دیافراگم بخش مهمی از دوربین زوم است و الگوریتم کنترل دیافراگم بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارد. در ادامه، رابطه بین دیافراگم و عمق میدان در دوربین زوم را به تفصیل معرفی خواهیم کرد تا به شما در درک دایره پراکندگی کمک کنیم.

1. دیافراگم چیست؟

دیافراگم وسیله ای است که برای کنترل میزان نور ورودی به لنز استفاده می شود.

برای یک لنز ساخته شده، نمی‌توانیم قطر لنز را به دلخواه تغییر دهیم، اما می‌توانیم شار نوری لنز را از طریق یک توری سوراخ شکل با سطح متغیر کنترل کنیم که به آن دیافراگم می‌گویند.

با دقت به لنز دوربین خود نگاه کنید. اگر از طریق لنز نگاه کنید، خواهید دید که دیافراگم از چندین تیغه تشکیل شده است. تیغه های تشکیل دهنده دیافراگم را می توان آزادانه جمع کرد تا ضخامت پرتو نوری که از لنز عبور می کند کنترل شود.

درک اینکه هرچه دیافراگم بزرگتر باشد، سطح مقطع پرتویی که از طریق دیافراگم به دوربین وارد می شود، بزرگتر نیست. برعکس، هرچه دیافراگم کوچکتر باشد، سطح مقطع پرتوی که از طریق لنز وارد دوربین می شود، کمتر خواهد بود.

2. نوع دیافراگم

1) ثابت شد

ساده ترین دوربین فقط یک دیافراگم ثابت با یک سوراخ دایره ای دارد.

2) چشم گربه ای

روزنه چشم گربه از یک ورقه فلزی با یک سوراخ بیضی یا الماس شکل در مرکز تشکیل شده است که به دو نیمه تقسیم شده است. دیافراگم چشم گربه ای را می توان با تراز کردن دو ورقه فلزی با یک سوراخ نیمه بیضی یا نیمه الماس شکل و حرکت دادن آنها نسبت به یکدیگر تشکیل داد. دیافراگم چشم گربه ای اغلب در دوربین های ساده استفاده می شود.

3) زنبق

از تعدادی تیغه فلزی نازک به شکل قوس با هم همپوشانی تشکیل شده است. کلاچ تیغه می تواند اندازه دیافراگم دایره ای مرکزی را تغییر دهد. هر چه تعداد برگ های دیافراگم عنبیه بیشتر باشد و شکل سوراخ های دایره ای بیشتر باشد، اثر تصویربرداری بهتری به دست می آید.

3. ضریب دیافراگم.

برای بیان اندازه دیافراگم، از عدد F به عنوان F/ استفاده می کنیم. برای مثال F1.5

F = 1 / قطر دیافراگم.

دیافراگم با عدد F برابر نیست، برعکس، اندازه دیافراگم با عدد F نسبت معکوس دارد. به عنوان مثال، لنز با دیافراگم بزرگ دارای عدد F کوچک و عدد دیافراگم کوچک است. عدسی با دیافراگم کوچک دارای عدد F بزرگ است.

4. عمق میدان (DOF) چقدر است؟

هنگام گرفتن عکس، از نظر تئوری، این فوکوس واضح ترین موقعیت در تصویر تصویربرداری نهایی خواهد بود و اجسام اطراف با افزایش فاصله آنها از فوکوس بیش از پیش محو می شوند. محدوده تصویربرداری واضح قبل و بعد از فوکوس، عمق میدان است.

DOF به سه عنصر مربوط می شود: فاصله فوکوس، فاصله کانونی و دیافراگم.

به طور کلی، هر چه فاصله فوکوس نزدیکتر باشد، عمق میدان کمتر است. هر چه فاصله کانونی بیشتر باشد، محدوده DOF کوچکتر است. هرچه دیافراگم بزرگتر باشد، محدوده DOF کوچکتر است.

5. عوامل اساسی تعیین کننده DOF

دیافراگم، فاصله کانونی، فاصله جسم، و دلیل تاثیر این عوامل بر عمق میدان عکس در واقع به دلیل یک عامل است: دایره سردرگمی.

در اپتیک نظری، هنگامی که نور از لنز عبور می کند، در نقطه کانونی به هم می رسد و یک نقطه واضح را تشکیل می دهد که واضح ترین نقطه در تصویربرداری نیز خواهد بود.

در واقع، به دلیل انحراف، پرتو تصویر نقطه جسم نمی تواند در یک نقطه همگرا شود و یک برآمدگی دایره ای منتشر در صفحه تصویر ایجاد کند که به آن دایره پراکندگی می گویند.

عکس هایی که می بینیم در واقع از دایره های بزرگ و کوچکی از سردرگمی تشکیل شده اند. دایره آشفتگی ایجاد شده توسط نقطه در موقعیت فوکوس واضح ترین در عکس است. قطر دایره گیجی تشکیل شده توسط نقطه جلو و پشت فوکوس روی عکس به تدریج بزرگتر می شود تا زمانی که با چشم غیر مسلح قابل شناسایی باشد. این دایره سردرگمی بحرانی "دایره سردرگمی مجاز" نامیده می شود. قطر دایره گیجی مجاز توسط توانایی تشخیص چشم شما تعیین می شود.

فاصله بین دایره سردرگمی مجاز و فوکوس تأثیر مجازی عکس را تعیین می کند و بر عمق صحنه عکس تأثیر می گذارد.

6. درک صحیح از تأثیر دیافراگم، فاصله کانونی و فاصله جسم بر عمق میدان

1) هرچه دیافراگم بزرگتر باشد، عمق میدان کمتر است.

وقتی میدان دید تصویر، وضوح تصویر و فاصله جسم ثابت است،

دیافراگم می تواند فاصله بین دایره سردرگمی مجاز و فوکوس را با کنترل زاویه تشکیل شده هنگام ورود نور به دوربین تغییر دهد تا عمق میدان تصویر را کنترل کند. یک دیافراگم کوچک زاویه همگرایی نور را کوچکتر می کند و اجازه می دهد فاصله بین دایره پراکندگی و کانون طولانی تر شود و عمق میدان عمیق تر شود. دیافراگم بزرگ، زاویه همگرایی نور را بزرگ‌تر می‌کند و به دایره سردرگمی اجازه می‌دهد به کانون نزدیک‌تر و عمق میدان کم‌تر باشد.

2) هر چه فاصله کانونی بیشتر باشد، عمق میدان کمتر است

هرچه فاصله کانونی بیشتر شود، پس از بزرگ شدن تصویر، دایره گیج شدن مجاز به کانون نزدیک تر می شود و عمق میدان کم می شود.

3) هر چه فاصله تیراندازی نزدیکتر باشد، عمق میدان کمتر است

در نتیجه کوتاه شدن فاصله عکاسی، همان تغییر فاصله کانونی، اندازه تصویر جسم نهایی را تغییر می دهد که معادل بزرگ شدن دایره سردرگمی در تصویر است. موقعیت دایره گیج شدن مجاز نزدیکتر به کانون و کم عمقتر در عمق میدان ارزیابی می شود.