ và khẩu độ không cắt ảnh.

Như bạn có thể biết, hình ảnh được nhân đôi và lộn ngược khi chạm vào cảm biến. Hình ảnh được tập trung vào một điểm duy nhất bên trong ống kính và xuất hiện lật ở phía bên kia. Điểm này nơi tất cả các tia sáng gặp nhau là khẩu độ, đó là lý do tại sao hình ảnh có thể đi qua một lỗ nhỏ như vậy mà không bị cắt.

Các thành phần thấu kính trong ống kính thực sự không cần thiết để tạo ra hình ảnh, chỉ cần khẩu độ là cần thiết. Một máy ảnh pinhole hoàn toàn không có ống kính, nó chỉ có một lỗ kim nhỏ hoạt động như khẩu độ và chiếu hình ảnh lên phim.

Hiệu ứng được đặt tên là camera che khuất và là nơi camera lấy tên của nó.


2
điểm mà tất cả các tia sáng gặp nhau là khẩu độ ... Nếu đó là sự thật, việc thay đổi kích thước của khẩu độ sẽ không có bất kỳ tác động nào đến lượng ánh sáng tới cảm biến: tất cả ánh sáng sẽ đi qua điểm duy nhất đó.
Caleb

@Caleb: Điểm không phải là điểm lý thuyết với kích thước bằng 0, đó là điểm kích thước của khẩu độ.
Guffa

2
Tôi giả sử bạn đang nói về một điểm dọc theo trục quang học, nhưng điều này làm cho đoạn thứ hai của bạn trở nên khó hiểu: một vị trí mà tất cả các tia gặp nhau là một điểm của đa dạng kích thước không. Đoạn thứ ba của bạn cũng có vẻ sai lệch - nó mang lại ấn tượng không chính xác rằng bất kỳ khẩu độ nào, không chỉ là lỗ kim, đều có thể tạo ra một hình ảnh. Trong thực tế, tất nhiên, bất kỳ khẩu độ nào lớn hơn lỗ kim đều cần một ống kính để tập trung ánh sáng vào hình ảnh có thể sử dụng.
Caleb

@Caleb: Chính xác thì bạn không hiểu gì?
Guffa

2
Được chứ. Đây là 4 năm sau và không thể tin được , nhưng trong thế giới thực, đôi khi bạn phải điều chỉnh trọng tâm sau khi dừng lại. Đó không phải là lý thuyết quang học cơ bản, đó là ống kính thế giới thực trong thế giới thực. Tập trung không chính xác; đó là về việc thu được càng nhiều tia hội tụ tại cùng một điểm càng tốt trên thực tế, mang lại độ tương phản cao nhất. Vì các ống kính không bao giờ hoàn hảo, có thể có một sự thay đổi trong đó "sự đồng thuận" nằm trong khi bạn giảm số lượng "phiếu bầu" đến từ chu vi của ống kính với một quang sai hình cầu; nó trở nên tồi tệ hơn khi bạn tập trung gần hơn.
dùng28116
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.