что такое глубина изображения

Понимание глубины резкости в фотографии

В этой статье мы расскажем вам о нескольких важных моментах, позволяющих раскрыть творческий потенциал каждого фотографа. Правильное освещение, композиция кадра и фокусировка (которая так же включает в себя глубину резкости) являются основными элементами, которые помогут вам создать прекрасный, запоминающийся кадр. Фокус позволяет выделить объект в кадре, обращая внимание зрителя на те, или иные моменты. Первое, что нужно понять, создавая запоминающиеся фотографии, это глубина резкости.

Глубина резкости

Апертура

Апертура – это отверстие в объективе, благодаря которому на датчик камеры попадает большее или меньшее количество света. Размер открытая диафрагмы измеряется в диафрагменных числах f. Диафрагменное число представляет собой отношение фокусного расстояния объекта съемки к размеру открытия диафрагмы. Чем больше величина отверстия диафрагмы, тем меньше будет диафрагменное число. Чем больше отверстие диафрагмы, тем меньше будет глубина резкости. Если диафрагма почти закрыта, то глубина резкости будет большой.

Сравнение большой и малой апертуры

Изменение величины открытия диафрагмы это самый простой и часто используемый способ регулировки глубины резкости. Если вы хотите сделать на своем изображении большую глубину резкости, то стоит установить диафрагму на значение f/11, или выше. Обычно большую глубину резкости устанавливают при съемке с ярким дневным светом. В таком случае, камера обычно устанавливает диафрагму на значение f/16 или выше, таким образом, практически весь кадр будет находиться в фокусе, а значит, почти все пространство получится четким.

Давайте рассмотрим эти две фотографии в качестве примера. Фото слева обладает большой глубиной резкости, скорее всего оно сделано в обед (обратите внимание на короткие, но контрастные тени), значение диафрагмы f/22. Фото справа имеет очень малую глубину резкости, вероятно, диафрагма установлена на значение f/2.8. Однако для достижения правильной экспозиции необходимо верно настроить выдержку. При диафрагме около f/2.8, в полдень, скорость затвора будет около 1/1000.

Диапазон ступеней диафрагмы

Диапазон ступеней диафрагмы определяет диапазон от самого маленького отверстия объектива, то есть f/1.4 (на самых светосильных объективах) до f/32, с дополнительными значениями, расположенными в этом диапазоне (F/2, f/2.8, F/4, f/5.6, F/8, f/11, f/16 и т.д.). Каждое значение диафрагменного числа представляет собой «стопу» или «ступень». Каждая такая ступень определяет количество света, которое попадет в линзу, независимо от длины объектива. При каждом увеличении диафрагменного числа (например, с f.2 до f.2.8), количество света уменьшится в два раза, в тоже время, при уменьшении диафрагменного числа на одну ступень количество света удваивается. Важно понять этот принцип и то, как он влияет на экспозицию. Диафрагма работает в тандеме со скоростью затвора, поэтому при каждом изменении диафрагмы, должна меняться и выдержка. При изменении размера диафрагмы на одну ступень, вы должны изменить и выдержку, тоже, на одну остановку в противоположном направлении. Каждое изменение диафрагмы соответственно изменяет глубину резкости.

Расстояние от объектива

Еще одним элементом, влияющим на глубину резкости, является расстояние от объекта до объектива. Глубину резкости можно менять путем изменения расстояния. Например, чем ближе объект к объективу (и фокус установлен на этом объекте) тем меньше будет глубина резкости. Изменение расстояния до объекта является наименее практичным способом изменения глубины резкости. Кроме того, меняя расстояние предмета до объектива, будет меняться и композиция кадра. Чтобы сохранить композиционную целостность изображения, меняя глубину резкости, вы можете изменить фокусное расстояние объектива.

Физические свойства объектива при фокусном расстоянии также влияют на глубину резкости. Короткое фокусное расстояние (скажем 27мм), сфокусированное на расстоянии 5 метров, с диафрагмой F / 4 имеет большую глубину резкости, чем большое фокусное расстояние (скажем, 300 мм), снимающее на том же расстоянии, с той же диафрагмой F / 4. Объектив 300mm имеет удивительно малую глубину резкости. Кстати, для того, что бы вы могли лучше разбираться в этом вопросе, каждая модель объектива имеет руководство с диаграммой DOF, для каждой остановки диафрагмы и расстояния фокусировки.

Заключение

Управление глубиной резкости является хорошим способом менять настроение вашей фотографии. Работа с диафрагмой является идеальным способом управлять глубиной резкости, так как при изменении диафрагменного числа меняется только DOF, не затрагивая композицию изображения. Для изменения настроек диафрагмы вам просто необходимо менять значение выдержки, что бы компенсировать изменения в экспозиции. Изменение расстояния до объекта и фокусное расстояние объектива также влияют на глубину резкости, но этот метод является не таким удачным, с точки зрения композиции. Из этого можно сделать вывод, что изменение диафрагмы будет лучшим способом для управления глубиной резкости, без изменения композиции кадра, в целом.

Источник

Что такое глубина резкости в фотографии

Содержание

Содержание

Глубина резкости является одним из значимых художественных приемов в фотографии — в портретной съемке, при помощи малой ГРИП (глубина резко изображаемого пространства) фотограф размывает фон и акцентирует внимание на модели, а снимая с большой передает на плоской фотографии всю глубину пространства в пейзаже.

Параметры влияющие на ГРИП при съемке

В инструкциях к современным фотокамерам глубине резкости отводится не больше пары строк и, как правило, все сводится к одной только диафрагме. Подход упрощенный и эффективный, но если вы задаетесь вопросами типа:

«На какое расстояние сфокусировать объектив, чтобы на пейзажной фотографии все выглядело резким от ближайшего куста и до горизонта?»

«Почему у модели, сидящей в пол оборота, резко получился только один глаз и как избежать этого в дальнейшем?»

То эта статья для вас.

Формула расчета ГРИП, гиперфокальное расстояние и немного истории

В формуле расчета ГРИП, помимо очевидных и вполне понятных параметров, таких как дистанция фокусировки, фокусное расстояние объектива и диафрагма, есть еще один параметр — диаметр кружка нерезкости или допустимый кружок рассеивания. Для полнокадровых камер (размер негатива или сенсора 24×36 мм) его принимают равным 0,03–0,05 мм (в формулу подставляется значение в метрах).

Иногда, в расчетах диаметра кружка нерезкости его вычисляют как 1/1500 диагонали кадра, что для полнокадровой камеры дает те же 0,03 мм и упрощает расчеты для камер с сенсором другого размера (так же можно подставить в формулы выше z/кроп).

Гиперфокальное расстояние (Н) — фокусировка объектива на это расстояние обеспечивает максимальную глубину резкости (от Н/2 до ∞). Вычисляется по формуле Н=f2/(Kz).

Пример расчета гиперфокального расстояния: если сфокусировать 50 мм объектив установленный на полнокадровую камеру на расстоянии 6,2 м, установить диафрагму равную 8 и сделать снимок, то резким будет все от 3,1 м до ∞, впрочем это верно для кружка нерезкости равному 0,05 мм, а для значения в 0,03 мм придется фокусироваться на 10,5 м и резким будет все начиная с 5,25 м.

И несколько практических примеров:

Объектив Minolta MC Rokkor-PF 58 mm f/ 1.4, экземпляр из 70-х прошлого века — шкала ГРИП рассчитана для кружка нерезкости в 1/1500 диагонали кадра, рядом Гелиос-44 из 90-х и шкала ГРИП посчитана еще для 1/1000 диагонали.

Шкала ГРИП самой массовой любительской камеры «Смена 8М» рассчитана для кружка нерезкости в 1/850 диагонали (0,05 мм) и занимает почти всю окружность объектива.

Современные, автофокусные объективы, как правило лишены шкал ГРИП и расстояний, да и управление диафрагмой осуществляется на большинстве из них с камеры.

И раз уж кружок нерезкости не является константой самое время посмотреть, что означает это понятие.

Кружок нерезкости или допустимый кружок рассеяния

На рисунке выше показано прохождение света через объектив, в обоих случаях объектив сфокусирован на точке (2) — и точкой же выглядит ее проекция на матрице (5).

Для находящихся вне фокуса точек (1) и (3) проекция на матрице фотоаппарата, выглядит как круг — лучи сходятся либо до матрицы, либо за ней. В случае с закрытой диафрагмой (4) на нижнем рисунке лучи сходятся под более острым углом оставляя на матрице круги заметно меньшего диаметра, чем при полностью открытой диафрагме.

Так вот допустимый кружок рассеяния и должен показать до каких размеров нечетко сфокусированное пятно будет выглядеть для зрителя точкой, но не на матрице или негативе, а на конечном изображении — не обязательно на бумаге, это может быть экран компьютера или изображение на экране кинотеатра.

И раз уж мы заговорили о зрителе, то придется вспомнить о разрешающей способности человеческого глаза, угловое разрешение которого около 0,02°–0,03°. Именно из-за этой особенности человеческого зрения можно, лишь слегка увеличив расстояние до экрана монитора или телевизора, перестать различать отдельные пиксели. А, отодвинувшись еще немного, перестать различать Full HD картинку от 4К на экранах одного размера. Постер на фасаде соседнего дома вполне привлекательно выглядит на расстоянии и не впечатляет при близком просмотре.

Чем дальше вы отодвинетесь от монитора, тем меньше размытых и больше кружков с резкими краями вы увидите.

ГРИП в глазах смотрящего

Угловое разрешение 0,02°–0,03° не самая очевидная величина, но если перевести ее в размер отпечатка и расстояние просмотра, то и вся формула ГРИП станет понятнее.

Именно из-за углового разрешения человеческого глаза в формулу ГРИП и попало значение в 0,03–0,05 мм для диаметра кружка нерезкости — на отпечатках 10×15 см (самый массовый формат того времени) пятнышко в 0,03 мм на негативе увеличится до 0,125 мм, но с расстояния просмотра 25 см все еще будет неразличимо невооруженным глазом.

Очевидно, что при большем размере отпечатка и небольшом расстоянии просмотра при расчетах ГРИП необходимо использовать значение кружка нерезкости меньше, чем 0,03 мм.

Например, ориентироваться на размер одного светочувствительного элемента на матрице вашего фотоаппарата (на сколько они меньше традиционных 1/1500 видно на картинке выше).

Такой подход позволяет получать предсказуемый результат при печати очень большим форматом или просмотре на большом экране.

В камерах Fujifilm предпросмотр ГРИП может быть показан как для кружка нерезкости в 1/1500 диагонали, так и для кружка соизмеримого с размером одного светочувствительного элемента на матрице. Первый вариант рекомендуется использовать если изображение печатается небольшим форматом, а второй при просмотре изображения на большом мониторе или крупноформатной печати.

Практическая часть

Любознательным можно порекомендовать онлайн калькулятор ГРИП который учитывает все перечисленные выше параметры, учитывает влияние дифракции и даже визуализирует картинку. Разумеется, лучше не тащить калькулятор на съемку, а сориентироваться заранее (при недостатке опыта это может значительно сократить технический брак).

Впрочем, этой формулой можно пользоваться и без калькуляторов и сложных расчетов — достаточно запомнить всего пару чисел.

Съемка классического пейзажа не обходится без расчета гиперфокального расстояния — сфокусировав объектив на этом расстоянии можно получить картинку, где практически с одинаковой резкостью будут изображены объекты, находящиеся на разном расстоянии (от половины гиперфокального и до ∞).

Затемненная область вокруг модели показывает глубину резкости.

Один раз рассчитав и запомнив, что для объектива с фокусным расстоянием 23 мм при диафрагме равной 5,6 гиперфокальное расстояние составит 4 м, (расчет для отпечатка 10х15 см просматриваемого с расстояния в 25 см) можно с легкостью определять параметры для других размеров отпечатков, расстояния просмотра и определять гиперфокальное для другого значения диафрагмы.

Так, для вдвое большего отпечатка размером 20х30 см придется прикрыть диафрагму на два шага (до 11), для еще большего размера 40х60 см (еще вдвое больше) снова придется закрыть диафрагму еще на два шага (до 22). Во всех этих случаях гиперфокальное остается прежним и равно 4 м. На отпечаток 40х60 уже не смотрят с 25 см и можно смело увеличить расстояние просмотра вдвое, до 50 см и тут снова придется изменить диафрагму на два шага, но уже открыв ее пошире (до 11).

Т.е. для увеличения исходного отпечатка вдвое нужно прикрыть диафрагму на два шага, а для двукратного увеличения дистанции просмотра — открыть диафрагму на два шага. Более того, если вы решите, что 4 м гиперфокального слишком много и передний план на вашем пейзаже будет недостаточно резким, просто закройте диафрагму на два шага и гиперфокальное расстояние уменьшится вдвое (справедливо и обратное утверждение).

Эта магия двойки разрушится если взять кратное фокусное расстояние, но ровно вдвое — так, для объектива с вдвое меньшим фокусным расстоянием для гиперфокального расстояния в 4 м диафрагму придется открыть на четыре шага (до 1,4) и закрыть на четыре (до 22) если новое фокусное вдвое больше исходного.

В ряде случаев для создания на конечном изображении ГРИП которую невозможно получить в одном кадре используют фокус-стекинг — собирают изображение из нескольких кадров, в каждом из которых фокусировка была на разном расстоянии, но это уже совсем другая история.

Источник

Что такое глубина цвета в телевизоре и мониторе

Содержание

Содержание

При выборе телевизора или монитора нужно учесть множество параметров: диагональ, разрешение, частоту обновления. Сегодня мы поговорим о глубине цвета, она же разрядность, она же битность матрицы. Эта характеристика часто остается тайной за семью печатями, хотя является одной из самых важных. С другой стороны, будем честны: реальную разницу между 8 и 10 битами увидит далеко не каждый.

Терминология

Пиксель — источник цвета современного ЖК-экрана. Состоит из трех субпикселей: красного, зеленого и синего. Эти три цвета участвуют в создании всей возможной цветовой палитры устройства.

Глубина цвета — это количество оттенков, которое может отобразить матрица монитора или телевизора.

Дизеринг — способ искусственного увеличения глубины цвета. Отсутствующие оттенки составляются из уже имеющихся путем визуального смешивания цветов соседних пикселей. Дизеринг обеспечивает более плавный переход между цветами и помогает расширить цветовой диапазон, однако при этом присутствует небольшая потеря разрешения.

Формирование фиолетового цвета из красных и синих пикселей с помощью дизеринга

FRC (Frame Rate Control, временной дизеринг) — более современный способ визуального повышения разрядности матрицы путем мерцания пикселей. В последнее время это понятие объединяет в себе большую часть всех существующих алгоритмов увеличения глубины цвета.

HDR — расширенный динамический диапазон. Технология делает изображение более сочным и реалистичным. Для реализации HDR требуется (псевдо)10-битная матрица.

Оговоримся сразу: в блоге речь идет именно о матрицах. Не стоит путать с глубиной цвета изображения/видео и цветовым охватом.

Простая арифметика

Что же такое разрядность? Что означают цифры 6, 8, 10, 12 бит и откуда берется тот самый миллиард цветов в 10-битной матрице? Здесь нам поможет математика.

Для начала рассмотрим самый простой вариант — 6-битную матрицу, у которой каждый субпиксель дает 2 в 6-й степени оттенков. Следовательно, один цвет может быть представлен в виде 64 оттенков. Так как субпикселей обычно три (RGB), общее количество цветов в 6-битной матрице будет 2 6 × 2 6 × 2 6 = 64 × 64 × 64 = 262 144. Таким образом, чем выше битность, тем больше цветов способна отобразить матрица.

Три страшных буквы «FRC»

Компьютерное железо очень быстро прогрессировало, и, чтобы мониторы могли реализовать весь потенциал видеокарт, появилась технология FRC.

Если объяснять на пальцах, FRC — это увеличение количества оттенков за счет покадрового изменения яркости субпикселя. Человеческий глаз в итоге воспринимает это как один цвет, благодаря чему создается иллюзия появления нового оттенка. При помощи FRC 8-битная матрица вместо обычных для нее 16 миллионов может отобразить целый миллиард цветов, характерный для 10 бит.

Скептики считают, что цветопередача у такой псевдодесятибитной матрицы никогда не будет настолько точной, как в настоящих 10 битах. Действительно, тренированный глаз вполне способен заметить разницу, особенно на плавных градиентных заливках.

Сколько бит нужно монитору?

На что же влияет количество цветов и что это дает конечному пользователю? Разумеется, дело в картинке, и здесь пришло время разделиться: компьютеры — налево, телевизоры — направо.

Многие мониторы для работы с графикой имеют 8 бит + FRC или даже просто 8 бит. Профессионалы (фотографы, видеографы, полиграфисты и создатели контента) однако предпочитают использовать устройства с настоящей 10-битной матрицей.

При увеличении обратите внимание на перистые облака и воду. Изображение смоделировано

Покупка такого монитора оправдана только в том случае, если вы четко понимаете, зачем он нужен, и сможете реализовать все его возможности. При этом нужно учесть несколько нюансов.

Во-первых, игровые видеокарты не работают с 10-битным цветом в некоторых приложениях, для это потребуются профессиональные решения. Цитирую nVidia:

«Большинство юзеров используют стандартные опции Windows API для создания пользовательского интерфейса и окна просмотра, но этот метод не используется в профессиональных приложениях, таких как Adobe Premiere Pro и Adobe Photoshop. Эти программы используют OpenGL 10-bit, который требует NVIDIA Quadro с портом DP».

Во-вторых, не все форматы поддерживают 10 бит. Например, JPEG, MPEG4 и PNG сохраняют цвет в 8 битах на канал, и 10-битный монитор также будет отображать 8-битную картинку. Чтобы оценить всю глубину цвета на таком устройстве, нужно работать, например, с RAW.

В-третьих, за высокую разрядность придется заплатить. Настоящий 10-битный монитор стоит более 100 тысяч рублей, причем «более» здесь равняется минимум 40-50 тысячам. В DNS есть пара-тройка представителей настоящей десятибитной «школы», и стоят они на вершине прайса.

Рядовому покупателю должно хватить и псевдодесятибитной матрицы за 30-60 тысяч рублей или даже просто хорошего 8-битного варианта.

Однако перед пользователем, желающим насладиться возможностями HDR, особого выбора не стоит. Технология расширенного динамического диапазона — одного из главных фаворитов современных маркетологов — требует как можно больше оттенков. В основе HDR-мониторов с сертификатом VESA DisplayHDR 600 и выше лежит именно 10-битная матрица, а чаще всего 8 бит + FRC. Дисплеи на 8 бит не позволят в должной мере реализовать эффект HDR.

Сколько бит нужно телевизору?

Здесь ситуация немного другая. Десятибитные матрицы активно используются в премиальных моделях телевизоров и дают более яркую и сочную картинку (особенно в сочетании с функцией HDR). Но 10-битный HDR-контент нужно еще достать. Такие фильмы и игры можно найти на стриминговых площадках и BD-дисках. Подробнее об этом написано здесь.

Хотите получить телевизор с гарантированно 10-битной матрицей? Берите 8К или OLED.

Стоимость 4K-ТВ на 10 битах стартует от 70 тысяч рублей.

Большинство телевизоров среднего ценового сегмента для достижения заветной десятки использует технологию FRC. На практике не каждый пользователь отличит 8 бит+FRC от честной 10-битной матрицы. Большой палитре оттенков рядовой покупатель предпочитает более яркую и сочную картинку, что далеко не одно и тоже. Этим пользуются производители для снижения затрат: стоимость изготовления настоящей 10-битной матрицы ощутимо выше 8 бит, а практически разницу видит лишь небольшое количество эстетов.

Правду о разрядности матрицы приходится вытаскивать из производителей клещами или пользоваться сторонними источниками. Сайт в помощь.

Человеческий глаз видит от 3 000 до 10 000 000 цветов — это зависит от физиологических и генетических особенностей. Тогда какой смысл покупать устройство, воспроизводящее более миллиарда оттенков? Все дело в индивидуальном восприятии: кто-то видит больше оттенков одного цвета, кто-то — другого, поэтому, чем больше оттенков показывает монитор или телевизор, тем большему количеству людей они понравятся.

Самое забавное, что женщины в этом плане значительно опережают мужчин и могут различать намного большее оттенков, однако гоняются за 10-битными панелями в основном представители сильного пола!

Упомянутые товары

Ходят слухи что амдшные видюхи умеют выдавать 10 битный цвет по дисплей порту) но это не точно.

Ходят слухи, что все умеют) Но производители не очень любят это афишировать.

ну как бы да HDR то без 10 бит не выплюнуть), там правда ещё всякие метаданные появляются

Дак в гражданском софте они все 10-битный цвет дают, если прога позволяет. Это в профессиональном софте нужна квадра или фаерпро.

это скорее вопрос API и жадности например что нвидия что амд увидев отрисовку линии в опенжиэле завернут сие действо выполняться на процессора, в директ иксе всё работает как надо =)

я тут разметку сделал на слайсах в фотошопе, 10 линий и всё. 3900х и 590 лапки к верху( раньше такой фигни не было)

Разумеется! Если ты нашел денег купить фотошоп, будь добр купить квадру. В игровых картах мы все зарежем.

Я хочу в OpenGL порисовать на встройке intel UHD graphics 630 на этом мониторе:

Не получится? На древнем железе все рисуется.

ниразу в жизни со встройкой интела дела не имел, ничего не подскажу

Сижу на встройке i5 9600 процессор. Если порисовать просто, то получится, если с 3D работать, то будет грусть и печаль и вряд ли вам понравится.

Поздно, я уже 3 недели как на встройке AMD Ryzen 5 PRO 4650G. Вы бы ещё через год написали, когда как раз мне уже бы памятник из кирпича поставили.

Если речь об источнике изображения, то главной проблемой мониторов является мерцание. Значит, нужно чтобы матрицы храниди статическое изображение, т.е. хранить цифровые значения яркостей субпикселей с помощью стптических ключей инжекции светимости отоосительно подложки. Двоичные светоизлучающие структуры субпикселей формируются на поверхности матрицы, а адресация ключей происходит аналогично SDRAM, позволяя осуществлять независимую адресацию к пикселям и избавляя от ожидания завершения цикла регенерации (накачки) пикселей. Это повышает требования к выходу годных техпроцесса, однако, изготовление матриц можно удешевить путем печати PLED,(органическими красителями) включая цепи ключей.

Источник