Дифракция в фотографии. Избегаем падения резкости на фото

С таким оптическим явлением, как дифракция, фотографы встречаются довольно часто. В отличие от прочих искажений, таких как дисторсия или хроматические аберрации, дифракция свойственна в равной мере любому объективу и полностью устранить её невозможно. В этой статье мы рассмотрим проблему дифракции на практике.

Дифракция — это оптический эффект, при котором снижается резкость фотографии независимо от того, сколько у вашей камеры мегапикселей и какова резкость используемого объектива. Если обычно лучи света распространяются по прямой, то проходя через маленькое отверстие (закрытая диафрагма объектива), они начинают рассеиваться. При этом луч формирует на фото не точку, а круг — так называемый диск Эйри. Чем сильнее закрываем диафрагму, тем заметнее становится дифракция, поскольку каждая точка изображения перестает быть точкой.

Заметить дифракцию невооружённым глазом можно тогда, когда размер диска Эйри станет сопоставим с размером одного пикселя на матрице — это дифракционный предел.

Изучим серию тестовых фотографий, снятых на Nikon D3400. Этот недорогой аппарат с матрицей формата APS-C имеет высокое разрешение (24 Мп), поэтому мы сможем оценить все детали на фото, а заодно отчётливо увидим появление дифракции. Ниже приведены фрагменты снимка со 100% увеличением.

Удобно оценивать резкость кадров, например, по знаку пешеходного перехода. Видно, что детализация начинает снижаться уже после f/8 и критически падает к f/14. Чем сильнее закрыта диафрагма, тем меньше деталей остаётся на снимке.

По тестовым фото видно, что дифракционный предел на Nikon D3400 находится в районе f/8; далее заметна дифракция.

Рассмотрим на примере Nikon Z 7, как в подобных ситуациях ведут себя полнокадровые матрицы. Казалось бы, на 45-мегапиксельной матрице Nikon Z 7 дифракция должна сказываться очень серьёзно — ведь у неё очень высокое разрешение. Однако плотность пикселей у этой матрицы всё ещё ниже, чем у 24-мегапиксельного кропа. Рассчитать это легко — достаточно разделить количество мегапикселей на площадь матрицы.

Итак, сравним на практике пары тестовых изображений, сделанных при f/8 и при f/16 на кропе и на 45-мегапиксельном полном кадре.

Видно, что даже на закрытых диафрагмах полнокадровый аппарат обеспечивает лучшую детализацию. Особенно показателен пример на f/16: на кроп-матрице картинка уже фактически нерабочая, а полнокадровый снимок ещё вполне можно использовать.

Дифракция и практика съёмки

Начинающему фотографу может быть непонятно, зачем вообще закрывать диафрагму настолько сильно, чтобы на фото начинала влиять дифракция. Однако есть ряд причин, по которым приходится пользоваться закрытыми диафрагмами.

Первая и основная — увеличение глубины резкости. Во многих направлениях фотографии необходимо показать резкими все объекты на фото, уложив их в ГРИП. Глубина резкости регулируется диафрагмой, и подчас приходится её сильно закрывать, чтобы, например, в кадре резко показать цветок на переднем плане и горы на заднем. В таких случаях лучше небольшое снижение резкости из-за дифракции, чем просто не резкий передний или задний план.

Но не спешите закрывать диафрагму до упора. Научитесь сначала рассчитывать и рационально использовать её значения. Так, в пейзажной, архитектурной и интерьерной фотографии используются различные приёмы фокусировки и работы с ГРИП. Один из них — наводка на гиперфокальное расстояние.

Пожалуй, каждый фотограф сам для себя должен определить тот уровень снижения резкости, на который он готов пойти. Я, например, фотографируя на полнокадровую 45-мегапиксельную камеру, определил для себя в качестве максимального значения f/16. Снимая на кроп, где дифракция сказывается раньше, я предпочитаю не закрываться более чем на f/11.

Аналогичная проблема возникает при съёмке небольших предметов и в макросъёмке, где после f/8 только начинается рабочий диапазон диафрагм. Поскольку съёмка ведётся на малой дистанции, глубина резкости также крайне мала. Поэтому, чтобы показать объект полностью резким, приходится серьёзно закрывать диафрагму. Тут лучше пренебречь дифракцией, но добиться нужной ГРИП, чем получить просто нерезкий кадр из-за недостатка глубины резкости.

Но глубину резкости невозможно расширять бесконечно. Часто при съёмке небольших предметов, вместо того, чтобы сильно закрывать диафрагму, пользуются фокус-стекингом. Иногда этот приём применяют и при съёмке интерьеров, пейзажа. Суть его в том, что делается несколько кадров с фокусировкой на разных дистанциях, а потом результат сводится воедино на компьютере. Этот приём помогает избежать негативного влияния дифракции и при этом расширить глубину резкости вплоть до бесконечности. Фотокамеры Nikon D850, Nikon Z 7 и Nikon Z 6 имеют встроенную функцию фокус-стекинга. О ней и о самом приёме отдельная статья на нашем сайте.

Вторая причина, по которой сильно закрывают диафрагму, — стремление добиться идеальной резкости и отсутствия искажений в кадре. На открытых диафрагмах объективы могут давать далёкую от идеала картинку — с нерезкими краями и обилием хроматических аберраций. Победить это легко — достаточно прикрыть диафрагму. Если же объектив изначально имеет светосилу, скажем, f/5,6, что характерно для бюджетной оптики, то его придётся крутить до f/8– f/11, чтобы получить достойную резкость. Уж лучше пусть на фото немного скажется дифракция, но при этом мы уберём все искажения со стороны объектива.

Когда не стоит закрывать диафрагму. Часто фотографы закрывают до упора диафрагму в стремлении поснимать на длинных выдержках размытые огни автомобилей или воду в горном ручье… И получают некачественные изображения. Да, выдержка удлиняется, когда диафрагма закрыта, но даже при f/22 при дневном освещении она вряд ли станет достаточно длинной, чтобы можно было эффективно работать с размытием движения. Чтобы эффективно работать с длинными выдержками, необходимы нейтрально-серые фильтры. Также очень помогает, когда в камере есть очень низкие ISO. Например в Nikon D810, Nikon D850 и Nikon Z 7 есть возможность опустить светочувствительность до ISO 32.

А ещё не надо чрезмерно закрывать диафрагму в погоне за звездами вокруг точечных источников света — фонарей, солнца, так как эффектные лучи на большинстве объективов формируются уже при f/11–f/14.

Подытожим. На современных кропах резкость изображения снижается уже после f/11, на полном кадре — после f/14–f/16. Из-за меньшей плотности пикселей на матрице полнокадровые камеры (даже многомегапиксельные) дают качественное, детализированное изображение даже на закрытых диафрагмах, поэтому бояться какой-то особенно страшной дифракции в практической работе не стоит. Работать на закрытых диафрагмах можно и иногда необходимо. Просто делать это надо осознанно и не злоупотреблять съёмкой на закрытой до предела диафрагме.