85. Глубина изображаемого пространства и глубина резкости

Глубина изображаемого пространства и глубина резкости — оба эти понятия относятся к расстояниям вдоль оптической оси, в пределах которых допускаются независимые перемещения плоскости предметов или плоскости пленки при условии, что качество изображения остается еще удовлетворительным.

Допустимое перемещение плоскости предметов определяет глубину изображаемого пространства. Пусть А (рис. 203) — предметная плоскость, изображение которой А сопряжено с плоскостью пленки, расстояние от входного зрачка оптической системы до этой плоскости, которую называют плоскостью

Рис. 203. Глубина изображаемого пространства

Рис. 204. Глубина резкости

наводки, или основным планом. Пренебрегая аберрациями, можио утверждать, что плоскость А является плоскостью точечных изображений.

В действительности на поверхности пленки кажутся резко изображенными также рредметные точки, расположенные до и после плоскости наводки. Эти точки изображаются оптической системой в виде кружков, но таких малых размеров, что они воспринимаются как точки.

Ближняя предметная плоскость находящаяся на расстоянии называется передним планом, а задняя, находящаяся на расстоянии задним планом. Расстояние между задним и передним планами называется глубиной изображаемого пространства. Обычно характеристики фотообъектива и расстояния до основного плана известны, и для определения глубины изображаемого пространства надо вычислить величины

Пусть допустимый размер (диаметр) изображения пятна вместо точки, соответствующий ему размер предметного пятна, воспринимаемого как точка. Диаметр определяется условиями наблюдения, т. е. угловым пределом разрешения глаза и расстоянием наблюдения а также масштабом, в котором был выполнен снимок. В общем случае, если линейное увеличение увеличителя, обеспечивающего заданный масштаб, то

Если рассматривается непосредственно пленка, то На практике при расчете глубины изображаемого пространства для принимают следующие средние значения при киносъемке на -миллиметровую пленку — при киносъемке на узкую пленку — при фотосъемке —

Более точно диаметр определяет пятно рассеяния оптической системы, полученное с учетом аберраций и распределения энергии в этом пятне.

Для нахождения расстояний рассмотрим подобные треугольники, образованные лучами, опирающимися на входной зрачок и проходящими через Центр и края пятна диаметром Из рис. 203 следует, что откуда

Учитывая, что а также что при по формуле (373) получим:

или

или

Пример. Определить глубину изображаемого пространства при съемке предметов, расположенных на расстоянии с помощью фотокамеры с фокусным расстоянием для

Решение. Как известно, поэтому

Таким образом, глубина изображаемого пространства

На практике встречаются фото- или кинокамеры с постоянной наводкой на резкость.

Определим глубину изображаемого пространства для фотообъектива, у которого плоскость пленки совпадает с задней фокальной плоскостью. В этом случае основной план расположен в бесконечности задний план — также в бесконечности, а передний план — на расстоянии [см. Однако при такой наводке часть «глубины» пропадает, так как и Для получения максимальной глубины изображаемого пространства примем только а основной план расположим на расстоянии которое называют гиперфокальным. Теперь передний план окажется на расстоянии Как видим, передний план по сравнению с первым случаем приблизился вдвое. Расстояние называют «началом бесконечности».

Допустимое перемещение плоскости пленки вдоль оси определяется глубиной резкости (рис. 204). Нерезкость изображения точки характеризуется кружком диаметром который образуется вместо точки при смещениях плоскости А, в которой расположена пленка, в положения Глубина резкости равна разности

Обозначим и по рис. 204 найдем где т. е.

Так как то при окончательно получим: