Co jest przyczyną tego nierównomiernego efektu bokeh?

Mój przyjaciel zastanawia się nad zakupem używanego średnioformatowego aparatu TLR ( Mamiya C330 ) i pokazał mi kilka zdjęć testowych, które ze sobą zrobił. Na niektórych zdjęciach, takich jak ten, uderzył mnie dziwnie niejednolity bokeh.

^{_{(Twarz podmiotu jest rozmazana ze względu na prywatność, ponieważ nie są to moje dzieci).}}

Jeśli spojrzysz na tło, zwłaszcza drzewa u góry obrazu, wyraźnie zobaczysz, że bokeh nie jest okrągły, ale eliptyczny, a długa oś elipsy wydaje się prostopadła do linii od środka wizerunek. Wygląda prawie jak rozmycie w ruchu kołowym, tak jakby aparat został obrócony podczas ujęcia, ale brak rozmycia na pierwszym planie wyraźnie pokazuje, że tak nie jest.

Raczej podoba mi się ten efekt, zwłaszcza sposób, w jaki przyciąga wzrok do środka obrazu. (To nie jest tak skuteczny w tym konkretnym zdjęciu, ponieważ nie ma silny centralny temat na oko należy wyciągnąć do , ale w niektórych innych zdjęć z bardziej centralnej kompozycji działało bardzo dobrze.) Co Zastanawiam się jednak, to , co jest przyczyną, i jest tam nazwa dla niego?

Widzę, jak to może wynikać ze sposobu, w jaki światło przemieszcza się po przekątnej przez tęczówkę w pobliżu krawędzi obrazu, co podkreśla stosunkowo duży format filmu (moja własna kamera, z którą nigdy tak naprawdę nie zauważyłem takiego efektu, to lustrzanka cyfrowa Nikon ze stosunkowo małą matrycą APS-C), ale czy to naprawdę wszystko, czy dzieje się coś bardziej skomplikowanego? I w jaki sposób mogę celowo osiągnąć ten sam efekt , bez przejścia na format średni?

Ps. Oto zbliżenie górnej części zdjęcia powyżej (kliknij, aby powiększyć):

Zdjęcie zostało zrobione obiektywem Mamiya-Sekor 80 mm f / 2.8. Niestety nie znam dokładnego ustawienia przysłony i czasu otwarcia migawki.

Kształt bokeh jest powiązany z pozornym kształtem przysłony obiektywu.

Od razu spowoduje to powstanie bokeh w przybliżeniu koła. Gdy obiekt odsuwa się od środka pola, bokeh zaczyna wyglądać jak fragment koła.

Można to zmniejszyć, przymykając obiektyw.

Więcej na ten temat można przeczytać w Shape of the blur patch i Cat's eye efekt .

Aby osiągnąć ten efekt, potrzebujesz szerszego pola widzenia w obiektywie (długi obiektyw nigdy nie zobaczy apertury pod dużym kątem) i strzelaj szeroko.

Optykę tego można zrozumieć, patrząc na promienie świetlne przez układ soczewek:

Jednak nie jest to takie proste, ponieważ sama konstrukcja obiektywu również odgrywa rolę bokeh.

Jedyną różnicą między czterema obrazami jest obiektyw. Każdy obiektyw ma inny rozmiar źrenicy przedniej i tylnej oraz liczbę i kształt ostrzy obiektywu. Gdyby ten efekt nie był spowodowany przez soczewkę, wskazywałby na inne zjawiska. Zamiast tego widzimy różnicę między różnymi obiektywami w tym samym aparacie, co wskazuje, że konstrukcja obiektywu jest przyczyną kształtu i miejsca, w którym należy spojrzeć, aby zrozumieć naturę tego bokeh.

Ostatecznie bokeh kociego oka jest formą mechanicznego winietowania podobną do sytuacji, gdy osłona obiektywu jest zbyt długa dla obiektywu i blokuje część sceny.

Ten rodzaj bokeh można również zaobserwować w pozornej zmianie kształtu w filtrach kształtów DIY:

Zwróć uwagę na kształt serca i myszki miki na brzegu kadru. Gdyby ktoś spojrzał na obiektyw z tych punktowych źródeł światła, zobaczyłby, że kształt serca lub myszki miki na kamerze ma kształt bokeh (z pewnymi dodatkowymi korektami dla pozornego kształtu źrenicy) .

To jest krzywizna pola . Proste soczewki naturalnie rzucają zakrzywione pole, a nie płaskie pasujące do filmu lub czujników cyfrowych. Nowoczesne soczewki próbują to naprawić, ale wiele starszych konstrukcji tego nie robi. W rzeczywistości nazywa się go czasem „efektem Petzvala” po klasycznym wzornictwie znanym z tego wyglądu.

Co ciekawe, w tym tygodniu Sony pokazało prototypy zakrzywionego czujnika cyfrowego zaprojektowanego specjalnie z tego powodu - dzięki zakrzywieniu czujnika obiektyw może być znacznie prostszy, ale nadal zapewnia ostrość w całym kadrze.

W mojej odpowiedzi na „ Jakie cechy jakości obrazu czynią soczewkę dobrą czy złą?” Jest więcej informacji na temat (i przykładów) krzywizny pola. i więcej szczegółów technicznych na stronie Co oznacza „Flat Field Focus”? oraz Czy soczewki mają płaszczyzny ogniskowe lub sfery / elipsoidy?

Istnieje powszechna teoria internetowa, która utrzymuje, że wynika to przede wszystkim z winietowania optycznego - jak obecnie przyjęta odpowiedź mówi: „Ostatecznie bokeh oka kota jest formą mechanicznego winietowania podobną do sytuacji, gdy osłona obiektywu jest zbyt długa dla obiektyw i blokuje część sceny. ” Brzmi rozsądnie, ale jest sprzeczne z tym, co widziałem ze źródeł innych niż Internet. Na szczęście sytuacja, w której „osłona obiektywu jest zbyt długa” jest łatwa do odtworzenia, więc postanowiłem zrobić prosty test.

Mam obiektyw 23 mm f / 1.4 i zdarza się, że osłona obiektywu 56 mm pasuje również fizycznie. Zrobiłem więc serię zdjęć: bez osłony obiektywu, pasującej do niej 23 mm osłony, 56 mm osłony i 56 mm osłony rozciągniętej jeszcze bardziej za pomocą kawałka czarnego papieru konstrukcyjnego i jakiejś poręcznej taśmy gaffers. W każdym przypadku ustaw obiektyw na przysłonę f / 1.4 i skoncentruj się na moim przyjaznym małym asystencie fotograficznym Beefy , aby uzyskać oczywiste artefakty podświetlenia tła. Wyniki:

Widzimy, że ma to wpływ na koła bokeh, a na dwóch ostatnich zdjęciach widać stopień „zawirowania”, szczególnie w przypadku tuby papierowej. Ale efekt nie jest bardzo silny w porównaniu do przykładowego obrazu tutaj (lub do tego w innym pytaniu ), nawet jeśli rogi są wyraźnie zablokowane przez osłonę 56 mm - lub całkowicie zablokowane przez rurkę. W rzeczywistości, gdybym nie dążył do szukania „zawirowania”, tutaj mógłbym opisać to jako „ściśnięte wokół krawędzi koła”. Fizyczna teoria winietowania nie jest odpowiednia; coś innego dzieje się w soczewkach, które wytwarzają ten wygląd, nie tracąc całkowicie rogów.

Dodatkowo sprawdź ten kadr z prawej górnej krawędzi widocznego koła z testu koloru papieru. Kształty świateł przechodzą szybko z prawie okrągłego do półksiężyca. To zewnętrzne linie półksiężyców powodują efekt zawirowania na tym zdjęciu. Trudno powiedzieć w tej próbce, ale na większości zdjęć z efektem Petzvala przejście jest bardziej stopniowe. I pomimo schematu liniowego ilustrującego inaczej, kształty te wyraźnie nie są „kocim okiem”. Ponownie przyczyną tego jest coś innego - i to krzywizna pola.

Tak więc, aby naprawdę odtworzyć ten efekt, możesz spróbować rozszerzyć osłonę obiektywu, ale dla lepszych rezultatów możesz albo znaleźć prawdziwy klasyczny obiektyw z konstrukcją Petzval , albo kilka nowszych, ale wciąż „zabytkowych” soczewek Helios z czasów radzieckich , lub wybierz niedawno wypuszczony na rynek obiektyw artystyczny Petzval firmy Lomography do mocowań Canon EF lub Nikon F.

Opierając się na innych odpowiedziach, jest to w rzeczywistości spowodowane soczewką z niedokorygowanym petzvalem. Jest również winietowany, ale bardziej w jednej płaszczyźnie niż w drugiej. Tutaj możesz zobaczyć wykres przechwytywania promienia dla wielkoformatowego obiektywu tessar, są one również znane jako wykresy RIM lub krzywe H'-TanU '. Na wykresie linii RIM jest obcinany, co wskazuje na winietowanie. Zauważysz, że ten przykład jest winietowany w płaszczyźnie stycznej, ale nie w płaszczyźnie strzałkowej. Powoduje to, że punkt i po rozogniskowaniu bokeh jest większy w płaszczyźnie strzałkowej niż w płaszczyźnie stycznej.

Jest to ten sam warunek, co w twoim przykładzie, więc uważam, że konkretna soczewka nie skorygowała petzval, a także „asymetrycznego” winietowania, jak to nazwałbym.