7. Głębia ostrości na zdjęciu

W fotografii amatorskiej pokutuje wiele mitów i upowszechniane są błędne informacje, również te na temat głębi ostrości. Żeby wyeksponować temat wielu fotografów dąży do uzyskania małej, a czasem nawet tzw. papierowej głębi ostrości (GO). Minimalizacja GO jest uznawana za nadrzędny kanon dzisiejszej fotografii. Nie ulegajmy bezkrytycznie zasadom czy tzw. trendom. Osobiście nie przepadam za stosowaniem małej głębi ostrości dla samej zasady. Głębia ostrości powinna być starannie dobrana do tematu, planów przed i za tematem oraz do zamierzonego efektu. Zwróciłem na to uwagę we wpisie nr. 6.  

Powszechnie uważa się, że głębia ostrości (GO) na zdjęciu zależy od wielkości matrycy w aparacie –  im większa matryca tym GO jest mniejsza. Jest to powód zachwytu nad cyfrowymi lustrzankami pełnoklatkowymi (FF – Ful Frame, dawny mały obrazek 24×36 mm na filmie 35 mm). Jest to  także powód do krytyki używanych powszechnie w fotografii amatorskiej matryc „wycinkowych”. Są one stosowane w tzw. kompaktach, ale również w systemach z wymienną optyką: typu APS-C z tzw. kropem 1,5 (Nikon/Pentax/Minolta/Sony Alfa), 1,6 (Canon), 1,7 (Sigma) czy 2 (Olympus, Panasonic, Leica).

Krop (ang. crop) jest to liczbowy stosunek przekątnej matrycy pełnoklatkowej (FF, 24×36 mm) do przekątnej matrycy mniejszej. W praktyce krop „mówi” ile razy mniejsza matryca jest mniejsza w stosunku do małego obrazka. Krop ma poważne implikacje w praktyce. Jedna z nich dotyczy obiektywów. Ten sam obiektyw podpięty do korpusów z różnymi matrycami daje różne pola rzutowania obrazu na skutek zmiany kąta widzenia. Z możliwego do sfotografowania konkretnym obiektywem obszaru większa matryca zarejestruje większe pole obrazowe, a mniejsza mniejsze, przez co wydaje się, że obiektyw zwiększył ogniskową. Krop jest zatem równocześnie współczynnikiem pozornego wydłużenia ogniskowej; stąd mamy powszechnie używane pojęcie ekwiwalentu ogniskowej.

A co z głębią ostrości? Owszem, prawdą jest, że im mniejsza matryca tym trudniej uzyskać małą GO, ale w rzeczywistości GO zależy tylko od trzech optycznie obiektywnych parametrów:
1. odległości fotografowanego obiektu od aparatu (im większa, tym większa GO),
2. użytej ogniskowej obiektywu (im krótsza, tym większa GO)
3. ustawionego otworu przysłony (im mniejszy, tym większa GO).

Matematyka dla opornych

Ograniczmy się do obiektywnych praw fizyki i spróbujmy wyjaśnić problem bez równań matematycznych i rysunków geometrycznych. Można je znaleźć w licznych opracowaniach. Jeżeli dwa obiektywy o tej samej ogniskowej podepniemy do dwóch korpusów z różnymi matrycami, np. FF i 4/3, ustawimy tą samą przysłonę i zrobimy zdjęcie z tej samej odległości, to zmieni się pole obrazowania, czyli fotografowany obszar zarejestrowany na matrycy. Dla systemu m4/3 będzie około 2x mniejszy liniowo i 4x mniejszy powierzchniowo niż dla systemu FF.  Zmieni się też GO; będzie około dwukrotnie mniejsza.

Żeby pole widzenia w systemie m4/3 było identyczne, trzeba albo użyć 2x krótszej ogniskowej albo odpowiednio zwiększyć odległość fotografowania. Wtedy w obu przypadkach efektem będzie oczywiście wzrost GO. Mamy tu ukrytą odpowiedź, dlaczego zmniejszając matrycę otrzymujemy większą GO – ponieważ do systemów z mniejszymi matrycami konstruuje się (mniejsze) obiektywy z krótszą ogniskową. Żeby jeszcze sprawę zapętlić wprowadzono dodatkowo pojęcie ekwiwalentu ogniskowej. Każdy obiektyw ma konkretną, określoną optycznie, jedynie prawdziwą ogniskową (obiektywy zmiennoogniskowe tylko jeden rzeczywisty zakres ogniskowania). O co tu zatem chodzi? Najprościej o to, że stosując dla matrycy z kropem równym 2 ogniskową równą 50 mm dostaniemy obraz takiego samego pola widzenia jak dla obiektywu 100 mm na matrycy FF:

Zestawienie matryc i ogniskowych dla zbliżonego kąta widzenia i pola widzenia z odległości 10 m (nie pamiętam skąd to ściągnąłem; Autora zestawienia przepraszam)

Matryca                 ogniskowa  (mm)     kąt widzenia (stopnie) pole obrazowania (m)

FF (36×24 mm)                100                              24,4                             3,6×2,4

APS-C (22,5×15,1 mm)      70                               24,3                             3,6×2,4

4/3 (18×13,5 mm)             50                                25,4                            3,6×2,7

No to umówiono się, że ogniskowa 50 mm w systemie 4/3 i mocro 4/3 jest ekwiwalentem ogniskowej 100 mm w standardzie FF.

Mit o przysłonie

Kolejny mit dotyczy przysłony (jest to stosunek długości ogniskowej obiektywu do średnicy otworu przepuszczającego światło w obiektywie). Na różnych forach istnieją głosy, że dla tej samej ogniskowej przy przysłonie np. 2,8 w systemie pełnoklatkowym odpowiada przysłona 4 w systemie m4/3. Oznaczałoby to, że mimo ustawienia wartości 2,8 czas naświetlania wzrośnie nam dwukrotnie. Nic podobnego – w obu systemach czas naświetlania pozostanie właściwy dla przysłony 2,8. Co się zatem zmieni w różnych systemach przy ustawionej tej samej przysłonie 2,8. Zmieni się głębia ostrości: w systemie m4/3 będzie dużo większa, taka jak w systemie APS-C przy przysłonie 4, a w systemie FF przy przysłonie 5,6.

To między innymi dlatego tak wielu fotografujących wielbicieli małej GO krytykuje zwłaszcza system m4/3. Odpowiedzią na ten zarzut może być użycie w tym systemie jaśniejszego obiektywu, np. ze światłem 2 zamiast 2,8. Otrzymamy wówczas taką GO jak w systemie  APS-C przy przysłonie 2,8, a w systemie FF przy przysłonie 4. Na szczęście system m4/3 ma spory arsenał jasnych i bardzo jasnych obiektywów. Możemy też oczywiście użyć obiektywu o dłuższej ogniskowej lub fotografować z odpowiednio mniejszej odległości. Ale konsekwencją będzie zmiana wielkości obrazu fotografowanego obiektu, który może nie zmieścić się na matrycy.

Mała głębia ostrości w makrofotografii

Co będzie, jeżeli będziemy fotografować małe obiekty z bliska aparatem z malutką matrycą? To jeszcze nie makrofotografia (chociaż wielu tak uważa), to tylko fotografia zbliżeniowa. Czy da się uzyskać małą głębię ostrości takim kompaktem? Da się, jezeli umiejętnie dobierzemy ogniskową, przysłonę i odległość:

Aparat kompaktowy megazoom Sony RX 10 M4; ogniskowa 220 mm (maksymalna, odpowiednik 600 mm w systemioe FF); przysłona f/8 (przy większym otwarciu traci się ostrość i detale); ISO 200; korekta ekspozycji 0; czas wynikowy 1/100 s; statyw.; odległość nieco ponad 1 m. Kadr został nieco przycięty dla poprawienia kompozycji.

A co będzie, jeżeli będziemy fotografować bardzo małe obiekty z bardzo bliska” Wpływ ogniskowej i odległości fotografowanego obiektu na głębię ostrości przestaje obowiązywać. W prawdziwej makrofotografii (skala odwzorowania na matrycy 1:1 i większa), i rozszerzając – w fotografii zbliżeniowej (skala mniejsza niż 1:1, tak gdzieś do 1:10) dowodzenie nad GO przejmuje skala odwzorowania; im jest mniejsza, tym większa staje się GO. Można ją regulować jeszcze tylko zmieniając wielkość przysłony. W makrofotografii jednak „zawsze” brakuje głębi ostrości. Dlatego tak często makromaniacy używają aparatu kompaktowego z matrycą wielkości małego paznokcia i obiektywem typu zoom o ogniskowej od kilku milimetrów do 50-100 mm na końcu tele (ekwiwalent ogniskowej 400-600 mm zależnie od wielkości matrycy).Mamy ten sam obiektyw, i do makrofotografii, i do ptaków. Makromaniacy (należę do nich) mają jeszcze dodatkowę możliwości zwiększenia skali odwzorowania, ale to przy innej okazji. Tu tylko przykładowe zdjęcie:

Aparat Lumix GH1; obiektyw M.Zuiko 60 mm macro + makrokonwerter DCR 250; przysłona f/10; ISO100; korekta ekspozycji -0,7; Czas wynikowy 1/3 s. statyw z „suwnicą”; kabelek spustowy.

Na koniec subiektywnie

Lubię małe matryce. Całkiem malutkiej w aparacie kompaktowym używam do specjalnych celów, np. do fotografowania miniaturowych owadzich inkluzji w bursztynie. Dzieki temu uzyskuję wielką głębię ostrosci:

Aparat kompaktowy Lumix FZ 50 + makrokonwerter DCR 250; ogniskowa 39 mm; przysłona f/10; ISO 100; korekta ekspozycji +0,3; czas wynikowy 1/10 s.; statyw stołowy + „suwnica”; kabelek spustowy.

A jakość zdjęć z miniaturowej matrycy? Przecież przez „wszystkich” jest krytykowana. Nic podobnego; jak się odpowiednoio naświetli i potem popracuje w programie graficznym, można robić duże powiększenia wystawowe. Moja wystawa bursztynowych inkluzji owadziego świata sprzed 30-40 mln lat objechała pół Polski i z rozpędu wylądowała w Rzymie i Paryżu (to tak tylko tytułem chwalenia się. 🙂

Jednak dla mnie kompromisowym optimum o uniwersalnym zastosowaniu jest matryca typu 4/3 w systemie mikro 4/3 . Owszem marzy mi się też duża matryca do specjalnych zastosowań (pejzaż, portret), ale na pewno nie jest to tzw. pełonkatkowa, lecz jeszcze większa, któraś z zainstalowanych w aparatach średnioformatowych. Tylko kto wtedy będzie za mną nosił ciężki aparat i do tego jeszcze solidny statyw?