เลนส์ iPhone 6 Plus ขนาดเล็กจิ๋วสามารถผลิต DOF ที่สำคัญได้อย่างไร?

ตามข้อมูลจำเพาะของ Apple ความหนาของ iPhone 6 Plus คือ 0.28 นิ้ว (7.1 มม.) และความยาวของเลนส์เป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้น และจากบทความที่ฉันพบความลึกของสนามคือฟังก์ชั่นของ "รูรับแสง (เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์) ขนาดเลนส์อัตราส่วนระยะทางและขนาดการพิมพ์"

ทำไมเลนส์ขนาดสั้นมากที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ๆ ใน iPhone 6 Plus มีอานนท์แบบนี้ด้วยโบเก้ที่มองเห็นได้มาก

นี่คือลิงค์ไปยังตัวอย่างขนาดจริงดั้งเดิมเพื่อตรวจสอบข้อมูล EXIF ภาพตัวอย่าง iPhone 6 Plus ทั้งหมดดูเหมือนจะเป็น f = 2.2

หมายเหตุ: สามารถเพิ่ม DOF ในรูปแบบซอฟต์แวร์ (คล้ายกับ PhotoShop / Gimp "เลนส์ / โฟกัสเบลอ") โดยที่ซอฟต์แวร์รู้ว่าต้องอยู่ในจุดใดและอยู่นอกโฟกัส ฉันยังไม่เห็นสิ่งประดิษฐ์ใด ๆ ในขอบเขตโฟกัสที่ทรยศต่อแอปพลิเคชันตัวกรองโดยไม่ต้องปรับแต่ง

แม้ว่าหลักการทางกายภาพจะเหมือนกันเสมอฉันคิดว่ามันต่างไปจากฉันจะได้รับการแสดงที่ตื้นอย่างน่าทึ่งด้วยเลนส์คิทได้อย่างไร คำถามเป็นเลนส์สมาร์ทโฟนมีขนาดเล็กกว่ามาก (เมื่อเปรียบเทียบกับ avg. เลนส์ kit DSLR) ไม่มีคุณสมบัติซูมออปติคัลที่จะเล่นด้วยและแม้แต่ขนาดรูรับแสงคงที่ (ตามที่ฉันพบบนอินเทอร์เน็ต) .

ตรงกลางของกิ่งในภาพด้านบน (อาจเป็นโรแวน) อาจอยู่ไกลประมาณ 30-50 ซม. (12-20 นิ้ว) และต้นไม้ที่ใกล้ที่สุดอาจอยู่ที่ประมาณ 5 เมตร (16 ฟุต) ดังนั้นอัตราส่วนระยะทางอาจประมาณ 1:10 หรือ 1:20

ฉันเพิ่งถ่ายภาพด้วยโทรศัพท์ Nokia Asha 206รุ่นเก่าที่มือต่ออัตราส่วนต้นไม้ที่ไกลที่สุดอาจมากกว่า 1: 100 และยัง - ทุกอย่างอยู่ในโฟกัส!

ในการใช้ถ้อยคำใหม่อีกครั้งสำหรับคำถามของฉัน: ฉันไม่สนใจที่จะได้รับ "cool bokeh" ฉันแค่อยากรู้ว่า iPhone 6 Plus จะผลิตภาพ DOF แบบตื้นได้อย่างไรในขณะที่สมาร์ทโฟนอื่น ๆ ที่ฉันเคยเห็นแม้จะมีขนาดใกล้เคียงกันของเลนส์จะถ่ายภาพ "ทุกอย่างในโฟกัส" ?

โครงสร้างเลนส์หรือตัวประมวลผลภาพเปลี่ยนแปลงไปหรือไม่?

กล้องโทรศัพท์รุ่นเก่าหรือราคาถูกจำนวนมากใช้เลนส์ "โฟกัสคงที่" นั่นคือมันถูกตั้งค่าไว้เสมอเพื่อโฟกัสระยะห่างเฉพาะจากกล้อง สิ่งนี้มักจะถูกตั้งค่าเป็น " ระยะทาง hyperfocal " นั่นคือทุกสิ่งตั้งแต่ครึ่งระยะทางจนถึงระยะอนันต์นั้นอยู่ในโฟกัส

ขึ้นอยู่กับสิ่งที่ยอมรับได้ในฐานะ 'อยู่ในโฟกัส' แต่ภาพถ่ายส่วนใหญ่จากกล้องเหล่านี้จะคมชัดพอพวกเขาจะมีระยะชัดลึกที่ลึกเสมอ แต่พวกเขาอาจไม่สามารถมุ่งเน้นไปที่สิ่งต่าง ๆ ไม่กี่เซนติเมตร

กล้องโทรศัพท์รุ่นใหม่และดีกว่าส่วนใหญ่ใช้เลนส์ที่มีระบบโฟกัสอัตโนมัติ เช่นสำหรับ iPhone ทุกรุ่นตั้งแต่ 3GS มีระบบออโต้โฟกัส (อย่างน้อยสำหรับกล้องด้านหลัง) พวกเขาสามารถโฟกัสที่ระยะเฉพาะซึ่งสามารถให้ภาพถ่ายที่คมชัดกว่ามาก ดังนั้นคุณสามารถโฟกัสไปที่สิ่งที่อยู่ใกล้กับกล้องและเบลอมากขึ้นในพื้นหลังเช่นความชัดลึกที่ตื้นกว่า

กล้องโทรศัพท์ยังมีการปรับปรุงในวิธีอื่น ๆ โดยเฉพาะขนาดของเซ็นเซอร์ เช่น iPhone 6 มีเซ็นเซอร์ขนาด 1/3 นิ้ว นี่ไม่ใช่เรื่องใหญ่เมื่อเทียบกับ DSLR หรือกล้องคอมแพค แต่มันก็ใหญ่กว่ามือถือกล้องรุ่นเก่าหลายรุ่น เซ็นเซอร์ที่ใหญ่กว่าสามารถอนุญาตให้ระยะชัดลึกตื้นขึ้น (สำหรับความยาวโฟกัสและรูรับแสงที่เท่ากัน)

คำตอบง่ายๆคือคุณสามารถรับระยะชัดลึก (ด้วยเหตุนี้โบเก้) กับระบบกล้องใด ๆ หากคุณโฟกัสใกล้พอ

ความชัดลึกของขอบเขตเกิดขึ้นเนื่องจากการไม่สามารถโฟกัสแสงที่มาในมุมต่าง ๆ ในระนาบเดียวกัน เมื่อแสงถูกโฟกัสที่ระยะทางที่ผิดจะปรากฏเป็นจุดรูปร่างของรูรับแสงแทนที่จะเป็นจุด

รูรับแสงขนาดใหญ่สร้างจุดที่ใหญ่กว่าซึ่งเป็นที่ที่รูรับแสงเข้ามาอย่างไรก็ตามการโฟกัสใกล้ชิดทำให้เกิดความแปรปรวนเชิงมุมได้มากขึ้นซึ่งเป็นที่ที่ปัจจัยนั้นเข้ามาลองจินตนาการถึงวัตถุที่อยู่ห่างออกไป 100 เมตรและวัตถุอีก 101 เมตร มุมระหว่างด้านบนของวัตถุและกล้องจะใกล้เคียงกันในทั้งสองกรณีและวัตถุทั้งสองจะอยู่ในโฟกัส (ภายในระยะชัดลึก) ทีนี้ลองนึกภาพวัตถุที่อยู่ห่างออกไป 2 ม. และวัตถุที่อยู่ห่างออกไป 1 ม. มุมตอนนี้ต่างออกไปโดยสิ้นเชิงและคุณจะไม่สามารถโฟกัสทั้งคู่ได้แม้ว่าวัตถุจะอยู่ห่างจากกันในทั้งสองกรณีก็ตาม การโฟกัสใกล้ยิ่งขึ้นทำให้ระยะชัดลึกลดลง ทีนี้ลองคิดดูว่าพวกเขายังอยู่ใกล้หรือไม่

ดังนั้นโดยไม่คำนึงถึงค่ารูรับแสงที่เป็นไปได้ของคุณหากคุณสามารถโฟกัสได้ใกล้พอคุณจะไปถึงจุดที่ความชัดลึกของสนามของคุณเล็กเกินไป

คุณพูดถึงปัจจัยสี่ประการจากการอ่านของคุณ (เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ขนาดเลนส์อัตราส่วนระยะทางและขนาดการพิมพ์) แต่สิ่งเดียวที่สำคัญจริงๆคือสองครั้งแรก - หรือเฉพาะเจาะจงมากขึ้นคือม่านตาเลนส์ (เส้นผ่าศูนย์กลางของช่องเปิดที่ช่วยให้ แสงในไม่ใช่เส้นผ่าศูนย์กลางเลนส์ทางกายภาพ) และความยาวโฟกัสของเลนส์ (ระยะทางจากศูนย์กลางของเลนส์ไปยังเซ็นเซอร์) อัตราส่วนของสิ่งเหล่านี้คือ f / stop และยิ่งเข้าใกล้ 1, เอฟเฟ็กต์โบเก้ (นอกการโฟกัส) ที่มากขึ้นคุณจะได้รับ

เมื่อคุณพูดถึงข้อมูล EXIF ​​ของกล้องที่เก็บไว้ในส่วนหัว jpeg จะแสดงค่า f / stop สำหรับแต่ละช็อตและที่ f / 2.2 คุณจะได้โบเก้จำนวนมาก (เท่าที่คุณเห็น) - เมื่อคุณอยู่เหนือ f / 4 หรือ f / 8 คุณเริ่มเห็นเอฟเฟกต์ "โฟกัสทุกอย่าง" มากขึ้นและที่ f / 16 จะมีโบเก้เล็กน้อยเหลืออยู่

IOW มันคืออัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวที่สำคัญไม่ใช่มิติที่แท้จริง ดังนั้นเลนส์ขนาดเล็กก็โอเคตราบใดที่มันจับคู่กับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กและเปิดขึ้นเพื่อตั้งค่าม่านตาขนาดใหญ่ การเปิดนั้นสามารถควบคุมได้ใน SLR แต่ไม่มากบน iPhone

หากกล้องโฟกัสที่ระยะอนันต์ขนาดของวงกลมเบลอสำหรับวัตถุในระยะที่กำหนดจะเท่ากับขนาดของรูรับแสงของเลนส์ ดังนั้นหากกล้อง iPhone มีรูรับแสงเลนส์เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. และหากตั้งโฟกัสไว้ที่ระยะอนันต์วัตถุทุกชิ้นจะพร่ามัวที่ระดับ 1 มม. ซึ่งไม่สามารถตรวจจับได้บนต้นไม้ที่อยู่ห่างออกไปหนึ่งร้อยเมตร ด้านหน้าของเลนส์

ดังนั้นเพื่อให้เชอร์รี่คมชัดคุณจะต้องตั้งค่าระยะโฟกัสไปที่ระยะนั้น ด้วยเหตุนี้ทุกอย่างในระยะทางไกลจะมีวงกลมเบลอที่มีขนาดเชิงมุมเท่ากัน (เช่นจำนวนพิกเซล) เป็นวงกลม 1 มม. ที่เชอร์รี่เพ่งความสนใจอย่างมาก

โปรดทราบว่ามันไม่ใช่อัตราส่วนระยะทางที่สำคัญ (ถ้าดวงจันทร์อยู่ในโฟกัสจากนั้นดาวจะอยู่ในโฟกัสแม้ว่าจะอยู่ห่างออกไปพันล้านเท่า) แต่อัตราส่วนของรูรับแสงของเลนส์กับวัตถุที่เป็นปัญหา