Làm thế nào một điện thoại thông minh có thể chụp ảnh phong cảnh với mọi thứ trong tiêu cự?

Sau khi công bố Samsung Galaxy S9 mới với camera mới thay đổi khẩu độ, tôi tự hỏi: nếu điện thoại thông minh có khẩu độ rộng như vậy (f / 2.8, f / 2.2, v.v.), làm thế nào điện thoại thông minh có thể chụp ảnh phong cảnh, làm cho mọi thứ tập trung sắc nét với khẩu độ rộng cố định? Theo như hiểu biết của tôi, cần phải sử dụng khẩu độ nhỏ hơn (f / 5.6, f / 7, v.v.) để có được độ sâu trường rộng hơn và đặt tất cả cảnh quan trong tiêu cự. Làm thế nào để điện thoại thông minh quản lý để thực hiện điều đó với khẩu độ rộng cố định?

Điều đáng chú ý là kích thước cảm biến đóng một vai trò rất lớn trong độ sâu trường ảnh và hành vi của ống kính.

Một điện thoại thông minh có một cảm biến máy ảnh nhỏ, thường khoảng 25 mm vuông. Điều này mang lại cho máy ảnh hệ số crop khoảng 6. (Đối với Samsung S9, tôi không chắc về kích thước.)

Bạn có thể tính toán khoảng cách siêu tiêu cự (hoặc "độ sâu trường") nhưng bạn cũng có thể có được ước tính khá tốt bằng cách nhân số f / số với hệ số crop để biết điểm dừng f hiệu quả của bạn là gì. Trên cảm biến rộng khoảng 25 mm vuông, F / 2.2 của bạn hoạt động rất giống ống kính khẩu độ af / 13.2 trên khung hình đầy đủ.

Nếu theo "phong cảnh", bạn có nghĩa là một cái gì đó như thế này:

thì câu trả lời rất đơn giản: ở khoảng cách rất lớn, độ sâu trường ảnh cực kỳ lớn ngay cả ở khẩu độ lớn. Nghĩa là, ở bất kỳ khẩu độ nào nếu bạn lấy nét ở vô cực, các vật cách bạn 20m, 200m và 2000m sẽ rất sắc nét.

Tuy nhiên, độ dài tiêu cự của ống kính cũng ảnh hưởng đến độ sâu trường ảnh, xem câu trả lời dưới đây. Cảm biến nhỏ hơn sẽ có ống kính ngắn hơn. Bạn cũng nên đọc "những gì xác định chính xác độ sâu của trường"

Khẩu độ chỉ là một yếu tố trong độ sâu trường ảnh. Những người khác là: kích thước cảm biến và độ dài tiêu cự. Các ống kính máy ảnh khổ lớn thường có khẩu độ tối đa trong phạm vi f / 4-f / 5, nhưng chúng mang lại DOF rất nông - vì cả hai yếu tố nhạy sáng đều rất lớn và tiêu cự dài (ở góc nhìn tương đương với máy ảnh 35mm).

Camera điện thoại có cảm biến nhỏ và độ dài tiêu cự ngắn (như 26mm cho S8) để bù. Ngay cả khi bạn lắp ống kính 28mm trên máy ảnh DSLR, "vô cực" bắt đầu ở khoảng 0,5-1m đối với ống kính ngắn. Vì vậy, một khi bạn đặt tiêu điểm ở đó, mọi thứ từ 1m đến vô cực thực sự đều tập trung, làm cho phong cảnh sắc nét trở nên dễ dàng.

Nguyên tắc chung là: máy ảnh càng nhỏ thì độ sâu trường ảnh càng lớn. Đó là lý do tại sao các hiệu ứng tuyệt vời, như tách nền, rất khó đạt được trên điện thoại.

/ chỉnh sửa: Như @hobbs đã lưu ý, những gì chúng ta gọi là "khẩu độ" trên thực tế là khẩu độ tương đối . Khẩu độ tuyệt đối (đồng tử vào ) là kích thước thực của "lỗ" bạn cảm nhận được khi nhìn vào ống kính. Người dùng @Nayuki đã viết một bài viết hay về cách khẩu độ tương đối và tuyệt đối có liên quan đến độ dài tiêu cự và được đề cập trong câu trả lời của anh ấy .

Bạn có thể dễ dàng tự so sánh - nhìn vào ống kính của điện thoại, bạn có thể dễ dàng thấy rằng khẩu độ ~ F / 2 của nó chỉ rộng 2-3mm, trong khi ống kính 35mm F / 2.8 điển hình là nhỏ khi bước xuống hoàn toàn và khi mở ra ( bạn có thể giữ nút xem trước DOF cho điều đó) rộng tối thiểu một cm.