Диафрагма в оптике: тонкая пластина с отверстием, регулирующая световой поток в объективе. Узнайте о роли и типах диафрагм для контроля яркости и изображения.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Тонкая непрозрачная структура с отверстием (апертурой) в центре.
Thin opaque structure with an opening (aperture) at its center
В оптике диафрагма представляет собой тонкую непрозрачную структуру с отверстием (апертурой) в центре. Функция диафрагмы заключается в преграждении пути света, за исключением света, проходящего через апертуру. Поэтому её также называют стопом (апертурным стопом, если она ограничивает яркость света, достигающего фокальной плоскости, или стопом поля или стопом рассеяния для других применений диафрагм в объективах). Диафрагма располагается на пути света в линзе или объективе, а размер апертуры регулирует количество света, проходящего через линзу. Центр апертуры диафрагмы совпадает с оптической осью линзовой системы. Большинство современных камер используют регулируемый тип диафрагмы, известный как ирисовая диафрагма, которую часто называют просто ирисом. Подробности о фотографическом эффекте и системе количественной оценки изменения апертуры в диафрагме см. в статьях об апертуре и число f.
In optics, a diaphragm is a thin opaque structure with an opening (aperture) at its center. The role of the diaphragm is to stop the passage of light, except for the light passing through the aperture. Thus it is also called a stop (an aperture stop, if it limits the brightness of light reaching the focal plane, or a field stop or flare stop for other uses of diaphragms in lenses). The diaphragm is placed in the light path of a lens or objective, and the size of the aperture regulates the amount of light that passes through the lens. The centre of the diaphragm's aperture coincides with the optical axis of the lens system. Most modern cameras use a type of adjustable diaphragm known as an iris diaphragm, and often referred to simply as an iris. See the articles on aperture and f number for the photographic effect and system of quantification of varying the opening in the diaphragm.
Диафрагмы радужной оболочки глаза против других типов
Естественная оптическая система, имеющая диафрагму и апертуру, – это человеческий глаз. Радужная оболочка – это диафрагма, зрачок – это апертура. В человеческом глазу радужная оболочка может как сужаться, так и расширяться, что изменяет размер зрачка. Неудивительно, что фотообъектив, способный непрерывно изменять размер своей апертуры (отверстие в середине кольцевой структуры), известен как диафрагма радужной оболочки. Диафрагма радужной оболочки позволяет уменьшить количество света, попадающего на детектор, уменьшая апертуру, обычно с помощью «лепестков» или «ножей», образующих круг. В первые годы фотографии объектив мог быть оснащен одним из набора взаимозаменяемых диафрагм, часто в виде латунных полосок, известных как Waterhouse stops или диафрагмы Уотерхауса. Диафрагма радужной оболочки в большинстве современных фото- и видеокамер регулируется подвижными лезвиями, имитируя радужную оболочку глаза. Диафрагма имеет от двух до двадцати лезвий (при этом большинство объективов сегодня имеют от пяти до десяти лезвий), в зависимости от цены и качества устройства, в котором она используется. Прямые лезвия приводят к многоугольной форме отверстия диафрагмы, а изогнутые – к улучшению округлости апертуры. На фотографии количество лезвий диафрагмы можно определить, подсчитав количество дифракционных лучей, сходящихся от источника света или яркого отражения. Для нечетного числа лезвий количество лучей вдвое больше количества лезвий. В случае четного числа лезвий два луча на лезвие будут перекрываться, поэтому количество видимых лучей будет равно количеству лезвий в используемой диафрагме. Это наиболее заметно на фотографиях, сделанных в темноте с небольшими яркими точками, например, на ночных городских пейзажах. Некоторые камеры, такие как Olympus XA или объективы, такие как MC Zenitar ME1, используют двухлопастную диафрагму с лезвиями под прямым углом, создающими квадратную апертуру. Аналогично, не находящиеся в фокусе точки света (круги рассеяния) выглядят как многоугольники с таким же количеством сторон, как и лезвия апертуры. Если размытый свет имеет круглую форму, то можно заключить, что апертура либо круглая, либо изображение было снято с полностью открытой диафрагмой (с лезвиями, убранными в стороны объектива, позволяя внутренней кромке корпуса объектива фактически стать радужной оболочкой). Форма отверстия диафрагмы напрямую связана с внешним видом размытых областей изображения, называемых боке. Более круглое отверстие создает более мягкие и естественные области вне фокуса. Некоторые объективы используют диафрагмы специальной формы для создания определенных эффектов. Это включает в себя диффузионные диски или решетчатые апертуры Rodenstock Tiefenbildner Imagon, Fuji и Sima soft focus lenses, секторную апертуру Seibold's Dreamagon или круговой аподизирующий фильтр в объективах Minolta/Sony Smooth Trans Focus или Fujifilm APD. Некоторые современные автоматические камеры «мыльницы» вообще не имеют диафрагмы и имитируют изменение апертуры с помощью автоматического ND-фильтра. В отличие от настоящей диафрагмы, это не влияет на глубину резкости. Настоящая диафрагма, когда она закрыта сильнее, увеличивает глубину резкости (то есть заставляет фон и объект одновременно выглядеть более резкими), а при открытии диафрагмы глубина резкости уменьшается (то есть фон и передний план все меньше и меньше находятся в одной и той же плоскости фокусировки).
A natural optical system that has a diaphragm and an aperture is the human eye. The iris is the diaphragm, the pupil is the aperture. In the human eye, the iris can both constrict and dilate, which varies the size of the pupil. Unsurprisingly, a photographic lens with the ability to continuously vary the size of its aperture (the hole in the middle of the annular structure) is known as an iris diaphragm. An iris diaphragm can reduce the amount of light that hits a detector by decreasing the aperture, usually with "leaves" or "blades" that form a circle. In the early years of photography, a lens could be fitted with one of a set of interchangeable diaphragms, often as brass strips known as Waterhouse stops or Waterhouse diaphragms. The iris diaphragm in most modern still and video cameras is adjusted by movable blades, simulating the iris of the eye. The diaphragm has two to twenty blades (with most lenses today featuring between five and ten blades), depending on price and quality of the device in which it is used. Straight blades result in polygon shape of the diaphragm opening, while curved blades improve the roundness of the iris opening. In a photograph, the number of blades that the iris diaphragm has can be guessed by counting the number of diffraction spikes converging from a light source or bright reflection. For an odd number of blades, there are twice as many spikes as there are blades. In case of an even number of blades, the two spikes per blade will overlap each other, so the number of spikes visible will be the number of blades in the diaphragm used. This is most apparent in pictures taken in the dark with small bright spots, for example night cityscapes. Some cameras, such as the Olympus XA or lenses such as the MC Zenitar ME1, however, use a two bladed diaphragm with right angle blades creating a square aperture. Similarly, out of focus points of light (circles of confusion) appear as polygons with the same number of sides as the aperture has blades. If the blurred light is circular, then it can be inferred that the aperture is either round or the image was shot "wide open" (with the blades recessed into the sides of the lens, allowing the interior edge of the lens barrel to effectively become the iris). The shape of the iris opening has a direct relation with the appearance of the blurred out of focus areas in an image called bokeh. A rounder opening produces softer and more natural out of focus areas. Some lenses utilize specially shaped diaphragms in order to create certain effects. This includes the diffusion discs or sieve aperture of the Rodenstock Tiefenbildner Imagon, Fuji and Sima soft focus lenses, the sector aperture of Seibold's Dreamagon, or the circular apodization filter in the Minolta/Sony Smooth Trans Focus or Fujifilm APD lenses. Some modern automatic point and shoot cameras do not have a diaphragm at all, and simulate aperture changes by using an automatic ND filter. Unlike a real diaphragm, this has no effect on depth of field. A real diaphragm when more closed will cause the depth of field to increase (i. e., cause the background and the subject to both appear more in focus at the same time) and if the diaphragm is opened up again the depth of field will decrease (i. e., the background and foreground will share less and less of the same focal plane).