यह एक उत्कृष्ट प्रश्न है, और एक जिसके संदर्भ के आधार पर अलग-अलग उत्तर हैं। आपने कई विशिष्ट प्रश्नों का उल्लेख किया है, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के उत्तर दे सकता है। मैं उन्हें पूरे एकीकृत के रूप में संबोधित करने की कोशिश करूंगा।
प्र। क्या यह सिर्फ लेंस की एक संपत्ति है?
A. साधारण तौर पर, नहीं , हालांकि अगर आप CoC को नजरअंदाज करते हैं, तो कोई (गणित को देखते हुए) यह तर्क दे सकता है कि यह है। क्षेत्र की गहराई एक "फजी" चीज है, और संदर्भ को देखने पर बहुत कुछ निर्भर करता है। इसके द्वारा, मेरा मतलब है कि यह इस बात पर निर्भर करता है कि सेंसर की मूल संकल्प के संबंध में कितनी बड़ी छवि देखी जा रही है; दर्शक की दृश्य तीक्ष्णता; शॉट लेते समय एपर्चर का उपयोग किया जाता है; शॉट लेते समय विषय की दूरी।
Q. लेंस को एक ही एपर्चर और फोकल लंबाई के लिए क्षेत्र की अधिक गहराई देने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है?
A. गणित को देखते हुए मुझे ना कहना होगा। मैं एक ऑप्टिकल इंजीनियर नहीं हूं, इसलिए नमक के आवश्यक अनाज के साथ मैं यहां जो कुछ भी कहता हूं वह ले लो। मैं गणित का अनुसरण करता हूं, हालांकि, जो क्षेत्र की गहराई के बारे में बहुत स्पष्ट है।
Q. क्या यह कैमरा सेंसर के आकार के साथ बदलता है?
A. आखिरकार, यह यहाँ निर्भर करता है। सेंसर के आकार से अधिक महत्वपूर्ण इमेजिंग माध्यम का न्यूनतम सर्कल ऑफ कन्फ्यूजन (CoC) होगा। उत्सुकता से, इमेजिंग माध्यम का भ्रम का चक्र आवश्यक रूप से एक आंतरिक लक्षण नहीं है, क्योंकि न्यूनतम स्वीकार्य सीओसी अक्सर अधिकतम आकार द्वारा निर्धारित किया जाता है जिसे आप प्रिंट करना चाहते हैं। सीओसी के लिए डिजिटल सेंसर का एक निश्चित न्यूनतम आकार होता है, क्योंकि एक एकल संवेदी का आकार उतना ही छोटा होता है जितना कि प्रकाश का कोई एकल बिंदु प्राप्त कर सकता है (एक बायर सेंसर में, इंद्रियों की चौकड़ी का आकार वास्तव में सबसे छोटा संकल्प है।)
Q. क्या यह प्रिंट साइज के साथ बदलता है?
ए पिछले प्रश्न के उत्तर को देखते हुए, संभवतः। ऊपर या नीचे की छवि को स्केल करना, इसका "मूल" प्रिंट आकार न्यूनतम स्वीकार्य सीओसी के लिए आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले मूल्य को प्रभावित कर सकता है। इसके लिए, हाँ, आकार (तों) आप एक भूमिका निभाने के लिए प्रिंट करने का इरादा रखते हैं, हालांकि मैं कहूंगा कि भूमिका आम तौर पर मामूली होती है जब तक कि आप बहुत बड़े आकार में नहीं प्रिंट करते हैं।
गणितीय रूप से, यह स्पष्ट है कि DoF केवल लेंस का एक कार्य क्यों नहीं है, और इसमें Coo के दृष्टिकोण से इमेजिंग माध्यम या प्रिंट आकार शामिल है। DoF के कारकों को स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करने के लिए:
फील्ड की गहराई फोकल लंबाई, प्रभावी एपर्चर, विषय से दूरी और भ्रम के न्यूनतम सर्कल का एक कार्य है। कंफ्यूजन का मिनिमम सर्किल वह होता है, जहां चीजें धुंधली हो जाती हैं, क्योंकि इसे या तो इमेजिंग माध्यम के कार्य के रूप में देखा जा सकता है, या प्रिंट आकार के एक फ़ंक्शन के रूप में।
कई गणितीय सूत्र हैं जिनका उपयोग क्षेत्र की गहराई की गणना करने के लिए किया जा सकता है। अफसोस की बात यह है कि ऐसा कोई भी फॉर्मूला नहीं लगता है, जो किसी भी विषय पर सटीक रूप से क्षेत्र की गहराई पैदा करता हो। Hyperfocal Distance, या वह दूरी जहाँ आप प्रभावी रूप से अधिकतम DoF प्राप्त करते हैं, की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
एच = एफ 2 / (एन * सी)
कहाँ पे:
H = हाइपरफोकल दूरी
f = फोकल लंबाई
N = f-number (सापेक्ष एपर्चर)
c = भ्रम का चक्र
भ्रम का चक्र यहां एक विचित्र मूल्य है, इसलिए हम बाद में चर्चा करेंगे। डिजिटल सेंसर के लिए एक उपयोगी औसत सीओसी 0.021 मिमी माना जा सकता है । यह सूत्र आपको हाइपरफोकल दूरी प्रदान करता है, जो आपको यह नहीं बता रहा है कि आपके क्षेत्र की गहराई क्या है, बल्कि यह आपको उस विषय दूरी को बताता है जिसे आपको क्षेत्र की अधिकतम गहराई प्राप्त करने के लिए ध्यान केंद्रित करना चाहिए। वास्तविक की गणना करने के लिए Depth of Field, आपको एक अतिरिक्त गणना की आवश्यकता है। नीचे दिया गया सूत्र मध्यम से बड़ी विषय दूरी के लिए डीओएफ प्रदान करेगा, जो विशेष रूप से अधिक मतलब है जब विषय की दूरी फोकल लंबाई (यानी गैर-मैक्रो शॉट्स) से बड़ी होती है:
डीएन = (एच * एस) / (एच + एस)
डीएफ = (एच * एस) / (एच - एस) {एस के लिए <एच
डीओएफ = डीएफ - डीएन
डीओएफ = (2 * एच * एस) / (एच 2 - एस 2 ) {एस <एच के लिए
कहाँ पे:
Dn = DoF
Df की सीमा
= DoF H की दूर की सीमा = हाइपरफोकल दूरी (पिछला सूत्र)
s = विषय दूरी (वह दूरी जिस पर लेंस केंद्रित है, वास्तव में "विषय" नहीं हो सकता)
जब विषय दूरी हाइपरफोकल दूरी है:
डीएफ = 'इन्फिनिटी' डीएनएन = एच / 2
जब विषय दूरी हाइपरफोकल दूरी से अधिक है:
Df = अनंत Dn = 'अनंत'
यहाँ शब्द 'इनफिनिटी' का उपयोग इसके शास्त्रीय अर्थ में नहीं किया गया है, बल्कि यह एक ऑप्टिकल इंजीनियरिंग शब्द से अधिक है जिसका अर्थ है हाइपरफोकल दूरी से परे एक केंद्र बिंदु। हाइपरफोकल दूरी की गणना के बिना, सीधे डीओएफ की गणना करने का पूर्ण सूत्र, निम्नानुसार है (एच के लिए विकल्प):
डीओएफ = 2 एनसीएफ 2 एस 2 / (एफ 4 - एन 2 सी 2 एस 2 )
यदि हम प्रिंट आकार और फिल्म को अनदेखा करते हैं, तो एक विशिष्ट पिक्सेल घनत्व के साथ दिए गए डिजिटल सेंसर के लिए , DoF फोकल लंबाई, सापेक्ष एपर्चर और विषय दूरी का एक कार्य है । इससे, कोई यह तर्क दे सकता है कि DoF विशुद्ध रूप से लेंस का एक फ़ंक्शन है, जैसा कि "विषय दूरी" उस दूरी को संदर्भित करता है जिस पर लेंस केंद्रित है, जो लेंस का एक फ़ंक्शन भी होगा।
औसत मामले में, कोई यह मान सकता है कि सीओसी हमेशा एक डिजिटल सेंसर के साथ न्यूनतम प्राप्य है, जो इन दिनों औसतन 0.021 मिमी रोल करता है, हालांकि एपीएस-सी, एपीएस-एच और फुल फ्रेम सेंसर को कवर करने वाली एक यथार्थवादी रेंज शामिल है 0.015 मिमी से कहीं भी - 0.029 मिमी । अधिकांश सामान्य प्रिंट आकारों के लिए, लगभग 13x19 "या उससे कम, एक स्वीकार्य सीओसी 0.05 मिमी या डिजिटल सेंसर के लिए औसत से लगभग दोगुना है। यदि आप वह प्रकार हैं जो बहुत बड़े आकारों में प्रिंट करना पसंद करते हैं, तो सीओसी एक कारक हो सकता है (आवश्यकता होती है) 0.01 मिमी से कम), और एक बड़ी वृद्धि में आपका स्पष्ट DoF गणितीय रूप से गणना करने की तुलना में छोटा होगा।
उपरोक्त सूत्र केवल तब लागू होते हैं, जब दूरी sलेंस की फोकल लंबाई की तुलना में सराहनीय रूप से बड़ी होती है। जैसे, यह मैक्रो फोटोग्राफी के लिए टूट जाता है। जब मैक्रो फोटोग्राफी की बात आती है, तो फोकल लंबाई, सापेक्ष एपर्चर, और विषय आवर्धन (यानी 1.0x) के संदर्भ में DoF को व्यक्त करना बहुत आसान है:
डीओएफ = 2 एनसी * ((((एम / पी) + 1) / एम 2 )
कहाँ पे:
एन = एफ-संख्या (रिश्तेदार एपर्चर)
सी = न्यूनतम सीओसी
एम = आवर्धन
पी = पुतली बढ़ाई
सूत्र काफी सरल है, पुतली बढ़ाई पहलू के बाहर। एक सही, ठीक से निर्मित मैक्रो लेंस में काफी हद तक बराबर प्रवेश और निकास पुतलियां (एपर्चर का आकार लेंस के सामने (प्रवेश द्वार) और एपर्चर के आकार के अनुसार लेंस के पीछे से देखा जाता है (बाहर निकलें) , हालांकि वे बिल्कुल समान नहीं हो सकते हैं। ऐसे मामलों में, कोई P के लिए 1 का मान ले सकता है, जब तक कि आपको उचित संदेह न हो।
1: 1 (या बेहतर) मैक्रो फोटोग्राफी के साथ, बड़े विषय की दूरियों के लिए DoF के विपरीत, आप ALWAYS को प्रिंट के लिए बड़ा कर रहे हैं, भले ही आप 2x3 पर प्रिंट करें "। आम प्रिंट साइज जैसे 8x10, 13x19, इत्यादि के लिए कारक। इज़ाफ़ा काफी हो सकता है। किसी को यह मान लेना चाहिए कि आपके इमेजिंग माध्यम के लिए सीओसी न्यूनतम रिज़ॉल्वेबल है, जो अभी भी संभव नहीं है कि वृद्धि के कारण स्पष्ट DoF हटने की भरपाई हो सके।
जटिल गणित एक तरफ, डीओएफ को प्रकाश की एक बुनियादी समझ के साथ सहज रूप से कल्पना की जा सकती है, प्रकाशिकी कैसे झुकती है, और एपर्चर का प्रकाश पर क्या प्रभाव पड़ता है।
एपर्चर क्षेत्र की गहराई को कैसे प्रभावित करता है? यह अंततः प्रकाश की किरणों के कोणों तक उबलता है जो वास्तव में छवि तल तक पहुंचते हैं। व्यापक एपर्चर में, लेंस के बाहरी किनारे से सभी किरणें, छवि तल तक पहुंचती हैं। डायाफ्राम प्रकाश की किसी भी आने वाली किरणों को अवरुद्ध नहीं करता है, इसलिए सेंसर तक पहुंचने वाले प्रकाश का अधिकतम कोण उच्च (अधिक तिरछा) है। इससे अधिकतम CoC बड़ा हो सकता है, और प्रकाश के एक केंद्रित बिंदु से अधिकतम CoC तक प्रगति तीव्र होती है:
एक संकीर्ण एपर्चर में, डायाफ्राम प्रकाश शंकु की परिधि से कुछ प्रकाश को अवरुद्ध करता है, जबकि केंद्र से प्रकाश की अनुमति होती है। सेंसर तक पहुंचने वाली प्रकाश किरणों का अधिकतम कोण कम (कम तिरछा) है। यह अधिकतम CoC को छोटा बनाता है, और प्रकाश के एक केंद्रित बिंदु से अधिकतम CoC तक प्रगति धीमी होती है। (आरेख को यथासंभव सरल रखने के प्रयास में, गोलाकार विपथन के प्रभाव को अनदेखा किया गया, इसलिए आरेख 100% सटीक नहीं है, लेकिन फिर भी बिंदु को प्रदर्शित करना चाहिए):
एपर्चर सीओसी के विकास की दर को बदल देता है। विपर एपर्चर उस दर को बढ़ाते हैं जिस पर ध्यान केंद्रित करने वाले धुंधले वृत्त बढ़ते हैं, इसके लिए DoF उथला होता है। नैरोपर एपर्चर उस दर को कम करते हैं जिस पर ध्यान केंद्रित करने वाले धुंधले वृत्त बढ़ते हैं, इसके लिए DoF अधिक गहरा है।
सबूत
जैसा कि सब कुछ के साथ होता है, किसी को हमेशा गणित चलाकर अवधारणा को साबित करना चाहिए। जब एफ # इंटरएक्टिव कमांड लाइन उपयोगिता (डाउनलोड करने और किसी को दोहराए जाने के लिए आसान) में एफ # कोड के साथ ऊपर दिए गए फॉर्मूले चलाते समय कुछ पेचीदा परिणाम दिए गए हैं :
(* The basic formula for depth of field *)
let dof (N:float) (f:float) (c:float) (s:float) = (2.0 * N * c * f**2. * s**2.)/(f**4. - N**2. * c**2. * s**2.);;
(* The distance to subject. 20 feet / 12 inches / 2.54 cm per in / 10 mm per cm *)
let distance = 20. / 12. / 2.54 / 10.;;
(* A decent average minimum CoC for modern digital sensors *)
let coc = 0.021;;
(* DoF formula that returns depth in feet rather than millimeters *)
let dof_feet (N:float) (f:float) (c:float) (s:float) =
let dof_mm = dof N f c s
let dof_f = dof_mm / 10. / 2.54 / 12.
dof_f;;
dof_feet 1.4 50. coc distance
> val it : float = 2.882371793
dof_feet 2.8 100. coc distance
> val it : float = 1.435623728
उपरोक्त कार्यक्रम का आउटपुट पेचीदा है, क्योंकि यह इंगित करता है कि क्षेत्र की गहराई वास्तव में फोकल लंबाई से प्रभावित होती है, सापेक्ष एपर्चर से एक स्वतंत्र कारक के रूप में, केवल फोकल लंबाई में परिवर्तन और बाकी सब समान रहता है। उपरोक्त कार्यक्रम के अनुसार दो DoF का अभिसरण f / 1.4 और f / 5.6 है,
dof_feet 1.4 50. coc distance
> val it : float = 2.882371793
dof_feet 5.6 100. coc distance
> val it : float = 2.882371793
गहन परिणाम, अगर थोड़ा गैर-सहज। एक और अभिसरण तब होता है जब दूरियों को समायोजित किया जाता है, जो अधिक सहज सहसंबंध प्रदान करता है:
let d1 = 20. * 12. * 2.54 * 10.;;
let d2 = 40. * 12. * 2.54 * 10.;;
dof_feet 2.8 50. coc d1;;
> val it : float = 5.855489431
dof_feed 2.8 100. coc d2;;
> val it : float = 5.764743587
