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高像素时代的风光拍法:什么是衍射现象

2015-12-14 08:16| 发布者: ooidea| 查看: 1485| 评论: 0

摘要: 一般来说缩小光圈可以增加景深。因此在拍摄富有纵深感的风景照片时,需要缩小光圈来使画面整体清晰锐利。然而如果过度缩小光圈,在合焦位置上反而会出现锐度降低的现象,这就是衍射现象。接下来将结合具体的照片介绍 ...
一般来说缩小光圈可以增加景深。因此在拍摄富有纵深感的风景照片时,需要缩小光圈来使画面整体清晰锐利。然而如果过度缩小光圈,在合焦位置上反而会出现锐度降低的现象,这就是衍射现象。接下来将结合具体的照片介绍衍射现象对画质的影响。
衍射现象对画质的影响

D810/AF-S 尼克尔 70-200mm f/2.8G ED VR/焦距:70mm/光圈优先自动(F2.8、1/200秒)/ISO 100/曝光补偿:-0.7EV/白平衡:晴天
此拍摄场景正是能体现高像素机型精细成像效果的场景。虽然拍摄时使用了最大光圈,但在合焦位置仍然获得了不错的锐度。接下来逐渐缩小光圈,看一看照片的清晰度能否逐渐提高。
检验衍射现象的影响

为了更准确地检验衍射现象的影响,故将相机固定在三脚架上进行拍摄。由于在无风条件下拍摄,因此也不会受到被摄体抖动的影响。使用手动对焦合焦,并将感光度设置为ISO 100。选择光圈优先自动并逐级改变光圈值。放大照片中黄框的部分并进行确认。

F2.8

F4

F5.6

F8

F11

F16

F22

为了让合焦位置的清晰度尽量高,一般将光圈缩小到F5.6至F8左右。对于这一场景,F8要比F5.6更加清晰。虽然以往衍射现象一般要在F16至F22才开始有所显现,但对于约3600万像素的FX格式机型以及约2400万像素的DX格式机型这样的高像素机型来说,衍射现象的影响会出现得更早。在示例照片中可以看到,从F11起衍射现象已经开始出现,光圈值提高至F16后开始变得明显,而提高到F22之后可以感受到照片的清晰度有明显的下降。虽然缩小光圈会降低快门速度,但在岩石部分并不会受到被摄体抖动影响,衍射效果一目了然。
为了让合焦位置的清晰度尽量高,一般将光圈缩小到F5.6至F8左右。对于这一场景,F8要比F5.6更加清晰。虽然以往衍射现象一般要在F16至F22才开始有所显现,但对于约3600万像素的FX格式机型以及约2400万像素的DX格式机型这样的高像素机型来说,衍射现象的影响会出现得更早。在示例照片中可以看到,从F11起衍射现象已经开始出现,光圈值提高至F16后开始变得明显,而提高到F22之后可以感受到照片的清晰度有明显的下降。虽然缩小光圈会降低快门速度,但在B的岩石部分并不会受到被摄体抖动影响,衍射效果一目了然。
衍射现象产生的原理
为什么高像素机型的衍射现象更加明显

与水一样,光也具有类似的波动性。想象河水从上游宽阔的河道通过堤坝上狭小的通道流向下游的场景。在堤坝上的水流通道的两侧会产生漩涡。一般来说当波从狭小的通道通过时,会在两侧向外绕。这就是衍射现象。光与水相同,通过狭小的光圈时也会产生衍射,一部分的光会绕向光圈背面。因此影响了在图像传感器上成像,使图像产生模糊。虽然衍射带来的模糊程度由光圈大小所决定,光圈越小越明显,但由于高像素机型像素更高,低像素下不明显的模糊也能清晰呈现,所以衍射现象也就更明显。
缩小光圈使衍射现象更加明显的原因

当波通过狭小的孔洞时,洞口越小,向外绕的效应就会越明显。由于相机镜头的光圈越小,光圈的通光量越小,因此衍射现象也会对画质造成更加显著的影响。虽然不同相机和镜头的组合效果各不相同,但从前面的图例中可以看到一般在F11左右衍射开始对画质有影响,而到F16以上则变得明显。另外,因为DX格式的高像素机型与FX格式的高像素机型的像素间距大致相同,因此受到衍射现象的影响也基本一样。
利用衍射现象抑制摩尔纹

D800E/AF-S 尼克尔 24-70mm f/2.8G ED/焦距:35mm/光圈优先自动(F5.6、1/500秒)/ISO 100/白平衡:晴天

使用消除低通滤镜效果的D800E拍摄的照片。照片中黄框部分产生了摩尔纹。在拍摄自然景观时一般不会出现摩尔纹,但在拍摄有规则图案的人工景观时偶尔会出现。
拜耳排列的图像传感器由于构造上的原因,拍摄一些被摄体时会出现摩尔纹。虽然可以为了抑制摩尔纹而配备低通滤镜,但却会损害图像的精细度。同时,像素越高摩尔纹就越少出现。所以现在的高像素机型倾向于在设计上使用令低通滤镜无效化或无低通滤镜的设计。因为自然景观中的被摄体一般没有规则性,用高像素机型拍摄可能出现摩尔纹的情况很少。然而需要细致地拍摄拥有一定规则性的都市景观中的被摄体时,有时确实会出现摩尔纹。这时如果利用衍射现象,有可能抑制摩尔纹的产生。

D800E/AF-S 尼克尔 24-70mm f/2.8G ED/焦距:35mm/光圈优先自动(F22、1/30秒)/ISO 100/白平衡:晴天

在与上例相同的条件下将光圈缩小至F22。由于衍射现象减弱了成像的清晰度,可以看到之前出现的摩尔纹被削弱了。虽然可能会损失一定的精细感,但也可以利用衍射现象应对摩尔纹的产生。


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