Sklep Fotograficzny Accord Foto

kompakty cyfrowe  lustrzanki cyfrowe  obiektywy  konwertery  lampy bdz?yskowe  karty pamidz?ci-czytniki  filtry  torby-plecaki  akumulatory-dz?adowarki  statywy  dz?rodki czystodz?ci  dekle-osdz?ony  akcesoria

  Strona główna  | O firmie | Nasze referencje | Regulamin | Gwarancja | Reklamacje | Zwroty | Przesyłki | Kontakt
Szukaj
 BF i FF cz.2 - nieco głębiej o głębi ostrościCzwartek, 2 lipca 2009

Odkąd lustrzanki cyfrowe z wymienną optyką stały się bardziej popularne problem FF i BF obiektywów żyje na forach dyskusyjnych własnym życiem. Choć napisano o nim już chyba wszystko, odnoszę wrażenie, że mało kto go rozumie i z biegiem  czasu zamiast rzetelnego wyjaśnienia obrasta w legendy i obiegowe półprawdy.

 

W pierwszej części artykułu poświęconego temu zjawisku napisałem, że testy przeprowadzane na tablicach próbnych pozwalają wstępnie oszacować współpracę danego obiektywu z korpusem. Należy położyć szczególny nacisk na stwierdzenia "oszacować", bo problem jest dużo bardziej złożony. W tej części artykułu spróbuję go nieco przybliżyć.

 

Świat fotograficzny dzieli się w kwestii zjawiska FF/BF na dwa obozy. Przedstawiciele pierwszego starają się rozgryźć problem od strony teoretycznej, wykonują przeróżne testy, spierają się między sobą o milimetry przesunięcia na tablicy testowej. Ci drudzy twierdzą natomiast, że fotografia nie polega na robieniu zdjęć tablic testowych i podchodząc to tematu z innej strony - twierdzą, że jakość obiektywu, a w szczególności jego ostrość, ocenić można wyłącznie w praktyce, analizując procent zdjęć udanych. Prawda jak zwykle leży pośrodku. O ostatecznej ocenie obiektywu decydują oczywiście wykonane zdjęcia, choć z drugiej strony warto przeprowadzić test na FF/BF, gdy korzystasz z pożyczonego obiektywu lub podpinasz swój obiektyw do nieznanego korpusu, czy przy zakupie nowego obiektywu. Bardzo często zdarza się także, że obiektyw jest niesłusznie dyskwalifikowany z powodu kiepskiej jakości zdjęć, a prawdziwym powodem słabej ostrości jest zła współpraca między obiektywem i korpusem spowodowana zjawiskiem FF lub BF. Postawienie właściwej diagnozy i prawidłowo wykonana regulacja powoduje, że wykorzystuje on wszystkie swoje możliwości optyczne.

 

Ze zjawiskiem prawidłowego ostrzenia obiektywu ściśle związane jest pojęcie głębi ostrości (GO). Pamiętamy, że jest to pewien przedział odległości liczonej od aparatu, w zakresie której obiekty obserwowane przez to urządzenie sprawiają wrażenie ostrych. Wszystkie punkty położone przed lub za tą strefą, rejestrowane są jako nieostre. Często można spotkać także stwierdzenie, że GO rozkłada się w stosunku 1/3 przed punktem na który ustawiamy ostrość (punkt ostrzenia) i 2/3 za tym punktem. Jest to jedna z półprawd, które obowiązują na zasadzie dogmatu, choć jak sami możemy sprawdzić codzienna praktyka kłóci się z tą teorią. Szerzej o tym zjawisku piszę nieco dalej.

 

Mówiąc o ostrzeniu „w punkt” mamy na myśli takie ustawienie autofokusa aparatu, że obszar najlepszej ostrości wypada dokładnie w tym miejscu, na którym był ustawiany. Jest to pewien skrót myślowy, ponieważ od strony fizycznej nie istnieje coś takiego jak ostrzenie w punkt (a ściślej w jednej płaszczyźnie). Najlepszą ostrość uzyskuje się zawsze w pewnym przedziale odległości, zdefiniowanym wcześniej jako głębia ostrości. Wszystko sprowadza się więc to do takiej sytuacji, w której uzyskana głębia ostrości rozkłada się dokładnie po 50% przed i za punktem ostrzenia.

 

Foto nr 1 - przykład głębi ostrości  

 

  

Czy można w praktyce uzyskać owo wymarzone ostrzenie w punkt? Dlaczego często możemy przeczytać następujące wypowiedzi załamanych internautów: „Obiektyw sprawdzany na tablicy testowej trafia idealnie w punkt. Wyszedłem na zewnątrz zrobić kilka zdjęć kontrolnych w terenie a tu duży BF. Jak to możliwe?”

 

Zacznijmy więc od początku. Głębia ostrości nie jest wielkością stałą, lecz zmienia się dynamicznie. Zależy ona od następujących czynników:

- ogniskowej obiektywu

- zastosowanej przesłony

- odległości do punktu ostrzenia

- wielkości matrycy

 

Wszystkie przykłady liczbowe przedstawione w dalszej części tego tekstu dotyczyć będą lustrzanki z niepełną matrycą o wymiarach ok. 15x22 mm wyliczone przy pomocy kalkulatora głębi ostrości. Przedstawione zasady i wnioski w sensie ogólnym dotyczą oczywiście także innych matryc.

 

 

 

 

Głębia ostrości a ogniskowa obiektywu.

 

Rysunek nr 1 poniżej przedstawia rozkład GO dla różnych ogniskowych przy stałej przesłonie f/5,6 i stałej odległości od aparatu 10 m.

 

  

 

 

  

Widać wyraźnie, że głębia ostrości dla obiektywów szerokokątnych (17 mm) jest bardzo duża i ma swój początek ok. 731 cm przed punktem ostrzenia i koniec w nieskończoności. Zmieniając ogniskową ulega ona szybkiemu zmniejszaniu i dla popularnej ogniskowej 300 mm wynosi jedynie 16 cm, rozkładając się od ok. 8 cm przed do ok. 8 cm za punktem ostrzenia. W praktyce oznacza to, w obrębie głębi ostrości przy ogniskowej 300 mm dla odległości 10 m i przesłonie f/5,6 zmieści się z trudem jeden człowiek. Ktoś stojący nieco z przodu lub z tyłu będzie już nieostry. Aby zwiększyć GO dla określonej ogniskowej należy zwiększyć przesłonę (zmniejszyć jej otwór). Analiza tego zjawiska opisana jest w kolejnym punkcie.

 

 

 

Głębia ostrości a przesłona.

 

Rozkład głębi ostrości na przykładzie ogniskowej 50 mm i odległości 10 m przedstawia rysunek nr 2 poniżej.

 

  

 

 

 

 

Widać na nim jak głębia ostrości zwiększa się wraz ze wzrostem przesłony (zmniejszaniem jej otworu) przesuwając się równocześnie do tyłu. Jeżeli stojąc w określonym miejscu chcemy pokazać na zdjęciu ostry zarówno pierwszy plan jak i tło, musimy zwiększyć przesłonę. Działanie odwrotne, czyli zmniejszenie przesłony (zwiększenie jej otworu) powoduje zawężenie GO, czyli rozmycie zarówno tła jak też obiektów znajdujących się przed punktem ustawienia ostrości.

 

 

 

Głębia ostrości a odległość do punktu ostrzenia.

 

Ostatni element mający wpływ na GO to odległość fotografowanego obiektu od aparatu. Występujące tu zależności przedstawia rysunek nr 3 poniżej.

 

  

 

 

 

Łatwo zauważyć, że zwiększając odległość obiektu fotografowanego od aparatu uzyskujemy przy tej samej przesłonie i ogniskowej coraz większą głębię ostrości, która równocześnie zmienia swój symetryczny rozkład dla odległości 1 m (3 cm przed i 3 cm za punktem ostrzenia) przesuwając się do tyłu (238 cm przed i 453 za punktem ostrzenia dla odległości 10 m).

 

 

 

Głębia ostrości a wielkość matrycy.

 

Utrata ostrości obrazu rejestrowanego przez matrycę aparatu w miarę oddalania się od punktu najlepszego ostrzenia nie zachodzi skokowo, lecz płynnie. Każdy fotografowany punkt ulega wówczas stopniowemu rozmyciu i staje się kołem, które nazywa się krążkiem rozmycia lub krążkiem rozproszenia. Przyjmuje się, że oko ludzkie jest w stanie rejestrować z odległości ok. 25 cm szczegóły na odbitce foto o wielkości ok. 0,1 mm. Przeliczając krotność powiększenia z określonej wielkości matrycy do typowej odbitki 10x15 cm łatwo wyliczyć maksymalne rozmycie punktu (krążek rozmycia) na matrycy, który będzie jeszcze oceniany na odbitce jako ostry. Można przyjąć następujące średnice krążków rozmycia:

 

 

Rodzaj aparatu

Wielkość matrycy (mm)

Krążek rozmycia (mm)

Kompakt

ok. 4x5

ok. 0,004

Kompakt

ok. 7x9

ok. 0,007

Lustrzanka APS-C

ok. 15x22

ok. 0,014

Lustrzanka pełna klatka 35 mm

ok. 24x36

ok. 0,025

 

 

Podane w tabeli wielkości przydatne będą przy obliczaniu GO na kalkulatorze głębi ostrości który można pobrać tutaj. Można je traktować jako swego rodzaju definicję ostrości dla odbitek o formacie ok. 10x15 cm. Dla innego formatu należy podane wielkości odpowiednio skorygować wg zasady: format większy oznacza dla tej samej matrycy krążek rozmycia mniejszy i odwrotnie.

 

W literaturze fachowej można spotkać także inne wielkości krążków rozmycia. Wynika to z faktu, że nie istnieje matematyczna definicja tej wielkości, a wszystko opiera się na określeniu najmniejszego szczegółu, jaki może zarejestrować oko ludzkie, co z oczywistych przyczyn może przybierać różne wartości.

 

Co z tych rozważań wynika praktycznie? Wystarczy zapamiętać prostą zależność - głębia ostrości jest największa dla najmniejszych matryc, czyli takich, jakie stosuje się w najtańszych aparatach kompaktowych (wymiary ok. 4x5 mm). Głębia ostrości jest najmniejsza dla aparatów z matrycą o wielkości pełnej klatki, czyli 24x36 mm. Powyższe zależności między dużymi i małymi matrycami są prawdziwe przy domyślnym założeniu, że wszystkie pozostałe elementy wpływające na GO pozostają niezmienne, czyli: fotografujemy ten sam obiekt z takiej samej odległości, stosujemy tę samą przesłonę zaś dla uzyskania takiego samego wypełnienia obiektu w kadrze dobieramy stosowną ogniskową obiektywu. 

 

Uważny czytelnik spyta w tym miejscu, czy matryca aparatu ma na tyle dużą rozdzielczość, aby rejestrować szczegóły poniżej 0,004 mm? Przeliczmy więc szybko. Jeżeli kompakt ma przykładowo 10 milionową matrycę (3880x2600 punktów) o wymiarach fizycznych 4x5 mm, to na każdym mm2 upakowanych jest 500 000 punktów światłoczułych o średnicy ok. 0,0014 mm. W jednym rzędzie, na odcinku 1 mm jest ich więc ponad 700, czyli do zarejestrowania plamki o średnicy 0,004 mm potrzeba ok. 6 takich punktów. Aby wyobrazić sobie o jakich wymiarach mówimy wystarczy przypomnieć, że włos ludzki ma średnicę ok. 0,07 mm czyli jest on ok. 50x grubszy od punktu światłoczułego na matrycy!

 

Spróbujmy teraz podsumować tę część artykułu.

 

 

 

Pierwsze wnioski.

 

- Głębia ostrości to obszar położony zarówno przed jak i za punktem ustawienia ostrości, który na fotografii możemy uznać jako ostry. Wszystko co znajduje się przed lub za tym obszarem, będzie rozmyte, czyli nieostre.

- Głębia ostrości może być położona symetrycznie po 50% przed i za tym punktem, może także w pewnych szczególnych przypadkach rozkładać się w proporcjach o których pisałem wcześniej, czyli 1/3 do 2/3 lub całkowicie innych, np. 15% przed i 85% za punktem ustawienia ostrości. Jej wielkość zmienia się dynamicznie w zależności od wielkości matrycy, ogniskowej obiektywu, przesłony i odległości do punktu ostrzenia.

- Głębia ostrości jest najmniejsza dla: dużej matrycy (np. 15x22 mm), długiej ogniskowej obiektywu (np. 300 mm), małej przesłony (duży otwór – np. f/2,8), małej odległości ostrzenia (np. 1 m).

- Głębię ostrości możemy zwiększyć przez: zastosowanie aparatu z małą matrycą (np. 4x7 mm), skrócenie ogniskowej obiektywu (np. 17 mm), zwiększenie przesłony (mały otwór – np. f/8), zwiększenie odległości obiektu fotografowanego od aparatu (np. 10 m).

 

 

Teraz możemy przejść do głównego tematu naszego artykułu, czyli oceny celności układu AF w aparacie.

 

 

 

Głębia ostrości a błędy ostrzenia obiektywu.

 

Wykonując klasyczny test ostrzenia w punkt przy pomocy tablicy kontrolnej lub jakąkolwiek inną metodą, porównujemy miejsce, na którym ostrzyliśmy z punktem o najlepszej ostrości, który wyznaczamy w warunkach domowych jako środek widocznej na fotografii głębi ostrości. I tu nasze oczekiwania często rozmijają się z uzyskanymi wynikami. Przeanalizujmy ten temat na przykładzie.

 

Właśnie kupiliśmy znakomity obiektyw 50 mm f/1,4. Skoro mamy tak jasne szkło, chcemy w pełni wykorzystywać jego możliwości. Pamiętamy oczywiście, że przy przesłonie f/1,4 należy spodziewać się bardzo małej głębi ostrości, więc szczególnie zależy nam na tym, aby obiektyw ostrzył w punkt. Ustawiamy więc aparat na statywie pod kątem 45o do tablicy testowej w odległości ok. 50 cm od punktu ostrzenia, przesłona oczywiście f/1,4 wykonujemy kilka zdjęć i stwierdzamy z ulgą, że obiektyw ostrzy w punkt. Wychodzimy na zewnątrz, aby zrobić zdjęcie w terenie. Wybieramy ogrodzenie sąsiada, odległość ok. 20 m, kilka zdjęć na środkowy słupek a tu - niespodzianka. Obiektyw ucieka wyraźnie do tyłu, czyli ma BF (back focus). Czy to możliwe? Chyba jest uszkodzony. Zanim wyślemy go do serwisu przeanalizujmy oba przypadki.

 

Wg kalkulatora głębia ostrości dla przykładu pierwszego (odległość 50 cm) rozkłada się od ok. 49,8 cm do 50,2 cm, czyli dokładnie po 50% przed i za punktem ostrzenia. Sytuację tę ilustruje rysunek nr 4. Środek GO (na rysunku zielona strzałka) wyznaczymy jako środek zółtego odcinka, czyli dokładnie w odległości 50 cm, czyli w punkcie ostrzenia.

 

   

 

 

     

W przykładzie drugim, dla większej odległości, GO jest oczywiście większa i dodatkowo przesuwa się nieco do tyłu zgodnie z rysunkiem nr 5.

 

  

 

   

Środek głębi ostrości wypada teraz na 2050 cm, czyli ok. 50 cm za punktem ostrzenia. Nasze podejrzenie o BF obiektywu (ostrzenie za punktem) jest całkowicie błędne – jeżeli uzyskaliśmy takie właśnie wyniki, wszystko jest w porządku.

 

Te dwa proste przykłady uzmysławiają nam, jak łatwo można wyciągnąć błędne wnioski przy pobieżnej analizie problemu.

 

 

 

Sprawdzać czy nie – oto jest pytanie.

 

Z oczywistych względów problem FF/BF obiektywów nie dotyczy użytkowników aparatów z niewymienną optyką. Ewentualne błędy ostrzenia są także mało istotne przy popularnych obiektywach o małej jasności i krótkich ogniskowych. Jeżeli więc kupujemy lustrzankę z obiektywem kitowym np. 18-50 f/3,5-5,6 i planujemy robić głównie zdjęcia przy dobrym oświetleniu (światło dzienne lub lampa błyskowa) wystarczy dla kontroli zrobić kilka zdjęć np. regału z książkami, aby ocenić skuteczność ostrzenia. Głębia ostrości w takim przypadku jest na tyle duża, że całkowicie niweluje ewentualne drobne błędy AF. Dla obiektywów o większej jasności (f/2,8 i lepszych) oraz typu tele i makro, gdzie głębia jest z natury bardzo mała, warto zrobić dokładniejsze badanie dopasowania konkretnego egzemplarza do naszego korpusu. Metoda opisana w artykule BF i FF - problemy obiektywów lustrzanek pozwala na wstępne sprawdzenie, czy obiektyw nie posiada ewidentnej wady fabrycznej lub nie został uszkodzony w sposób mechaniczny. Zamiast tablicy testowej można także użyć np. trzech kart, opakowań po proszku do prania lub podobnych pomocy o dużej ilości kolorowych szczegółów. Ustawiamy je w pewnej odległości od siebie i fotografujemy przy otwartej przesłonie tak, aby wypełniły większą część kadru. Ostrość ustawiamy na element środkowy, korzystając z centralnego punktu AF. Przy prawidłowym zestrojeniu korpusu i obiektywu powinniśmy uzyskać następujące zdjęcie:

 

Foto nr 2 - AF ustawiony na karcie środkowej

 

 

   

Rozstaw kart należy dobrać do konkretnej ogniskowej, przesłony i odległości z jakiej fotografujemy tak, aby karta pierwsza i trzecia wyraźnie wychodziły poza GO, czyli charakteryzowały się widoczną nieostrością. Różnica nieostrości między kartami skrajnymi ma drugorzędne znaczenie - istotne jest, by karta środkowa była zawsze ostra. Taką metodą posługujemy się równolegle do zdjęć tablicy testowej w Accord Foto w ramach Programu Bezpieczne Zakupy, sprawdzając kupowane u nas obiektywy. Połączenie obu metod daje wyniki całkowicie wiarygodne i pozwala w 100% wyeliminować egzemplarze z wadą fabryczną, które wprawdzie bardzo rzadko, ale mogą się zawsze zdarzyć. Taki test możesz także wykonać samodzielnie w sklepie przy osobistym odbiorze zakupionego sprzętu.

 

W tym miejscu chciałem jeszcze raz przypomnieć to, co napisałem w części I artykułu o problemech FF/BF:

 

Rozkład GO w stosunku do punktu ostrzenia jest różny, dlatego należy przyjąć, że obiektyw współpracuje z korpusem poprawnie jeżeli punkt ustawiania ostrości (0) na tablicy testowej mieści się zawsze w obrębie głębi ostrości. Za prawidłowe uznamy więc przykładowe rozkłady strefy dobrej ostrości na tablicy: od +10 do -20 lub od +15 do -10. W przypadku kart odpowiada to najlepszej ostrości karty środkowej.

 

Klienci często przykładają nadmierną wagę do idealnej symetrii głębi ostrości. Proszę pamiętać, że pomiary testowe dokonywane są w warunkach ekstremalnie małej głębi ostrości. Przykładowo: dla ogniskowej 50 mm, przesłony f/2,8 i odległości ostrzenia 40 cm głębia ostrości wynosi zaledwie 8 mm. W tej sutuacji uzyskanie idealnie symetrycznych wyników jest w praktyce bardzo trudne. W warunkach rzeczywistych ten sam obiektyw przy fotografowaniu z odległości 2 m ma dla przesłony f/2,8 głębię ostrości ponad 20 cm, a z 4 m już prawie 90 cm, co oznacza, że ewentualne przesunięcie GO o kilka milimetrów do przodu lub do tyłu nie ma w praktyce majmniejszego znaczenia.

 

Jeżeli planujesz zbadać swój obiektyw dokładniej, czyli do przysłowiowego trzeciego miejsca po przecinku, musisz wykazać jeszcze nieco cierpliwości, bo czeka nas omówienie kilku kolejnych problemów.

 

 

 

Tylko dla cierpliwych, czyli nieco głębiej o głębi ostrości.

 

Zapoznając się ze wszystkimi dostępnymi publikacjami na ten temat oraz analizując setki wykonanych zdjęć testowych można stwierdzić, że głębia ostrości, a więc w konsekwencji celność systemu AF charakteryzuje się kilkoma następującymi zależnościami:

- Położenie GO zależy od rodzaju światła;

- Położenie GO zależy od kontrastu obiektu fotografowanego;

- Położenie GO zależy od kierunku najazdu na obiekt fotografowany;

- Położenie GO zależy od odległości do punktu ostrzenia;

- Położenie GO zależy od stopnia zużycia (luzów) na obiektywie;

- Położenie GO zależy od czasu jaki system AF ma na ustawienie ostrości;

- W obiektywach typu zoom rozkład GO nie musi być taki sam dla wszystkich ogniskowych;

- GO nie musi być płaszczyzną.

 

Spróbujmy omówić w skrócie powyższe punkty podkreślając z naciskiem, że w praktyce problem dotyczy obiektywów bardzo jasnych (f/2,8 i jaśniejszych) oraz typu długie tele i macro, czyli zawsze tam, gdzie mamy do czynienia z bardzo małą głębią ostrości.

 

 

Położenie GO zależy od rodzaju światła.

 

Wykonując wiele zdjęć testowych zauważyłem po pewnym czasie brak powtarzalności uzyskiwanych wyników. Obiektyw który wykazywał tendencje do FF przy kolejnych pomiarach trafiał w punkt lub nawet przechodził do minimalnego BF. Po głębszej analizie tematu doszedłem do wniosku, że działanie systemu AF zależy od rodzaju światła. Większość obiektywów wykazuje tendencje do wykazywania FF przy świetle sztucznym o temperaturze barwnej poniżej 5500 K, czyli przy żarówkach, neonówkach, halogenach i świetlówkach energooszczędnych. Precyzyjne wyjaśnienie tego zjawiska jest trudne ponieważ o systemach AF używanych przez poszczególnych producentów wiemy tylko tyle, że oparte są na detekcji fazy promieniowania świetlnego. Reszta jest pilnie strzeżoną tajemnicą. O podobnych spostrzeżeniach można przeczytać w Internecie, a co najważniejsze - pośrednio potwierdza to także np. Canon, pisząc w swojej instrukcji do modelu 50D w punkcie poświęconym mikroregulacji (ustawianiu) systemu AF: Regulacje najlepiej przeprowadzać w otoczeniu, w którym wykonywane będą zdjęcia. Dzięki temu ustawienia będą bardziej precyzyjne. Choć autor nie pisze tego wprost, słowo „otoczenie” może oznaczać w tym przypadku tylko rodzaj światła, przy którym robimy zdjęcia.

 

Ostatnio rozmawiałem o tym problemie z zawodowym fotografem ślubnym, który robi zdjęcia w kościołach głównie przy oświetleniu zastanym, czyli światło sztuczne i bardzo jasne obiektywy: f/1,4 lub f/1,8. W tej sytuacji nawet minimalne przesunięcie GO „gwarantuje” nieostre zdjęcie. Zdradził mi swoją metodę na pokonanie tego problemu: używa dwóch korpusów – jeden skalibrowany do światła dziennego, a drugi do sztucznego. Prawda, że to dobre wyjście? W korpusach, które mają możliwość mikroregulacji AF (np. Pentax K20, Nikon D300 i Canon 50D), jeśli jest na to czas, można ewentualnie zmieniać te ustawienia stosownie do zastanego światła.

 

 

Położenie GO zależy od kontrastu obiektu fotografowanego.

 

Wystarczy prosta próba, aby się przekonać o występowaniu tego zjawiska. Ustaw aparat na statywie i wykonaj serię zdjęć obiektu o dużym kontraście i mocno odbijającego światło (np. biała kartka z czarnym elementem do ustawienia ostrości w środku) i dwóch kart – jednej nieco przed, drugiej za fotografowaną kartką, które posłużą do obserwacji rozkładu GO. Teraz środkową kartkę zastąp matową serwetką lub tkaniną ze stonowanym nadrukiem i powtórz ujęcie. Gdy porównasz obie serie zdjęć okaże się, że elementy o dużym kontraście i mocno odbijające światło przesuwają AF nieco do tyłu, zaś obiekty matowe, o małym kontraście – do przodu. Ponieważ w warunkach naturalnych przeważają raczej obiekty matowe o stosunkowo małym kontraście nasza tablica testowa ma pole ostrzenia czarne z białym napisem, czyli odwrotnie niż typowa plansza, która jest biała i ma czarny element do ustawienia ostrości.

 

Zjawisko, o którym piszę, występuje w różnym nasileniu w zależności od rodzaju światła, przy którym wykonujemy próbę. Proszę zwrócić uwagę na dwa niekorzystne elementy, które występują równocześnie przy wspomnianej w punkcie poprzednim fotografii ślubnej: światło zastane najczęściej sztuczne (przesunięcie AF do przodu) oraz mały kontrast i słabe oświetlenie obiektów fotografowanych (przesunięcie AF także do przodu). Mówiąc o małym kontraście nie mam oczywiście na myśli czarnego garnituru i białej sukni ślubnej Państwa Młodych.

 

 

Położenie GO zależy od kierunku najazdu na obiekt fotografowany.

 

Systemy AF w lustrzankach cyfrowych oparte są na detekcji fazy fali świetlnej. Nie wdając się w zawiłe teorie z dziedziny fizyki i optyki proces ustawiania ostrości można wyjaśnić następująco. Dwa czujniki porównują niezależnie od siebie światło odbite od tego samego punktu. Na podstawie różnic fazowych światła na jednym i drugim czujniku mikroprocesor aparatu ustala kierunek i wielkość przesuwu grupy soczewek w obiektywie tak, aby poprawić ostrość obrazu, czyli osiągnąć wymaganą wielkość krążka rozmycia na matrycy. Po wykonaniu pierwszego kroku następuje ponowny pomiar i najczęściej dodatkowy mikroprzesuw soczewek korygujący wstępne ustawienie. Czasem w wyjątkowo trudnych warunkach oświetleniowych obiektyw podejmuje wielokrotne próby ustawienia ostrości wykonując ruchy do przodu i do tyłu. Więcej o systemie AF piszemy tutaj.

 

Wykonując serię zdjęć testowych należy zmusić system AF do ponownego ustawienia ostrości za każdym razem, czyli po wykonaniu pierwszego ujęcia należy skierować aparat na inny obiekt, nacisnąć spust migawki do połowy aby obiektyw ustawił na nim ostrość, a następnie ponownie skierować aparat na element testowy, zrobić zdjęcie, znowu przeostrzyć na innym obiekcie itd. Okazuje się jednak, że uzyskane wyniki zależą w widocznym stopniu od tego, czy obiekt na którym przeostrzamy znajduje się bliżej, czy dalej od naszego punktu ostrzenia. Proste doświadczenie ilustruje dobrze ten mechanizm. Ustaw w odległości kilku centymetrów od siebie trzy karty do gry. Wykonaj serię zdjęć karty środkowej przeostrzając na zmianę raz na karcie z tyłu, a potem na tej z przodu. Okazuje się, że zdjęcia wykonane w sytuacji, gdy przeostrzenie było na karcie z tyłu (najazd AF od tyłu) wykazują lekką przesunięcie AF do tyłu, zaś te gdzie najazd AF był od przodu (przeostrzenie na karcie z przodu) mają tendencję do FF. Oczywiście jeżeli system działa prawidłowo i obiektyw jest poprawnie skalibrowany zawsze elementem o najlepszej ostrości będzie karta środkowa. Uzyskamy więc wtedy następujący rozkład ostrości przy najeździe od tyłu: środek, tył, przód oraz przy najeździe od przodu: środek, przód, tył. Jeżeli natomiast obiektyw ma tendencje do ostrzenia przed lub za punktem ustawienia ostrości, kierunek najazdu systemu AF (od przodu czy od tyłu) może występujący błąd ostrzenia nasilić lub nieco zmniejszyć.

 

Z powyższych rozważań wynikają dwa wnioski praktyczne:

- Wykonując zdjęcia testowe należy zrobić serię ujęć (im więcej tym lepiej), przeostrzając po każdym zdjęciu naprzemiennie za i przed punktem ustawienia ostrości.

- Jeżeli nasz obiektyw wykazuje niewielki błąd AF można go w pewnym zakresie zniwelować przez odpowiednie przeostrzenie przed każdym ujęciem tak, aby dla FF system AF wykonywał najazd na obiekt od tyłu, zaś dla BF – od przodu.

 

 

Położenie GO zależy od odległości do punktu ostrzenia.

 

Bez względu na to, co o tym mówią teoretycy, w praktyce często można zaobserwować, że ten sam obiektyw zachowuje się nieco inaczej przy ostrzeniu na małą odległość w stosunku do odległości nieco większej. Z tego względu przy próbach ostrzenia w punkt dobrze jest wykonać oprócz klasycznego testu na FF/BF także kilka zdjęć w plenerze, czyli z nieco większej odległości. Doskonale nadaje się do tego np. ogrodzenie, jak na przykładzie poniżej.

 

 

Foto nr 3 - kontrola GO w plenerze

 

 

 

 

Położenie GO zależy od stopnia zużycia (luzów) na obiektywie

 

W miarę eksploatacji obiektywu luzy na częściach ruchomych powiększają się, co ze względu na mniejszą precyzję ustawień może w istotnym stopniu wpływać na celność systemu AF. W takim przypadku należy obiektyw oddać oczywiście do serwisu, który wykona kasowanie luzów, a przy okazji można zrobić przegląd całości z czyszczeniem wnętrza.

 

 

Położenie GO zależy od czasu jaki system AF ma na ustawienie ostrości

 

Jest rzeczą oczywistą, że ciągła walka o jak najkrótsze czasy ustawiania ostrości przez system AF ma istotny wpływ na jego celność. Proces ostrzenia w systemie detekcji fazy stosowany w lustrzankach cyfrowych składa się z trzech głównych kroków:

- pomiar, a następnie obliczenie kierunku i wielkości niezbędnego przesuwu soczewek w obiektywie w celu uzyskania najlepszej ostrości;

- wykonanie przesuwu grupy soczewek;

- kontrola ostrości po zatrzymaniu soczewek i ewentualne doostrzenie lub zmniejszenie szybkości przesuwu przy zbliżaniu się do celu i ciągła kontrola ostrości "w locie", do momentu potwierdzenia trafienia w cel.

 

Aby maksymalnie skrócić ten proces, niektóre firmy zrezygnowały z ostatniego punktu, co oznacza, że system AF działając bez końcowej kontroli jest zauważalnie szybszy, ale równocześnie ma znacznie więcej pomyłek, szczególnie w trudnych warunkach oświetleniowych.

 

Czasami konstruktorzy pozwalają użytkownikowi wybrać swój priorytet w tej sprawie. Przykładem może być Nikon D700, grdzie definiując sposób działania systemu AF w trybie zdjęć ciągłych mamy do wyboru:

- Priorytet szybkości - aparat robi zdjęcie natychmiast po naciśnięciu migawki nawet wtedy, gdy nie osiągnęło jeszcze 100% ostrości;

- Priotytet szybkości i ostrości - aparat stara się robić zdjęcia jak najszybciej, przywiązują jednak więksża wagę do ostrości;

- Priorytet ostrości - aparat nie wykona zdjęcia, jeśli system AF nie potwierdzi ustawienia ostrości.

 

 

W obiektywach typu zoom rozkład GO nie musi być taki sam dla wszystkich ogniskowych.

 

W obiektywach typu zoom często zdarza się, że błąd ostrzenia jest różny w zależności od ustawionej ogniskowej, np. dla 17 mm obiektyw ma FF, zaś dla 50 mm BF lub dowolną inną kombinację błędów. Przy dużych odchyłkach AF, w takim przypadku konieczna jest wizyta obiektywu w serwisie, ponieważ ani zmiana korpusu, ani ewentualne jego dostrojenie nie może zlikwidować takiej usterki.

 

 

Głębia ostrości nie musi być płaszczyzną.

 

Na deser temat chyba najciekawszy. Analizując w poprzednich punktach rozkład GO przyjmowaliśmy domyślnie, że jest to pewna płaska strefa, w obrębie której elementy fotografowane uznajemy za ostre. Sytuację taką przedstawia rysunek nr 6 poniżej.

 

 

 

 

 

 

Okazuje się jednak, że często bywa inaczej. Głębia ostrości rozkłada się także w postaci sfery o wyglądzie jak na rys. nr 7.

  

 

 

 

 

 

Widać to bardzo wyraźnie na zdjęciu nr 4 poniżej.

 

 

Foto nr 4 - sferyczny rozkład GO  

 

  

Czy taki rozkład głębi ostrości należy uznać za wadę? Jeżeli planujemy fotografować płaszczyzny, to oczywiście tak. We wszystkich innych przypadkach nie ma to większego znaczenia. W pewnych sytuacjach bywa to nawet korzystne - wystarczy jedynie pamiętać, że GO ma taki właśnie rozkład i świadomie to wykorzystywać.

 

W tym miejscu pozwolę sobie nieco odejść od tematu głównego. Analizując testy obiektywów publikowane często na bardzo renomowanych serwisach internetowych, zauważyć można bardzo zaskakujące wyniki pomiarów rozdzielczości, z których wynika, że obiektyw przy małej przesłonie uzyskuje większą rozdzielczość na brzegu kadru, niż w centrum.  Nie spotkałem nigdzie wyjaśnienia tego dziwnego zjawiska, które jest sprzeczne z prawami optyki jakie obowiązują przy budowie obiektywów, chyba że przyjmiemy, iż producent z jakiegoś bliżej niewyjaśnionego powodu postanowił w takim egzemplarzu preferować jakość zdjęcia na brzegach kadru kosztem centrum. A wyjaśnienie jest bardzo proste, jeśli zauważymy że badany obiektyw ma głębię ostrości o rozkładzie sferycznym, a nie płaskim. Jeżeli system AF trafia dokładnie w punkt mamy sytuację typową, czyli znaczne pogorszenie rozdzielczości na brzegach kadru spowodowane dwoma nakładającymi się czynnikami: większe zniekształcenia obrazu na brzegach soczewek oraz dodatkowe pogorszenie ostrości na skutek wyjścia brzegów kadru poza GO. Sytuację taką przedstawiłem na rys. nr 8.

   

 

 

 

 

 

Ale wystarczy aby obiektyw miał lekki FF, aby sytuacja uległa diametralnej zmianie. Centrum ma gorszą rozdzielczość ponieważ jest na granicy GO, zaś brzegi kadru trafiają dokładnie w środek głębi, co pozwala uzyskiwać najlepsze możliwe dla tego obiektywu rozdzielczości. Wszystko wygląda tak, jak na rys. nr 9.

 

 

 

 

 

 

 

Oczywiście po przymknięciu przesłony, GO ulega powiększeniu, obejmuje teraz zarówno centrum, jak też brzegi i wszystko wraca do normy – znowu zgodnie z prawami optyki rozdzielczość w centrum jest większa niż na brzegach – rys. nr 10.

 

 

 

 

 

 

 

Na zakończenie tego punktu należy zwrócić uwagę na jeszcze jeden element omawianego zagadnienia. Na skutek błędów montażowych i luzów między poszczególnymi częściami obiektywu, głębia ostrości zarówno o kształcie płaskim, jak też sferycznym, nie zawsze jest prostopadła do osi optycznej obiektywu. Oznacza to, że możliwe są wszystkie przypadki jej odchylenia nawet, jeśli środek ostrzy w punkt - np. odchylenie wzdłuż osi pionowej w lewo, czyli lewa strona ucieka do tyłu, a prawa do przodu, albo wzdłuż osi poziomej tak, że góra przesuwa się do przodu, a dół do tyłu, a nawet wzdłuż osi przekątnej, kiedy dla przykładu lewy górny róg ostrzy zbyt blisko, a prawy dolny zbyt daleko. Jedną z takich sytuacji przedstawia rys. nr 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

Są to przypadki dość częste, choć w praktyce na szczęście bez większego znaczenia, chyba że planujemy fotografować obiekt idealnie płaski w sytuacji ekstremalnie małej głębi ostrości, czyli zdjęcia makro, bardzo długie tele i przy bardzo dużych otworach przesłony np. f/1,2-1,8.

 

 

Teraz przyszedł czas, aby przedstawione powyżej zależności sprawdzić w praktyce. Żeby ułatwić pracę przygotowałem dla chętnych skan karty króla kier o różnej wielkości, którą należy wydrukować w dużej rozdzielczości na matowym papierze. Potrzebny będzie także kalkulator głębi ostrości, stół, statyw i nieco miejsca, szczególnie przy badaniu obiektywów o dłuższych ogniskowych.

 

 

 

Domowe sposoby testowania obiektywów, czyli  prawie profesjonalne stanowisko pomiarowe.

 

 

Sprawdzenie celności systemu AF.

 

Kontrolę celności systemu AF przedstawię na przykładzie ogniskowej 17 mm dla obiektywu 17-55 f/2,8 i lustrzanki o niepełnej klatce. Po kilku próbach do zdjęć testowych wybrałem kartę nr 1, 2 i 3 (czyli o największych rozmiarach) i ustaliłem odległość ostrzenia na  80 cm. Dla dłuższej ogniskowej należy użyć kart mniejszych, aby odległość ostrzenia nie była zbyt duża. Zgodnie z odczytem na kalkulatorze głębi ostrości dla ogniskowej 17 mm, przesłony f/2,8 i wielkości krążka rozpraszania 0,014 mm, karty należy ustawić zgodnie z rysunkiem nr 12 poniżej.

 

 

 

 

 

 

 

Wykonujemy serię zdjęć karty środkowej wg omawianej wcześniej zasady:

- przeostrzenie na A

- zdjęcie B

- przeostrzenie na C

- zdjęcie B

- itd.

Uzyskamy wyniki jak na fotografii nr 5 poniżej.

 

  

Foto nr 5 - układ kart do pomiaru rozkładu GO

 

 

   

Wyniki zapisujemy w tabeli przydzielając od 0 do 3 punktów wg subiektywnej oceny ostrości. W naszym przypadku tabela wygląda następująco:

 

 

Nr próby

A

B

C

1

2,5

3

2

2

1

2

3

3

2,5

3

2

4

2

2,5

3

5

2

3

2

6

2

2,5

3

7

2,5

3

2,5

8

2

2,5

3

9

2,5

3

2,5

10

1

2

3

Średnia

2,0

2,65

2,60

 

Uzyskane średnie pokazują, że obiektyw ostrzy w punkt uzyskując najlepszą ostrość dla karty środkowej B (2,65 pkt.), wykazując równocześnie lekkie przesunięcie GO do przodu (ocena 2,6 pkt. dla karty C i tylko 2,0 dla A). Możemy przyjąć, że obiektyw działa poprawnie, choć przy idealnym ustawieniu wyniki dla A i C powinny być takie same.

 

W następnej kolejności wykonujemy analogiczny test dla ogniskowej 55 mm. Tym razem przyjmujemy zgodnie z kalkulatorem GO następujące odległości:

A – 289 cm

B – 300 cm

C – 312 cm

Wielkości kart dobieramy tak, aby uzyskać podobny stopień wypełnienia kadru, jak na fotografii nr 5. Otrzymane wyniki ponownie zestawiamy w tabeli.

 

 

Nr próby

A

B

C

1

2,5

3

2

2

2

3

2,5

3

2

3

2

4

2

3

2,5

5

2

3

2

6

2

3

2,5

7

2,5

3

2

8

2

3

2

9

2,5

3

2

10

2

3

2

Średnia

1,9

3,0

2,15

 

Uzyskane tym razem rezultaty są niemal idealne. Obiektyw otrzymał 3 punkty dla karty środkowej B i równocześnie prawie symetryczny rozkład GO – 1,9 pkt. dla A i 2,15 dla C. Okazuje się, że na długim końcu ma on dużo mniejsze tendencje do FF niż na końcu szerokim. Generalnie można przyjąć zasadę, że AF działa poprawnie, jeżeli karta środkowa B otrzymuje większą średnią punktację niż A i C.

 

 

Sprawdzenie kształtu głębi ostrości i jej ewentualnego odchylenia.

 

Jeżeli uznamy, że obiektyw ostrzy w punkt możemy wykonać dalsze pomiary. W tym celu najwygodniej będzie wykorzystać np. regał książkowy w którym budujemy stanowisko pomiarowe jak na zdjęciu nr 6 poniżej.

 

Foto nr 6

 

Elementami, które nas interesują są karty. Wykonujemy serię zdjęć przy maksymalnym otworze przesłony ostrząc na karcie środkowej, którą przesuwamy do przodu i do tyłu względem płaszczyzny kart narożnych. Następnie porównujemy na monitorze stopień ostrości kart narożnych i ustalamy, przy jakim położeniu karty środkowej karty narożne mają najlepszą ostrość. W ten sposób możemy oszacować, czy kształt GO naszego obiektywu jest zbliżony do płaszczyzny, czy raczej do sfery. Porównując przy okazji ostrość lewej i prawej strony (oraz góry i dołu) można sprawdzić, czy GO jest prostopadła do osi obiektywu. W sytuacji idealnej utrata lub poprawa ostrości brzegów kadru w miarę przesuwania karty środkowej jest taka sama dla wszystkich kart narożnych. Jeżeli GO nie jest prostopadła do osi obiektywu, może zachodzić przypadek pokazany na rysunku nr 13 poniżej.

 

 

 

 

Przesuwanie karty środkowej do przodu spowoduje wówczas poprawę ostrości strony lewej i pogorszenie strony prawej. Możliwe są oczywiście wszystkie inne kombinacje, czyli strona prawa-lewa, góra-dół, oraz po przekątnej np. lewa góra i prawy dół.

 

Dla testowanego obiektywu najlepszą ostrość kart narożnych uzyskałem przy przesunięciu karty środkowej ok. 3 cm do przodu. Rozkład GO nie wykazywał także odchyłek od prostopadłości do osi obiektywu. Można więc przyjąć, że testowany egzemplarz nie wymaga wizyty w serwisie.

 

 

 

Zakończenie

 

Często słyszy się, że dany obiektyw jest ostry lub nie. Najczęściej nie zdajemy sobie sprawy, że bardzo "mydlane" egzemplarze nie są uszkodzone w sensie dosłownym, lecz mają przesuniętą głębię ostrości poza punkt na którym ostrzymy. O ile obiektyw nie jest autentycznie uszkodzony mechanicznie jego "ostrość" nie znika, tylko wypada nie tam, gdzie się jej spodziewamy.  Trzeba pamiętać także, że nie zawsze wina leży po stronie obiektywu. Za poprawne działanie systemu AF odpowiada w równym stopniu obiektyw, jak też korpus. Ewentualne błędy systemu AF (korpusu i obiektywu) mogą się sumować lub wzajemnie znosić. Potwierdzeniem tego może być fakt, że ten sam obiektyw bardzo różnie zachowuje się z różnymi korpusami. Zanim więc wyślesz obiektyw do kalibracji w serwisie musisz mieć pewność, że wina nie leży po stronie korpusu.

 

Wielokrotnie zauważyłem, że obiektyw, który w testach wypadał bardzo kiepsko w praktycznym zastosowaniu dawał bardzo duży odsetek zdjęć ostrych. W czym tkwi fenomen takiego zjawiska? Myślę, że znamy już wyjaśnienie. Gwałtowna utrata ostrości przy fotografowaniu tablicy testowej lub innych płaskich scen nie wynika najczęściej z "wrodzonej" małej rozdzielczości obiektywu, lecz następuje na skutek kombinacji kilku niekorzystnych czynników: braku ostrzenie w punkt, ukształtowania głębi ostrości w formie sfery, a nie płaszczyzny, braku prostopadłości GO do osi obiektywu, przesunięcia punktu ostrzenia do przodu lub do tyłu, w zależności od kierunku najazdu na cel itd. Scena fotografowana w praktyce rzadko jest płaszczyzną, więc przesunięcie lub zdeformowanie kształtu GO nie daje w tym przypadku zdjęcia całkowicie nieostrego, lecz jedynie przesuwa strefę ostrości nieco w inne miejsce, niż punkt ostrzenia. Poza tym w praktyce niezmiernie rzadko fotografujemy przy przesłonach 1,4 czy 1,8 nawet, jeśli dysponujemy takim obiektywem. Przymknięcie otworu o kilka działek jak wiadomo zdecydowanie poprawia wszystkie ewentualne błędy w ostrzeniu i w sposób znaczący poprawia uzyskaną ostrość zdjęcia.

 

 

Testując dany obiektyw powinniśmy bardzo dokładnie sprawdzić jego zachowanie przy słabym oświetleniu. Okazuje się bowiem, że często system AF jest w takich warunkach kompletnie bezradny. Wielokrotnie nie mogłem wyjść ze zdumienia, jak duży odsetek zdjęć całkowicie nieudanych uzyskuje się przy słabym oświetleniu z całkiem poważnych (i drogich) obiektywów bardzo renomowanych firm. Ostatnio testowałem taki egzemplarz, który w warunkach studyjnych zachowywał się znakomicie, ostrzył w punkt od pełnej przesłony f/2,8, a przy słabym oświetleniu potrafił dać co trzecie zdjęcie zupełnie nieostre. Nie pomoże wtedy najszybszy nawet napęd ultradźwiękowy, obiektyw ustawia ostrość gdzieś "za horyzontem" i nic nie może go już uratować.

 

 

Część trzecią artykułu znajdziesz tutaj:  BF i FF cz.3 

 

 

 

Wiesław Kasprzyk

www.accord-foto.pl

biuro@accord-foto.pl

 

lipiec 2009

 

 

Czytaj pozostałe informacje Dla dociekliwych.

 


do góry Wróć na górę strony

Wszystkie znaki towarowe i nazwy firm zostały użyte jedynie w celu informacyjnym. Zawartość 'Accord Foto' stanowi zaproszenie do składania ofert. design i adaptacja:    | www.kcpr.pl