ในทางเทคนิคเหตุใดบริเวณที่อยู่นอกโฟกัสจึงเบลอมากขึ้นเมื่อใช้รูรับแสงที่ใหญ่กว่า

ฉันสงสัยว่าในทางเทคนิคเหตุใดพื้นที่ที่อยู่นอกโฟกัสจึงเบลอมากขึ้นเมื่อใช้รูรับแสงที่กว้างขึ้น ฉันคิดว่ามันจะช่วยได้มากหากฉันแสดงปัญหาที่ทำให้ฉันคลั่งไคล้เป็นเวลานาน:

ฉันได้อ่านแล้วว่าจำนวน f ของดวงตามนุษย์นั้นแตกต่างกันจากประมาณ f / 8.3 ในแสงที่สว่างมากถึงประมาณ f / 2.1 ในที่มืด แต่จากสิ่งที่ฉันทดสอบฉันมักจะเห็นพื้นที่ที่อยู่นอกโฟกัสที่มีความเบลอเท่ากัน

สิ่งที่ทำให้ฉันถาม: สิ่งที่รูรับแสงนี้ทำงานอย่างไรทำไมมันสร้างความพร่ามัวจากมุมมองทางเทคนิคและใช้กับดวงตาหรือมันเป็นเพียงแค่ "ความล้มเหลว" ในเลนส์กล้องของเรา เพื่อชอบและไม่ต้องการที่จะ "แก้ไข"?

ฉันจะเปลจากคำตอบของฉันไปยังคำถามก่อนหน้านี้เกี่ยวกับค่ารูรับแสง :

เมื่อรูรับแสงมีขนาดเล็กมากแสงที่ยอมรับได้คือ "คอลลิเมต" สูงซึ่งเป็นวิธีแฟนซีในการพูดว่า "รังสีทั้งหมดนั้นขนานกันอย่างดี" สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการโฟกัสที่คมชัดสำหรับแสงทั้งหมดที่เข้ามาเมื่อรูรับแสงเปิดกว้างขึ้นมีเพียงรังสีที่เข้ากับจุดโฟกัสอย่างใกล้ชิดเท่านั้น ของฉากจะเบลอมากขึ้น

โดยทั่วไปรูรับแสงที่เล็กลงยิ่งมีแสง จำกัด มากขึ้นเท่านั้น รูรับแสงที่ใหญ่กว่าจะให้แสงมากขึ้น แต่ "ราคา" คือการควบคุมที่น้อยกว่า

แผนภาพต่อไปนี้จาก Wikimedia อาจช่วยได้:

ทางด้านซ้ายช่องรับแสงกว้างส่งผลให้อยู่กึ่งกลางเฉพาะการ์ด focused โฟกัสที่แสดงอย่างคมชัด รูรับแสงที่แคบลงทางด้านขวาจะไม่รวมแสงที่ไม่ได้คอลลาเจนออกจากการ์ด focus และ out ที่ไม่อยู่ในโฟกัสซึ่งส่งผลให้ภาพโดยรวมคมชัดยิ่งขึ้น

โปรดจำไว้ว่าเส้นประสีแดง / สีเขียว / สีน้ำเงินในแผนภาพติดตามด้านนอกของกรวยแสง ไฟอื่น ๆ ที่มุ่งเน้นจะยังรวมอยู่ในภาพที่ทำด้วยรูรับแสงกว้างด้านซ้าย แต่เซ็นเซอร์รับภาพ (หรือภาพยนตร์) ไม่สามารถบอกซึ่งเป็นที่ดังนั้นผลที่ได้คือภาพเบลอมากขึ้นยกเว้นรังสีที่เกิดขึ้นจะเป็น ตรงจุดโฟกัส

สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ด้วยตามนุษย์เหมือนเลนส์เช่นกัน ฉันคิดว่ามันยากจริงๆที่จะควบคุมการทดสอบของคุณเนื่องจากคุณไม่สามารถถ่ายรูปเพื่อเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน ในช่วงเวลาระหว่างเย็นและเที่ยง - หรือแม้กระทั่งในครึ่งชั่วโมงก็ต้องใช้ตาของคุณที่จะปรับตัวให้เข้ากับห้องมืด - คุณสูญเสียความทรงจำที่สมบูรณ์แบบของการเบลอของมัน นี่คือความซับซ้อนต่อไปโดยความจริงที่ว่าสมองของคุณกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องทั้งหมดจากตาและนำเสนอรูปแบบจิตของโลกทั้งโลกในการมุ่งเน้นที่สมบูรณ์แบบ (นั่นคือสิ่งที่สมองส่วนหนึ่งของระบบการมองเห็นของมนุษย์ทำ )

มันยากมากที่จะมองแค่จุดเดียว ดวงตาของคุณพลิกไปรอบ ๆ จิตใต้สำนึกและสร้างภาพที่สมบูรณ์แบบจากภาพที่คมชัดในใจกลาง สิ่งนี้เพิ่มความซับซ้อนอีกมาก - ไม่เพียง แต่เลนส์ตาเป็นระบบที่ค่อนข้างเรียบง่ายที่มีความผิดปกติจำนวนมากเซ็นเซอร์ไม่ปกติ หรือค่อนข้างเป็นผู้เชี่ยวชาญ พื้นที่ส่วนกลางเรียกว่าfoveaซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 1 มม. และส่วนที่แหลมที่สุดคือfoveolaเพียง 0.2 มม. นั่นคือสิ่งที่มาจากวิสัยทัศน์ที่คมชัด แต่บริเวณนี้ไม่มีแท่งใด ๆ (เซลล์ที่ไวต่อแสงสลัว) ดังนั้นบริเวณที่แหลมนี้จะไม่เกี่ยวข้องเลยเมื่อคุณอยู่ในแสงสลัว สิ่งนี้ทำให้การเปรียบเทียบง่าย ๆ กับระบบกล้องเป็นไปไม่ได้

ยิ่งไปกว่านั้นยังมีข้อบกพร่องอีกข้อหนึ่งในข้อสมมติฐานพื้นฐานของคุณ - ความคิดที่ว่าสายตามนุษย์มองเห็นการเคลื่อนไหวในปริมาณที่เท่ากันไม่ว่าจะเป็นปริมาณแสง อันที่จริงการป้อนข้อมูลแบบบูรณาการจริงในช่วงเวลาและระยะเวลาที่จะเพิ่มขึ้นในระดับที่ต่ำกว่าแสง และ "การเปิดรับแสง" นั้นถูกควบคุมในอีกทางหนึ่ง: ความไวแสงเพิ่มขึ้นในความมืด - ประสิทธิภาพเทียบเท่า ISO อัตโนมัติ

ดังนั้นเพื่อให้ได้คำถามตรงๆ:มันเป็นธรรมชาติของทัศนศาสตร์และมันก็ใช้กับดวงตาของเราด้วย แต่ดวงตาของเราเป็นระบบที่แตกต่างจากกล้องและเลนส์ ระบบการมองเห็นของมนุษย์นั้นมีเลนส์ที่เรียบง่ายเซ็นเซอร์ที่ซับซ้อนระบบประมวลผลทันทีที่ซับซ้อนมากและระบบจัดเก็บและเรียกคืนที่ซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อ กล้องทั่วไปที่ใช้เลนส์ที่มีความซับซ้อนเป็นเมื่อเทียบกับเมทริกซ์เซ็นเซอร์ตรงไปตรงมาและเปรียบเทียบตรงไปตรงมาการโพสต์ (จนถึงการถ่ายภาพการคำนวณมาเป็นของตัวเอง - ไม่ว่า Lytro ประสบความสำเร็จในปีนี้หรือคนอื่นห้าปีนับจากนี้) และระบบหน่วยความจำนั้นสมบูรณ์แบบบิตต่อบิตไม่เหมือนหน่วยความจำของมนุษย์อย่างน้อยที่สุด

ความแตกต่างนี้เป็นสิ่งที่เรา "ชอบ" และไม่ต้องการแก้ไขเป็นเรื่องของการตีความ แน่นอนว่าความคิดของความลึกของฟิลด์อยู่ในคำศัพท์ศิลปะ / ภาพของเราเป็นสังคม ไม่ว่าจะเป็นเช่นนั้นในอีกร้อยปีจะเป็นเรื่องของการเก็งกำไร ฉันเดาว่าใช่แม้ในขณะที่เทคโนโลยีเปลี่ยนแปลง

กล้องที่มีเซ็นเซอร์ประเภทต่าง ๆ เช่นเดียวกับที่ใช้ในLytroสามารถบันทึกทิศทางของแสงที่เข้ามาได้ ข้อมูลเพิ่มเติมนี้ช่วยให้กล้องเหล่านี้สามารถสร้างภาพที่คมชัดแม้กับรูรับแสงกว้างมาก แต่นั่นไม่ใช่วิธีที่ บริษัท Lytro ขายมัน แต่กลไกของพวกเขาคือภาพที่คุณสามารถคลิกเพื่อเปลี่ยนจุดโฟกัสที่คำนวณได้ทันที ว่าพวกเขาเลือกเส้นทางนี้มากกว่าที่ทุกคน -

ทำไมรูรับแสงกว้างทำให้ฉากหลังเบลอมากขึ้น

ให้ฉันเริ่มด้วยรูป Wikipedia:

ด้านบนเรามีช่องเปิดกว้าง เฉพาะจุดที่ 2 เท่านั้นที่อยู่ในโฟกัส จุดที่ 1 และ 3 อยู่นอกโฟกัส เนื่องจากรูรับแสงกว้างรังสีที่มาจากพวกมันผ่านส่วนต่าง ๆ ของเลนส์จะตัดกันที่หน้าจอ 5 (ฟิล์มหรือเซ็นเซอร์ดิจิตอล) ในจุดที่ต่างกัน เราอาจบอกได้ว่ารังสีเหล่านี้ก่อให้เกิดจุด (ตัดกัน) ก่อนหน้านี้ (แดง) หรือเกิน (เขียว) หน้าจอ รูปกรวยที่สอดคล้องกันของแสงตัดกับหน้าจอและสร้างภาพคล้ายวงรีบนหน้าจอ รูรับแสงกว้างช่วยให้กรวยแสงกว้างขึ้น (เพื่อให้สามารถรวบรวมแสงได้มากขึ้นและเบลอมากขึ้น)

อย่างมีประสิทธิภาพจุดที่ไม่อยู่ในโฟกัสทำให้เกิดความสับสน นี่คือสิ่งที่เราสามารถเรียกเบลอหรือโบเก้

สำหรับรูรับแสงขนาดเล็กด้านล่างรังสีที่อยู่ไกลจากศูนย์กลางมากเกินไปจะถูกตัดออกดังนั้นวงกลมของจุดโฟกัสที่เล็กเกินไป

หากวงกลมแห่งความสับสนเล็กกว่าเกรนฟิล์มหรือพิกเซลย่อยเซ็นเซอร์เราไม่สามารถบอกได้ว่ามันอยู่นอกโฟกัสเลยและจากนั้นจุดนั้นจะปรากฏเป็นโฟกัสแม้ว่ามันจะไม่ใช่ก็ตาม ดังนั้นด้วยค่ารูรับแสงที่ จำกัด จึงมีระยะทางที่ทุกภาพปรากฏในระยะโฟกัส ความลึกของช่วงนี้เรียกว่าความลึกของสนาม (DoF) มันใหญ่กว่าสำหรับรูรับแสงขนาดเล็ก

ถ้ารูรับแสงมีขนาดเล็กจริง ๆ แล้วมีเพียงรังสีกลางเท่านั้นที่ผ่านได้และเรามีระยะชัดลึกไม่ จำกัด ไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้น ทุกจุดใกล้หรือไกลจะแสดงเป็นจุดบนภาพ นี่คือวิธีที่กล้องรูเข็มทำงาน รูรับแสงที่ปรับได้ช่วยให้มีอะไรในระหว่าง

มันมีลักษณะอย่างไร

ที่รูรับแสงขนาดเล็กf / 32 :

เมื่อรูรับแสงกว้างขึ้นf / 5พื้นหลังไม่อยู่ในโฟกัสจะเบลอมากกว่า:

(ภาพมาจาก Wikipedia อีกครั้ง)

รังสีแสงที่มาจากวัตถุที่โฟกัสจะหักเหเมื่อผ่านเลนส์และไปที่เซ็นเซอร์ (ฟิล์ม) รังสีที่เกิดจากจุดเดียวเป็นรูปกรวยซึ่งฐานเป็นวงกลมเปิดในเลนส์ ยิ่งรูรับแสงกว้างขึ้นเท่าไหร่ฐานของกรวยก็จะยิ่งใหญ่เท่านั้น จากนั้นกรวยรูปที่สองจะถูกสร้างขึ้นและรังสีจะพบกันอีกครั้งที่จุดโฟกัส

รังสีที่เกิดจากวัตถุที่อยู่ในระยะทางที่แตกต่างจากเลนส์รูปกรวยที่มีความยาวต่างกัน (ความสูงเพื่อความแม่นยำยิ่งขึ้น) สำหรับกรวยที่ยาวกว่า (วัตถุที่อยู่นอกวัตถุที่โฟกัส) กรวยที่สองจะสั้นกว่า สำหรับกรวยที่สั้นกว่า (วัตถุที่อยู่ข้างหน้า) กรวยที่สองจะยาวกว่า ความยาวของกรวยรองถูกกำหนดโดยความยาวของกรวยหลัก

ด้วยเหตุนี้เมื่อแสงจากจุดหนึ่งบนวัตถุที่ไม่ได้มุ่งเน้นเข้าใกล้เซ็นเซอร์ภาพจึงเป็นวงกลมเล็ก ๆ แทนที่จะเป็นจุดเดียว (มันคือวงรีมากกว่าจริง ๆ

เมื่อรูรับแสงกว้างขึ้นฐานของกรวยทั้งสองจะใหญ่ขึ้นและด้วยเหตุนี้มุมหัวของมัน เนื่องจากความยาวยังคงไม่เปลี่ยนแปลงวงกลมภาพจึงใหญ่ขึ้น นี่คือสาเหตุที่คุณจะเบลอมากขึ้นเมื่อรูรับแสงกว้างขึ้น

สำหรับการอ้างอิงและแผนผังที่จริงๆอธิบายทุกแมมโบ้จัมโบ้ดังกล่าวข้างต้นที่อ่านบทความนี้

คำตอบอื่น ๆ เชื่อมโยงเอฟเฟกต์เบลอกับคุณสมบัติเลนส์บางอย่างไม่ถูกต้อง คุณไม่ต้องคิดอะไรเกี่ยวกับภาพที่เกิดจากเลนส์หรือแม้กระทั่งเลนส์ที่มีอยู่

ฉากนั้นดูแตกต่างจากสถานที่ต่างๆทั่วรูรับแสงเล็กน้อย

อย่างที่คุณเห็นในภาพถ้าคุณเลือกที่จะเก็บวัตถุสีแดงไว้ในตำแหน่งเดียวกันสำหรับแต่ละจุดรูรับแสงไม่มีทางที่วัตถุสีเขียวสามารถอยู่ในตำแหน่งเดียวกันได้ สิ่งนี้จะสร้างภาพเบลอเพราะภาพสุดท้ายเป็นการรวมมุมมองของแต่ละบุคคลเข้าด้วยกัน

ซึ่งหมายความว่าในทางทฤษฎี (และไม่สนใจการเลี้ยวเบน) ในกรณีที่เมื่อทุกอย่างอยู่ในโฟกัสคือรูเข็มการสร้างภาพจากจุดเดียว ในชีวิตจริงรูรับแสงขนาดเล็ก แต่ไม่แหลมเหมือนจะดีกว่าเพราะการเลี้ยวเบนและปริมาณแสงที่เพิ่มขึ้น แต่นั่นเป็นอีกคำถามหนึ่ง

การติดตามเรื่องต่อไป "ใคร" จะเลือกสิ่งที่อยู่ในโฟกัสจริง ๆ

ทำไมวัตถุสีแดงและไม่ใช่วัตถุสีเขียว เรขาคณิตกำหนดเพียงว่าพวกเขาไม่สามารถอยู่ในโฟกัสและจำนวนของการปรับโฟกัสขึ้นอยู่กับรูรับแสงและนี่คือเหตุผลพื้นฐานของเอฟเฟกต์ DOF

ภาพสุดท้ายถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างไรจากมุมมองบางส่วน ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ "กล่องสีน้ำเงิน" ในชีวิตจริง "กล่องสีน้ำเงิน" เป็นเลนส์แน่นอน จนถึงขณะนี้เราแกล้งทำเป็นว่าเราไม่ได้รู้อะไรเกี่ยวกับวิธีการที่ภาพรวมเพื่อที่จะแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์ออกจากโฟกัสโผล่ออกมาจากรูปทรงเรขาคณิตและไม่ได้มาจากคุณสมบัติของเลนส์

แต่มันไม่จำเป็นต้องเป็นเลนส์ แต่เราอาจวางเครื่องบันทึกภาพรูเข็มหลายพันภาพบนพื้นผิวรูรับแสงและรับภาพหลายพันภาพ จากนั้นเพียงแค่ซ้อนทับภาพเหล่านั้นเราจะได้เอฟเฟกต์ DOF แบบเดียวกัน - โดยขึ้นอยู่กับรูรับแสงอย่างหมดจด และแตกต่างจากเลนส์เราอาจซ้อนทับภาพเดียวกันต่างกันทำให้วัตถุสีเขียวนิ่ง (ซึ่งจะทำให้สีแดงเบลอชัด)

เมื่อแสงกระทบเซ็นเซอร์มันจะสร้างรูปร่างที่เหมือนกันกับรูรับแสง แต่มีขนาดขึ้นอยู่กับระยะทางในโลกแห่งความจริงของวัตถุต้นทางจากระนาบโฟกัส หากรูรับแสงเป็นวงกลมคุณจะได้วงกลมถ้ารูรับแสงเป็นสี่เหลี่ยมคุณจะได้สี่เหลี่ยม ยิ่งรูรับแสงใหญ่ขึ้นรูปร่างก็จะใหญ่ขึ้นดังนั้นมันจึงซ้อนทับกับรูปร่างใกล้เคียงและทำให้เบลอมากขึ้น

เมื่อคุณเข้าใกล้ระนาบโฟกัสขนาดของรูปร่างที่ฉายลงในเซ็นเซอร์นั้นเล็กมากจนแยกไม่ออกจากจุด ระยะทางเหล่านี้จะกำหนดความลึกของสนาม

ดวงตาของคุณทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่ฉันจะไม่เชื่อในสิ่งที่คุณเห็นเพราะสมองประมวลผลอย่างบ้าคลั่ง! คุณเห็นรายละเอียดภายในจุดเล็ก ๆ ที่อยู่ตรงกลางของดวงตาแต่ละข้าง สมองของคุณขยับตาไปรอบ ๆ อย่างรวดเร็วเพื่อ "สแกน" ฉากและรวมเข้าด้วยกันโดยที่คุณไม่เคยรู้มาก่อน!

ดูมันด้วยวิธีนี้ ด้วยรูรับแสงขนาดเล็กพอคุณไม่จำเป็นต้องใช้เลนส์! ที่เรียกว่ากล้องรูเข็ม

เลนส์จะโฟกัสวัตถุในระยะที่กำหนดเนื่องจากทำงานได้โดยการดัดแสง

รูเข็ม (อย่างน้อยหนึ่งอุดมคติ) ทำงานโดยการแมปจุดแสงจากมุมที่แตกต่างกับมุมที่สอดคล้องกันบนแผ่นฟิล์มโดยไม่คำนึงถึงระยะทาง (รูเข็มจริงมีข้อ จำกัด รูเข็มที่เล็กเกินไปจะทำให้แสงกระจายเนื่องจากการเลี้ยวเบน)

รูรับแสงด้านหน้าของเลนส์นำมาซึ่งลักษณะบางอย่างของรูเข็ม ยิ่งคุณปรับรูรับแสงให้เล็กลงเท่าไหร่คุณก็ยิ่งเปลี่ยนกล้องของคุณให้เป็นกล้องรูเข็มได้มากขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้นำมาซึ่งข้อดีของการโฟกัสระยะชัดลึกที่กว้างไกล แต่ยังมีข้อเสียบางประการของรูเข็ม: พลังงานในการรวบรวมแสงน้อยลงวัตถุการเลี้ยวเบนที่มีค่าหยุด f สูงมาก

นี่ไม่ใช่คำอธิบายทางเทคนิค แต่เป็นการทดลอง ข้อความต่อไปนี้คัดลอกมาจากหนังสือของ Ben Long การถ่ายภาพดิจิตอลที่สมบูรณ์:

หากคุณมีสายตาสั้นมากพอที่จะต้องสวมแว่นตาลองใช้การทดสอบความชัดลึกแบบย่อ ถอดแว่นออกแล้วม้วนนิ้วชี้ขึ้นให้นิ้วโป้ง คุณควรจะงอนิ้วของคุณแน่นพอที่จะสร้างรูเล็ก ๆ ในโค้งของนิ้วชี้ของคุณ ถ้าคุณมองผ่านรูได้โดยไม่ต้องใส่แว่นตาของคุณคุณอาจจะพบว่าทุกอย่างอยู่ในโฟกัส รูนี้มีรูรับแสงขนาดเล็กมากดังนั้นจึงให้ระยะชัดลึกที่ลึกพอที่จริงแล้วมันสามารถแก้ไขสายตาของคุณได้ ข้อเสียคือมันไม่ให้แสงผ่านออกมามากนักดังนั้นถ้าคุณไม่มีแสงสว่างจ้าคุณอาจมองไม่เห็นอะไรมากพอที่จะตัดสินว่ามันอยู่ในโฟกัสหรือไม่ ครั้งต่อไปที่คุณรู้สึกสับสนเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของรูรับแสงที่มีต่อระยะชัดลึกให้จำการทดสอบนี้

ฉันลองมันแล้วมันใช้งานได้จริง ลองดูข้อความที่อยู่ห่างจากคุณประมาณ 100 เมตร ฉันสวมแว่นสายตาสั้น

ความพร่ามัวมากขึ้นเนื่องจากการตอบสนองต่อแรงกระตุ้นของระบบออพติคอลมีการปรับเปลี่ยนในทางตรงกันข้ามโดยใช้ช่องรับแสงที่กว้างขึ้น อย่างไรก็ตามหากรูรับแสงมีขนาดเล็กลง (ในชื่อ f / 11 หรือ f / 16 ในบางเลนส์) ดังนั้นความเสื่อมโทรมอันเนื่องมาจากเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนจะเด่นชัดกว่า ดังนั้นจึงมีรูรับแสงที่เหมาะสมซึ่งอยู่ระหว่างการตอบสนองต่อแรงกระตุ้นในอุดมคติและข้อ จำกัด การเลี้ยวเบนของเลนส์

ฟังก์ชั่นกระจายจุดคือฟังก์ชั่นการถ่ายโอนทางแสงซึ่งเป็นการแปลงฟูริเยร์ของฟังก์ชันตอบสนองต่อแรงกระตุ้นทางแสง

MTF (ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนการปรับ) จะคล้ายกับ OTF ยกเว้นว่ามันจะข้ามเฟส ในแอปพลิเคชั่นถ่ายภาพที่ไม่เชื่อมโยงกันพวกเขาอาจถูกพิจารณาว่าคล้ายกันมาก

เป็นหลัก OTF, MTF, ฟังก์ชั่นการแพร่กระจายจุดอธิบายการตอบสนองของระบบแสง

เมื่อเลนส์เปิดกว้างทางเดินของแสงจะมีความแปรปรวนมากขึ้นในเส้นทางดังนั้นเพื่อปิดจุดโฟกัสที่แน่นอนมันมีฟังก์ชั่นการกระจายจุดที่มากขึ้นซึ่งเมื่อมันเกิดความสับสนกับภาพจะเบลอ

ด้านล่างนี้เป็นคำตอบที่ฉันให้ไว้เมื่อเร็ว ๆ นี้สำหรับคำถามที่คล้ายกัน https://physics.stackexchange.com/questions/83303/why-does-aperture-size-affect-depth-of-field-in-photography

ความลึกของสนามเป็นปรากฏการณ์การรับรู้ซึ่งเป็นปัจจัยใน HVS (ระบบการมองเห็นของมนุษย์) มันเป็นเกมของ "เราสามารถมีความพร่ามัวเท่าใดจนกว่ามันจะกลายเป็นสิ่งที่ไม่เหมาะสม?" มี "ระนาบ" เพียงอันเดียว (โดยปกติคือส่วนของทรงกลมจริงๆ) ซึ่งอยู่ในโฟกัส ณ จุดนั้นระบบถ่ายภาพจะทำงานตามการสูญเสียเช่นบรรยากาศและ MTF (ฟังก์ชั่นถ่ายโอนการปรับ) ของเลนส์

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ออกจากระนาบนั้นมันจะกลายเป็น "ไม่อยู่ที่จุดโฟกัส" ทันทีและมีฟังก์ชั่นกระจายจุดซึ่งอธิบายถึงดิสก์ที่กำลังเติบโตซึ่งอยู่ในวงกลมบางวง

รูรับแสงขนาดเล็กที่ใช้ส่วนที่เป็นศูนย์กลางของเลนส์มีแสงเข้าสู่เส้นทางที่สั้นลง (และสอดคล้องกันมากกว่า) ผ่านเลนส์ สิ่งนี้จะช่วยลดฟังก์ชั่นการกระจายจุดซึ่งอธิบายถึงวงกลมของความสับสน (และไม่ใช่วงกลมเสมอไป) ฟังก์ชั่นการกระจายจุดของระบบเลนส์เรียกว่าการตอบสนองแบบอิมพัลส์

ภาพผลลัพธ์เป็นภาพหนึ่งซึ่งเป็นการโน้มน้าวใจของภาพเป้าหมายและฟังก์ชั่นการกระจายจุด อย่างน้อยสำหรับการถ่ายภาพที่ไม่สอดคล้องกัน ดังนั้นการรับรู้ของความลึกของสนามจึงเป็นเส้นตรงด้วยความยาวโฟกัสและความยาวโฟกัส

น่าเสียดายที่ความชัดลึกของภาพมี จำกัด และรูรับแสงขนาดเล็กมากจะไม่ให้ความชัดลึกเกือบไม่สิ้นสุดเนื่องจากการเลี้ยวเบนมีบทบาทมากขึ้นในการทำให้ภาพเบลอเนื่องจากรูรับแสงมีขนาดเล็กลง

ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงกับความชัดลึกของวัตถุคือวัตถุไม่ได้อยู่ในโฟกัสจากระนาบโฟกัส แต่ความเบลอนั้นถือว่าน้อยมาก ลองคิดแบบนี้: ภาพถ่ายขนาดเล็กอาจดูชัดเจน แต่ถ้าขยายเป็นภาพขนาด 8x10 "มันอาจจะคลุมเครือจนไม่สามารถยอมรับได้ดังนั้นความชัดลึกที่ยอมรับได้คือการกำหนดเอฟเฟกต์ของผลกระทบของภาพที่ไม่ได้โฟกัส ผู้สังเกตการณ์ได้รับระบบแสง (บรรยากาศเลนส์เซ็นเซอร์ / ฟิล์มและกระบวนการเรนเดอร์ / การพิมพ์) และมุมมองการรับรู้ (ภาพที่ดูมีขนาดใหญ่เพียงใด)

ในการประยุกต์ใช้งานจริงการตั้งค่าไฮเปอร์โฟกัสที่เรียกว่าบนเลนส์อาจให้ภาพที่ยอมรับได้ของฉากเมื่อดูบนจอแสดงผลขนาดเล็กหรือพิมพ์ แต่เมื่อขยายหรือขยายจะให้ลักษณะที่คลุมเครือมากขึ้นเมื่ออยู่ใน ความเป็นจริงไม่ได้โฟกัสอย่างสมบูรณ์ผ่าน "ส่วนลึก"

ยินดีต้อนรับความคิดเห็นและบางทีฉันสามารถเขียนคำตอบทั้งสองให้เป็นสากลมากขึ้นเพื่อตอบคำถามทั่วไปนี้