Можете ли вы определить по размытой фотографии, был ли фокус слишком близким или слишком большим?

43

Если вы сфокусируетесь на фокальной плоскости, которая находится достаточно далеко от вашего объекта или за ним (относительно глубины резкости), объект будет выглядеть размытым. Есть ли какой-то способ сказать только по полученному размытию, был ли фокус слишком близко или далеко?

РЕДАКТИРОВАТЬ: исходный вопрос теперь получил несколько хороших ответов, но я заметил, что он был неправильно истолкован пару раз. Это указывает на то, что это не было достаточно ясно, поэтому я немного отредактировал его. Кроме того, я проиллюстрирую этот пункт чуть ниже.

Возьмите эту настройку с предметом, объективом и пленкой или датчиком, в котором объект резко сфокусирован (фокальная плоскость пересекается с ним).

focal_plane_on_subject

Теперь представьте, находится ли фокус позади объекта. Это называется «задний фокус». Проекция объекта на пленку / сенсор становится размытой, и фактическая точка конвергенции для света от объекта находится позади него. Точечные источники света от объекта превращаются в диски (или в форму боке, характерную для апертуры).

focal_plane_behind_subject

Затем поместите фокус перед объектом. Это называется "фронт-фокус". Проекция снова становится размытой, но на этот раз, потому что точка схождения света от объекта находится перед пленкой / датчиком. Таким образом, размытая проекция фактически инвертирована.

focal_plane_in_front_of_subject

Тогда встал вопрос: можно ли как-то идентифицировать эту разницу в размытости, используя только полученную картину?

Что касается причины, по которой я спрашиваю, я снимаю фильм, поэтому у меня нет немедленной обратной связи относительно результата. Я храню записи о своих снимках, но у меня нет данных EXIF, поэтому такие вещи, как фокусное расстояние и расстояние до объекта, являются в лучшем случае приблизительными. Иногда я снимаю при слабом освещении и приходится полагаться на ручную фокусировку. В видоискателе все выглядит четко, но после разработки я обнаружил, что фокус немного упущен. Возможность выяснить, было ли оно слишком близко или слишком далеко, очень полезна и может научить меня, была ли это ошибка пользователя и как на нее обращать внимание, или же у конкретной камеры или объектива есть небольшие проблемы с фокусировкой и как Я мог бы компенсировать это.

G_H
источник
2
Panasonic говорит, что они могут imaging-resource.com/PRODS/panasonic-gh4/panasonic-gh4TECH.HTM
szulat
Немного отредактировано, чтобы прояснить то, что я спрашиваю (и это не касается самолетов). Если я неправильно понял точку схождения для заднего или переднего фокуса, пожалуйста, дайте мне знать! Я не очень разбираюсь в физике оптики.
G_H
Редактирование Вопросы для их улучшения (например , разъяснение, добавив дополнительную информацию и т.д.) приветствуется . Однако редактирование Вопроса с целью превращения его в другой вопрос, в результате которого один или несколько Ответов становятся недействительными, противоречит политике Stack Exchange (даже если исходный вопрос не соответствует вашим ожиданиям). Ваше последнее изменение здесь (например, изменение «изображения» на «размытие») действительно лишило законной силы ответ. В таких случаях вам предлагается задать новый вопрос , возможно, со ссылкой на этот вопрос для дополнительного контекста.
Makyen
@Makyen Хотя эти ответы полезны, и я проголосовал за них, те, которые дали ответ на заданный вопрос, сделали наименьшее количество предположений (то есть, есть другие элементы на разных расстояниях, чем предметы). К сожалению, кажется, что в любом случае не может быть однозначного ответа, потому что любой способ попытаться это будет зависеть от некоторых факторов, которые могут или не могут быть найдены на рисунке.
G_H
Relevantish статья от автора SmartDeblur с примерами: yuzhikov.com/articles/BlurredImagesRestoration2.htm
biziclop

Ответы:

39

Это зависит. Во многих случаях это может быть возможно без каких-либо дополнительных наглядных пособий на картинке.

Многие линзы, если не большинство, будут демонстрировать различную продольную хроматическую аберрацию впереди и позади плоскости фокусировки. Если вы прокрутите чуть-чуть вниз на связанной странице, вы увидите, что это демонстрируется с диаграммой фокус-теста. В этом объективе размытие перед точкой фокусировки будет иметь пурпурный цвет, а размытие за точкой фокусировки будет выглядеть зеленоватым.

Если вы знаете характеристики этого объектива, вы можете рассмотреть только очень маленькую часть изображения, например:

введите описание изображения здесь

... и скажем наверняка, что эта область вне фокуса находится позади плоскости фокусировки.

jarnbjo
источник
5
таким образом, вы не можете определить это по размытости (о чем этот вопрос). Вам нужна дополнительная информация об объективе и других аберрациях.
тыс
5
@ Я не вижу, что можно спросить, можно ли узнать по размытости. Можете ли вы процитировать этот раздел? Я вижу только «из размытой фотографии» (которая отличается от только размытия. Скорее, это фотография в целом, которая получается размытой) и «из полученной фотографии» (которая еще больше расширяет ОП просит). Но возможно я пропустил это, или вопрос был отредактирован
Aethenosity
2
@Aethenosity Родным языком OP, вероятно, не является английский, но именно так я и прочитал вопрос: если у вас есть сфокусированная область на изображении, можете ли вы определить, находится ли она перед или позади фактической плоскости фокусировки?
jarnbjo
2
@ Aethenosity Как вы сказали, и как я пытался перефразировать вопрос своими словами, насколько я понимаю: если у вас есть сфокусированная область на изображении, можете ли вы определить, находится ли она перед или позади фактическая фокусная плоскость?
jarnbjo
4
@jarnbjo Я действительно не являюсь носителем английского языка, но если вопрос неясен, это, скорее всего, связано с отсутствием знаний относительно правильных терминов для его формулировки. Ваша интерпретация правильная. Размытость может быть следствием либо точки схождения световых лучей, находящихся за пленкой / датчиком (объект между камерой и фокальной плоскостью), либо перед ним (объект дальше, чем фокальная плоскость). В последнем случае точечный источник света размыт «инвертирован». Этот ответ умно использует его из-за разницы в преломлении для разных длин волн.
G_H
20

Когда апертура расположена так, чтобы минимизировать виньетирование, формы боке для объектов, которые находятся слишком далеко, поворачиваются на 180 ° по сравнению с объектами, которые находятся слишком близко. (Апертура изображение отражается через его центральную точку.) Если расположение ваших лепестков диафрагмы не симметрично вокруг центральной точки, вы можете попробовать найти «эталонный боке», которые явно ближе или дальше, чем фокальную плоскость, чтобы сравнить с бликами на субъект, чтобы увидеть, соответствуют ли формы боке тем, которые находятся рядом или далеко.

слишком близко очень далеко

user82310
источник
1
Очень умно! И не зависит от цвета или черного и белого.
G_H
2
@G_H Да, но помните, что края апертуры, а, следовательно, и края формы боке, вращаются при настройке апертуры. Вам нужно будет либо знать точную настройку диафрагмы, либо иметь другие контрольные точки на том же изображении для сравнения.
jarnbjo
Интересно, есть ли камера, которая использует такую ​​диафрагму странной формы, чтобы сделать автофокус?
Эд Авис
@jarnbjo - Знание точной настройки диафрагмы на объективе не требуется, поскольку метод предполагает использование «эталонного боке» на одном и том же изображении.
Xiota
@EdAvis - Вряд ли любая камера использует для фокусировки ориентацию боке, потому что - камере придется охотиться за боке. Объектив должен быть довольно далеко от фокуса, чтобы формы были различимы. (Сколько пикселей для отображения точек семиугольника против простого контраста.) Многие объективы имеют четное количество лепестков диафрагмы. Диафрагма вращается, как отмечает jarnbjo.
Xiota
6

Мой ответ касается только «человеческих» способов дифференциации, то есть: нет программного обеспечения, только ваши глаза и руки.

Если у меня нет ссылки (как в: вы ослепляете меня, вы устанавливаете фокусное расстояние, и тогда я могу только смотреть в видоискатель, но не могу ничего изменить), ответ таков: это зависит от того, что я вижу.

Возьмите, к примеру, аллею деревьев: один впереди, другой там, где стоит предмет, и один на расстоянии. Когда я вижу, что объект не резкий, я могу попытаться определить, в фокусе ли дерево на переднем плане или на заднем.

Если у меня нет никаких ссылок - например, как упомянул Яба , когда фотографирую самолет с голубым небом на заднем плане и без переднего плана, то у меня нет никакой возможности точно это определить (однако я предполагаю, что фокус находится слишком близко, однако, поскольку самолеты имеют тенденцию быть где-то около бесконечности).


Самый простой способ выяснить это, как правило, немного изменить фокус и посмотреть, где он находится (опять же, это лучше работает со ссылкой, чем без).

Но, вообще говоря, нет точного способа дифференциации - слишком короткое фокусное расстояние не приводит к (значительно) другому размытию по сравнению с слишком длинным фокусным расстоянием.

flolilo
источник
5

Если самолет слишком далеко или близко, трудно сказать, от размытия. самый простой способ - поместить объекты спереди и сзади и посмотреть, какой из них острый, и вы можете определить, находится ли он слишком далеко или слишком близко ... это так же, как это делается путем калибровки автофокуса объектива с помощью инструмент lenscal как это .

без таких объектов это трудно сказать.

LuZel
источник
1

нет

технически невозможно определить только по размытости, насколько далеко или в каком направлении изображение не в фокусе.

По этой причине системы автофокусировки с обнаружением контраста должны «охотиться» за фокусом, многократно изменяя фокусное расстояние и проверяя, улучшилось или ухудшилось изображение.

В отличие , фаза обнаружения систем автофокусировки знать (теоретически), как далеко и в каком направлении они должны сосредоточиться изменения для достижения оптимальной резкости.

Конечно, изображение меняется, если вы принимаете во внимание контекстные подсказки от других объектов на картинке (то есть «угадывание»), но это то, что в настоящее время могут делать только органические зрители. Это может измениться с алгоритмами искусственного интеллекта в камере, но я подозреваю, что другие усовершенствования улучшатся на чистом CD-AF до этого. (см. ссылку @szulat из комментария: https://www.imaging-resource.com/PRODS/panasonic-gh4/panasonic-gh4TECH.HTM )

тыс
источник
5
В некоторых случаях программное обеспечение может определить это по другим артефактам / аберрациям, которые являются результатом не в фокусе - например, сферохроматизм ....
rackandboneman
1
Так что собственно да ?
Эрик Думинил
3
@EricDuminil Да . Этот ответ просто неправильный. Ответ не обязательно является более правильным, просто потому, что текст выделен жирным шрифтом и большими буквами.
jarnbjo
вопрос, который был задан, когда я отвечал на него, был: «можете ли вы определить по размытости, был ли это задний или передний фокус?» от размытия так что не от каких-либо других эффектов. пожалуйста, докажите, что я не прав.
тыс
2
@jarnbjo: Это обычная практика (более того, на некоторых сайтах обмена стеками, чем на других) начинать ответ с жирного заголовка TL: DR, а затем поддерживать заключение. Я надеюсь, что вы шутите, потому что это похоже на правдивую попытку дать хороший ответ (не смелый ради убеждения кого-либо), но просто не подумал о некоторых эффектах, упомянутых в топ-2 ответы (ваши и user82310), которые позволяют вам получать информацию от самого размытия, без информации о фазе. +1 к этому ответу, потому что интересным является пункт об АФ с фазовым детектированием.
Питер Кордес
1

Да, если содержимое содержит ребра на разных расстояниях.

Если вы можете сказать, что еще один объект более размыт, чем ближний, то он находится дальше от плоскости фокуса. Это означает, что фокус слишком короткий.

И наоборот, если удаленные объекты менее размыты, чем объекты на переднем плане, фокус слишком длинный.

Тоби Спейт
источник
0

С самолетом в небе становится трудно. В отличие от других объектов на разных расстояниях (птиц, облаков и т. Д.), Вы не можете легко сравнить их визуально.

Некоторые комбинации объектива и камеры могут отслеживать фокусное расстояние и записывать его в EXIF. Однако это не очень надежно, но может дать вам подсказку. Когда вы знаете тип плоскости и, следовательно, можете найти ее реальный размер, вы можете рассчитать приблизительное расстояние и сравнить его с расстоянием фокусировки.

Эта страница с калькулятором может помочь вам в этом: https://www.scantips.com/lights/subjectdistance.html

Yaba
источник
Ну, тогда вопрос был неясен. В этом случае это легко. Ищите другие элементы спереди или сзади, которые находятся в фокусе. Однако, если это то, что было задано, я задаюсь вопросом, почему это было задано, поскольку это очевидно, не так ли?
Яба
8
@Yaba "самолет, который слишком много перед вашим предметом". Я думаю, что если самолет находится слишком близко перед тем, что вы пытаетесь снять, и в состоянии движения, из-за которого трудно сосредоточиться, у вас есть более срочные проблемы, чем получение хорошей фотографии.
G_H
1
@Yaba Вопрос в том, есть ли аспекты размытой части изображения, которые могут сказать вам, является ли это результатом заднего или переднего фокуса. У вас может не быть ничего перед или позади предмета, чтобы сказать. Задняя фокусировка помещает предполагаемое изображение «позади» плоскости пленки / сенсора, а передняя фокусировка - перед ним. Значение передней фокусировки также инвертирует это. Я думал, что это может повлиять на появление размытия каким-то заметным образом. Я спрашиваю из интереса.
G_H
Хорошо понял. Однако все же то, что я написал, применимо. Если вы знаете реальный размер объекта, вы можете рассчитать его реальное расстояние (если вы его не знаете) и сравнить его с данными фокусного расстояния EXIF, чтобы получить подсказку.
Яба
0

Да, сферохроматизм.

У вас нет ничего в плоскости фокусировки. У вас нет возможности перемещать фокусное расстояние или несколько изображений, чтобы создать жизнь, которую делает система фокусировки. У вас нет предметов на разном расстоянии, поэтому они не в фокусе. У вас есть один объект на одном расстоянии, и он не в фокусе, wuestion близко или далеко?

Свет не сходится / фокусируется точно так же. Зеленый свет отличается от пурпурного. В формуле объектива есть не только фокусное расстояние, глубина резкости и дифракция. У вас также есть глубина фокусировки на датчик / пленку. В длинных теле быстрых объективах стреляли широко открытыми. У белых FAR будет контур с зелеными краями, а у белых - фокус, а у белых - пурпурный. Это может быть также сине-желтый сферохроматизм. Но зеленый пурпурный является наиболее распространенным. Это происходит в основном в быстрых открытых объективах с широким углом обзора (больше ударов по плохому изгибу на внешнем краю объектива), поэтому меня можно увидеть даже в широко открытом объективе FAST. Закрыв затвор покрепче, устранил это.

Знание большего о фокусном расстоянии, фокусном расстоянии и размере диафрагмы поможет определить, как определить, находитесь ли вы вблизи или далеко в фокусе. Основной ответ - ДА, вы могли бы понять это по различным хроматическим аберрациям. Осевые, боковые и первичные / средние. Неапохроматические линзы (любые не $$$ линзы) имеют это. Апохроматические линзы просто ограничивают диапазон объектива / диафрагмы, где цвет света совпадают

RoseEatsRice
источник