Вычисление выдержки для получения максимальной резкости

Пипл, я тут вывел формулу для вычисления минимально необходимой выдержки для получения максимально резкого изображения движущегося объекта (без смаза то есть). Не бейте тухлыми помидорами если что не то, конечно я мог ошибится где-то. Формулу нужно проверить, может кто хочет тест провести или эмпирические результаты сопоставить по ней. Задача возникла после прочтения темыhttps://foto.ru/forums/general/studijnaya-semka-i-oborudovanie/331820 и попыток сфотографировать падающую каплю. Захотелось посчитать необходимую выдержку и прикинуть насколько можно получить хорошие результаты на имеющейся технике (понятно что генератор за несколько тысяч уе я покупать не буду, а вспышку с минимально коротким импульсом собирать дело муторное). А вот отодвинуть камеру от капельки подальше - это можно. Уменьшить скорость падения капельки - тоже можно. Учесть допустимый кружок нерезкости с учетом размера отпечатка - тоже можно. Ну вот и возникла необходимость расчета.

Формула такая: (V*P*Lm)/(Sm*r*Ao)

,где:

V - линейная скорость движения объекта в м/с
P - коэффициент, количество градусов в 1 радиане (приблизительно 57.32)
Lm - Длина (или ширина) светочувствительного элемента. Если объект перемещается вдоль кадра, значит берем длину, если поперек - ширину. Можно брать в пикселах, а можно в миллиметрах.
Sm - длина пути изображения объекта на матрице, максимально допустимая с учетом параметров просмотра. В простейшем варианте - это размер кружка нерезкости. Если учитываем еще и размеры отпечатка\расстояние просмотра - можно вносить коррективы. Если длину\ширину светочувствительного элемента брали в мм, то этот параметр тоже в мм надо указывать. Т.е. 0.03 для цифровых камер типа 30d Если же длину\ширину светочувствительного элемента брали в пикселах, то этот параметр нужно указывать в пикселах. Т.е. 4 пиксела для той же 30d (потому что в 0.03 мм где-то 4 пиксела при разрешении 30d)
r - расстояние до объекта съемки. (Эр потому что угловая скорость расчитывается из радиуса) :)
Ао - альфа "о". Угол обзора объектива при заданном фокусном расстоянии. В градусах. Можно в радианах, тогда коэффициент P исключаем.

да, на выходе формулы получаем число выдержки. Т.е если получилось 245.34 - значит требуемая выдержка не длиннее 1/245.34 т.е. 1/250

...да забыли про овраги.

Цитата:

от: Machu Picchu
я тут вывел формулу для вычисления минимально необходимой выдержки для получения максимально резкого изображения

длина пути изображения объекта на матрице - во время экспозиции называется смазом изображения .
Попробуй представить формулу линейными величинами, вместо угловых величин использовать отношения дистанции съемки и ФР объектива (масштаба). Т.е связать величину смаза с линейной скоростью объекта (учитывая, что траектория объекта не всегда перпендикулярна оси объектива) через масштаб изображения.
Линейные величины легче представить и легче просчитать.

PS: и прошу учесть, я не "пипл".

Цитата:

от: Machu Picchu

Уменьшить скорость падения капельки - тоже можно.

Это как? Антигравитация чтоле :D

Выержка на фотоаппарате ограничена выдержкой синхронизации (см. мануал) и меньше ставить бессмысленно, ничего не "заморозится" смаз все равно останется. Нужна камера с электронным затвором или мыльница. :D
Не хочешь возиться с генератором или паять вспышку не надо, купи самую дешевую, она должна быть маломощной, а значит, скорее всего, ее импульс итак будет коротким и развлекайся.

На этом сайте надо зарегистрироваться.
http://www.demiart.ru/forum/index.php?s=7af50bb5623ef3d7cd3e013be18cb416&showtopic=11097
Тема капелек там раскрыта.

[quot]Это как? Антигравитация чтоле :D [/quot]

если речь идет об одиночной капле, как в моем эксперименте, то нужно капнуть ниже, и скорость будет меньше.

Только что вот понял, что меня смущает что результат прямо пропорционален размеру светочувствительного элемента... Никак не могу это осознать. Вот если брать в пикселах - то все логично, чем больше пикселов, тем больше получится знаменатель выдержки, тем короче выдержка. Логично, т.к. если мы считаем пятно нерезкости в пикселах, то при увеличении количества пикселов на единицу длины матрицы уменьшается их размер, а значит и длина проходимого объектом на матрице пути распространяется на бОльшем количестве пикселов. Это означает что мы выходим за пределы установленного лимита пикселов в кружке нерезкости. Все понятно и логично. А вот если брать миллиметры... То получается что чем больше пленка - тем короче должна быть выдержка. Вот этот косяк я не пойму как осмыслить...


зы, нет, кажется дошло :) Поправьте если что. Если речь идет о физическом размере в единицах длины, то увеличение или уменьшение размера элемента не играет роли поскольку размер получаемого изображения жестко связан с размером ФР объектива (угла зрения). Таким образом даже если мы увеличим матрицу в два раза при неизменном ФР - изображение все равно будет формироваться на той части матрицы, на которой и было изначально. А остальная часть матрицы останется попросту неэкспонированной. Этакий кроп наоборот. Получается, что при расчете физических размеров параметр Lm будет жестко связан с ФР и все вместе это даст коэффициент Lm\Ao который можно считать параметром данной оптической системы и расчитать для разных объектиов\фотоаппаратов заранее.

Цитата:

от:Victor Helis
длина пути изображения объекта на матрице - во время экспозиции называется смазом изображения .
Попробуй представить формулу линейными величинами, вместо угловых величин использовать отношения дистанции съемки и ФР объектива (масштаба). Т.е связать величину смаза с линейной скоростью объекта (учитывая, что траектория объекта не всегда перпендикулярна оси объектива) через масштаб изображения.
Линейные величины легче представить и легче просчитать.

PS: и прошу учесть, я не "пипл".

Подробнее

Честно говоря я не совсем понял замечание.

[quot]Попробуй представить формулу линейными величинами,[/quot] - так в формуле используется линейная скорость. А без угла зрения объектива никак. Ну разве что да, удобнее будет заменить его на ФР, это согласен.

[quot] вместо угловых величин использовать отношения дистанции съемки и ФР объектива (масштаба).[/quot] Отношение дистанции съемки и ФР присутствуют в формуле. Что еще нужно?


[quot]Т.е связать величину смаза с линейной скоростью объекта [/quot] А разве сейчас это не так? Как раз линейная скорость определяет величину смаза и исходя из этого расчитывается выдержка.

[quot](учитывая, что траектория объекта не всегда перпендикулярна оси объектива) [/quot]
А в этом есть смысл? Умножить скорость на косинус угла к нормали и получить скорость в плоскости, перпендикулярной оси объектива и всего делов. Только вот задача такая на практике разве так часто встречается чтобы перегружать формулу косинусами?

Цитата:

от: Machu Picchu
Пипл, я тут вывел формулу для вычисления минимально необходимой выдержки для получения максимально резкого изображения движущегося объекта (без смаза то есть).

Поздавляю! А нахрена?

В студии - ну поставьте свет побольше и выдержку поменьше и все дела. Подумаешь, выдержка будет в 100 раз короче минимальной. И чё? А на улице пока вы будете вычислять скорость объекта в метрах в секунду он давно уедет/убежит/улетит.

да этот аффтар вообще любит бесполезные вещи делать :)

Цитата:

от:Machu Picchu
Честно говоря я не совсем понял замечание.

[quot]Попробуй представить формулу линейными величинами,[/quot] - так в формуле используется линейная скорость. А без угла зрения объектива никак. Ну разве что да, удобнее будет заменить его на ФР, это согласен.

[quot] вместо угловых величин использовать отношения дистанции съемки и ФР объектива (масштаба).[/quot] Отношение дистанции съемки и ФР присутствуют в формуле. Что еще нужно?



[quot]Т.е связать величину смаза с линейной скоростью объекта [/quot] А разве сейчас это не так? Как раз линейная скорость определяет величину смаза и исходя из этого расчитывается выдержка.

[quot](учитывая, что траектория объекта не всегда перпендикулярна оси объектива) [/quot]
А в этом есть смысл? Умножить скорость на косинус угла к нормали и получить скорость в плоскости, перпендикулярной оси объектива и всего делов. Только вот задача такая на практике разве так часто встречается чтобы перегружать формулу косинусами?

Подробнее

Я бы вычислял смещение в долях кадра - сцены, типа:
1/2000 кадра по высоте, например, ещё не смаз; высота кадра в месте падения (любого движения) - 1 метр, значит, допустимое смещение перпендикулярно оптической оси линзы - 0,5мм, если скорость смещения предмета 1,5м/сек (скорость пешехода, кстати), значит, выдержка должна быть короче 0,0005/1,5=1/3000 (сек).
Вот и всё, никаких формул и опытов не требуется: допустимый смаз в долях кадра - задаём;
скорость - оцениваем любым способом, 50% - не ошибка;
прикидываем размер кадра в линейных величинах в месте движения на глаз, 50% - не ошибка;
два арифметических действия в уме с точностью 50%, результат для надёжности уменьшаем в два раза, ВСЁ.
Немного поупражнявшись на характерных примерах, будете знать заранее, какую выдержку ставить в каких случаях. За точностью гнаться бессмысленно, ошибка в 50% очень малозаметна, а в 30% - не заметна на глаз на снимке, если же учесть запас по выдержке - не заметна в принципе.

Цитата:

от: alexandrd
если скорость смещения предмета 1,5м/сек (скорость пешехода, кстати), значит, выдержка должна быть короче 0,0005/1,5=1/3000 (сек).

Чё-то это гонево какое-то, про съемку пешеходов на 1/3000 сек. Вы не попутали со скоростью перемещения изображения по матрице?

Вот чтобы не было таких разговоров типа "ну прикинем что пешеход летит со скоростью света поперек кадра" - "да ты че, обалдел? Пешеход не может лететь со скоростью света поперек кадра, только если вдоль, да и то погрешность наверное будет процентов 50%" -"не, какие пятьдесят? Погрешность на глаз я оцениваю в минимум 80%" - вот чтобы таких разговоров не было и нужно просто посчитать все :) А прикидывать на глаз можно конечно. Когда знаешь точно когда такие прикидки разумны.

Цитата:

от:Machu Picchu
Вот чтобы не было таких разговоров типа "ну прикинем что пешеход летит со скоростью света поперек кадра" - "да ты че, обалдел? Пешеход не может лететь со скоростью света поперек кадра, только если вдоль, да и то погрешность наверное будет процентов 50%" -"не, какие пятьдесят? Погрешность на глаз я оцениваю в минимум 80%" - вот чтобы таких разговоров не было и нужно просто посчитать все :) А прикидывать на глаз можно конечно. Когда знаешь точно когда такие прикидки разумны.

Подробнее

Да нефиг там считать. Вышел на улицу, сделал серию снимков с разными выдержками, посмотрел, с какого значения смаз исчезает и запомнил. Хотя кончено, не будет кайфа от мозгодорчерства. А если снимать сферических коней в вакууме, то конечно, без формулы не обойтись.

Цитата:

от: Sveaman
да этот аффтар вообще любит бесполезные вещи делать :)

Уважаю таких парней, как Machu Picchu, которые предпочитают доскональное знание и точный расчёт вместо работы "на авось", когда после грандиозных усилий оказывается, что всё надо было делать иначе :(
Расчёт, предварительная оценка позволяют на предварительном этапе оценить свои возможности и не делать лишней, пустой работы или выбрать подходящее оборудование.

Как говорит русская пословица: "Семь раз отмерь - один раз отрежь!"

Когда я сталкивался с аналогичной задачей, я пошёл от обратного: мысленно проецировал допустмый смаз, равный диаметру кружка нерезкости в пространство предметов. Например, допустимый смаз изображения 0,02 мм при ФР 50 мм на расстоянии до объекта 50 метров сопряжен с перемещением объекта на 20 мм. Иначе говоря, чтобы на выдержке 1/1000 сек. снять движущийся предмет на расстоянии 50 метров и он получился бы резким, его скорость не должна быть больше 20 м/сек (72 км/час) попрек оси объектива.
А поскольку скорости объекта и скорость его изображения связаны масштабом, то по ФР, дистанции съемки, допустимому смазу/кружку нерезкости, нетрудно расчитать или допустимую выдержку или допустимую скорость объекта, когда его снимок ещё воспринимается резким. И формат или природа светочувствительного материала имеют значение только в выборе величины допустмого смаза при заранее обусловленных условиях просмотра конечного изображения.

Надеюсь, не слишком заумно пояснил :)))

какие прикидки разумны вы поймёте с опытом.
а ваще - ну что за беда - надо вам движение заморозить, так снимайте с самой короткой выдержкой, с какой освещённость сцены позволяет. делов-то.

Цитата:

от: Criminally Insane
Да нефиг там считать. Вышел на улицу, сделал серию снимков с разными выдержками, посмотрел, с какого значения смаз исчезает и запомнил.

ага. я только добавлю: сделал еще серию с разными скоростями пешеходов, на разном расстоянии от них, разными фокусными расстояниями (или вы собрались только пешехода 1.5 м/с на расстоянии 1 метра всю жизнь снимать?). Если нет, то делов то - снял пешехода в метре от себя с разными выдержками, затем в пяти метрах с разными, в десяти, в пятидесяти. Затем поменял фокусное и еще раз все эти серии повторил. Затем дождался пешехода в два раза более быстрого и еще раз повторил все на разных расстояниях и на каждом расстоянии на всех интересующих фокусных. Ну и велосипедиста тоже повторил вообще по всей схеме. Тысяч десять снимков получилось. И - осталось малость, - ЗАПОМНИЛ

Цитата:

от: Sveaman
какие прикидки разумны вы поймёте с опытом.
а ваще - ну что за беда - надо вам движение заморозить, так снимайте с самой короткой выдержкой, с какой освещённость сцены позволяет. делов-то.

Так беда очень простая. Чтобы каплю нормально снять нужно а) соорудить установку капающую. б) соорудить механизм синхронизации вспышки с каплей Это как минимум. А делать все это хотелось бы зная, что тратишь кучу вечеров не зря. А то настроил установок, а в конце обнаружил что без пятака это не снять :)

Цитата:

от:alexandrd
Я бы вычислял смещение в долях кадра - сцены, типа:
1/2000 кадра по высоте, например, ещё не смаз; высота кадра в месте падения (любого движения) - 1 метр, значит, допустимое смещение перпендикулярно оптической оси линзы - 0,5мм, если скорость смещения предмета 1,5м/сек (скорость пешехода, кстати), значит, выдержка должна быть короче 0,0005/1,5=1/3000 (сек).
Вот и всё, никаких формул и опытов не требуется: допустимый смаз в долях кадра - задаём;
скорость - оцениваем любым способом, 50% - не ошибка;
прикидываем размер кадра в линейных величинах в месте движения на глаз, 50% - не ошибка;
два арифметических действия в уме с точностью 50%, результат для надёжности уменьшаем в два раза, ВСЁ.

Подробнее

Очень интересно. "высота кадра в месте падения (любого движения) - 1 метр" - перед вами задача снять летящий спутник так, чтобы спутник оставил максимальный след, а звезды при этом минимально смазались из-за вращения земли. Какая у Вас будет высота кадра? Какую вы поставите выдержку? Спутник пролетит сегодня ночью мимо кометы и к луне один раз, задумка кадра классная, а времени на эксперименты нет.

Цитата:

от: Criminally Insane
Да нефиг там считать. Вышел на улицу, сделал серию снимков с разными выдержками, посмотрел, с какого значения смаз исчезает и запомнил.

- упал от смеха под стол :))
Напомнило, "Урок" румынского автора Ионеску:
Цитата:

У ч е н и ц а. Очень просто. Поскольку я не могу положиться на свое арифметическое мышление, я взяла и выучила наизусть все результаты умножения, какие только возможны.

Insane, почитайте, очень развлечётесь :))

Цитата:

от: Sveaman
какие прикидки разумны вы поймёте с опытом.
а ваще - ну что за беда - надо вам движение заморозить, так снимайте с самой короткой выдержкой, с какой освещённость сцены позволяет. делов-то.

Тут два аспекта:
1. В целом Вы правы: вся практическая фотография построена на умении быстро прикинуть, снять, поправить, снять уже лучше и т.д. И этот путь давно известен - деятельность ЭМПИРИЧЕСКАЯ, основанная на методе проб и ошибок, на накоплении опыта и достижении в результате приводит к достижению определенного "нюха": вот так надо, че думать-то! :!:
2. Уважаемый Machu Picchu - яркий пример научного мышления. Была бы у нас другая страна - ему место в хорошей фирме и с хорошей зарплатой, ему бы создавать новые приборы, технику, писать программы и прочее.
Но, видно, потенциал не до конца задействован, поэтому человек пытается просчитать то, что все остальные быстро и эффективно решают по методу №1, изложенному выше. Впрочем, тренирует соображаловку, а это полезно.
3. Ну и еще: каюсь, я тоже к такому склонен...