Влияние фокусного расстояния объектива на ГРИП при съемке в одинаковом масштабе.

Навеяно обсуждением на форуме о том, как на самом деле влияет фокусное расстояние на ГРИП, при условии, что масштаб съемки и диафрагма — постоянны. Диапазон суждений отличался до диаметрально-противоположных. Одни считали, что ГРИП у короткофокусного больше, другие – меньше. А третьи – вообще утверждали, что в одном случае больше, в другом – меньше.

Я попробовал в этом вопросе разобраться. Вот вкратце суть моих размышлений:

Глубина резко изображаемого пространства на фотографическом изображении — это расстояние между передней и задней границами резко изображённого пространства, измеренное вдоль оптической оси, в пределах которого объекты съёмки на снимке отображаются безусловно резко.
ГРИП — понятие строго математическое…

Ну, раз математическое – воспользуемся математикой. Формул для расчета ГРИП и калькуляторов на их основе — в интернете полно. Воспользуемся одним из них, и посчитаем, например, для конкретных условий:
Фокусные расстояния, например, f=50 и f=100
Диафрагма k=11

Для начала рассчитаем гиперфокальное расстояние h, при диаметре допустимого круга нерезкости d=0.03 мм.

f, мм	50	100
K	11	11
d, мм	0.03	0.03
h, м	7.58	30.30

Отлично! Установим полтинник на гиперфокальное расстояние L=h, и рассчитаем ГРИП: x1 = 3.79, x2 = ∞
Масштаб при этом M = f/L/1000 = 0.0066
Для соблюдения масштаба на сотке установим дистанцию фокусировки равную удвоенному гиперфокальному расстоянию для полтинника L=15.16 м.
Считаем ГРИП: x1 = 10.10, x2 = 30.30 м.

Вывод: по крайней мере есть одна комбинация, где ГРИП короткофокусного объектива намного больше, чем у длиннофокусного. Но если проанализировать формулы или поэкспериментировать с калькуляторами – можно заметить, что и при других дистанциях фокусировки меньших гиперфокального — ГРИП у короткофокусного больше, чем у длиннофокусного. Но при уменьшении дистанции фокусировки – разница уменьшается. И при некоторых значениях разница будет настолько мала, что ею можно пренебречь (например, в макро).

- Ура! Ясность наступила, дружно выбрасываем длиннофокусные объективы и снимаем только на короткофокусные, т.к. у них ГРИП больше!
- Не спешите, не все так просто. Мне не раз показывали снимки, где как утверждают авторы, при всех прочих равных условиях – снимки снятые на более коротком фокусе выглядят менее резкими, чем на длинном фокусе. По мнению некоторых – это доказывает, что ГРИП у короткофокусных меньше.
Но мы же договорились, что ГРИП – ”понятие строго математическое”, и у короткофокусных объективов он все-таки больше. Видимо есть что-то еще.
Попробуем поразмышлять.
Выше мы рассматривали ситуацию, когда объект входит в зону резко изображаемого пространства (РИП). А что будет за ее пределами?
Представим себе объект, имеющий протяженность по глубине. Ну, например, автомобиль.
Для простоты, предположим, что он имеет длину (точнее – глубину) 3 м. И допустим, водитель находится посередине.
Используем те же данные, что и в предыдущем примере, но выберем дистанцию фокусировки поменьше, например для полтинника L=3м, для стольника L=6м. Посчитаем ГРИП для этих условий:

f, мм	50	100
K	11	11
d, мм	0.03	0.03
L, м	3	6
M	0.017	0.017
x1, м	2.15	5.01
x2, м	4.97	7.48
ГРИП, м	2.82	2.47

- То, что нам надо. Часть автомобиля не попадает в зону РИП. Но на полтиннике – он влезет почти весь, а на сотке – чуть поменьше.
- Не совсем так. Мы же договорились, что фокусируемся на водителе, который сидит посередине.
Что бы понять что происходит – расчитаем диаметра круга нерезкости для точки удаленной в пространстве на определенное расстояние.
Немногие калькуляторы предоставляют такую информацию. Но я не гордый, посчитаю сам.
Конечно, за годы прошедшие после окончания школы и института я порядком подзабыл физику и математику, и поэтому взял готовую формулу вот здесь:

Формула (7) позволяет определить диаметр кружка нерезкости d в зависимости от расстояния до объекта x и параметров фотосъемки: фокусного расстояния объектива f, диафрагменного числа k, дистанции фокусировки L.

(Надеюсь, что автор не обидится на меня за использование его формулы)

f, мм	50	100
K	11	11
L, м	3	6
d при L-1.5м, мм	0.0770	0.0514
d при L+1.5м, мм	0.0257	0.0308

Да что там мелочиться, пусть будет график зависимости:

И что мы здесь видим? Задняя часть автомобиля на сотке точно попадает в зону РИП, а на полтиннике еще и запас есть в пол-метра.
А вот с передней – гораздо хуже. Диаметр круга нерезкости для сотки – превышает допустимый примерно в полтора раза, а для полтиника – более чем в два раза. И мы знаем, что чем больше диаметр круга нерезкости – тем сильнее будет размываться изображение.
Вот Вам и ответ: ГРИП у короткофокусных объективов больше чем у длиннофокусных. Но если на переднем плане будет объект, не попадающий в зону РИП – то на коротком фокусе он будет размываться сильнее, чем на длинном, при условии сохранения масштаба, т.е. размеров физиономии водителя в нашем примере. Кстати, масштаб задней части автомобиля на коротком фокусе будет меньше, а передней части – больше. Но что поделать, таковы законы перспективы. Никуда не деться.

- И что же делать?
- Считать! Понято, что не в каждом лесу найдется калькулятор. Но на многих объективах сохранилась шкала глубины резкости. Она позволит хотя бы прикинуть ГРИП. Но учтите, что шкала скорее-всего нанесена с расчетом на допустимый круг нерезкости равный 0.03 мм. Но это величина – рекомендованная для пленки, и если я, к примеру, захочу – могу принять другую, например 0.025.

Вот здесь описано более подробно и интересно:

В своем калькуляторе автор рассчитывает ГРИП с учетом рекомендуемого им круга нерезкости для различных цифровых камер, хотя в таблице и не приводит его значение. Полагаю, что он рассчитывает исходя из диагонали элемента матрицы.

P.S. это набросок статьи, которую я возможно доработаю, если у меня найдется достаточно времени.

Влияние фокусного расстояния объектива на ГРИП при съемке в одинаковом масштабе.

1.

2.

Влияние фокусного расстояния объектива
на ГРИП при съемке в одинаковом масштабе.