Словарь
Дифракция в фотографии — почему f/22 мылит и где предел резкости
Дифракция в фотографии — потеря резкости на закрытой диафрагме. Расчёт диска Эйри и предела для APS-C 24 Мп и полного кадра 24 и 45 Мп, коррекция DLO в DPP.
Коротко
- Дифракция — расплывание точки в пятно (диск Эйри) на маленьком отверстии диафрагмы; диаметр пятна ≈ 1.34 мкм × диафрагменное число.
- Первые признаки дифракции появляются, когда диск Эйри становится больше двух пикселей: у APS-C 24 Мп это около f/5.6, у ФФ 45 Мп — f/6.3–8, у ФФ 24 Мп — около f/9.
- Зажиматься до f/16–22 стоит только ради ГРИП или лучей от фонарей; DLO в Canon DPP частично возвращает потерянную резкость.
Дифракция — огибание светом краёв препятствия, в фотографии — краёв отверстия диафрагмы. Чем уже отверстие, тем сильнее волны расходятся, и точка сцены рисуется на матрице не точкой, а пятном с кольцами — диском Эйри. Это физика, а не дефект: на f/22 одинаково мягко рисуют копеечный кит и объектив за полмиллиона.
Когда в поиске пишут «дифракция фото», обычно имеют в виду именно это: почему кадр на сильно закрытой диафрагме выглядит мыльнее, чем на f/8.
Считаем диск Эйри и сравниваем с пикселем
Диаметр центрального пятна до первого тёмного кольца: d = 2.44 · λ · N. Для зелёного света λ = 0.55 мкм, тогда d ≈ 1.34 мкм × N. На f/8 это 10.7 мкм, на f/16 — 21.5 мкм.
Чтобы понять, когда пятно станет заметным, сравним его с шагом пикселя:
- APS-C 24 Мп (Canon, 22.3 мм, 6000 пикселей по ширине): 22.3 / 6000 = 3.72 мкм;
- полный кадр 24 Мп (36 мм, 6000 пикселей), например EOS R6 Mark II: 6.0 мкм (у 20-мегапиксельного 6D — 6.6 мкм, предел ещё дальше);
- полный кадр 45 Мп (36 мм, 8192 пикселя), EOS R5: 4.39 мкм.
| Диафрагма | Диск Эйри, мкм | APS-C 24 Мп, пикселей | ФФ 24 Мп, пикселей | ФФ 45 Мп, пикселей |
|---|---|---|---|---|
| f/4 | 5.4 | 1.4 | 0.9 | 1.2 |
| f/5.6 | 7.5 | 2.0 | 1.3 | 1.7 |
| f/8 | 10.7 | 2.9 | 1.8 | 2.4 |
| f/11 | 14.8 | 4.0 | 2.5 | 3.4 |
| f/16 | 21.5 | 5.8 | 3.6 | 4.9 |
| f/22 | 29.5 | 7.9 | 4.9 | 6.7 |
Принятый на практике порог: дифракция начинает ограничивать разрешение, когда диск Эйри превышает два пикселя, и становится явной при трёх. Решаем N = 2 · шаг / 1.34 и N = 3 · шаг / 1.34:
| Матрица | Первые признаки (2 пикселя) | Явная мягкость (3 пикселя) |
|---|---|---|
| APS-C 24 Мп | f/5.5 | f/8.3 |
| ФФ 24 Мп | f/8.9 | f/13.4 |
| ФФ 45 Мп | f/6.5 | f/9.8 |
Оговорка к расчёту: из-за фильтра Байера и антиалиасингового фильтра реальное разрешение пикселя ниже паспортного, поэтому видимый эффект запаздывает примерно на ступень. Это не «стена», а плавный спад: f/11 на кропе ещё вполне пригоден, f/22 уже заметно мягок на любом формате.
Что это значит для съёмки на Canon
- Пейзаж на кропе 24 Мп (80D, 250D, R10): рабочая зона f/5.6–8, f/11 — компромисс ради ГРИП, f/16 — только осознанно. У 32-мегапиксельного 90D шаг пикселя 3.2 мкм — порог почти на полступени раньше, у 20-мегапиксельного 70D — чуть позже;
- Полный кадр 24 Мп: f/8–11 — без заметных потерь, f/16 — граница;
- R5 и другие 45 Мп: высокая плотность пикселей «наказывает» раньше — держитесь f/8, а не f/11;
- Нужна большая глубина резкости? Сначала гиперфокальная дистанция на f/8, при нехватке — стекинг фокуса вместо f/22.
DLO и коррекция дифракции у Canon
Digital Lens Optimizer в Canon DPP использует оптическую модель конкретного объектива и диафрагмы и делает обратную свёртку: часть мягкости от дифракции и аберраций возвращается. Работает для RAW с объективами Canon, заметно на f/11–16, бесполезно для мануальной оптики.
В камерах последних лет в меню «Коррекция аберраций объектива» есть пункт «Коррекция дифракции» — он применяется к JPEG. На некоторых моделях есть и DLO прямо в камере. Подробнее о вычислительных функциях — в статье ИИ в камерах Canon.
Симптомы и причины
| Симптом | Причина | Что делать |
|---|---|---|
| Пейзаж на f/22 мягкий целиком | Дифракция | f/8–11 + гиперфокал или стекинг |
| Мягко только по краям на f/4 | Аберрации, а не дифракция | Прикрыть до f/5.6–8 |
| Макро на f/16 мыльное при увеличении 1:1 | Эффективная диафрагма больше номинальной | f/8–11, стекинг |
| Звёзды от фонарей с 6 лучами | Дифракция на 6 лепестках | Это эффект, а не ошибка |
Честная оговорка: дифракционная мягкость на f/16 часто менее заметна, чем нерезкость переднего плана на f/8. Если выбор стоит между ними, ГРИП важнее.
Близкие понятия
Диафрагма, мегапиксели, MTF: на графиках MTF дифракционный спад виден как падение кривых при закрытии диафрагмы. Красивые лучи от солнца на f/16 — побочный подарок дифракции, им посвящён раздел гида по съёмке заката.
Вопросы и ответы
Что такое дифракция в фотографии простыми словами?
Свет, проходя через маленькое отверстие, огибает его края и расходится. Чем сильнее закрыта диафрагма, тем больше каждая точка сцены расплывается в пятно на матрице, и снимок становится мягче — даже идеально сфокусированный.
С какой диафрагмы начинается дифракция?
Физически — с любой, но заметной она становится, когда пятно рассеяния превышает два-три пикселя матрицы. Для кропа 24 Мп это f/5.6–8, для полного кадра 24 Мп — f/9–13. На практике мягкость при печати и просмотре на экране видна с f/11 на кропе и с f/16 на полном кадре.
Как исправить дифракцию на фото?
Полностью — никак, информация потеряна. Частично помогают Digital Lens Optimizer в Canon DPP, пункт «Коррекция дифракции» в меню новых камер для JPEG и аккуратное повышение резкости с малым радиусом.
Почему на f/22 фонари превращаются в звёзды?
Это тоже дифракция — на краях лепестков диафрагмы. Каждый лепесток даёт пару лучей: при чётном числе лепестков лучей столько же, при нечётном — вдвое больше.
Источники и что почитать
- Диск Эйри — Википедия
- Расчёт редакции: диаметр диска Эйри до первого минимума d = 2.44 · λ · N при λ = 0.55 мкм; шаг пикселя = ширина матрицы / число пикселей по горизонтали
- Canon: руководство Digital Photo Professional 4, раздел «Digital Lens Optimizer»