Odległość hiperfokalna - zawsze pod ręką

Przydługi wstęp...

Niejednokrotnie podczas fotografowania konieczne staje się uzyskanie dużej głębi ostrości, sięgającej od określonego punktu do nieskończoności, czy też w ogóle największej możliwej w danych warunkach głębi ostrości. Niestety - współczesny sprzęt fotograficzny rzadko bywa w tym pomocny (no może poza lustrzankami Canona z programem głębi ostrości A-DEP).

Z pozoru wydawałoby się, że sprawa jest prosta - większość lustrzanek dysponuje wszak podglądem głębi ostrości - w praktyce jednak jest to bardzo zwodnicza metoda. Raz, że obraz widziany na matówce jest tylko pewnym przybliżeniem tego, co zarejestrowane zostanie na zdjęciu, a dwa, że zwłaszcza przy małych otworach przysłony, na matówce i tak niewiele widać, a co dopiero subtelne niuanse ostrości - już całkiem ostre, czy jeszcze ciut nieostre? Oczywiście - w przypadku aparatu cyfrowego można zawsze zrobić próbne zdjęcie i sprawdzić rezultat na podglądzie. Ale nie zawsze może to być możliwe, no a co zrobić z aparatem tradycyjnym?

W dawniejszych czasach obiektywy manualne wyposażane były w precyzyjne (najczęściej - patrz niżej) skale głębi ostrości, które z reguły pozwalały wykonać zdjęcie o założonym rozkładzie tejże głębi nawet bez patrzenia w celownik.

Dzisiejsze obiektywy AF i zoom nie zapewniają, niestety, takiego luksusu - albo w ogóle nie mają skali głębi ostrości, bo mieć jej nie mogą (zoomy o ogniskowej regulowanej obrotem pierścienia), albo - w przypadku obiektywów stałoogniskowych - skale te są tak małe i szczątkowe, że do niczego nieprzydatne. Jak tu bowiem ocenić zakres głębi ostrości na skali, której szerokość pomiędzy znacznikami dla przysłony 1:22 wynosi jakieś 10-15 mm? Inna rzecz, że gdy założymy obiektyw do aparatu o innym formacie klatki (np. obiektyw do formatu 24x36 mm do aparatu z matrycą APS-C), to jego skala głębi ostrości, nawet jeśli jest obecna, praktycznie w ogóle przestaje obowiązywać.

... a jakie to proste

W praktyce jednak wyznaczenie głębi ostrości sięgającej do nieskończoności jest trywialnie proste i zrobić to można w kilkanaście sekund, niekoniecznie może w pamięci, ale choćby na jakimkolwiek kalkulatorze. Dokonuje się tego tego za pomocą uproszczonego (ale nadal wystarczająco dokładnego) wzoru na odległość hiperfokalną. Pod nazwą tą złowróżbną kryje się po prostu odległość, na jaką w praktyce przy danej przysłonie nastawić trzeba obiektyw, aby tylny skraj głębi ostrości sięgnął do nieskończoności. Przedni skraj głębi ostrości wypada natomiast wtedy dokładnie w połowie odległości hiperfokalnej.

Uproszczony wzór na odległość hiperfokalną ma postać: 

ah = f ²/ (k * u)

gdzie

ah - odległość hiperfokalna
f - ogniskowa
k - liczba przysłony
u - krążek rozproszenia

Alternatywnie zapisać to można jako ah = f ² / k / u , co łatwiej przełożyć na kolejne działania dokonywane na kalkulatorze.

Czyli po prostu - podnosimy ogniskową do kwadratu, a następnie dzielimy ją przez liczbę przysłony i całość dzielimy przez średnicę krążka rozproszenia. Formuła prosta do zapamiętania - w zasadzie poza wzorem pamiętać trzeba tylko średnicę krążka rozproszenia, ogniskową i przysłonę wszak odczytujemy z aparatu.

Krążek rozproszenia (u) jest krytycznym parametrem do wszelkich obliczeń głębi ostrości. Wyznaczyć go można na drodze umownej, wizualnej, jak  to czyniono za czasów fotografii tradycyjnej - w tym przypadku jako wielkość krążka rozproszenia przyjmujemy 1/1500 przekątnej rejestratora - klatki filmu czy matrycy. Daje to odpowiednio u = 0,03 mm dla klatki 24x36 mm, u = 0,02 mm dla formatu APS-C, u = 0,45 mm dla 42x56 mm, u = 0,05 mm dla 56x56 mm - itp. Trzeba tylko pamiętać, że ten sposób wyznaczania krążka rozproszenia oparty jest na założeniu, że powiększenie pełnej klatki obserwowane będzie z odległości optymalnego jej postrzegania; skutkiem tego, jeżeli powiększymy (czy wydrukujemy) tylko wycinek klatki, czy też z jakichś powodów będziemy wodzić nosem po zdjęciu, krążek ten nie ma zastosowania - potrzebny jest odpowiednio mniejszy. W przypadku - na przykład - powiększania fragmentu klatki, krążek rozproszenia obliczony być musi jako 1/1500 przekątnej powiększanego fragmentu. No ale to trzeba by wiedzieć przed dokonaniem zdjęcia.

W przypadku aparatu cyfrowego istnieje jeszcze druga możliwość - można przyjąć bezwzględny krążek rozproszenia, odpowiadający po prostu rozstawowi pikseli na matrycy. W tym przypadku zadziała on równie dobrze niezależnie od powiększanego wycinka, ale i wizualna głębia ostrości na oglądanym zdjęciu okazać się może cokolwiek większą od obliczonej. 

Pamiętać trzeba, gdy już zabieramy się do obliczeń, aby ogniskową i krążek rozproszenia podstawić do wzoru w tych samych jednostkach! Najwygodniejsze są chyba centymetry - wtedy ogniskową obiektywu np. 50 mm podstawiamy jako 5 [cm], a krążek rozproszenia wynoszący np. 0,03 mm jako 0,003 [cm].

Aby wreszcie przejść do strony praktycznej zagadnienia. Jeżeli np. fotografujemy obiektywem o ogniskowej 35 mm przy przysłonie 1:11, tradycyjnym aparatem małoobrazkowym (krążek rozproszenia 0,03 mm), to odległość hiperfokalna wyniesie:

ah = 3,5 ² / 11 / 0,003 = 371 [cm]

... czyli jeśli nastawimy ostrość na 3,7 m, to głębia ostrości sięgnie od połowy tej odległości (1,85 m) do nieskończoności.
 

Warto jeszcze wspomnieć o pewnym niebezpieczeństwie nadmiernego zaufania skalom głębi ostrości na starych obiektywach manualnych. Zdarzało się bowiem ongi, że do wyznaczania tychże skal w przyjmowano krążek rozproszenia zależny nie od formatu zdjęcia, ale od ogniskowej obiektywu - przyjmując go dla obiektywów (poza standardowym 50 mm dla małego obrazka) jako 1/1000 ogniskowej. W takiej sytuacji głębia ostrości dla obiektywów nieszerokokątnych (dłuższych niż 28-30 mm) okaże się być na zdjęciu mniejsza, często znacznie mniejsza, niż wynikałoby ze skali naniesionej na obiektywie (która obliczona została dla krążka rozproszenia o połowę, czy nawet kilkakrotnie większego niż obecnie przyjmowany dla danego formatu klatki). Dlatego też wzór taki pozwoli łatwo sprawdzić, czy skala głębi ostrości na obiektywie może być uznana za wiarygodną z punktu wiedzenia dzisiejszych standardów.
 

I w drugą stronę

Poprzez proste przekształcenie tego wzoru możemy za jego pomocą obliczyć przysłonę niezbędną do uzyskania głębi ostrości sięgającej od określonej odległości do nieskończoności:

k = f ² / (ah * u)

lub w "kalkulatorowym" zapisie alternatywnym k = f ² / ah / u
Czyli - podnosimy ogniskową do kwadratu, wynik dzielimy przez odległość hiperfokalną, i jeszcze raz dzielimy przez średnicę krążka rozproszenia.

Pamiętajmy tylko, że odległość hiperfokalna ah jest dwukrotnością odległości do przedniego skraju głębi ostrości - czyli jeśli chcemy wyliczyć np. przysłonę pozwalającą uzyskać głębię ostrości od 2 m do nieskończoności, jako odległość hiperfokalną trzeba do wzoru podstawić 4 m (i na tyle też ustawiony musi być obiektyw).

Na przykład, dla ogniskowej 50 mm, krążka rozproszenia 0,03 mm i wspomnianych dwóch metrów do przedniego skraju głębi ostrości otrzymujemy liczbę przysłony...

k = 5² / 400 / 0,003 = 20,8

... czyli na aparacie ustawić można 22.

Jeden prosty wzór - a tyle radości.