Bagaimana lensa iPhone 6 Plus super kecil menghasilkan DOF yang signifikan?

Menurut spesifikasi Apple , ketebalan iPhone 6 Plus adalah 0,28 inci (7,1 mm) dan panjang lensa hanya sebagian saja. Dan menurut sebuah artikel yang saya temukan, Depth of Field adalah fungsi "bukaan (yaitu diameter lensa), ukuran lensa, rasio jarak, dan ukuran cetak".

Mengapa lensa yang sangat pendek dengan diameter kecil di iPhone 6 Plus memiliki DOF seperti ini, dengan bokeh yang begitu banyak terlihat?

Berikut ini tautan ke sampel ukuran penuh asli, untuk memeriksa info EXIF. Semua contoh gambar iPhone 6 Plus tampaknya ada f = 2.2.

Catatan: DOF dapat ditambahkan dengan cara perangkat lunak (mirip dengan PhotoShop / Gimp "Lens / Focus blur"), asalkan perangkat lunak tahu apa yang ada di dalam dan apa yang tidak fokus. Saya juga tidak melihat artefak pada batas fokus yang mengkhianati aplikasi filter tanpa retouching.

Meskipun prinsip-prinsip fisik selalu sama, saya pikir itu sedikit berbeda dengan Bagaimana saya bisa mendapatkan DOF dangkal dramatis dengan lensa kit? pertanyaan karena lensa ponsel cerdas jauh lebih kecil (bila dibandingkan dengan lensa kit DSLR rata-rata), tidak memiliki fitur zoom optik untuk dimainkan, dan bahkan ukuran aperturnya tetap (berdasarkan apa yang saya temukan di Internet) .

Bagian tengah cabang pada gambar di atas (bisa menjadi semacam rowan) mungkin berjarak sekitar 30-50 cm (12-20 inci) dan pohon terdekat mungkin sekitar 5m (16 kaki). Dengan demikian rasio jarak bisa sekitar 1:10 atau 1:20.

Saya baru saja mengambil gambar dengan ponsel Nokia Asha 206 lama saya di mana rasio hand to most-tree bisa lebih dari 1: 100 dan - semuanya fokus!

Untuk mengulangi pertanyaan saya sedikit: Saya tidak tertarik untuk mendapatkan "bokeh keren". Saya hanya ingin tahu bagaimana iPhone 6 Plus dapat menghasilkan gambar DOF dangkal sementara beberapa smartphone lain yang pernah saya lihat meskipun memiliki dimensi lensa yang sama mengambil gambar "semuanya fokus" ?

Apakah konstruksi lensa atau prosesor gambar berubah?

Banyak kamera ponsel yang lebih tua atau lebih murah menggunakan lensa "fokus tetap". yaitu selalu diatur untuk memfokuskan jarak tertentu dari kamera. Ini biasanya diatur ke " jarak hyperfocal ", yaitu segala sesuatu dari setengah jarak hingga tak terbatas menjadi fokus.

Ini tergantung pada apa yang dapat diterima sebagai 'fokus'. Tetapi sebagian besar foto dari kamera ini akan cukup tajam, mereka akan selalu memiliki kedalaman bidang yang besar. Tetapi mereka mungkin tidak dapat fokus pada hal-hal yang beberapa sentimeter jauhnya.

Kebanyakan kamera ponsel yang lebih baru dan berkualitas lebih baik menggunakan lensa dengan fokus otomatis. misalnya untuk iPhone, semua model karena 3GS memiliki fokus otomatis (setidaknya untuk kamera belakang). Mereka dapat fokus pada jarak tertentu, yang dapat memberikan foto yang jauh lebih tajam. Jadi Anda bisa fokus pada sesuatu yang dekat dengan kamera, dan memiliki lebih banyak blur di latar belakang, yaitu bidang kedalaman yang lebih dangkal.

Juga kamera telepon telah meningkat dengan cara lain. Secara khusus, ukuran sensor. misal iPhone 6 memiliki sensor 1/3 inci. Ini tidak sebesar itu dibandingkan dengan DSLR, atau beberapa kamera kompak, tetapi jauh lebih besar daripada banyak ponsel kamera yang lebih tua. Sensor yang lebih besar dapat memungkinkan kedalaman bidang yang lebih dangkal (untuk panjang fokus dan bukaan yang sama).

Jawaban sederhananya adalah Anda bisa mendapatkan kedalaman bidang yang dangkal (karenanya bokeh) dengan sistem kamera apa pun jika Anda fokus cukup dekat.

Kedalaman bidang yang terbatas muncul karena ketidakmampuan untuk memfokuskan cahaya yang datang pada sudut yang berbeda dalam bidang yang sama. Ketika cahaya difokuskan pada jarak yang salah muncul sebagai titik bentuk aperture, bukan titik.

Lubang besar menciptakan bintik-bintik yang lebih besar, yang merupakan tempat masuknya lubang. Namun pemfokusan yang dekat menyebabkan variabilitas sudut yang lebih besar, di situlah faktor itu masuk. Bayangkan sebuah objek berjarak 100 meter dan benda lain berjarak 101 meter. Sudut antara bagian atas objek dan kamera akan hampir sama dalam kedua kasus, dan kedua objek akan menjadi fokus (dalam kedalaman bidang). Sekarang bayangkan sebuah objek berjarak 2m dan objek berjarak 1m. Sudut-sudutnya sekarang benar-benar berbeda dan Anda tidak akan bisa mendapatkan keduanya dalam fokus, meskipun objek memiliki jarak yang sama satu sama lain dalam kedua kasus. Fokus lebih dekat telah mengurangi kedalaman bidang. Sekarang bayangkan jika mereka masih lebih dekat lagi.

Jadi, terlepas dari kemungkinan nilai aperture Anda, jika Anda bisa fokus cukup dekat, Anda akan selalu mencapai titik di mana kedalaman bidang Anda menjadi terlalu kecil dan Anda mendapatkan objek / latar belakang buram.

Anda menyebutkan empat faktor dari bacaan Anda (diameter lensa, ukuran lensa, rasio jarak, dan ukuran cetak), tetapi satu-satunya yang benar-benar penting adalah dua yang pertama - atau, lebih khusus lagi, iris lensa (diameter bukaan yang memungkinkan lampu masuk, bukan diameter lensa fisik) dan panjang fokus lensa (jarak dari pusat lensa ke sensor). Rasio ini adalah f / stop, dan semakin dekat dengan 1, semakin banyak efek bokeh (tidak fokus) yang Anda dapatkan.

Seperti yang Anda sebutkan, data kamera EXIF ​​yang disimpan dalam header jpeg menunjukkan f / stop untuk setiap pemotretan, dan pada f / 2.2, Anda mendapatkan jumlah bokeh yang baik (seperti yang Anda lihat) - seperti yang Anda dapatkan di atas f / 4 atau f / 8 Anda mulai melihat lebih banyak efek "semuanya fokus", dan pada f / 16 akan ada sedikit bokeh yang tersisa.

TKI, itu rasio diameter dan panjang yang penting, bukan dimensi yang sebenarnya. Jadi lensa kecil tidak apa-apa asalkan cocok dengan sensor kecil, dan dibuka untuk pengaturan iris besar. Pembukaan itu dapat dikontrol pada SLR, tetapi tidak begitu pada iPhone.

Jika kamera difokuskan pada infinity, maka ukuran lingkaran buram untuk objek pada jarak tertentu sama dengan ukuran aperture lensa. Jadi jika kamera iPhone memiliki bukaan lensa berdiameter 1 mm, dan jika fokus diatur hingga tak terbatas, maka setiap objek buram pada tingkat 1 mm: yang tidak terdeteksi pada pohon yang jaraknya seratus meter, tetapi terdeteksi pada ceri. tepat di depan lensa.

Oleh karena itu, untuk mendapatkan ceri yang tajam, Anda harus mengatur jarak fokus ke kisaran itu. Sebagai konsekuensinya, segala sesuatu pada jarak yang jauh akan memiliki lingkaran blur dengan ukuran sudut yang sama (yaitu jumlah piksel) dengan lingkaran 1 mm pada ceri yang fokus tajam.

Perhatikan bahwa bukan rasio jarak yang penting (jika Bulan berada dalam fokus maka bintang akan berada dalam fokus, meskipun mereka satu miliar kali lebih jauh) tetapi rasio bukaan lensa terhadap objek yang dimaksud.