Wat is scherptediepte en hoe treedt het op?

Veel dingen dragen bij aan de esthetische kwaliteit van een afbeelding. Een ding in het bijzonder is de scherptediepte. Ervaren fotografen weten hoe ze dit aspect moeten manipuleren om de look te krijgen waar ze naar op zoek zijn.

Maar er is veel verkeerde informatie over wat scherptediepte is en wat de oorzaak is.

In dit artikel wordt alles uitgelegd wat u moet weten over de fysica van scherptediepte.

Wat is scherptediepte?

Scherptediepte verwijst naar het focusgebied binnen een afbeelding. Dit is het gedeelte van de afbeelding dat een acceptabel scherpteniveau heeft. De gebieden voor en achter dit gebied worden onscherp of wazig weergegeven.

Een ondiepe scherptediepte verwijst naar wanneer dit focusgebied erg dun is, terwijl een diepere scherptediepte het grootste deel van het beeld in focus kan hebben.

Een ondiepe scherptediepte, zoals weergegeven in de afbeelding van twee bloemen op de pianotoetsen, heeft een kleine strook van de foto in focus, terwijl de rest van de foto onscherp is. Hoe verder van het focusgebied, hoe waziger of onscherp het beeld wordt.

Daarentegen heeft een diepere scherptediepte, zoals weergegeven in het landschap hieronder, min of meer elk deel van het beeld in focus.

De wetenschap van scherptediepte

De fysica achter waarom camera's de scherptediepte produceren, is relatief gecompliceerd. Het kan worden verklaard aan de hand van het concept van cirkels van verwarring.

In de optica is een cirkel van verwarring de plek die wordt gevormd wanneer het licht niet perfect gefocust is.

In een camera komt licht een lens binnen die het licht op de camerasensor focust. Denk terug aan het kind zijn en een vergrootglas gebruiken om licht op papier te richten, waardoor het vlam vat.

In de bovenstaande afbeelding toont het middelste diagram een ​​perfect gefocusseerde lichtkegel, wat resulteert in een zeer kleine cirkel. Dit is waar de twee buitenste lichtstralen samenkomen en dat betekent dat dat licht wordt gefocust - net als bij het vergrootglas.

De diagrammen boven en onder geven licht weer dat niet perfect is gefocust, wat resulteert in grotere cirkels van verwarring, die wazig zouden lijken.

Verwant: Fotografietermen die alle fotografen moeten kennen

Het doel is om de lens het licht op de sensor te laten focussen in cirkels die kleiner zijn dan de pixelgrootte, aangezien dit het scherpste deel van het beeld zou zijn. Maar camera's kunnen maar op één punt scherpstellen. Alles voor of achter dat punt zal grotere verwarring veroorzaken en die delen van het beeld onscherp maken.

De scherptediepte is dus het gebied waar de lichtstralen cirkels op de sensor produceren die kleiner zijn dan de pixels.

Wat veroorzaakt scherptediepte?

De scherptediepte wordt bepaald door vier dingen: de diameter van het diafragma, de afstand tot het onderwerp, de brandpuntsafstand en de grootte van de pixels.

Pixelgrootte

Omdat iets scherp is in een afbeelding als het gefocusseerde licht een cirkel maakt die kleiner is dan de pixelgrootte, betekent dit dat grotere pixels betekenen dat er meer in focus is. Het vergroten van de pixelgrootte vergroot dus de scherptediepte en vice versa.

Opening

Zoals hierboven uitgelegd, is het diafragma, of F-stop, de breedte van de lens die licht doorlaat naar de sensor.

Het diafragma van een lens kan groter of smaller worden gemaakt om meer of minder licht binnen te laten. Naarmate het diafragma kleiner wordt (hoger F-stopnummer), zal er meer van het beeld worden scherpgesteld. Met andere woorden, een kleiner diafragma resulteert in een diepere scherptediepte en vice versa.

Dit wordt weergegeven in de volgende twee afbeeldingen. Bij f1.4 (een zeer groot diafragma, bovenaan) is heel weinig van het beeld scherp:

Ondertussen is bij f22 (een zeer gesloten diafragma, onderaan) veel van het beeld scherp:

Dit komt doordat er bij grotere diafragma's meer licht in de lens komt. Per definitie zal er minder van dat licht in lijn zijn met de lens. Het licht moet meer buigen om de sensor te raken, en daarom zullen veel van de lichtstralen voor of na de sensor samenkomen, wat betekent dat het wazig is.

Afstand vanaf de lens

Hoe dichter u bij uw onderwerp bent, hoe kleiner de scherptediepte. Hoe verder weg, hoe dieper de scherptediepte. Op een gegeven moment zal alles voorbij een bepaald punt in focus zijn - dit staat bekend als hyperfocale afstand.

Dit gebeurt op dezelfde manier als bij diafragma. Hoe dichter u bij een onderwerp bent, hoe meer hoek de lichtstralen de lens binnenkomen. Net als hierboven betekent dit dat het licht meer moet buigen voordat ze elkaar ontmoeten, wat betekent dat de scherptediepte smaller zal zijn.

Brandpuntsafstand

Brandpuntsafstand is de afstand tussen het achterste knooppunt (een complex deel van de lens dat licht breekt) en de beeldsensor. De brandpuntsafstand is belangrijk omdat het de lengte is die nodig is om lichtstralen in een focuspunt te buigen. Hoe korter de brandpuntsafstand, hoe scherper de lichtstralen worden afgebogen. Dit betekent dat de onscherpe delen dichter bij het beeldvlak (de sensor) en minder onscherp zijn.

Kortere brandpuntsafstanden hebben een grotere scherptediepte en langere brandpuntsafstanden hebben een kleinere scherptediepte. Dus als je een 50 mm-lens en een 600 mm-lens beide op dezelfde afstand van het onderwerp hebt, heeft de 600 mm-lens een kleinere scherptediepte.

Smartphones en computerfotografie

Hoewel smartphones een zeer wijd open diafragma hebben, hebben ze moeite om dezelfde scherptediepte te creëren als DSLR's met geweldige lenzen. Maar omdat ze zo'n kleine brandpuntsafstand hebben, hebben ze een heel grote scherptediepte, wat betekent dat een groot deel van het beeld scherp zal zijn.

Lees verder: Essentiële apps voor fotografen op Android en iOS

Voer computationele fotografie in. Software heeft het punt bereikt dat het de scherptediepte kan simuleren door het beeld te verwerken.

In tegenstelling tot traditionele fotografie creëert computationele fotografie een "dieptekaart" van de afbeelding die probeert te bepalen waar alle objecten in de scène zich bevinden. Vervolgens gebruikt het geavanceerde algoritmen om overtuigende wazige achtergronden te creëren die moeilijker zijn dan het klinkt!

Waarop moet worden gefocust?

Uiteindelijk is de optica die ervoor zorgt dat de scherptediepte bestaat, een relatief gecompliceerd onderwerp. Hopelijk heeft dit artikel je geholpen te begrijpen wat scherptediepte is, hoe deze wordt veroorzaakt en hoe je deze kunt manipuleren.

Wat is de noodstop en waarom is deze belangrijk bij fotografie?

Als u weet wanneer u de f-stop-instelling op uw camera moet verhogen of verlagen, kunt u onmiskenbaar betere foto's maken.

Lees Volgende

Over de auteur