Apa bentuk bidang fokus?

27

Ini adalah sesuatu yang baru saya sadari bahwa saya tidak sepenuhnya tahu jawabannya, jadi saya akan menanyakannya di sini karena menurut saya ini menarik.

Dalam sebagian besar penulisan non-ilmiah tentang kedalaman bidang, diagram umumnya menunjukkan kamera dan subjek sebagai paralel sempurna, misalnya

Namun, apakah ini representasi yang lebih akurat dari bidang fokus?

Apakah ada cara untuk secara optik mengubah bentuk bidang fokus?

Catatan: Jelas diagram ini dua dimensi, tapi saya berasumsi dalam diagram kedua bentuknya akan berbentuk bola dengan sensor di tengah.

— Gangguan
sumber

2

Anda bisa, secara teori, membangun lensa dengan bidang fokus melengkung - saya tidak berpikir lensa seperti itu ada. lihat: physics.stackexchange.com/q/81349/44080 Adapun untuk mengubah bidang fokus, lensa tilt-shift adalah salah satu cara umum yang dimanipulasi. Bidang fokus tetap bidang datar, tetapi lensa tilt-shift memungkinkan Anda untuk memiringkan dan memutar bidang fokus sehubungan dengan sensor. en.wikipedia.org/wiki/Tilt%E2%80%93shift_photography

— J ...

2

@ J ... ini masuk ke prinsip Scheimpflug . Juga terkait adalah makalah oleh Leonard Evens . View Camera Focus and Depth of Field adalah yang saya ingat pernah membaca ketika belajar bagaimana memfokuskan kamera tampilan.

3

@ J ...: Pertama, sebagian besar lensa (terutama sudut lebar) menunjukkan setidaknya sedikit kelengkungan bidang (tetapi umumnya jauh lebih sedikit daripada yang ditunjukkan pada diagram di atas). Meskipun sangat jarang ada beberapa lensa dengan bidang yang sengaja melengkung. Mungkin yang paling tidak biasa dalam hal ini adalah Minolta 24 / 2.8 VFC , yang memungkinkan pengguna untuk mengontrol kelengkungan bidangnya.

— Jerry Coffin

1

Kurva sensornya! whatdigitalcamera.com/technology_guides/…

— Olivier

2

@ J ... Seperti yang orang lain katakan, elemen lensa non-asferis biasanya memiliki bentuk lenticular (atau lenticular cekung jika Anda mau), jadi secara default semua lensa kamera memiliki fokus yang agak melengkung atau bergelombang (pikirkan riak di kolam) karakteristik pesawat. Banyak lensa memiliki bidang fokus yang cukup melengkung, karenanya gagasan lembut di sudut-sudut pada lubang lebar . Kebanyakan lensa potret misalnya memiliki kelengkungan yang tidak dikoreksi dan gambarnya terlihat hebat sebagai akibat langsung.

— HamishKL

20

Efeknya disebut kelengkungan medan . Diskusi yang bagus datang dari Nikon . Ini adalah penyimpangan lensa yang dapat mengurangi resolusi lensa saat digabungkan dengan sensor datar. Di masa lalu, film bisa sedikit bengkok untuk mencoba mengikuti bidang gambar dan mengurangi efeknya, tetapi sensor kita saat ini kaku. Ini dapat dikurangi dengan desain lensa.

— Ross Millikan
sumber

2

Ini jawaban yang benar. Saya akan menambahkan bahwa lensa elemen tunggal yang ideal akan menunjukkan perilaku seperti itu, kecuali efeknya dikompensasi oleh lensa lain atau formula optik non-homogen. Ini sebenarnya merupakan faktor yang menyulitkan dalam desain lensa yang baik dan ada harapan bahwa dengan membuat sensor fleksibel yang dapat dikontrol kita dapat menggunakan lensa yang jauh lebih sederhana dan lebih ringkas di masa depan.

— retrography

1

Film juga tebal dibandingkan dengan sumur sensor.

1

Jadi, secara ringkas, lensa "secara alami" memiliki bidang melengkung, dan kami menambahkan elemen lensa ekstra untuk mencoba meratakannya?

— MathematicalOrchid

1

@MathematicalOrchid Ya. Itu pada dasarnya benar

— Michael C

4

Dan karena koreksi cenderung sempurna hanya pada satu jarak fokus, jarak itu dapat dioptimalkan secara berbeda untuk berbagai jenis lensa. Misalnya, lensa makro khusus mungkin dirancang untuk memiliki bidang fokus paling datar pada jarak fokus minimumnya.

— Kevin Krumwiede

8

Lensa konvergen tunggal dengan ketebalan asli memiliki bidang fokus melengkung. Sebagian besar lensa yang ditawarkan oleh pabrikan menyertakan elemen korektif untuk meratakan bidang fokus lebih dekat ke bidang fokus datar ke tingkat tertentu. Ada beberapa lensa terkenal dan sangat diinginkan yang dikenal untuk meratakan bidang fokus dengan sangat baik: Seri Zeiss Planar misalnya. Ada juga lensa yang dikenal dan diinginkan untuk tidak memperbaiki beberapa atau semua kelengkungan bidang mereka dan "melihat" foto yang diambil menggunakan pameran lensa tersebut. Canon EF 85mm f / 1.2 L II adalah salah satu lensa tersebut.

Apa bentuk bidang fokus?

Lensa elemen tunggal dengan permukaan normal menggunakan rumus optik sederhana secara matematis akan menunjukkan kelengkungan bidang. Ketika diproyeksikan pada sensor datar / film, jarak yang bervariasi dari pusat lensa ke tengah vs sudut sensor akan menyebabkan hilangnya fokus pada tepi dan di sudut-sudut jika pusat benar-benar fokus. Jika sebuah film atau sensor dapat dibangun sehingga semua bagian berjarak sama dari pusat optik lensa, semuanya akan berada dalam fokus yang sama. Sensor semacam itu akan menutupi bagian yang sama (dinyatakan dalam derajat sudut) dari busur bola seperti jumlah busur yang ditutupi oleh lensa di bidang pandang kamera. Jari-jari kelengkungan akan bervariasi berdasarkan indeks bias lensa.

Dalam praktik modern, ada beberapa, jika ada, lensa elemen tunggal sederhana yang ditawarkan oleh produsen dan digunakan untuk fotografi sebagaimana didefinisikan dalam lingkup photo.stackexchange.com. Bentuk bidang fokus, lebih tepat disebut bidang fokus, sepenuhnya tergantung pada desain lensa. Kelainan bola / kelengkungan bidang dapat dibiarkan sama sekali tidak dikoreksi atau dapat sangat diperbaiki tergantung pada keputusan yang dibuat oleh perancang lensa dan keefektifan desain mereka.

Ketika membahas optik titik kardinal, harus diingat bahwa nol lensa ketebalan sebenarnya tidak ada. Mereka teoretis. Dari artikel wikipedia untuk titik Kardinal (optik) :

Satu-satunya sistem ideal yang telah dicapai dalam praktik adalah cermin bidang.

— Michael C
sumber

4

Dengan lensa yang sempurna secara optik, bidang fokus sejajar dengan sensor Anda, dan memiliki bentuk yang sama, yaitu sebenarnya bidang. Dengan lensa kehidupan nyata, saya kira Anda bisa mendapatkan sedikit distorsi pada pesawat, tetapi pada dasarnya itu akan tetap menjadi pesawat. Itu harus demikian untuk fotografi lanskap di mana Anda ingin seluruh gambar difokuskan pada tak terhingga pada saat yang sama, dan itu adalah kasus untuk setiap lensa yang layak.

Diagram pertama Anda lebih benar daripada yang kedua. Pada diagram kedua, Anda mengabaikan fakta bahwa sudut-sudut sensor Anda lebih jauh ke pusat optik lensa Anda daripada pusat sensor.

Ini adalah sesuatu yang perlu dipertimbangkan ketika menggunakan teknik "fokus lalu komposisi ulang" yang biasa: dengan memutar kamera Anda untuk komposisi ulang, Anda memindahkan bidang fokus tanpa mengubah jarak ke subjek, dan Anda memang bisa membuat subjek tidak fokus. Ini terutama berlaku dengan lensa sudut lebar pada aperture lebar.

Lihat mis. Cara memotret subjek yang bergerak dengan Panasonic FZ 70/72 untuk detail lebih lanjut.

— Matthieu Moy
sumber

Terima kasih. Jadi ketika mengukur dof, di mana kamera pengukuran? Sensornya?

— Undistraction

Saya tidak mengerti pertanyaannya. DoF tidak "diukur" oleh kamera. Ini adalah hasil optik dari bukaan, panjang fokus, ...

— Matthieu Moy

+1 untuk implikasi untuk "fokus lalu komposisi ulang". Itu konsekuensi halus yang tidak sering disadari.

— scottbb

Maaf. Maksud saya di mana tepatnya pada kamera adalah pengukuran yang berkaitan dengan fokus yang diambil - apakah itu titik pada lensa, aperture, atau sensor?

— Undistraction

@Pedr Saya tidak yakin pengukuran apa yang Anda minta, tetapi pertanyaan ini dapat mencakup: photo.stackexchange.com/questions/21668/…

— pengenal

2

Bentuk bidang fokus bergantung pada rumus optik. Secara khusus, Zeiss Planar dinamai sesuai dengan bidang fokus khususnya datar yang membuatnya baik untuk fotografi buku, tetapi secara umum lebih mirip gambar kedua Anda.

— floqui
sumber

3

Terima kasih telah membalas. Alangkah baiknya jika Anda bisa sedikit memperluas jawaban Anda, mungkin dengan referensi dan contoh.

— Undistraction

2

Saya pikir elemen yang hilang dari jawaban yang jelas-jika-benar diberikan adalah menghubungkan ke intuisi yang salah dalam pertanyaan.

Intuisi dalam pertanyaan itu datang (saya percaya) bukan dari beberapa pertanyaan tentang abberasi lensa, tetapi dari pengertian yang salah bahwa bidang fokus didasarkan pada jarak dari lensa.

Pertanyaan ini mungkin bisa diparafrasekan sebagai

"Apakah hal-hal yang fokus tajam semuanya pada jarak tertentu dari lensa - apakah semuanya terletak pada kurva dengan jari-jari panjang fokus?"

Jawabannya adalah "tidak, bukan itu cara kerja fokus". Seperti yang dikatakan oleh Matthew Moy, bidang fokus untuk lensa yang sempurna adalah paralel dengan sensor.

— GreenAsJade
sumber

1

Hanya jika lensa telah dikoreksi untuk kelengkungan medan. Sebagian besar lensa modern sudah benar, tetapi satu elemen lensa tipis dengan permukaan biasa belum.

— Michael C

Apakah itu berarti bahwa "lensa tipis elemen tunggal dengan permukaan biasa" tidak di wajah memiliki bidang fokus bola sebagai hasil dari fokus berada pada jari-jari tetap dari lensa , atau hanya bahwa lensa semacam itu memiliki beberapa kelengkungan medan karena untuk "ketidaksempurnaan"?

— GreenAsJade

1

Jari-jari tetap baik depan dan belakang. Satu-satunya perbedaan adalah ukuran jika jari-jari di kedua sisi yang disebabkan oleh indeks bias lensa. Jika lensa cembung dibentuk memiliki indeks bias konstan dari pusat ke tepi, lensa ini akan menunjukkan kelengkungan bidang. Saat jarak fokus mendekati tak terbatas, Departemen Keuangan mungkin akan menjadi sangat besar sehingga kelengkungan tidak lagi terlihat.

— Michael C