diafragma un asuma dziļums optikā

To, ka mainot diafragmas atvērumu, mainās attēla asuma dziļums zina daudzi. Ar atvērtu diafragmu var iegūt skaisti izpludinātu fonu, kas netraucē galvenā objekta apskati, piemēram, šajā pērtiķa attēlā no Taizemes galerijas. Tas tā kā būtu skaidrs un par to sīkāk nerunāšu.

Mani interesē šī jautājuma optiskā puse – kāpēc diafragmas atvēruma izmērs ietekmē asuma dziļumu? Kādi optikas likumi stājas spēkā un kas patiesībā notiek?

Par asuma dziļumu, tā aprēķināšanu un ar to saistītām lietām esmu daudz lasījis, bet nezkāpēc jautājumu par to, kas tam liek mainīties, līdz šim nebiju pētījis. Nedaudz parokoties pa literatūru un tīmekli var atrast atbildi. Matemātiskais izskaidrojums ir samērā tehnisks, tāpēc to nepārstāstīšu, bet centīšos noformulēt vienkāršiem vārdiem:

Gaisma, kas nonāk uz gaismjūtīgā materiāla (filmiņa, matrica), “iet” caur diafragmas atvērumu. Objekts, kas ir fokusā, proicējas tieši uz matricas un attēlā ir ass. Objekts, kas nav fokusā, proicējas neass (tā “ass” attēls veidojas matricas priekšā vai aizmugurē). Piemēram, punkts, kas nav fokusā, proicējas jau kā neliels aplītis. Turklāt to, par cik lielu “aplīti” šis punkts pārvērtīsies nosaka diafragmas atvērums (un arī cik tālu tas atrodas no fokusa attāluma). Ja diafragmas atvērums ir lielāks, vairāk gaisma caur to ieplūst un līdz ar to staru kūlis vairāk izkliedējas (?) un attēlā objekts ir neasāks. Savukārt, aizverot diafragmu, atvērums caur kuru gaisma tiek iekšā ir mazāks un “tai vairs nav kur sprukt”, tā pirms nonākšanas uz matricas vai filmiņas tik ļoti neizkliedējas, bet nonāk koncentrētā veidā – attēls ir ass.

To “neaso aplīti”, kas veidojas sauc par Circle of Confusion (CoC, netulkošu). Ar tā palīdzību var aprēķināt attēla realatīvo asumu. Viss mūsu dzīvē ir relatīvs, arī attēlu asums :) Ja nopietni, tad CoC ir sava veida neasuma rādītājs attiecībā pret attēla izmēru. Piemēram, attēls, kurš izdrukāts 10×15cm izmērā uz aci izskatās ass, bet ja to pašu izdrukā uz 20×30cm, tad var izrādīties, ka var pamanīt neprecizitātes. Tas atkarīgs arī no mūsu acu izšķirtspējas un, protams, attāluma no kāda attēls tiek aplūkots. To pašu tikko pieminēto 20×30cm attēlu aplūkojot no vairāku metru attāluma, neasumu ļoti iespējams, ka vairs nemanīsim.

Lasāmvielas par šo tēmu netrūkst. Iesaku sākt ar šo rakstu “Depth of Field” un turpināt ar Wikipedia rakstiem. Ļoti laba e-grāmata par fokusa attālumu un asuma dziļuma rēķināšanu, kā arī par CoC ir The INs and OUTs of FOCUS (brīdinu, ka tā gan ir pilna ar formulām, bet ja ir interese izprast fotogrāfijas tehnisko pusi, tad tas ir tā vērts).