Wie kann ein superkleines iPhone 6 Plus-Objektiv einen signifikanten DOF erzeugen?

Viele ältere oder billigere Telefonkameras verwenden ein Objektiv mit festem Fokus. dh es wird immer auf einen bestimmten Abstand von der Kamera entfernt eingestellt. Diese wird normalerweise auf die „ hyperfokale Distanz “ eingestellt, dh alles von der halben Distanz bis unendlich wird fokussiert.

Dies hängt davon ab, was als "im Fokus" akzeptabel ist. Aber die meisten Fotos von diesen Kameras sind scharf genug, sie haben immer eine große Schärfentiefe. Aber sie können sich möglicherweise nicht auf Dinge konzentrieren, die ein paar Zentimeter entfernt sind.

Die meisten neueren und hochwertigeren Telefonkameras verwenden ein Objektiv mit Autofokus. zB für das iPhone haben alle Modelle seit dem 3GS Autofokus (zumindest für die Rückkamera). Sie können auf eine bestimmte Entfernung fokussieren, was zu viel schärferen Fotos führen kann. So können Sie auf etwas in der Nähe der Kamera fokussieren und haben mehr Unschärfe im Hintergrund, dh eine geringere Schärfentiefe.

Auch Telefonkameras haben sich auf andere Weise verbessert. Genauer gesagt die Sensorgröße. zB hat das iPhone 6 einen 1/3-Zoll-Sensor. Dies ist nicht so groß im Vergleich zu einer DSLR oder einigen Kompaktkameras, aber es ist viel größer als viele ältere Kamerahandys. Ein größerer Sensor kann eine geringere Schärfentiefe ermöglichen (bei gleicher Brennweite und Blende).

Die einfache Antwort ist, dass Sie mit jedem Kamerasystem eine geringe Schärfentiefe (daher Bokeh) erzielen können, wenn Sie nah genug fokussieren.

Eine endliche Schärfentiefe entsteht aufgrund der Unfähigkeit, Licht zu fokussieren, das unter verschiedenen Winkeln in derselben Ebene einfällt. Wenn Licht in der falschen Entfernung fokussiert wird, erscheint die Form der Blende als Punkt statt als Punkt.

Große Blenden erzeugen größere Flecken, und hier kommt die Blende ins Spiel. Eine enge Fokussierung verursacht jedoch eine größere Winkelvariabilität, und hier kommt dieser Faktor ins Spiel. Stellen Sie sich ein Objekt in 100 m Entfernung und ein anderes Objekt in 101 m Entfernung vor. Der Winkel zwischen der Oberseite des Objekts und der Kamera ist in beiden Fällen nahezu gleich, und beide Objekte sind scharf (innerhalb der Schärfentiefe). Stellen Sie sich nun ein Objekt in 2 m Entfernung und ein Objekt in 1 m Entfernung vor. Die Winkel sind jetzt völlig unterschiedlich und Sie können nicht beide scharfstellen, obwohl die Objekte in beiden Fällen den gleichen Abstand voneinander haben. Eine nähere Fokussierung hat eine verringerte Schärfentiefe. Stellen Sie sich nun vor, sie wären noch näher dran.

Wenn Sie also nah genug fokussieren können, erreichen Sie unabhängig von Ihren möglichen Blendenwerten immer einen Punkt, an dem Ihre Schärfentiefe zu gering wird und Sie Objekte / Hintergrund unscharf erhalten.

Sie haben vier Faktoren aus Ihrer Lektüre erwähnt (Objektivdurchmesser, Objektivgröße, Abstandsverhältnisse und Druckgröße), aber die einzigen, die wirklich wichtig sind, sind die ersten beiden - oder genauer gesagt die Objektivblende (der Durchmesser der Öffnung, die es ermöglicht das einfallende Licht, nicht der physikalische Objektivdurchmesser) und die Brennweite des Objektivs (der Abstand von der Mitte des Objektivs zum Sensor). Das Verhältnis von diesen ist die Blende, und je näher es an 1 kommt, desto mehr Bokeh-Effekt (unscharf) erhalten Sie.

Wie Sie bereits erwähnt haben, zeigen die im JPEG-Header gespeicherten EXIF-Daten der Kamera die Blende für jede Aufnahme, und bei Blende 2,2 erhalten Sie eine gute Menge Bokeh (wie Sie sehen) - wenn Sie über Blende 4 oder Blende kommen /8 sehen Sie einen eher „alles im Fokus“-Effekt, und bei Blende 16 ist nur noch wenig Bokeh übrig.

IOW, es kommt auf das Verhältnis von Durchmesser und Länge an, nicht auf die tatsächlichen Abmessungen. Ein kleines Objektiv ist also in Ordnung, solange es auf einen kleinen Sensor abgestimmt ist und für eine große Blendeneinstellung geöffnet wird. Diese Öffnung ist auf einer Spiegelreflexkamera steuerbar, aber nicht so sehr auf einem iPhone.

Wenn eine Kamera auf unendlich fokussiert ist, entspricht die Größe des Unschärfekreises für ein Objekt in einer bestimmten Entfernung der Größe der Objektivblende. Wenn also die iPhone-Kamera eine Objektivblende mit einem Durchmesser von 1 mm hat und der Fokus auf unendlich eingestellt ist, dann ist jedes Objekt auf der 1-mm-Ebene verschwommen: was auf einem hundert Meter entfernten Baum nicht erkennbar ist, aber auf den Kirschen direkt vor der Linse.

Um die Kirschen scharf zu bekommen, müssen Sie daher die Brennweite auf diesen Bereich einstellen. Infolgedessen hat alles in großen Entfernungen einen Unschärfekreis, der die gleiche Winkelgröße (dh Anzahl der Pixel) hat wie ein 1-mm-Kreis an den scharf fokussierten Kirschen.

Beachten Sie, dass es nicht auf das Entfernungsverhältnis ankommt (wenn der Mond scharfgestellt ist, sind Sterne scharfgestellt, obwohl sie milliardenfach weiter entfernt sind), sondern das Verhältnis der Objektivöffnung zu den fraglichen Objekten.