Pohybová neostrost v digitální fotografii.
Ve fotografii na citlivé fotografické vrstvy se přípustná pohybová neostrost odvozuje na základě rozměru přípustného rozptylového kroužku. Ten se zpravidla definuje jako zlomek ohniskové vzdálenosti snímacího objektivu f, např. f/2000. Tato hodnota tedy vymezuje přípustnou dráhu - s - předmětu, pohybujícího se ve vzdálenosti a v době expozice - t -: s ? v.t kde - v - je jeho rychlost. Tato vzdálenost, uražená předmětem v době expozice,
se při zobrazení zmenší v poměru a/f na hodnotu - s´-. Výše uvedené hodnotě f/2000 odpovídá zorný úhel neostrého obrazu 0,5 mrad, tj. v úhlových stupních 1´43". Přípustnému zornému úhlu 2´, tj. 0,582 mrad, odpovídá zlomek ohniskové vzdálenosti f/1719. Ohnisková vzdálenost fotografických objektivů např. u kompaktních přístrojů je 35 mm, u přístrojů APS 28 mm, tomu odpovídá přípustný rozptylový kroužek (f/2000) 0.0175 mm (tj.17,5 µm) nebo 0.014 mm (14 µm) u přístrojů APS. Tyto hodnoty leží dostatečně vysoko nad rozlišovací schopností fotografické vrstvy, abychom její vliv mohli zanedbat.U digitálních přístrojů je situace poněkud odlišná. U nich se pracuje s objektivy daleko kratších ohniskových vzdáleností, takže průměr přípustného rozptylového kroužku podle výše zvoleného kriteria značně klesne. Dále je třeba brát v úvahu to, že struktura snímacího obvodu nedosahuje rozlišení, srovnatelného s fotografickou vrstvou. To je nutno respektovat při úvahách o pohybové neostrosti v digitální fotografii. Rozbory rozliš
ení v digitální fotografii ukazují, že by přípustná neostrost neměla být větší, než rozteč snímacích plošek. Rovná se tedy rozměru snímací plošky citlivého obvodu tj. u čtvercové plošky se stranou - d -. Volba průměru rozptylového kroužku je tedy závislá na rozměru snímací plošky d a tedy podle velikosti obvodu i na jejich počtu - n -. Většina digitálních přístrojů je konstruována jako obdoba kompaktních přístrojů a ohnisková vzdálenost objektivu se přibližně rovná šířce obrazového políčka.Pro závislost dov
olené hodnoty s´ na počtu obrazových elementů snímacího obvodu n ukazuje, že počet horizontálních elementů q se při poměru stran formátu 0,75 rovná q = ?(n/0,75) = 1,155.?n . Konstanta závisí na poměru stran formátu, pro obvod SXGA s odlišným poměrem stran se rovná 1,111. Pro s´ platí: s´? f/q = 0,866.f/?n (u SXGA: 0,9). Z toho vyplývá, že pro obvod VGA je s´= f/640, SXGA - f/1272, UXGA - f/1600, obvod s 2,5 miliony pixel - f/1826 a obvod s 3 miliony pixel - f/2000, tj. rovná se hodnotě, využívané i ve fotografii na fotografické materiály. Je zřejmé, že pro obvody s vyšším počtem obrazových plošek již není třeba vycházet při určování velikosti kroužku neostrosti z rozteče obrazových plošek. Rozostření se může projevit jen při větším zvětšení obrazu.Další od
lišnost digitálního snímku od fotografie na fotochemické materiály je v tom, že rozmazání obrazu nebude mít plynulý, nýbrž stupňovitý charakter. To se projeví např. na rozostření pozadí při sledování pohybujícího se objektu, jehož zobrazení se bude lišit od toho, které bychom dostali na fotochemické citlivé vrstvě a na které jsme zvyklí. Nehraje to podstatnou úlohu, jen se obraz jeví odlišně, než jak jsme zvyklí ho vidět na fotografických snímcích. Důvodem je to, že při přechodu rozhraní přes jednotlivé obrazové plošky se na každé z nich akumuluje diskretní náboj, závislý na expozici, na sousední jiný a zobrazení jeví přetržitý charakter. Jednoduchý příklad přechodu rozhraní v době expozice přes tři obrazové elementy ukazuje, jak se na nich rozloží expozice a tady i akumuluje náboj, který je signálem zobrazení.Aplikace těchto úvah v praxi je vázána na možnost volby doby expozice, zajišťující pohybové rozostření pod mezní hodnotou. Většina digitálních přístrojů je však vybavena expoziční automatikou, která nejen že nedovoluje předvolbu expozice, nýbrž ani dobu expozice či nastavenou clonu neindikuje. Teprve až se i v tomto směru přiblíží digitální přístroje fotografickým kamerám, bude možno závěry této úvahy využívat. Ale to již bude asi běžný takový počet ob
razových elementů snímacího obvodu, při kterém bude možno vliv digitálního snímání zanedbat.Texty k obrázkům:
Obr. 1. Základní vztahy pro odvození pohybové neostrosti.
Obr. 2. Stupňovitý charakter pohybově rozostřeného digitálního obrazu.
Obr. 3. Snímek z
ískaný sledováním objektu s pohybově rozostřeným pozadím.