Эстетика размытия в фотографии: эффект боке.

Введение

Эстетическое качество размытия в нерезких частях изображения

В фотографии боке (англ. bokeh /ˈboʊkə/ или /ˈboʊkeɪ/) — это эстетическое качество размытия, создаваемого в нерезких частях изображения, вызванное кругами нерезкости. Боке также определяется как "способ, которым объектив отображает не находящиеся в фокусе источники света". Различия в аберрациях объектива и форме диафрагмы приводят к различным эффектам боке. Фотографы могут намеренно использовать технику малой глубины резкости для создания изображений с выраженными нерезкими областями, подчеркивая боке своего объектива. Боке часто наиболее заметно вокруг небольших фоновых бликов, таких как зеркальные отражения и источники света, поэтому оно часто ассоциируется с такими областями. С дополнительными значениями и нюансами: относится к размытости, туманности или отсутствию резкости, в то время как и написания относятся к умственной заторможенности, растерянности, инфантильности, старческому слабоумию или притворству. (時差ボケ) (буквально, "туман из-за разницы во времени") — термин для обозначения джетлага. (寝ぼける) — глагол, обозначающий действия или состояние полусонного человека или состояние дремоты. означает делать вид, что не понимаешь, а — это невозмутимое выражение лица (покерфейс). Связанный термин (暈かし) означает намеренное размытие или градиент; это существительная форма переходного глагола (暈す), означающего сделать что-то размытым, а не быть размытым само по себе.

Использование за границей

Английское написание "bokeh" стало популярным в 1997 году в журнале Photo Techniques, когда Майк Джонстон, редактор журнала в то время, заказал три статьи на эту тему для выпуска на май/июнь 1997 года; он изменил написание, чтобы подсказать правильное произношение для носителей английского языка, пояснив, что "правильное произношение – "бо" как в слове "bone" и "ке" как в слове "Kenneth", с равным ударением на оба слога". Написание "bokeh" и "boke" использовалось как минимум с 1996 года, когда Мерклингер предложил "или "Bokeh", если вам так больше нравится". Термин "bokeh" впервые появился в книгах по фотографии уже в 1998 году.

Боке и дизайн линзы

Хотя это трудно количественно оценить, у некоторых объективов субъективно более приятная размытость фона. "Хороший" боке особенно важен для макро- и длиннофокусных объективов, поскольку они обычно используются в ситуациях, создающих малую глубину резкости. Хороший боке также важен для среднефокусных телеобъективов (обычно 85–150 мм в формате 35 мм). При использовании в портретной фотографии (для их "естественной" перспективы) фотограф обычно стремится к малой глубине резкости, чтобы объект резко выделялся на фоне размытого заднего плана. Характеристики боке можно оценить, изучая круг нерезкости изображения. В областях, не находящихся в фокусе, каждая точка света превращается в изображение диафрагмы, как правило, в более или менее круглый диск. В зависимости от коррекции сферической аберрации объективом, диск может быть равномерно освещен, ярче у края или ярче в центре. Хорошо известный объектив, демонстрировавший последнюю характеристику "мыльных пузырей", был выпущен компанией Hugo Meyer & Co., недавно возрожденной Meyer Optik Görlitz. Объективы с плохой коррекцией сферической аберрации будут показывать один тип диска для точек, находящихся вне фокуса перед плоскостью фокусировки, и другой тип – для точек позади нее. Это может быть даже желательно, поскольку круги размытия, более темные у краев, создают менее четкие формы, которые плавно сливаются с окружающим изображением. Форма диафрагмы также влияет на субъективное качество боке. Для традиционных конструкций объективов (с лепестковыми диафрагмами) при закрытии диафрагмы до значений меньше максимальной (минимальное число f) точки, не находящиеся в фокусе, размываются в многоугольную форму, образованную лепестками диафрагмы. Это наиболее заметно, когда объектив создает боке с четкими краями. Поэтому некоторые объективы имеют много лепестков диафрагмы и/или лепестки с изогнутыми краями, чтобы диафрагма больше походила на круг, а не на многоугольник. Minolta была пионером в продвижении и выпуске объективов с почти идеально круглой диафрагмой с 1987 года, но большинство других производителей теперь предлагают объективы с диафрагмами оптимизированной формы, по крайней мере, для портретной съемки. В отличие от этого, катадиоптрический телеобъектив создает боке, напоминающее пончики, поскольку его вторичное зеркало блокирует центральную часть отверстия диафрагмы. В последнее время фотографы используют форму боке, создавая простую маску из картона с формами, такими как сердца или звезды, которые они хотят видеть в боке, и помещая ее перед объективом. Часто утверждается, что объективы с диафрагмой, состоящей из 11, 12 или 15 лепестков, превосходны по качеству боке. Благодаря этому объективам не нужно достигать открытой диафрагмы, чтобы получить более округлые (а не многоугольные) круги размытия. В прошлом объективы с большой диафрагмой (f/2, f/2.8) были очень дорогими из-за сложного математического расчета и производственного мастерства, необходимых в то время, когда все вычисления и изготовление стекла выполнялись вручную. Leica могла достичь хорошего боке при f/4.5. Сегодня гораздо проще изготовить объектив f/1.8, и 9 лепестков диафрагмы на f/1.8 достаточно для 85-мм объектива, чтобы добиться отличного боке. Некоторые производители объективов, включая Nikon, Minolta и Sony, производят объективы со специальными элементами управления для изменения отображения областей, не находящихся в фокусе. Объективы Nikon 105 mm DC Nikkor и 135 mm DC Nikkor (DC означает "Defocus Control") имеют кольцо управления, которое позволяет перекорректировать или недокорректировать сферическую аберрацию для изменения боке перед и за плоскостью фокусировки. Minolta/Sony STF 135 mm f/2.8 [T4.5] (STF означает smooth trans focus) – это объектив, специально разработанный для создания приятного боке. Можно выбрать между двумя диафрагмами: одна с 9 лепестками, а другая – с 10. Для смягчения краев диафрагмы используется аподизационный фильтр, что приводит к плавной размытости с постепенно исчезающими кругами. Эти качества сделали его единственным объективом такого рода на рынке с момента его выпуска в 1999 году до 2014 года. В 2014 году Fujifilm анонсировала объектив, использующий аналогичный аподизационный фильтр в объективе Fujinon XF 56mm F1.2 R APD. Sony добавила Sony FE 100 mm F2.8 STF GM OSS в 2017 году. "Sigma YS System Focusing" 135 mm f/2.8 также имеет дополнительный компонент, который можно перемещать вручную, для компенсации аберраций на близких расстояниях фокусировки. Его можно использовать и для управления дефокусом. В 2015 году Meyer Optik USA Inc. запустила кампанию на Kickstarter для производства Trioplan f2.9/50, нового объектива, основанного на оригинальном объективе Hugo Meyer & Co.; оба объектива демонстрируют характерное боке "мыльных пузырей". Использование анаморфотных объективов приводит к тому, что боке выглядит по-разному по горизонтальной и вертикальной осям объектива, становясь эллипсовидным по сравнению с боке сферического объектива. В 2016 году Apple Inc. выпустила iPhone 7 Plus, который может делать снимки в режиме "Портрет" (эффект, похожий на боке). Samsung Galaxy Note 8 имеет аналогичный эффект. Оба этих телефона используют две камеры для обнаружения краев и создания "карты глубины" изображения, которую телефон использует для размытия областей, не находящихся в фокусе. Другие телефоны, такие как Google Pixel, используют только одну камеру и машинное обучение для создания карты глубины. В 2017 году Vivo выпустила смартфон с двумя фронтальными камерами для селфи с боке. Первая, 20-мегапиксельная камера, использует сенсор 1/2.78" с диафрагмой f/2.0, а вторая, 8-мегапиксельная камера с диафрагмой f/2.0, захватывает информацию о глубине. Боке создается комбинацией обеих камер, и снимки можно перефокусировать даже после их захвата, добавляя эффекты боке с разной глубиной. В начале 2018 года смартфон Honor 9 Lite был выпущен с четырьмя камерами (двумя двойными камерами). Как передняя, так и задняя камеры имеют основную 13-мегапиксельную камеру и 2-мегапиксельную камеру для захвата информации о глубине боке.

Though difficult to quantify, some lenses have subjectively more pleasing out of focus areas. "Good" bokeh is especially important for macro lenses and long telephoto lenses, because they are typically used in situations that produce shallow depth of field. Good bokeh is also important for medium telephoto lenses (typically 85–150 mm on 35 mm format). When used in portrait photography (for their "natural" perspective), the photographer usually wants a shallow depth of field, so that the subject stands out sharply against a blurred background. Bokeh characteristics may be quantified by examining the image's circle of confusion. In out of focus areas, each point of light becomes an image of the aperture, generally a more or less round disc. Depending on how a lens is corrected for spherical aberration, the disc may be uniformly illuminated, brighter near the edge, or brighter near the center. A well known lens that exhibited the latter "soap bubble" characteristic was that produced by Hugo Meyer & Co., more recently revived by Meyer Optik Görlitz. Lenses that are poorly corrected for spherical aberration will show one kind of disc for out of focus points in front of the plane of focus, and a different kind for points behind. This may actually be desirable, as blur circles that are dimmer near the edges produce less defined shapes which blend smoothly with the surrounding image. The shape of the aperture has an influence on the subjective quality of bokeh as well. For conventional lens designs (with bladed apertures), when a lens is stopped down smaller than its maximum aperture size (minimum f number), out of focus points are blurred into the polygonal shape formed by the aperture blades. This is most apparent when a lens produces hard edged bokeh. For this reason, some lenses have many aperture blades and/or blades with curved edges to make the aperture more closely approximate a circle rather than a polygon. Minolta has been on the forefront of promoting and introducing lenses with near ideal circular apertures since 1987, but most other manufacturers now offer lenses with shape optimized diaphragms, at least for the domain of portraiture photography. In contrast, a catadioptric telephoto lens renders bokehs resembling doughnuts, because its secondary mirror blocks the central part of the aperture opening. Recently, photographers have exploited the shape of the bokeh by creating a simple mask out of card with shapes such as hearts or stars, that the photographer wishes the bokeh to be, and placing it over the lens. Lenses with 11, 12, or 15 blade iris diaphragms are often claimed to excel in bokeh quality. Because of this, the lenses do not need to reach wide apertures to get better circles (instead of polygons). In the past, wide aperture lenses (f/2, f/2.8) were very expensive, due to the complex mathematical design and manufacturing know how required, at a time when all computations and glass making were done by hand. Leica could reach a good bokeh at f/4.5. Today it is much easier to make an f/1.8 lens, and a 9 bladed lens at f/1.8 is enough for an 85mm lens to achieve great bokeh. Some lens manufacturers including Nikon, Minolta, and Sony make lenses designed with specific controls to change the rendering of the out of focus areas. The Nikon 105 mm DC Nikkor and 135 mm DC Nikkor lenses (DC stands for "Defocus Control") have a control ring that permits the overcorrection or undercorrection of spherical aberration to change the bokeh in front of and behind the focal plane. The Minolta/Sony STF 135 mm f/2.8 [T4.5] (with STF standing for smooth trans focus) is a lens specifically designed to produce pleasing bokeh. It is possible to choose between two diaphragms: one with 9 and another with 10 blades. An apodization filter is used to soften the aperture edges which results in a smooth defocused area with gradually fading circles. Those qualities made it the only lens of this kind on the market from its introduction in 1999 to 2014. In 2014 Fujifilm announced a lens utilizing a similar apodization filter in the Fujinon XF 56mm F1.2 R APD lens. Sony added the Sony FE 100 mm F2.8 STF GM OSS in 2017. The 'Sigma YS System Focusing' 135 mm f/2.8 also has an extra manually moved component, intended to compensate for aberration at close focus distances. It can be re purposed for defocus control. In 2015, Meyer Optik USA Inc. launched a Kickstarter campaign to produce the Trioplan f2.9/50, a new lens based on one originally produced by Hugo Meyer & Co.; both lenses exhibit a characteristic "soap bubble" bokeh. The use of anamorphic lenses will cause bokeh to appear differently along the horizontal and vertical axes of the lens, becoming ellipsoidal compared to those in a spherical lens. In 2016, Apple Inc. released the iPhone 7 Plus which can take pictures with "Portrait Mode" (a bokeh like effect). Samsung's Galaxy Note 8 has a similar effect available. Both of these phones use dual cameras to detect edges and create a "depth map" of the image, which the phone uses to blur the out of focus portions of the photo. Other phones, like the Google Pixel, only use a single camera and machine learning to create the depth map. In 2017, Vivo released a smartphone with dual front lenses for selfies with bokeh. The first, a 20 MP lens, uses a 1/2.78" sensor with f/2.0 aperture, while the second, an 8 MP f/2.0 lens, captures depth information. Bokeh can be made with a combination of both lenses, and shots can be refocused even after they are captured, adding bokeh effects with different depths. In early 2018, the Honor 9 Lite smartphone was released with quad cameras (two dual lens). Both the front and back cameras have a 13MP main lens and a 2MP lens for capturing bokeh depth information.

Эмуляция

Боке можно моделировать, свертывая изображение с ядром, соответствующим изображению точечного источника вне фокуса, полученному с помощью реальной камеры. В отличие от обычной свертки, эта свертка имеет ядро, зависящее от расстояния до каждой точки изображения и, по крайней мере в принципе, должно включать точки изображения, заслоненные объектами на переднем плане. Боке – это не просто размытие. В первом приближении, размытие дефокуса – это свертка с использованием однородного диска, операция, более требовательная к вычислительным ресурсам, чем «стандартное» гауссово размытие; первое создает четкие круги вокруг ярких участков, в то время как второе дает гораздо более мягкий эффект. Дифракция может изменять эффективную форму размытия. Некоторые графические редакторы имеют для этого фильтр, обычно называемый «Lens Blur». Для точного моделирования боке необходимо выполнять размытие в линейном HDR-пространстве. Для изображений с низким динамическим диапазоном можно использовать искусственную нейронную сеть для восстановления HDR-освещения. Предложен альтернативный механический способ создания боке в камерах с малой апертурой, таких как компактные или камеры мобильных телефонов, – дестабилизация изображения, при которой и объектив, и сенсор перемещаются для поддержания фокуса на одной фокальной плоскости, одновременно размывая соседние. В настоящее время этот эффект создает размытие только по одной оси. Некоторые современные цифровые камеры имеют функции боке, которые делают несколько снимков с разными значениями диафрагмы и фокусировки, а затем вручную объединяют их в одно изображение. Более продвинутые системы боке используют аппаратное обеспечение с двумя сенсорами: один сенсор делает снимок как обычно, а другой записывает информацию о глубине. Эффект боке и перефокусировка могут быть применены к изображению уже после съемки.

Другие применения

В 2009 году исследовательская группа из MIT Media Lab продемонстрировала, что эффект боке можно использовать для создания практически невидимых штрих-кодов, или бокодов. Используя штрих-коды размером всего 3 мм с небольшой линзой над ними, при просмотре не в фокусе через обычную камеру, сфокусированную на бесконечность, результирующее изображение становится достаточно большим для сканирования информации, содержащейся в штрих-коде.