Диафрагма и шары боке (шары боке), цветная окантовка по краям (боке «кошачий глаз»/луковые кольца), физические причины и эстетический контроль

1. Геометрическая оптика Боке и Круг нерезкости

Когда объект находится за пределами глубины резкости объектива, свет от точечного источника света не может сходиться в точку на фокальной плоскости, а расходится, образуя круглое размытое пятно, которое называется кругом нерезкости или шаром боке:

1. Характеристики идеальных пятен для боке:

• Идеальная круглая форма, равномерная внутренняя яркость и отсутствие острых краев;
• Размытие мягкое и естественное, а переход вне фокуса тает, как масло.

2. Два типа распространенных дефектов боке:

• Луковые кольца: внутри пятна боке появляются круги концентрических интерференционных текстур, таких как кольца деревьев или поперечные сечения лука;
• Кошачий глаз: световое пятно на краю изображения больше не представляет собой идеальный круг, а сжимается и искажается, приобретая оливковую, лимонную или кошачью форму, и даже вызывает сильное ощущение расфокусировки (Вихревое боке).

2. Основные физические причины луковых колец и эффекта боке «кошачий глаз»

1. Происхождение производства луковичных колец: следы сверхточного токарного инструмента на формах асферических линз:

• Для устранения сферической аберрации в современных светосильных объективах используется большое количество асферических элементов из литого стекла;
• При изготовлении сверхтвёрдых форм для асферических линз применяется одноточечный алмазный токарный станок (SPDT — Single Point Diamond Turning) для субмикронной ротационной резки;
• Следы спиральной резки микронного уровня, оставленные токарным инструментом на поверхности формы, печатаются непосредственно на стеклянной линзе во время формования;
• Когда расфокусированный точечный источник света проникает в эти микроскопические кольцеобразные вогнутости и выпуклости, свет подвергается дифракционной интерференции Френеля, проецируя ослепительные «луковые кольца роста» внутри шара боке.

2. Физическая причина эффекта боке «кошачий глаз»: механическое виньетирование оправы объектива:

• В центре изображения: свет проходит вертикально через все круглые линзы и апертурные отверстия передней и задней групп линз и проецируется на датчик в виде идеального круга;
• А вот по четырем полярным краям картинки: свет попадает под очень большим углом наклона, и луч физически блокируется и отсекается металлическим кольцом диафрагмы фильтра в передней части объектива и краем задней оправы**!
• Поперечное сечение луча вырезается из круга в оливковую форму краями передней и задней оправы линзы в обоих направлениях. Это чисто механическая причина боке «кошачий глаз».

3. Практические стратегии создания эстетики боке

1. Устраните луковые кольца и кошачьи глаза: уменьшите диафрагму на 1 ступень (f/1,4 $\to$ f/2,0):

• Слегка уменьшите диафрагму от широко открытой до f/2,0 или f/2,8;
• В это время физическая апертура становится меньше и становится единственным узким местом, ограничивающим световой луч, и свет больше не блокируется механическими краями передней и задней оправы линзы;
• Светлое пятно на краю мгновенно возвращается из сжатого плоского кошачьего глаза в круглый правильный многоугольник/круг, а внешний край лукового кольца сильно сближается по цвету.

2. Выбор линз с технологией верхней заточки:

• В линзах Sony XA (суперасферические) и шлифованных асферических линзах Canon используется наноразмерная технология магнитореологической полировки (MRF), позволяющая уменьшить шероховатость поверхности формы до менее 1 нанометра, полностью исключая луковичные кольца из физического источника.

---