Odległość hiperfokalna

Koncepcje dwóch definicji odległości hiperfokalnej mają długą historię, związaną z terminologią dotyczącą głębi ostrości, głębi ostrości, koła pomyłki itp. Oto kilka wybranych wczesnych cytatów i interpretacji na ten temat.

Sutton i Dawson 1867Edit

Thomas Sutton i George Dawson definiują zakres ogniskowej dla tego, co teraz nazywamy odległością hiperfokalną:

Zakres ogniskowej. W każdym obiektywie istnieje, odpowiadająca danemu współczynnikowi apertalnemu (czyli stosunkowi średnicy ogranicznika do długości ogniskowej), pewna odległość bliskiego obiektu od niego, pomiędzy którą a nieskończonością wszystkie obiekty są równie dobrze ogniskowane. Na przykład w obiektywie jednoogniskowym o ogniskowej 6 cali, z przysłoną 1/4 cala (współczynnik apertury jedna dwudziesta czwarta), wszystkie obiekty znajdujące się w odległości pomiędzy 20 stopami od obiektywu a nieskończoną odległością od niego (na przykład gwiazda stała) mają jednakowo dobrą ostrość. W związku z tym, gdy używany jest ten ogranicznik, odległość 20 stóp nazywana jest „zakresem ogniskowych” obiektywu. Zakres ogniskowych to w konsekwencji odległość najbliższego obiektu, który będzie miał dobrą ostrość, gdy szkło podstawowe zostanie wyregulowane dla bardzo odległego obiektu. W tym samym obiektywie zakres ogniskowych zależy od wielkości użytej przysłony, natomiast w różnych obiektywach o tym samym współczynniku apertury zakresy ogniskowych będą większe wraz ze wzrostem ogniskowej obiektywu.Terminy 'współczynnik apertury’ i 'zakres ogniskowych’ nie weszły do powszechnego użycia, ale jest bardzo pożądane, aby weszły do powszechnego użycia, aby uniknąć niejednoznaczności i zwięzłości przy opisywaniu właściwości obiektywów fotograficznych. Zakres ogniskowych jest dobrym terminem, ponieważ wyraża zakres, w którym konieczne jest dostosowanie ostrości obiektywu do obiektów znajdujących się w różnych odległościach od niego – innymi słowy, zakres, w którym konieczne jest ustawienie ostrości.

Zasięg ogniskowych obiektywów jest około 1000 razy większy od ich średnicy przysłony, więc ma to sens jako odległość hiperfokalna przy wartości CoC równej f/1000 lub przekątna formatu obrazu razy 1/1000 przy założeniu, że obiektyw jest „normalnym” obiektywem. Nie jest jednak jasne, czy zakres ogniskowych, na które się powołują, został obliczony czy empiryczny.

Abney 1881Edit

Sir William de Wivelesley Abney mówi:

Załączony wzór w przybliżeniu poda najbliższy punkt p, który pojawi się w ostrości, gdy odległość jest dokładnie zogniskowana, zakładając, że dopuszczalny dysk pomyłki wynosi 0.025 cm:

p = 0,41 ⋅ f 2 ⋅ a {{displaystyle p=0,41 ⋅ f^{2} ⋅ a} gdy f = {{displaystyle f=} ogniskowa obiektywu w cm a = {displaystyle a=} stosunek przysłony do ogniskowej

Czyli a jest odwrotnością tego, co teraz nazywamy liczbą f, a odpowiedź jest oczywiście w metrach. Jego 0,41 powinno być oczywiście 0,40. Opierając się na swoich wzorach i na przekonaniu, że stosunek przysłony powinien być stały w porównaniach między formatami, Abney mówi:

Można wykazać, że powiększenie z małego negatywu jest lepsze niż zdjęcie tej samej wielkości wykonane bezpośrednio, jeśli chodzi o ostrość szczegółów. … Należy zwrócić uwagę na rozróżnienie między korzyściami, które można uzyskać w powiększeniu dzięki zastosowaniu mniejszego obiektywu, a wadami, które wynikają z pogorszenia względnych wartości światła i cienia.

Taylor 1892Edit

John Traill Taylor przywołuje tę formułę słowną dla pewnego rodzaju odległości hiperfokalnej:

Widzieliśmy, że zostało to ustanowione jako przybliżona reguła przez niektórych pisarzy o optyce (Thomas Sutton, jeśli dobrze pamiętamy), że jeśli średnica ogranicznika będzie stanowić czterdziestą część ogniska obiektywu, głębia ostrości będzie się wahać między nieskończonością a odległością równą czterokrotnie większej liczbie stóp niż cale w ognisku obiektywu.

Ta formuła implikuje surowsze kryterium CoC niż zazwyczaj używamy dzisiaj.

Hodges 1895Edit

John Hodges omawia głębię ostrości bez wzorów, ale z niektórymi z tych zależności:

Istnieje jednak punkt, poza którym wszystko będzie w obrazowo dobrej definicji, ale im dłuższa ostrość używanego obiektywu, tym dalej punkt, poza którym wszystko jest w ostrej ostrości, zostanie oddalony od aparatu. Matematycznie rzecz biorąc, głębia, jaką posiada obiektyw, zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu jego ostrości.

Ta „matematycznie” zaobserwowana zależność sugeruje, że miał on pod ręką wzór i parametryzację z liczbą f lub „współczynnikiem intensywności”. Aby uzyskać odwrotnie-kwadratową zależność od ogniskowej, trzeba założyć, że granica CoC jest stała, a średnica apertury skaluje się z ogniskową, dając stałą liczbę f.

Piper 1901Edit

C. Welborne Piper może być pierwszym, który opublikował wyraźne rozróżnienie między Głębią Pola w nowoczesnym sensie a Głębią Definicji w płaszczyźnie ogniskowej, i sugeruje, że Głębia ostrości i Głębia odległości są czasami używane dla tego pierwszego (w nowoczesnym użyciu, Głębia ostrości jest zwykle zarezerwowana dla tego drugiego). Używa terminu Depth Constant dla H, i mierzy go od przedniej głównej ogniskowej (tj. liczy jedną ogniskową mniej niż odległość od obiektywu, aby uzyskać prostszy wzór), a nawet wprowadza nowoczesny termin:

Jest to maksymalna głębia ostrości możliwa, a H + f może być stylizowane na odległość maksymalnej głębi ostrości. Jeśli mierzymy tę odległość poza ogniskową, jest ona równa H i jest czasami nazywana odległością hiperfokalną. Stała głębokości i odległość hiperfokalna są całkiem odrębne, choć o tej samej wartości.

Jest niejasne, jakie rozróżnienie ma na myśli. Przylegając do tabeli I w swoim dodatku, dalej zauważa:

Jeśli skupiamy się na nieskończoności, stała jest odległością ogniskową najbliższego obiektu w ostrości. Jeśli ustawimy ostrość na odległość pozaogniskową równą stałej, uzyskamy maksymalną głębię ostrości od około połowy stałej odległości aż do nieskończoności. Stała ta jest wtedy odległością hiperfokalną.

W tym momencie nie mamy dowodów na istnienie terminu hiperfokalna przed Piperem, ani hiperfokalnej z łącznikiem, której również używał, ale oczywiście nie twierdził, że sam stworzył ten deskryptor.

Derr 1906Edit

Louis Derr może być pierwszym, który jasno określił pierwszą definicję, która jest uważana za ściśle poprawną w czasach współczesnych, i wyprowadził odpowiadającą jej formułę. Używając p {displaystyle p} dla odległości hiperfokalnej, D {displaystyle D} dla średnicy apertury, d {displaystyle d} dla średnicy, której nie powinien przekraczać krąg dezorientacji, oraz f {displaystyle f} dla ogniskowej, wyprowadza on:

p = ( D + d ) f d {displaystyle p={frac {(D+d)f}{d}}}}.

Jako że średnica apertury, D jest stosunkiem ogniskowej, f, do apertury numerycznej, N, a średnica koła zamglenia, c = d, daje to równanie dla pierwszej z powyższych definicji.

p = ( f N + c ) f c = f 2 N c + f {displaystyle p={ {frac {({tfrac {f}{N}}+c)f}{c}}={frac {f^{2}}{Nc}}+f}.

Johnson 1909Edit

George Lindsay Johnson używa terminu Depth of Field dla tego, co Abney nazwał Depth of Focus, a Depth of Focus w nowoczesnym sensie (być może po raz pierwszy), jako dopuszczalny błąd odległości w płaszczyźnie ogniskowej. Jego definicje obejmują odległość hiperfokalną:

Głębokość ostrości jest wygodnym, ale nie ściśle dokładnym terminem, używanym do opisania ilości ruchu rastrowego (do przodu lub do tyłu), który może być podany do ekranu bez obrazu stającego się sensownie zamazanym, tj. bez jakiegokolwiek zamazania w obrazie przekraczającego 1/100 cala, lub w przypadku negatywów do powiększenia lub pracy naukowej, 1/10 lub 1/100 mm. Następnie szerokość punktu świetlnego, który oczywiście powoduje rozmycie po obu stronach, czyli 1/50 in = 2e (lub 1/100 in = e).

Z jego rysunku jasno wynika, że jego e to promień koła pomyłki. On wyraźnie przewidział potrzebę powiązania go z wielkością formatu lub powiększeniem, ale nie podał ogólnego schematu jego wyboru.

Głębia ostrości jest dokładnie taka sama jak głębia ostrości, tylko w pierwszym przypadku głębia jest mierzona przez ruch płyty, obiekt jest nieruchomy, podczas gdy w drugim przypadku głębia jest mierzona przez odległość, przez którą obiekt może być przesuwany bez koła pomyłki przekraczającego 2e.

Tak więc jeśli obiektyw, który jest skupiony na nieskończoności, nadal daje ostry obraz dla obiektu znajdującego się w odległości 6 jardów, jego głębia ostrości wynosi od nieskończoności do 6 jardów, przy czym każdy obiekt znajdujący się poza 6 jardami jest ostry.

Ta odległość (6 jardów) jest określana jako odległość hiperfokalna obiektywu, a każdy dopuszczalny dysk dezorientacji zależy od ogniskowej obiektywu i użytego ogranicznika.

Jeśli za granicę dezorientacji połowy dysku (tj. e) przyjmiemy 1/100 cala, to odległość hiperfokalna

H = F d e {{displaystyle H={frac {Fd}{e}}} ,

d jest średnicą ogranicznika, …

Użycie przez Johnsona pierwszego i drugiego wydaje się być zamienione; być może pierwsze miało się tutaj odnosić do bezpośrednio poprzedzającego rozdziału zatytułowanego Głębia ostrości, a drugie do bieżącego rozdziału zatytułowanego Głębia ostrości. Z wyjątkiem oczywistego błędu czynnika-2 w użyciu stosunku średnicy stopu do promienia CoC, ta definicja jest taka sama jak odległość hiperfokalna Abney’a.

Inne, początek XX wiekuEdit

Termin odległość hiperfokalna pojawia się również w Cassell’s Cyclopaedia z 1911, The Sinclair Handbook of Photography z 1913, i Bayley’s The Complete Photographer z 1914.

Kingslake 1951Edit

Rudolf Kingslake jest jednoznaczny co do dwóch znaczeń:

Kingslake używa najprostszych wzorów na DOF dla odległości bliskiej i dalekiej, co skutkuje tym, że dwie różne definicje odległości hiperfokalnej dają identyczne wartości.

.