Comment le flou d'arrière-plan (bokeh) se rapporte-t-il à la taille du capteur?

Le flou d'arrière-plan dépend de votre profondeur de champ. La profondeur de champ (DOF) est la distance entre les objets les plus proches et les plus éloignés d'une scène qui apparaissent de manière acceptable dans une image (Wikipedia). La profondeur de champ fine vous permet d'isoler votre sujet: le sujet est au point et l'arrière-plan est flou. La profondeur de champ dépend de plusieurs facteurs:

1. Longueur focale de l'objectif (35 mm, 200 mm, 50 mm)
2. L'Ouverture De L'Objectif (f1.8, f5. 6, f8)
3. La taille du capteur (APS-C, 35mm, moyen format, grand format)
4. Distance du sujet et rapport entre la distance du sujet et la distance de fond

Avec (1), plus la distance focale est longue, plus le DOF est mince. Avec (2) , plus l'ouverture est grande (plus petit nombre), plus le DOF est mince Avec (3), plus le capteur est grand, plus le DOF est fin.*** Avec (4), plus le sujet est proche, plus le DOF est fin.

Exemple: si vous avez un objectif 200mm, par exemple, f2. 8, sur un capteur plein format 35mm, et que le sujet est près de chez vous (2-3m), vous pouvez beaucoup flouter l'arrière-plan.
Inversement, si vous avez un objectif 35mm, à f8, sur un reflex numérique recadré (APS-C), et que le sujet est à 6m de vous, l'arrière-plan ne sera pas vraiment flou.

*** Je ne suis pas absolument sûr que cela soit correct en théorie, mais en pratique, avec la même configuration sur le capteur APS-C et le plein cadre, L'image FF a un DOF moins profond.

Lire plus: http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_of_field

Cela dépend de la taille de votre distance "infinie". Lorsque vous reculez du sujet pour maintenir le même grossissement, le Relatif la distance à un objet d'arrière-plan devient plus petite, donc elle sera moins floue.

Juste par exemple, supposons que vous commencez avec le sujet à 10 pieds, et le fond de distance "infini" est vraiment à 100 pieds. Lorsque vous passez à la caméra APS-C, vous sauvegardez jusqu'à 15 ou 16 pieds (selon la marque de la caméra). Dans le premier cas, les arbres étaient 10 fois plus éloignés que le sujet (et le point de focalisation). Dans le second cas, le sujet est à 15 pieds et l'arrière-plan à 115, de sorte que le fond est inférieure à 8 fois plus loin que la mise au point.

Si votre distance" infinie " est vraiment beaucoup plus grande, cet effet peut devenir trop petit pour se soucier beaucoup. Si vous commencez avec un arrière-plan 10000 fois plus loin que le sujet, puis déplacez-vous pour qu'il ne soit que 9999 fois plus loin, la différence sera probablement si petite que vous ne pourrez pas la voir ou même la mesurer.

En théorie, vous aurez exactement de la même flou d'arrière-plan dans les deux cas. En pratique, cela ne fonctionne que si l'arrière-plan est très loin (beaucoup plus loin que votre sujet) comme l'a souligné Jerry Coffin. Si ce la condition n'est pas remplie, alors le corps APS-C vous donnera un peu moins flou d'arrière-plan.

La façon la plus simple de comprendre cela est de modéliser une lumière de fond en tant que point source à l'infini, qui sera rendu comme un "disque bokeh" sur le image. Le niveau de flou d'arrière-plan peut être mesuré par le rapport de l' diamètre de ce disque à la taille totale de l'image. Ce rapport se trouve être le même que le rapport entre le diamètre de la pupille d'entrée et la Taille du champ de vision à la distance à laquelle l'objectif est focalisé.

Ci-dessous est ma merde schéma. J'espère que cela rend les choses plus claires. Considérez que l'image que vous obtenez n'est qu'une version réduite de quoi vous avez dans le plan de mise au point. La poutre en rouge est le faisceau de lumière venant de la source ponctuelle et passant par l'élève d'entrée. Le ce que j'ai étiqueté "disque bokeh" est l'endroit où ce faisceau croise le plan de concentrer. Il a exactement le même diamètre que la pupille d'entrée, à condition la source est assez loin, et c'est la contrepartie côté objet du disque bokeh. Le disque bokeh réel vit dans l'espace image, et est l'image du disque dessiné ici.

Modifier: L'approche que j'utilise ici repose uniquement sur les paramètres côté objet: le champ de vision et le diamètre de la pupille d'entrée. Ce choix rend souvent les calculs de flou (y compris la profondeur de champ) beaucoup plus simples que les approches classiques impliquant le format du capteur, la focale longueur et le nombre f: ces paramètres "côté obscur" ne sont pas nécessaires une fois que les paramètres côté objet sont connus.

Pour ceux qui ne connaissent pas ce “en dehors de la boîte” façon de penser, je recommande fortement l'article Profondeur de champ en dehors de la boîte, par Richard F. Lyon. Même si cet article traite principalement du problème de profondeur de champ, la méthode est très générale et peut être très facilement appliqué au flou d'arrière-plan informatique.

Oui, le bokeh est en fait proportionnel à la largeur physique de l'ouverture de la lentille.

Disons que vous vous concentrez sur un objet en champ proche à une distance finie = Z et que vous avez un combo caméra/objectif qui vous donne un champ de vision (FOV) avec une demi-largeur angulaire = Q degrés. Si vous définissez bokeh comme le rapport entre le diamètre du cercle flou B (image floue d'un point d'arrière-plan à l'infini) et la largeur du cadre D'image W, alors

                     bokeh = B / W ~ R / (Z * tanQ )

où R est le rayon de l'ouverture de l'objectif - c'est - à-dire la moitié du diamètre (remarque: dans l'équation ci-dessus, Z devrait techniquement être Z-F, où F est la distance focale de l'objectif, mais vous pouvez généralement ignorer le F lorsque vous regardez un objet lointain).

Donc, si vous avez deux appareils photo, un grand REFLEX NUMÉRIQUE et un petit point-and-shoot, tous deux avec le même champ de vision angulaire (c'est-à-dire que les objectifs sont les mêmes équivalents 35mm), alors l'appareil photo avec l'objectif de plus grand diamètre vous donnera plus de bokeh. Ceci est indépendant de la caméra taille du capteur.

La profondeur de champ dépend de deux facteurs: la distance au sujet et la taille de l'ouverture physique (calculée par la distance focale divisée par le nombre f). La profondeur de champ augmente à mesure que vous vous éloignez de votre sujet et diminue à mesure que vous augmentez la taille de l'ouverture physique. La taille du capteur n'affecte pas directement bokeh car l'image projetée par l'objectif ne change pas lorsqu'elle est utilisée sur un format de capteur différent; différents formats de capteur utilisent simplement différentes parties du cercle de l'image. Plus grand capteurs permettent profondeur de champ, car une focale plus longue est nécessaire pour obtenir le même champ de vision, et une focale plus longue, plus le physique de l'ouverture et donc la profondeur de champ.

En tant que tel, le même objectif au même f-stop à la même distance de mise au point sur deux formats de capteur différents n'affectera pas le degré de flou d'arrière-plan. Ce sont les réglages nécessaires aux différents formats de capteur (diminution de la distance au sujet ou augmentation de la distance focale en pleine image par rapport à APS-C) qui produisent la différence de profondeur de champ.

Beaucoup de choses ont été dites dans les réponses précédentes, et je veux juste ajouter une comparaison visuelle des paramètres d'objectif spécifiques dont vous parlez dans votre question. Comme dit précédemment, la quantité de flou d'arrière-plan dépend également de la taille du sujet. Cette intrigue est pour un portrait de la tête et des épaules.

Graphique de comparaison http://files.johannesvanginkel.nl/se_plot.JPG

Comme on peut le voir, la caméra FF aura plus de flou d'arrière-plan, mais leurs valeurs convergent à la fin.

Source de l'Image: http://howmuchblur.com/#compare-1x-50mm-f3.5-and-1.6x-50mm-f3.5-on-a-0.9m-wide-subject

Ici, vous pouvez également définir une autre taille de sujet si vous le souhaitez.

"Comment le flou d'arrière-plan (bokeh) se rapporte-t-il à la taille du capteur?"

Réponse courte: un capteur plus grand a un plus grand cercle de confusion, une considération importante dans le calcul de la profondeur de champ (DOF), et provoque ainsi une ouverture plus grande (ouverture plus grande) pour avoir un DOF suffisamment peu profond afin de permettre le flou des sources ponctuelles (petites lumières) en arrière-plan; créant un effet qui est souvent (incorrectement) appelé bokeh.

Il y a peu de différence, que je détaillerai plus tard, compte tenu des ajustements appropriés pour maintenir un cadrage similaire.

Bokeh est un flou qui peut également se produire au premier plan et ne doit pas être limité aux ampoules distantes, bien que certains limitent l'utilisation de ce terme à ces conditions. Il est plus facile de juger de la qualité du bokeh en regardant les points de lumière en arrière-plan et en voyant s'ils ressemblent à des disques ronds et lisses, l'arrière-plan n'est pas le seul endroit où le bokeh se produit.

Le terme bokeh vient du mot japonais boke (暈け ou ボケ), qui signifie "flou" ou "brume", ou Boke-Aji (ボケ味), la "qualité de flou". [Remarque: cela n'a rien à voir avec de minuscules lumières ou un arrière-plan par rapport au premier plan, c'est le qualité du flou à l'extérieur de la profondeur de champ. Inversement, le focus est le netteté à l'intérieur la profondeur de champ, en particulier au point focal].

Maintenant, n'êtes-vous pas content que ce soit la version courte.

Image prise à l'aide D'un Nikon 200.0 mm f/2.0 sur un Nikon D700, sans doute l'un des meilleurs bokeh produisant des objectifs pour la photographie. Crédit: Dustin Diaz.

Licence: Attribution-Non Commercial-NoDerivs 2.0 Générique (CC BY-NC-ND 2.0)

Trouver un objectif moins cher est facile et beaucoup aiment ces lentilles: Hexanon AR 135/3.2, Pentacon 135/2. 8, Rokkor 135/2.8, Trioplan 100/2.8, Vivitar 135/2. 8, le fait est que le bokeh produit par l'un de ceux-ci est plus (poliment) créatif par opposition à la qualité et vous aurez besoin d'un adaptateur avec le recadrage si vous utilisez un grand capteur. Un petit capteur et un objectif peu coûteux peuvent produire des résultats agréables pour certains (beaucoup?).

La marque du soi-disant bokeh parfait est que les sources ponctuelles produiront des soucoupes rondes sans anneaux ni aberrations sur le disque et une chute progressive au bord. Les disques doivent être ronds d'un bord à l'autre du cadre de l'image avec une lentille sphérique.

Alors que les lentilles anamorphiques produisent un bokeh ovale caractéristique.

Définissons quelques choses avant d'entrer dans une explication beaucoup plus longue.

• Arrière - plan: la zone derrière le sujet de l'image.

• Premier plan: la zone devant le sujet de l'image.

• Flou: Provoquer l'imperfection de la vision, rendre indistinct ou flou, obscurcir. L'antonyme de aiguiser.

• Bokeh: La qualité du flou le flou de l'image en dehors de la profondeur de champ lorsque la lentille est correctement centrés sur le sujet.

• Cercle de confusion: Dans l'optique à rayons idéalisés, les rayons sont supposés converger vers un point parfaitement focalisé, la forme d'un point flou défocalisé à partir d'un objectif à ouverture circulaire est un cercle de lumière à bords durs. Une tache de flou plus générale a des bords mous en raison de la diffraction et des aberrations (Stokseth 1969, paywall; Merklinger 1992, accessible), et peut être non circulaire en raison de la forme de l'ouverture.

  Reconnaissant que les objectifs réels ne focalisent pas tous les rayons parfaitement même dans les meilleures conditions, le terme cercle de moindre confusion est souvent utilisé pour la plus petite tache de flou qu'un objectif peut créer (Ray 2002, 89), par exemple en choisissant une meilleure position de mise au point qui fait un bon compromis entre les différentes distances focales

  Le terme cercle de confusion s'applique plus généralement, à la taille de la tache non focalisée sur laquelle un objectif image un point objet. Il se rapporte à 1. l'acuité visuelle, 2. conditions de visionnement, et 3. agrandissement de l'image originale à l'image finale. En photographie, le cercle de confusion (COC) est utilisé pour déterminer mathématiquement la profondeur de champ, la partie d'une image qui est acceptable.

• La profondeur de champ: La distance entre les objets les plus proches et les plus éloignés dans une scène qui apparaissent de manière acceptable dans une image. Bien qu'un objectif puisse se concentrer avec précision à une seule distance à la fois, la diminution de la netteté est progressive de chaque côté de la distance focalisée, de sorte que dans le DOF, le flou est imperceptible dans des conditions de visualisation normales.

• La taille du capteur:

  • Photographie: en photographie, la taille du capteur est mesurée en fonction de la largeur du film ou de la zone active d'un capteur numérique. Nom 35 mm provient de la largeur totale de la 135 film, le film de cartouche perforé qui était le support principal du format avant l'invention du reflex numérique plein cadre. Le terme format 135 reste en usage. En photographie numérique, le format est devenu connu sous le nom de plein cadre. Alors que la taille réelle de la surface utilisable du film photographique 35 mm est de 24w×36h mm, les 35 millimètres se réfèrent à la dimension 24 mm plus les trous de pignon (utilisés pour faire avancer le film).

  • Vidéo: Les tailles des capteurs sont exprimées en pouces, car au moment de la popularisation des capteurs d'image numériques, ils ont été utilisés pour remplacer les tubes de caméras vidéo. Les tubes de caméra vidéo circulaires communs de 1" avaient une zone photosensible rectangulaire d'environ 16 mm de diagonale, de sorte qu'un capteur numérique de 16 mm de diagonale était un équivalent de tube vidéo de 1". Le nom d'un capteur numérique de 1" devrait plus précisément être lu comme capteur "équivalent tube de caméra vidéo d'un pouce". Les descripteurs actuels de taille de capteur d'image numérique sont la taille d'équivalence de tube de caméra vidéo, pas la taille réelle du capteur. Par exemple, un capteur de 1" a une diagonale de 16 mm.

• Objet: l'objet dont vous avez l'intention de capturer une image, pas nécessairement tout ce qui apparaît dans le cadre, certainement pas Photo Bombardiers, et souvent pas des objets apparaissant à l'extrême avant et arrière-plans; ainsi le utilisation de bokeh ou DOF pour défocaliser des objets qui ne sont pas le sujet.

• Fonction De Transfert De Modulation (MTF) ou Spatial Frequency Response (SFR): la réponse d'amplitude relative d'un système d'imagerie en fonction de la fréquence spatiale d'entrée. ISO 12233:2017 spécifie les méthodes de mesure de la résolution et du SFR des appareils photo électroniques. Les paires de lignes par millimètre (lp/mm) étaient l'Unité de fréquence spatiale la plus courante pour le film, mais les cycles/pixel (C/P) et les largeurs de lignes/hauteur d'image (LW/PH) sont plus pratiques pour les capteurs numériques.

Maintenant, nous avons nos définitions à l'écart ...

• Comment pouvons-nous calculer le cp:

À Partir De Wikipedia:

CoC (mm) = distance de visualisation (cm) / résolution finale souhaitée (lp / mm) pour une distance de visualisation de 25 cm / agrandissement / 25

Par exemple, pour prendre en charge une résolution d'image finale équivalente à 5 lp / mm pour une distance de visualisation de 25 cm lorsque la distance de visualisation prévue est de 50 cm et l'agrandissement prévu est de 8:

CoC = 50 / 5 / 8 / 25 = 0.05 mm

Étant donné que la taille de l'image finale n'est généralement pas connue au moment de la prise d'une photographie, il est courant de supposer une taille standard telle que 25 cm de largeur, avec un CoC de l'image finale classique de 0,2 mm, soit 1/1250 de la largeur de l'image. Les Conventions en termes de mesure diagonale sont également couramment utilisées. Le DoF calculé à l'aide de ces conventions devra être ajusté si l'image d'origine est recadrée avant d'être agrandie à la taille finale de l'image, ou si la taille et les hypothèses de visualisation sont modifiées.

En utilisant la "formule de Zeiss", le cercle de confusion est parfois calculé comme d/1730 où d est la mesure diagonale de l'image d'origine (le format de la caméra). Pour le format 35 mm plein format (24 mm × 36 mm, 43 mm de diagonale), cela revient à 0,025 mm. un CoC plus largement utilisé est d/1500, ou 0,029 mm pour le format 35 mm Plein Format, ce qui correspond à la résolution de 5 lignes par millimètre sur une impression de 30 cm de diagonale. Les valeurs de 0,030 mm et 0,033 mm sont également courantes pour le format 35 mm plein format. À des fins pratiques, d/1730, un Coc d'image finale de 0,2 mm, et d / 1500 donnent des résultats très similaires.

Des critères relatifs à la distance focale de l'objectif ont également été utilisés. Kodak (1972), 5) a recommandé 2 minutes d'arc (le critère de Snellen de 30 cycles/degré pour une vision normale) pour une vision critique, donnant CoC ≈ f /1720, où f est la distance focale de l'objectif. Pour un objectif de 50 mm au format Plein Format 35 mm, cela donnait CoC ≈ 0,0291 mm. ce critère supposait évidemment qu'une image finale serait vue à une distance "correcte en perspective" (c'est-à-dire que l'angle de vue serait le même que celui de l'image originale):

Distance de visionnement = longueur focale de prendre l'objectif × élargissement

Cependant, les images sont rarement vues à la distance "correcte“; le spectateur ne connaît généralement pas la distance focale de l'objectif de prise, et la distance” correcte" peut être inconfortablement courte ou longue. Par conséquent, les critères basés sur la distance focale de l'objectif ont généralement cédé la place à des critères (tels que d/1500) liés au format de l'appareil photo.

Cette valeur COC représente le diamètre maximal du point de flou, mesuré sur le plan de l'image, qui semble être au point. Un point dont le diamètre est inférieur à cette valeur COC apparaîtra comme un point de lumière et, par conséquent, en focus dans l'image. Les taches de plus grand diamètre apparaîtront floues à l'observateur.

• La Non-symétrie de la profondeur de champ:

La profondeur de champ n'est pas symétrique. Cela signifie que la zone de mise au point acceptable n'a pas la même distance linéaire avant et après le plan focal. En effet, la lumière provenant d'objets plus proches converge à une plus grande distance à l'arrière du plan de l'image que la distance à laquelle la lumière provenant d'objets plus éloignés converge avant le plan de l'image.

À des distances relativement proches, le DOF est presque symétrique, avec environ la moitié de la zone de mise au point existant avant le plan de mise au point et la moitié apparaissant après. Plus le plan focal s'éloigne du plan image, plus le décalage de symétrie favorisant la zone au-delà du plan focal est important. Finalement, l'objectif se concentre au point infini et le DOF est à sa dissymétrie maximale, la grande majorité de la zone focalisée étant au-delà du plan de mise au point à l'infini. Cette distance est connue sous le nom de “distance hyperfocale"et nous mène à notre section suivante.

Distance hyperfocale est définie comme la distance, lorsque la lentille est porté à l'infini, où les objets de la moitié de cette distance à l'infini mise au point pour un objectif particulier. Alternativement, la distance hyperfocale peut se référer à la distance la plus proche à laquelle un objectif peut être focalisé pour une ouverture donnée tandis que les objets à une distance (infini) resteront nets.

La distance hyperfocale est variable et dépend de l'ouverture, de la distance focale et du COC susmentionné. Plus l'ouverture de l'objectif est petite, plus la distance hyperfocale devient proche de l'objectif. La distance hyperfocale est utilisée dans les calculs utilisés pour calculer DOF.

• Calcul de la Distance hyperfocale:

À Partir De Wikipedia:

Il y a quatre facteurs qui déterminent DOF:

1. Cercle de confusion (COC)
2. L'ouverture de la lentille
3. Longueur focale de l'objectif
4. Distance de mise au point (distance entre l'objectif et le sujet)

DOF = point lointain-Point proche

DOF indique simplement au photographe à quelles distances avant et arrière de la distance de mise au point le flou se produira. Il ne précise pas à quel point ces zones seront floues ou de quelle “qualité” elles seront. La conception de l'objectif, la conception du diaphragme et votre arrière—plan définissent les caractéristiques du flou-son intensité, sa texture et sa qualité.

Plus la distance focale de votre objectif est courte, plus le DOF est long.

Plus la distance focale de votre objectif est longue, plus le DOF est court.

Si la taille du capteur n'apparaît nulle part dans ces formules, comment modifie-t-elle le DOF?

Il existe plusieurs façons sournoises que le format la taille se faufile dans les mathématiques DOF:

Facteur d'élargissement

focale

Sujet-à-caméra / Distance focale

C'est à cause du facteur de recadrage et de la distance focale résultante ainsi que de l'ouverture nécessaire à la capacité de collecte de lumière du capteur qui affecte le plus vos calculs.

Un capteur de résolution plus élevée et un objectif de meilleure qualité produiront un meilleur bokeh, mais même un capteur et un objectif de la taille d'un téléphone portable peuvent produire un bokeh raisonnablement acceptable.

L'utilisation du même objectif de longueur focale sur un appareil photo APS-C et full frame à la même distance sujet-caméra produit deux cadrages d'image différents et provoque la distance DOF et épaisseur (profondeur de champ) diffèrent.

Changer d'objectif ou changer de sujet en caméra en fonction du facteur de recadrage lors de la commutation entre un APS-C et un appareil photo plein format pour maintenir un cadrage identique donne un DOF similaire. Déplacer votre position pour maintenir un cadrage identique favorise légèrement le capteur full frame (pour un DOF plus grand), ce n'est que lors du changement d'objectif pour correspondre au facteur de recadrage et maintenir le cadrage que le capteur plus grand gagne un DOF plus étroit (et pas de beaucoup).

C'est l'avantage de l'ouverture qui fait du capteur plein format un choix meilleur et plus coûteux à la fois pour l'appareil photo et les objectifs et souvent pour les fonctionnalités (FPS n'étant pas l'un d'entre eux, ni la taille et le poids).

Passer à un capteur de taille moyenne sur un capteur minuscule avantage davantage le capteur plus grand, mais bokeh n'est probablement pas le meilleur cas d'utilisation pour justifier la différence de prix 20x+.

Le plus grand nombre de pixels par point de lumière produira certainement un bokeh plus lisse, mais il en irait de même avec une petite caméra à capteur. Vous pouvez facturer davantage la proportionnalité pour l'utilisation d'équipements plus coûteux si vous gagnez de l'argent avec vos photos ou vidéos, sinon un peu de jeu de jambes ou des objectifs supplémentaires à moindre coût vous feront économiser beaucoup d'argent sur l'investissement dans un système de plus grand format.

Section Wikipedia: Premier plan et arrière-plan flou.

Découvrez cet article "Mise En Scène Fait La Part Belle"par R. J. Kern sur le flou de premier plan, qui comprend de nombreuses photos avec flou d'arrière-plan et de premier plan.

B & H a un article en 3 parties sur DOF: profondeur de champ, Partie I: Les Bases, Partie II: Les mathématiques et Partie III: Les Mythes.

Plus important encore, "bokeh" n'est pas simplement "flou d'arrière-plan" mais tout flou en dehors du DOF; même dans le plan. C'est que les petites lumières à distance sont plus faciles à juger de la qualité bokeh.