Jak obliczyć krok stackowania ostrości dla danego powiększenia
Aby obliczyć początkowy krok stackowania ostrości, oszacuj głębię ostrości przy używanym powiększeniu i przysłonie, a następnie zmniejsz ją, aby pozostawić nakładanie się kolejnych klatek. Dla obiektywu makro, w przybliżeniu mającego jednakowe źrenice wejściową i wyjściową, użyj wzoru krok ≈ (1 − nakładanie) × 2Nc(1 + m) / m², gdzie N to nominalna liczba przysłony, c to wybrana tolerancja rozmycia w płaszczyźnie matrycy w milimetrach, a m to powiększenie. Podstawowe przybliżenie głębi ostrości w makrofotografii wyprowadzono w technicznym objaśnieniu Coin Imaging.
Ten poradnik jest przeznaczony dla fotografa, który ustawia fizyczne odstępy przesuwu na szynie do ustawiania ostrości, fotografując nieruchomy obiekt kreatywny, na przykład teksturowany ceramiczny detal. Samo powiększenie nie wystarcza do określenia odstępów: znaczenie mają również przysłona, dopuszczalne rozmycie i model optyczny. Obliczenie daje wartość początkową, którą należy przetestować przed wykonaniem całego stacka.
Co mierzy krok stackowania ostrości?
W tym przypadku krok oznacza odległość, o jaką aparat z obiektywem ustawionym na stałą ostrość przesuwa się wzdłuż osi optycznej między ekspozycjami. Canon opisuje szynę do ustawiania ostrości jako sposób precyzyjnego dostosowania położenia aparatu w głąb kadru podczas wykonywania sekwencji do stackowania. Korzystając z tej metody, nie zmieniaj ustawienia ostrości obiektywu. Fotografia makro: jak uzyskać ostrość!
Fizyczny krok 0.05 mm różni się od ustawienia w menu aparatu o nazwie „szerokość kroku ostrości”. Nikon wyjaśnia, że jego model D850 oblicza zmianę odległości ostrzenia na podstawie informacji o obiektywie, w tym ogniskowej i przysłonie. Dlatego ustawień oznaczonych numerami nie można bezpośrednio odczytać jako milimetrów przesuwu szyny. Focus Shift — podstawy: stackowanie ostrości
Przed obliczeniami wybierz metodę sterowania. Jeśli szyna przyjmuje wartości w milimetrach lub mikrometrach, poniższe przykłady można zastosować bezpośrednio. Jeśli używasz wewnętrznego bracketingu ostrości, postępuj zgodnie z instrukcją aparatu i przetestuj numerowane kroki z używanym obiektywem i przysłoną.
Jakie pomiary trzeba najpierw wykonać?
Zapisz powiększenie, przysłonę i kryterium rozmycia. Aby zmierzyć powiększenie, sfotografuj linijkę w poprzek kadru przy planowanym ustawieniu obiektywu. Podziel fizyczną szerokość matrycy przez szerokość obiektu widoczną w całym obrazie: m = szerokość matrycy / szerokość pola widzenia obiektu. Dokumentacja Zerene opisuje tę metodę pomiaru. Użyj zgodnych jednostek oraz odpowiedniego wymiaru matrycy. Szacunki GO dla makro/mikro (głębia ostrości, kroki)
Dla przykładowej matrycy o szerokości 24 mm, na której widać 12 mm obiektu, m = 24 / 12 = 2, czyli powiększenie 2:1. Zmierz pole widzenia przed przycięciem zdjęcia; w przeciwnym razie szerokość matrycy i zmierzone pole nie będą już do siebie pasować.
Następnie ustal, czy wartość przysłony jest nominalna, czy efektywna. Przy współczynniku źrenic równym 1 efektywna liczba przysłony wynosi w przybliżeniu N × (1 + m). Niektóre aparaty wyświetlają już wartość efektywną. Kalkulator Zerene rozróżnia te dane wejściowe, więc przed wpisaniem wartości sprawdź, którą z nich podaje Twój zestaw. Kalkulator GO
Na koniec wybierz c, czyli średnicę krążka rozproszenia na matrycy. Określa ona, jak duże rozmycie spowodowane nieostrością akceptujesz. Zerene pozwala podać tę wartość w milimetrach lub pikselach; szerokość piksela to szerokość matrycy podzielona przez liczbę pikseli w poprzek obrazu. Na przykład przykładowy obraz o szerokości 24 mm i rozdzielczości 6,000 pikseli ma piksele o szerokości 0.004 mm. Przy kryterium rozmycia odpowiadającym dwóm pikselom c = 0.008 mm. To założenie przyjęte do obliczeń, a nie uniwersalny próg ostrości. Kalkulator GO
Jak przeliczyć głębię ostrości na krok szyny?
Geometryczne przybliżenie dla makrofotografii, uwzględniające powiększenie źrenic, wynosi D ≈ 2Nc(1 + m/P) / m². D to całkowita głębia ostrości po stronie obiektu w milimetrach, a P to średnica źrenicy wyjściowej podzielona przez średnicę źrenicy wejściowej. Przyjmując P = 1, otrzymujemy uproszczony wzór: D ≈ 2Nc(1 + m) / m². Wyprowadzenie Coin Imaging objaśnia przybliżenie dla małej głębi ostrości, na którym opiera się ten wzór. Jeśli P nie jest znane, zaznacz założenie równych źrenic zamiast traktować je jako zmierzoną właściwość obiektywu. Wyprowadzenie równania głębi ostrości w makrofotografii
Nakładanie uwzględnij osobno: s = (1 − o)D, gdzie s to odstęp przesuwu szyny, a o to ułamek nakładania. Zatem 30% nakładania oznacza s = 0.70D, a nie s = 0.30D. Zerene sugeruje praktyczną korektę na nakładanie, polegającą na użyciu około 0.7 podanych wartości głębi. Tutaj 30% to początkowa wartość testowa zastosowana do oszacowania geometrycznego. Szacunki GO dla makro/mikro (głębia ostrości, kroki)
Nie dziel ponownie D przez dwa: wzór już szacuje całkowitą głębię wokół płaszczyzny ostrości. Zachowaj też spójność jednostek. Jeśli c podano w milimetrach, D i s również są wyrażone w milimetrach; pomnóż wynik przez 1,000, aby przeliczyć krok na mikrometry.
Jak wygląda pełne obliczenie dla powiększenia 2:1?
Załóżmy m = 2, nominalną przysłonę N = 5.6, c = 0.008 mm, P = 1 i nakładanie o = 0.30. Są to przykładowe dane, a nie pomiary z konkretnego aparatu lub obiektywu.
- Oblicz całkowitą geometryczną głębię ostrości: D ≈ 2 × 5.6 × 0.008 × (1 + 2) / 2² = 0.0672 mm.
- Uwzględnij nakładanie: s = 0.70 × 0.0672 = 0.04704 mm.
- Przelicz jednostki: 0.04704 mm = 47.04 µm.
- Wybierz obsługiwaną przez szynę wartość równą temu wynikowi lub mniejszą — na przykład 0.047 mm, jeśli jest dostępna — i ją przetestuj.
Poniższe porównanie zmienia tylko powiększenie. Przysłona pozostaje nominalna f/5.6, c wynosi 0.008 mm, P pozostaje równe 1, a nakładanie wynosi 30%. Wartości to przykładowe obliczenia, zaokrąglone na potrzeby prezentacji.
| Powiększenie | Szacowana geometryczna GO | Początkowy krok szyny |
|---|---|---|
| 0.5:1 | 0.5376 mm | 0.3763 mm |
| 1:1 | 0.1792 mm | 0.1254 mm |
| 2:1 | 0.0672 mm | 0.0470 mm |
| 3:1 | 0.0398 mm | 0.0279 mm |
| 5:1 | 0.0215 mm | 0.0151 mm |
Przy tych założeniach podwojenie powiększenia z 1:1 do 2:1 zmniejsza odstęp do 37.5% poprzedniej wartości. Po zmianie powiększenia wykonaj nowe obliczenia, zamiast polegać na ogólnej zasadzie, że podwojenie powiększenia zawsze zmniejsza krok czterokrotnie.
Dlaczego inny kalkulator może zalecać większy krok?
Zanim porównasz wyniki, sprawdź model optyczny. Powyższe obliczenie wykorzystuje geometryczne rozmycie spowodowane nieostrością i jawnie określoną wartość c. Zerene oblicza głębię ostrości również za pomocą optyki falowej, uwzględniając dyfrakcję. W udokumentowanym kalkulatorze zaleca większą z wartości uzyskanych metodą klasyczną i falową, a następnie uwzględnia nakładanie. Różnica w wyniku może więc wynikać z innego kryterium, a nie z błędu rachunkowego. Kalkulator GO
Nie przymykaj przysłony wyłącznie po to, by zwiększyć odstępy. Canon wyjaśnia, że mniejsze otwory przysłony zwiększają głębię ostrości, ale dyfrakcja może zmniejszać szczegółowość. Wybierz przysłonę, która zachowuje szczegóły, na których Ci zależy, w pojedynczych klatkach, a następnie oblicz dla niej odstęp. Fotografia makro: jak uzyskać ostrość!
Obiektywy mikroskopowe wymagają szczególnej uwagi. Same oznaczenia powiększenia nie wystarczą: znaczenie ma apertura numeryczna. Zerene udostępnia dla tych obiektywów osobną tabelę opartą na NA. Skorzystaj z niej, gdy konfigurację optyczną określono za pomocą NA, zamiast podstawiać przybliżoną fotograficzną liczbę przysłony. Szacunki GO dla makro/mikro (głębia ostrości, kroki)
Ile klatek pokryje planowaną głębokość?
Oznacz przez L odległość między pierwszym a ostatnim wymaganym położeniem płaszczyzny ostrości. Przy stałym kroku s oblicz liczba klatek = ceil(L/s) + 1, gdzie ceil oznacza zaokrąglenie w górę. Uwzględnia to oba skrajne położenia. Dzięki temu pokrycie obiektu nie zależy od marginesów głębi ostrości na jego krańcach.
Dla przykładowego L = 2.00 mm i wybranego s = 0.047 mm liczba klatek = ceil(2.00 / 0.047) + 1 = 44. Klatki te obejmują 43 odstępy i zakres 2.021 mm. Jeśli przesuniesz położenie początkowe lub końcowe, uwzględnij dodatkowy przesuw w L przed ponownym obliczeniem.
Użyj zaokrąglonej wartości faktycznie wprowadzonej do sterownika szyny. Liczba klatek obliczona na podstawie niezaokrąglonego wyniku może nie zgadzać się z przesuwem uzyskanym przy użyciu wybranego kroku.
Jak sprawdzić krok przed wykonaniem całego stacka?
Wykonaj krótką sekwencję kalibracyjną na pochyłej powierzchni z drobną teksturą, przy wybranym powiększeniu i przysłonie. Zerene zaleca fotografowanie z małymi odstępami między klatkami, a następnie porównanie stacków tworzonych z co drugiej, trzeciej lub kolejnej klatki, aby znaleźć największy odstęp, który nie powoduje widocznych pasów nieostrości. To empiryczny test dostosowany do Twojego sprzętu i wymagań dotyczących oglądania. Szacunki GO dla makro/mikro (głębia ostrości, kroki)
Na przykład wykonaj sekwencję testową z krokiem 0.020 mm. Porównaj pełny stack z wersjami wykorzystującymi co drugą i co trzecią klatkę, co odpowiada odstępom 0.040 mm i 0.060 mm. Zachowaj te same ustawienia obróbki i sprawdź te same obszary z teksturą w docelowym rozmiarze wyjściowym.
Jeśli pojawi się miękki pas, sprawdź klatki źródłowe obejmujące to miejsce. Gdy żaden kadr nie pokazuje danego szczegółu ostro, spróbuj zmniejszyć odstęp. Gdy istnieje ostra klatka źródłowa, ale złożony obraz pozostaje tam miękki, sprawdź wyrównanie i łączenie przed zmianą kroku szyny. Nikon pokazuje naprzemienne ostre i miękkie pasy spowodowane zbyt dużą szerokością kroku ostrości. Focus Shift — podstawy: stackowanie ostrości
Zapisuj powiększenie, sposób określenia przysłony, kryterium rozmycia, przetestowany krok i rozmiar wyjściowy. Każdą nową konfigurację zacznij od obliczeń, a następnie stosuj odstęp potwierdzony krótkim testem. W ten sposób teoretyczne oszacowanie głębi staje się powtarzalnym ustawieniem dla zdjęcia, które chcesz wykonać.