Оценка дифракционного предела диафрагмы

Сенсоры большего размера могут использовать меньшие диафрагмы, прежде чем кружок рассеивания станет больше, чем кружок нерезкости (определяется печатным размером и критериями резкости). Происходит это в первую очередь потому, что большие сенсоры не требуют настолько большого увеличения зафиксированного ими изображения для получения аналогичного печатного размера. Например, если использовать (теоретически) цифровой сенсор размером 20x25 см, отпечатки размером 8x10 см вообще не потребуют увеличения, тогда как отпечаток с сенсора 35 мм потребовал бы существенного увеличения.

Не забывайте, что усиление влияния дифракции происходит постепенно, так что диафрагмы несколько меньшие или большие полученного значения дифракционного предела не станут внезапно выглядеть лучше или хуже, соответственно. Используя Canon 20D, например, зачастую можно применять f/11 без заметных изменений резкости в фокальной плоскости, но если закрывать диафрагму сильнее, дифракция становится хорошо заметна. Далее, вышеприведенная цифра является всего лишь теоретическим пределом, в действительности значение будет также зависеть от характеристик объектива. Следующий онлайн калькулятор может быть использован для оценки дифракционного предела резкости. Учтите, что его результаты справедливы только для визуального контроля изображения на экране в масштабе 100% - то есть, различность дифракции в отпечатке будет также зависеть от расстояния просмотра и печатного размера.

Формула расчета - дифракционный предел диафрагмы определяется по размеру пикселя сенсора камеры. Ширина сенсора вычисляется через кружок нерезкости (Circle of Confusion, CoC) \[ W = \frac{\text{CoC}}{0{,}032} \times 36000 \text{ мкм} \] , где 0,032 мм - эталонный CoC для формата 35 мм, а 36000 - ширина кадра 35 мм в микронах. Размер пикселя равен \[ p = \frac{W}{\sqrt{r \cdot M \cdot 10^6}} \] , где r - соотношение сторон (4/3 для компактных камер, 3/2 для зеркальных), M - разрешение в мегапикселях. Дифракционный предел определяется как число диафрагмы, при котором диск Эйри достигает размера двух пикселей \[ N = \frac{2p}{2{,}44 \cdot \lambda} \] , где 2,44 - коэффициент Эйри (2,43932), а длина волны света принята за 510 нм (зелено-желтый, наибольшая чувствительность глаза).

Где применяется - знание дифракционного предела диафрагмы необходимо фотографам для получения максимально резких снимков. Съемка пейзажей, архитектуры и предметная фотография часто требуют малых диафрагм (большие f-числа) для увеличения глубины резкости, но при превышении дифракционного предела резкость начинает падать из-за дифракции света на краях диафрагмы. Калькулятор помогает найти оптимальный баланс между глубиной резкости и дифракционной потерей резкости для конкретной камеры.

Интересный факт - диск Эйри назван в честь британского астронома Джорджа Бидделла Эйри (1801-1892), который первым математически описал дифракционную картину от круглого отверстия в 1835 году. Диаметр центрального пятна этой картины равен 2,44 * lambda * N, где N - число диафрагмы (f-число). Получается, что при f/16 и длине волны 510 нм диск Эйри имеет диаметр около 20 мкм - это сопоставимо с размером пикселя современных полнокадровых камер с разрешением 24 МП (6 мкм), что делает дифракцию на f/16 уже заметной.