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CEDEC 2007 Imagire Day 最新世代機に関わる技術トラック

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シリコンスタジオ株式会社 技術資料
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CEDEC 2007 Imagire Day 最新世代機に関わる技術トラック

  1. 1. CEDEC 2007 Imagire Day1 CEDEC 2007 Imagire Day 最新世代機に関わる技術トラック
  2. 2. CEDEC 2007 Imagire Day2 レンダリストのためのレンダリストのための カメラ(光学)理論とポストエカメラ(光学)理論とポストエ フェクトフェクト 川瀬 正樹川瀬 正樹 シリコンスタジオ株式会社シリコンスタジオ株式会社 ソフトウェア開発部ソフトウェア開発部
  3. 3. Imagire Day コンテンツコンテンツ • ゲームにおけるHDRゲームにおけるHDR • トーンマップトーンマップ • レンズの仕組みとボケの表現レンズの仕組みとボケの表現 – レンズの基本レンズの基本 – 焦点距離とフィルムサイズと画角焦点距離とフィルムサイズと画角 – 収差とボケ味収差とボケ味 – 口径蝕とケラレ口径蝕とケラレ • 人間の眼とカメラレンズとCGと像面歪曲人間の眼とカメラレンズとCGと像面歪曲 • 光芒(光条)光芒(光条) • 小手先テクニックとアドバイス小手先テクニックとアドバイス – 複合ガウスフィルタ(MGF)複合ガウスフィルタ(MGF) – 非同期GPUフィードバック非同期GPUフィードバック – カメラの画角とCGの画角カメラの画角とCGの画角 – エンジニアの陥りがちな罠エンジニアの陥りがちな罠 • 今後の展望今後の展望
  4. 4. CEDEC 2007 Imagire Day4 ゲームにおけるHDRゲームにおけるHDR
  5. 5. Imagire Day ゲームにおけるHDRの現状ゲームにおけるHDRの現状 • ここ数年でHDRという概念自体は一気に浸透ここ数年でHDRという概念自体は一気に浸透 – 言葉だけなら多くの人が知っている言葉だけなら多くの人が知っている • HDRを謳うタイトルは多いHDRを謳うタイトルは多い – 本質的なHDRレンダリングと言えるか本質的なHDRレンダリングと言えるか • 現状あまりそうとは言えない現状あまりそうとは言えない • 正しく理解されていないことが多い正しく理解されていないことが多い • 本質的なHDRとよべるタイトルは極めて少な本質的なHDRとよべるタイトルは極めて少な いい – ユーザがHDRと思い込まされているユーザがHDRと思い込まされている
  6. 6. Imagire Day よくある誤解よくある誤解 • 明るい部分から光が溢れているのがHDR明るい部分から光が溢れているのがHDR – 擬似的なグレア=HDRという認識擬似的なグレア=HDRという認識 – HDRに基づかないレンダリングに対するグレアHDRに基づかないレンダリングに対するグレア • ソフトフォーカスに近い効果ソフトフォーカスに近い効果 – ただし本当のソフトフォーカス表現にはHDRが必要ただし本当のソフトフォーカス表現にはHDRが必要 • 一般にHDRっぽいと思われている映像一般にHDRっぽいと思われている映像 – 本当はHDRではないものが多い本当はHDRではないものが多い – 多くのユーザも誤解している多くのユーザも誤解している • 誤った認識が広まっているのが現状誤った認識が広まっているのが現状
  7. 7. Imagire Day なぜ誤った認識が広がるのかなぜ誤った認識が広がるのか • グレアエフェクトはとにかく判りやすいグレアエフェクトはとにかく判りやすい – 見た目に変化が大きい見た目に変化が大きい • ユーザの技術嗜好(特に海外)ユーザの技術嗜好(特に海外) – 新しい技術(言葉)を好む新しい技術(言葉)を好む – パブリッシャーや開発者が乗るパブリッシャーや開発者が乗る • 本質をついたHDRでなくともユーザには判らない本質をついたHDRでなくともユーザには判らない – HDRという言葉だけが氾濫するHDRという言葉だけが氾濫する
  8. 8. Imagire Day ゲームにおけるHDRの現状ゲームにおけるHDRの現状 • 一時のブーム化一時のブーム化 – エフェクトとしてのHDRブームエフェクトとしてのHDRブーム • HDRの概念の安売り状態HDRの概念の安売り状態 • そろそろ終焉を迎えつつあるそろそろ終焉を迎えつつある – ここ数年表現力があまり進化していないここ数年表現力があまり進化していない • すでにありふれた映像表現になっているすでにありふれた映像表現になっている – 徐々に飽きられつつある徐々に飽きられつつある • エフェクトとしてのHDRの不自然さエフェクトとしてのHDRの不自然さ • 画面がぼやけたような絵作り画面がぼやけたような絵作り
  9. 9. Imagire Day HDRエフェクトの表現力HDRエフェクトの表現力 • 本当に綺麗な表現がなされているか?本当に綺麗な表現がなされているか? – 言葉に騙されていないか言葉に騙されていないか • あまり効果的ではない使い方あまり効果的ではない使い方 – 少数の非常に明るく小さい光源のグレア少数の非常に明るく小さい光源のグレア • 太陽や街灯や車のヘッドライトのグレア太陽や街灯や車のヘッドライトのグレア • レガシーなスプライトによるレンズフレアの方が有効レガシーなスプライトによるレンズフレアの方が有効 – はるかに高速&ハイクォリティはるかに高速&ハイクォリティ – HDRではない画像に対するグレアHDRではない画像に対するグレア • 拡散反射素材や日陰、人の顔などが輝いてしまう拡散反射素材や日陰、人の顔などが輝いてしまう • ソフトフォーカス的な演出として巧く利用するのはありソフトフォーカス的な演出として巧く利用するのはあり – ファンタスティックな表現などファンタスティックな表現など
  10. 10. Imagire Day レガシーな手法の方が向いている表現レガシーな手法の方が向いている表現 • スプライトによるレンズフレアスプライトによるレンズフレア
  11. 11. CEDEC 2007 Imagire Day11 これからのHDRこれからのHDR
  12. 12. Imagire Day これからのHDRこれからのHDR • 画面がぼやけるグレア=HDRではない画面がぼやけるグレア=HDRではない • 今後はHDRの本質をついた表現が重要今後はHDRの本質をついた表現が重要 – 実際のところHDRとは何なのか実際のところHDRとは何なのか – どういった表現が効果的かどういった表現が効果的か • 既存の情報に頼り過ぎないこと既存の情報に頼り過ぎないこと – リアルタイムCGで知られているHDRリアルタイムCGで知られているHDR • 表面的なエフェクトの説明が多い表面的なエフェクトの説明が多い • 本質をついておらず、クォリティもあまり高くない本質をついておらず、クォリティもあまり高くない – あまりゲーム向きでない表現もあるあまりゲーム向きでない表現もある • ReinhardReinhard トーンマップは本当に有効かトーンマップは本当に有効か
  13. 13. Imagire Day HDRの本質HDRの本質 • 明るさの対比明るさの対比 – 特に重要なHDRの本質!!特に重要なHDRの本質!! – 屋外と屋内の明るさ屋外と屋内の明るさ – 日向と陰の明るさ日向と陰の明るさ – 昼と夜の明るさ昼と夜の明るさ – 拡散反射と鏡面反射(ハイライト)の明るさ拡散反射と鏡面反射(ハイライト)の明るさ • クランプされないブラークランプされないブラー – 被写界深度処理のボケ表現被写界深度処理のボケ表現 – モーションブラーモーションブラー • 重要な要素だが非常に軽視されがち重要な要素だが非常に軽視されがち
  14. 14. Imagire Day 効果的な使い方効果的な使い方 • 実装上効果が大きい使い方実装上効果が大きい使い方 • グレアグレア – 非常に多数の光源非常に多数の光源 – 面積または長さをもった光源(点以外)面積または長さをもった光源(点以外) – 反射光(間接光)反射光(間接光) • 車のボディやビルの窓に反射した光源など車のボディやビルの窓に反射した光源など • 街灯やイルミネーションの反射街灯やイルミネーションの反射 • 太陽の反射太陽の反射 • グレアは判りやすいがHDRの本質ではないグレアは判りやすいがHDRの本質ではない
  15. 15. Imagire Day ハイライトの眩しさハイライトの眩しさ
  16. 16. Imagire Day ハイライトの眩しさハイライトの眩しさ
  17. 17. Imagire Day ハイライトの眩しさハイライトの眩しさ
  18. 18. Imagire Day ハイライトの眩しさハイライトの眩しさ
  19. 19. Imagire Day イルミネーションやクランプされない反射イルミネーションやクランプされない反射 光光
  20. 20. Imagire Day 明るさの対比(ハイライトや空の明るさ)明るさの対比(ハイライトや空の明るさ)
  21. 21. Imagire Day 明るさの対比明るさの対比
  22. 22. Imagire Day 明るさの対比明るさの対比
  23. 23. Imagire Day クランプされないブラー効果クランプされないブラー効果
  24. 24. Imagire Day スプライトでは難しい表現(反射光のグレスプライトでは難しい表現(反射光のグレ ア)ア)
  25. 25. Imagire Day 現実のダイナミックレンジ現実のダイナミックレンジ • 何となく想像されているよりもはるかに広い何となく想像されているよりもはるかに広い – 反射光やブラー画像でも充分な光量をもつ反射光やブラー画像でも充分な光量をもつ – 車のボディやガラスの反射:車のボディやガラスの反射: • 鏡面反射率はせいぜい4%未満鏡面反射率はせいぜい4%未満 • それでも反射光は充分に明るくまぶしいそれでも反射光は充分に明るくまぶしい • 腕時計の表面のガラスのまぶしさを思い出そう腕時計の表面のガラスのまぶしさを思い出そう • ライティングやブラーにもっとHDRを活かそライティングやブラーにもっとHDRを活かそ うう – 明るさの対比の重要性を認識しよう明るさの対比の重要性を認識しよう • シーンを照らすライトの明るさの重要性シーンを照らすライトの明るさの重要性 – 現状の多くのタイトルではまだまだ活かせていない現状の多くのタイトルではまだまだ活かせていない • リアリティのある眩しい反射表現はほとんどないリアリティのある眩しい反射表現はほとんどない
  26. 26. CEDEC 2007 Imagire Day26 トーンマップトーンマップ
  27. 27. Imagire Day トーンマップトーンマップ • HDR画像を出力デバイスレンジに変換するHDR画像を出力デバイスレンジに変換する – 通常はLDR(ローダイナミックレンジ)通常はLDR(ローダイナミックレンジ) • 写真や実写映像写真や実写映像 – 撮影や現像(プリント)/ビデオ出力などに相当撮影や現像(プリント)/ビデオ出力などに相当
  28. 28. Imagire Day トーンマップの種類トーンマップの種類 • ReinhardReinhard や対数変換が知られているや対数変換が知られている – リアルタイムCGではリアルタイムCGでは ReinhardReinhard がよく使われていがよく使われてい るる • ReinhardReinhard トーンマップトーンマップ – 参照:参照: • Reinhard, Erik, Mike Stark, Peter Shirley, and Jim Ferwerda.Reinhard, Erik, Mike Stark, Peter Shirley, and Jim Ferwerda. “Photographic Tone Reproduction for Digital Images”“Photographic Tone Reproduction for Digital Images”, 2002., 2002.
  29. 29. Imagire Day ReinhardReinhard トーンマップトーンマップ
  30. 30. Imagire Day 対数変換対数変換
  31. 31. Imagire Day ReinhardReinhard や対数関数や対数関数 • 写真とは異なる写真とは異なる – 物理的根拠に基づくマッピングではない物理的根拠に基づくマッピングではない – 滑らかなレンジの圧縮が主目的滑らかなレンジの圧縮が主目的 – 明るい部分の色調(色解像度)がつぶれにくい明るい部分の色調(色解像度)がつぶれにくい • 白飛びしにくい白飛びしにくい – 全般的にコントラストが低くなる全般的にコントラストが低くなる • 写真的な表現にはあまり向かない写真的な表現にはあまり向かない – 全体的におとなしい画像全体的におとなしい画像 – 滑らかではあるがあまり美しくない滑らかではあるがあまり美しくない
  32. 32. Imagire Day 写真に近いトーンマップ写真に近いトーンマップ • 感光のシミュレーション感光のシミュレーション – フィルムの感光の再現フィルムの感光の再現 • 簡易シミュレーション簡易シミュレーション – 参照:参照: • Hugo,Hugo, “Exposure”“Exposure”
  33. 33. Imagire Day 簡易感光シミュレーション簡易感光シミュレーション
  34. 34. Imagire Day 写真に近いトーンマップ写真に近いトーンマップ • 感光のシミュレーション感光のシミュレーション – 写実性を追及する場合に向いている写実性を追及する場合に向いている – 明るい部分の色調(色解像度)がつぶれやすい明るい部分の色調(色解像度)がつぶれやすい • 白飛びが起こりやすい白飛びが起こりやすい • 実際の写真に近い実際の写真に近い • フィルムは白飛びや暗い部分のつぶれがあるフィルムは白飛びや暗い部分のつぶれがある – 本来絵作りとしては歓迎されない性質本来絵作りとしては歓迎されない性質
  35. 35. Imagire Day さまざまなトーンマップ関数さまざまなトーンマップ関数 簡易感光シミュレーション簡易感光シミュレーション ReinhardReinhard トーンマップトーンマップ 対数関数対数関数 線形マッピング(クランプ)線形マッピング(クランプ) 画 像 の 明 る さ 画 像 の 明 る さ ( マ ッ ピ ン グ 結 果 ) ( マ ッ ピ ン グ 結 果 ) エネルギー(光の強さ)エネルギー(光の強さ)
  36. 36. Imagire Day 線形マッピング(単純なクランプ)線形マッピング(単純なクランプ) • 高輝度の色調は完全に高輝度の色調は完全に 失われる失われる
  37. 37. Imagire Day 簡易感光シミュレーション簡易感光シミュレーション • 高輝度の色調がある程高輝度の色調がある程 度は残る度は残る
  38. 38. Imagire Day ReinhardReinhard トーンマップトーンマップ
  39. 39. Imagire Day 対数変換対数変換 • 高輝度の色調は残るが高輝度の色調は残るが コントラストがかなりコントラストがかなり 低い低い
  40. 40. Imagire Day リアルタイムCGのトーンマップリアルタイムCGのトーンマップ • 感光のシミュレーションが向いている感光のシミュレーションが向いている – 簡易的なシミュレーションでも比較的良い結果簡易的なシミュレーションでも比較的良い結果 • 写真に近いためリアリティがある写真に近いためリアリティがある • 自然に見えやすい自然に見えやすい – ReinhardReinhard や対数関数よりも線形に近いためや対数関数よりも線形に近いため – LDR化されないなら本来は線形がもっとも自然LDR化されないなら本来は線形がもっとも自然 • ReinhardReinhard トーンマップなどは目的が異なるトーンマップなどは目的が異なる – 無根拠に利用するのは止めよう無根拠に利用するのは止めよう
  41. 41. Imagire Day ReinhardReinhard トーンマップの使いどころトーンマップの使いどころ • 事前トーンマップレンダリング事前トーンマップレンダリング – シーンレンダリング時にトーンマップシーンレンダリング時にトーンマップ – LDRバッファに出力LDRバッファに出力 – ポストエフェクト時に逆トーンマップでHDR情報をデコードポストエフェクト時に逆トーンマップでHDR情報をデコード – 感光シミュレーションは不向き感光シミュレーションは不向き • 高輝度部の情報がつぶれやすい高輝度部の情報がつぶれやすい • グレア生成などでエイリアスが発生しやすいグレア生成などでエイリアスが発生しやすい – ReinhardReinhard トーンマップが無難で向いているトーンマップが無難で向いている – 参照:参照: • Kawase, Masaki,Kawase, Masaki, “Practical Implementation of High Dynamic Range Rendering”“Practical Implementation of High Dynamic Range Rendering”,, inin GDC2004, 2004.GDC2004, 2004.
  42. 42. Imagire Day 対数関数の使いどころ対数関数の使いどころ • LDRレンダリング結果に強制HDRエフェクLDRレンダリング結果に強制HDRエフェク トト – シーンレンダリングは完全にLDRシーンレンダリングは完全にLDR – ポストエフェクト時に逆トーンマップ(指数関数)ポストエフェクト時に逆トーンマップ(指数関数) でHDR化でHDR化 – 手軽にそれらしい効果を加えたいときには有効手軽にそれらしい効果を加えたいときには有効 • …時代に逆行気味…時代に逆行気味 • HDRに詳しくない人にはまだ通用するHDRに詳しくない人にはまだ通用する – 感光シミュレーションや感光シミュレーションや ReinhardReinhard は不向きは不向き • レンダリング結果はトーンマップを行っていないため、高輝レンダリング結果はトーンマップを行っていないため、高輝 度部分の色が不自然に変化しやすい度部分の色が不自然に変化しやすい
  43. 43. CEDEC 2007 Imagire Day43 レンズの仕組みとボケの表現レンズの仕組みとボケの表現
  44. 44. Imagire Day 従来のボケ表現従来のボケ表現 • ガウスフィルタもしくはそれに似たフィルタガウスフィルタもしくはそれに似たフィルタ • 滑らかなボケ表現滑らかなボケ表現 – 中央が明るくエッジに向かって滑らかに減衰中央が明るくエッジに向かって滑らかに減衰 • 実装が容易で高速実装が容易で高速 – x, yx, y に変数分離可能に変数分離可能 • 2パスで効率よく処理できる2パスで効率よく処理できる – または小規模なブラーの再帰適用または小規模なブラーの再帰適用 • ピンポンブラーピンポンブラー • 縮小バッファのエイリアスが目立ちにくい縮小バッファのエイリアスが目立ちにくい • XboxXbox やや PS2PS2 など、DX8以前のハードウェアなど、DX8以前のハードウェア – 当時としてはこのようなボケ表現が現実的だった当時としてはこのようなボケ表現が現実的だった
  45. 45. Imagire Day ガウスフィルタによるボケ表現ガウスフィルタによるボケ表現
  46. 46. Imagire Day ガウスフィルタによるボケ表現ガウスフィルタによるボケ表現 • 未だに広く利用されている未だに広く利用されている – 写真のボケとしては不自然な表現写真のボケとしては不自然な表現 • そろそろもっとリアルなピンボケを表現しようそろそろもっとリアルなピンボケを表現しよう – ガウスフィルタによるボケは時代遅れガウスフィルタによるボケは時代遅れ
  47. 47. Imagire Day 円形絞りのボケ表現円形絞りのボケ表現
  48. 48. Imagire Day より自然なボケの表現へより自然なボケの表現へ • フラットなボケ表現フラットなボケ表現 – 円形や六角形円形や六角形 – 写真のボケとして自然な表現写真のボケとして自然な表現 • 縮小バッファのエイリアスが目立ちやすい縮小バッファのエイリアスが目立ちやすい • 一般に低速一般に低速 – ガウスフィルタのような効率的な処理が難しいガウスフィルタのような効率的な処理が難しい • 実装にはさまざまな工夫が必要実装にはさまざまな工夫が必要
  49. 49. Imagire Day ガウスフィルタによるボケ表現ガウスフィルタによるボケ表現
  50. 50. Imagire Day 円形のボケ表現円形のボケ表現
  51. 51. Imagire Day 六角形のボケ表現六角形のボケ表現
  52. 52. Imagire Day フィルタによるボケ表現の違いフィルタによるボケ表現の違い • ガウスブラーよりもフガウスブラーよりもフ ラットなボケの方がリラットなボケの方がリ アリティがあるアリティがある
  53. 53. Imagire Day フォーカス画像フォーカス画像
  54. 54. Imagire Day ガウスフィルタによるボケ表現ガウスフィルタによるボケ表現
  55. 55. Imagire Day 円形のボケ表現円形のボケ表現
  56. 56. Imagire Day ガウスフィルタによるボケ表現ガウスフィルタによるボケ表現
  57. 57. Imagire Day 円形のボケ表現円形のボケ表現
  58. 58. Imagire Day 六角形のボケ表現六角形のボケ表現
  59. 59. Imagire Day ガウスフィルタによるボケ表現ガウスフィルタによるボケ表現
  60. 60. Imagire Day 円形のボケ表現円形のボケ表現
  61. 61. Imagire Day これからのボケ表現これからのボケ表現 • ガウスフィルタは時代遅れガウスフィルタは時代遅れ – 写真のボケとしては不自然であることを認識しよう写真のボケとしては不自然であることを認識しよう • よりフラットで自然なボケ表現よりフラットで自然なボケ表現 – ピンボケのリアリティが大きく向上するピンボケのリアリティが大きく向上する – ボケの発生メカニズムを理解することボケの発生メカニズムを理解すること • 詳しくは後述詳しくは後述
  62. 62. CEDEC 2007 Imagire Day62 スキャッターベースのスキャッターベースの ポストエフェクトポストエフェクト
  63. 63. Imagire Day ギャザーベースとスキャッターベースギャザーベースとスキャッターベース • 現在のポストエフェクトはギャザーベースが主現在のポストエフェクトはギャザーベースが主 流流 – 出力先ピクセルを確定出力先ピクセルを確定 – 出力先に集まるべきピクセルをサンプリング出力先に集まるべきピクセルをサンプリング • 極一部で使われ始めたスキャッターベース手法極一部で使われ始めたスキャッターベース手法 – ソースとなるピクセルを確定ソースとなるピクセルを確定 – そのピクセルの影響先を描画するそのピクセルの影響先を描画する
  64. 64. Imagire Day スキャッターベース手法スキャッターベース手法 • 元画像を走査元画像を走査 – ソースとなるピクセルを確定ソースとなるピクセルを確定 • ソースのピクセルをフィルタカーネルで描画ソースのピクセルをフィルタカーネルで描画 – ジオメトリ(スプライト)を動的に生成ジオメトリ(スプライト)を動的に生成 • レガシーなレンズフレアと同様の手法レガシーなレンズフレアと同様の手法 – 画像ベースでピクセル単位に処理するところが大きく異なる画像ベースでピクセル単位に処理するところが大きく異なる • ジオメトリおよびフィル負荷が高いジオメトリおよびフィル負荷が高い – ピンボケ表現では実用圏内に入ってきているピンボケ表現では実用圏内に入ってきている • ジオメトリシェーダで自然に実装できるジオメトリシェーダで自然に実装できる – CPUオーバヘッドがなく非常に効率的CPUオーバヘッドがなく非常に効率的
  65. 65. Imagire Day スキャッターベース手法スキャッターベース手法 • フィルタカーネルを完全に自由に定義できるフィルタカーネルを完全に自由に定義できる – もっとも大きなメリットもっとも大きなメリット • カーネルをテクスチャとして用意できるカーネルをテクスチャとして用意できる • ギャザーベースでは事実上不可能ギャザーベースでは事実上不可能 – これまで非常に難しかった自由な表現が可能これまで非常に難しかった自由な表現が可能 • フラットなボケ表現にとどまらないフラットなボケ表現にとどまらない • リアリティのあるボケ味や複雑な光学現象の表現リアリティのあるボケ味や複雑な光学現象の表現 – これらについては後述これらについては後述
  66. 66. Imagire Day スキャッターベース手法スキャッターベース手法 • 今後の主流今後の主流 – ギャザーベース手法ではそろそろ限界が見えてきてギャザーベース手法ではそろそろ限界が見えてきて いるいる • フィルタカーネルごとに最適化やさまざまな工夫が必要フィルタカーネルごとに最適化やさまざまな工夫が必要 • 速度さえ充分に速くなればグレアにも利用でき速度さえ充分に速くなればグレアにも利用でき るる – あらゆる形状のグレア表現が可能あらゆる形状のグレア表現が可能 • 放射状の無数の鋭い光芒放射状の無数の鋭い光芒 • 波長によって生じる環状のハロ波長によって生じる環状のハロ
  67. 67. CEDEC 2007 Imagire Day67 レンズの基本レンズの基本
  68. 68. Imagire Day レンズの基本レンズの基本 • 焦点距離(f)焦点距離(f) – 平行光線(無限遠からの光)が焦点を結ぶレンズからの垂直距平行光線(無限遠からの光)が焦点を結ぶレンズからの垂直距 離離 • 焦点面焦点面 – レンズから垂直方向に焦点距離の位置にある点の集まり(平レンズから垂直方向に焦点距離の位置にある点の集まり(平 面)面) ff ff f =f = レンズの焦点距離レンズの焦点距離 後側焦点面(焦平面)後側焦点面(焦平面)前側焦点面(焦平面)前側焦点面(焦平面)
  69. 69. Imagire Day レンズに斜めに入射する光の場合レンズに斜めに入射する光の場合 • 焦点距離(f)焦点距離(f) – 平行光線(無限遠からの光)が焦点を結ぶレンズからの垂直距平行光線(無限遠からの光)が焦点を結ぶレンズからの垂直距 離離 • 焦点面焦点面 – レンズから垂直方向に焦点距離の位置にある点の集まり(平レンズから垂直方向に焦点距離の位置にある点の集まり(平 面)面) ff ff f =f = レンズの焦点距離レンズの焦点距離 後側焦点面(焦平面)後側焦点面(焦平面)前側焦点面(焦平面)前側焦点面(焦平面)
  70. 70. Imagire Day レンズの基本レンズの基本 • 平行光線はレンズの焦点面で交わる平行光線はレンズの焦点面で交わる – 斜めから来た並行光線は焦点面の中央を外れた一点で交わる斜めから来た並行光線は焦点面の中央を外れた一点で交わる • 焦点面の特定の一点を通過したあらゆる光線焦点面の特定の一点を通過したあらゆる光線 – レンズを通って屈折すると平行になるレンズを通って屈折すると平行になる – 焦点面の中央を外れた一点を通った光線は斜めに平行になる焦点面の中央を外れた一点を通った光線は斜めに平行になる • レンズの中央を通った光線は屈折しないレンズの中央を通った光線は屈折しない – 斜めから来た光もそのまま真っ直ぐに進む斜めから来た光もそのまま真っ直ぐに進む ff ff ff ff
  71. 71. Imagire Day ff ff aa a’a’ 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ の関係の関係 ff ff aa a’a’
  72. 72. Imagire Day 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ の関係の関係 • 一点から出た光はレンズを通ると再び一点に集一点から出た光はレンズを通ると再び一点に集 まるまる • このときこのとき – レンズから垂直距離でレンズから垂直距離で aa 離れた一点から出た光離れた一点から出た光 – レンズから垂直距離でレンズから垂直距離で a’a’ 離れた一点に集まる離れた一点に集まる • とするととすると – 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ の関係が常に成り立つの関係が常に成り立つff ff aa a’a’ ff ff aa a’a’
  73. 73. CEDEC 2007 Imagire Day73 結像の仕組み結像の仕組み
  74. 74. Imagire Day 結像の仕組み結像の仕組み • レンズを通って再び一点に集まる光レンズを通って再び一点に集まる光 – 集まった場所に実像を結ぶ(結像)集まった場所に実像を結ぶ(結像) • 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ の関係からの関係から – a’ = af / (a - f)a’ = af / (a - f) • レンズからレンズから aa 離れた物体(被写体)離れた物体(被写体) – レンズからレンズから af / (a - f)af / (a - f) の距離に結像するの距離に結像する • 結像位置にスクリーンやフィルムを置く結像位置にスクリーンやフィルムを置く   像が映る像が映る
  75. 75. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy y’y’ b’b’bb 結像(フィルム)位置結像(フィルム)位置レンズ主平面レンズ主平面被写体位置被写体位置 f =f = レンズの焦点距離レンズの焦点距離 a =a = 被写体距離被写体距離 y =y = 被写体のサイズ被写体のサイズ y’ =y’ = 結像サイズ結像サイズ 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ a’ = af / (a - f)a’ = af / (a - f) 撮像倍率撮像倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f)= f / (a - f) = 0.5= 0.5 結像の仕組み(被写体が 3f の距離)結像の仕組み(被写体が 3f の距離)
  76. 76. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy y’y’ b’b’bb レンズ主平面レンズ主平面 結像(フィルム)位置結像(フィルム)位置被写体位置被写体位置 f =f = レンズの焦点距離レンズの焦点距離 a =a = 被写体距離被写体距離 y =y = 被写体のサイズ被写体のサイズ y’ =y’ = 結像サイズ結像サイズ 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ a’ = af / (a - f)a’ = af / (a - f) 撮像倍率撮像倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f)= f / (a - f) = 1.0= 1.0 結像の仕組み(被写体が 2f の距離)結像の仕組み(被写体が 2f の距離)
  77. 77. Imagire Day ffff aa a’a’ yy y’y’ b’b’bb レンズ主平面レンズ主平面 結像(フィルム)位置結像(フィルム)位置被写体位置被写体位置 f =f = レンズの焦点距離レンズの焦点距離 a =a = 被写体距離被写体距離 y =y = 被写体のサイズ被写体のサイズ y’ =y’ = 結像サイズ結像サイズ 1/f = 1/a + 1/a’1/f = 1/a + 1/a’ a’ = af / (a - f)a’ = af / (a - f) 撮像倍率撮像倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f)= f / (a - f) = 2.0= 2.0 結像の仕組み(被写体が結像の仕組み(被写体が 1.51.5 f の距離)f の距離)
  78. 78. Imagire Day 結像の性質結像の性質 • 像は点対称形像は点対称形 – 上下左右反転した像(倒立像)ができる上下左右反転した像(倒立像)ができる • 像の大きさ像の大きさ – レンズから像までの距離に比例するレンズから像までの距離に比例する • レンズから結像までの距離レンズから結像までの距離 – 結像の距離結像の距離 • V = Lf / (L - f)V = Lf / (L - f) – L :L : 被写体距離被写体距離 – V :V : レンズから結像までの距離レンズから結像までの距離 • 近くの被写体ほど遠くに結像する近くの被写体ほど遠くに結像する
  79. 79. Imagire Day 結像の性質結像の性質 • 撮像倍率撮像倍率 – 被写体と結像の大きさの比率被写体と結像の大きさの比率 – 結像の距離:被写体距離の比率に等しい結像の距離:被写体距離の比率に等しい • M = f / (L - f)M = f / (L - f) – M :M : 撮像倍率撮像倍率 – 倍率と結像の距離との関係倍率と結像の距離との関係 • V = Lf / (L - f)V = Lf / (L - f) からから – V = LMV = LM – V = f (M + 1)V = f (M + 1) • 近くの被写体ほど遠くに大きく結像する近くの被写体ほど遠くに大きく結像する
  80. 80. Imagire Day 撮像倍率とマクロ撮影撮像倍率とマクロ撮影 • マクロフォーカス(マクロ撮影)マクロフォーカス(マクロ撮影) – 撮像倍率が1(等倍)以上撮像倍率が1(等倍)以上 • 焦点距離の2倍以内の距離にフォーカス焦点距離の2倍以内の距離にフォーカス – 一般には一般には 0.50.5 倍程度以上がマクロと呼ばれる倍程度以上がマクロと呼ばれる • 焦点距離のおよそ3倍以内のフォーカス焦点距離のおよそ3倍以内のフォーカス – マクロレンズ以外の通常のレンズマクロレンズ以外の通常のレンズ • 最大倍率でおおよそ最大倍率でおおよそ 0.10.1 ~~ 0.20.2 倍程度倍程度 • 焦点距離の6~11倍程度が最も近いフォーカス距離焦点距離の6~11倍程度が最も近いフォーカス距離
  81. 81. CEDEC 2007 Imagire Day81 開口絞りとボケ開口絞りとボケ Aperture StopAperture Stop
  82. 82. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy y’y’ b’b’bb フィルム位置フィルム位置物体にフォーカス物体にフォーカス 合焦位置合焦位置 レンズの絞りレンズの絞り 撮像倍率撮像倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f)= f / (a - f) = 0.5= 0.5 開口絞りとボケ(被写体にフォーカス)開口絞りとボケ(被写体にフォーカス)
  83. 83. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy b’b’bb 無限遠にフォーカス無限遠にフォーカス フィルム位置フィルム位置 合焦位置合焦位置 前ボケ前ボケ レンズの絞りレンズの絞り 開口絞りと前ボケ(遠くにフォーカス)開口絞りと前ボケ(遠くにフォーカス)
  84. 84. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy =a=a b’b’bb =b=b ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス フィルム位置フィルム位置 合焦位置合焦位置 後ボケ後ボケ レンズの絞りレンズの絞り 開口絞りと後ボケ(近くにフォーカス)開口絞りと後ボケ(近くにフォーカス)
  85. 85. Imagire Day ボケの形と大きさボケの形と大きさ • 結像位置(合焦位置)から離れた像結像位置(合焦位置)から離れた像 – ボケが発生するボケが発生する • ボケの大きさボケの大きさ – 合焦位置から実際のフィルムまでの距離に比例合焦位置から実際のフィルムまでの距離に比例 • 適切なフィルム位置からのズレに比例適切なフィルム位置からのズレに比例 • 絞りの形状が現れる絞りの形状が現れる • 前ボケと後ボケでは向きが反転前ボケと後ボケでは向きが反転 – 後ボケは絞りの点対称形後ボケは絞りの点対称形 • 結像自体が倒立像なので最終的な写真ではさらに反転する結像自体が倒立像なので最終的な写真ではさらに反転する
  86. 86. CEDEC 2007 Imagire Day86 ピンボケ像の大きさピンボケ像の大きさ
  87. 87. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy y’y’ =a=a b’b’bb =b=b 倍率倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f) = 0.5= f / (a - f) = 0.5 合焦位置合焦位置 後ボケ後ボケ 前ボケ前ボケ レンズの絞りレンズの絞り
  88. 88. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy y’y’ b’b’bb 倍率倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f) = 1.0= f / (a - f) = 1.0 レンズの絞りレンズの絞り 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ 合焦位置合焦位置
  89. 89. Imagire Day ffff aa a’a’ y’y’ yy =a=a b’b’bb =b=b 倍率倍率 MM = y’/y = a’/a = f/b = b’/f= y’/y = a’/a = f/b = b’/f = f / (a - f) = 2.0= f / (a - f) = 2.0 前ボケ前ボケ 合焦位置合焦位置
  90. 90. Imagire Day ピンボケ像の大きさピンボケ像の大きさ • ピンボケしている像でも合焦している像でも同ピンボケしている像でも合焦している像でも同 じじ – レンズから像までの距離に比例するレンズから像までの距離に比例する
  91. 91. Imagire Day ff ff aa a’a’ yy y’y’ b’b’bb レンズの絞りレンズの絞り 合焦位置合焦位置 絞りの大きさとボケ絞りの大きさとボケ 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  92. 92. Imagire Day 絞りの大きさとボケ絞りの大きさとボケ ff ff aa a’a’ レンズの絞りレンズの絞り 合焦位置合焦位置 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  93. 93. Imagire Day 絞りの大きさとボケ絞りの大きさとボケ ff ff aa a’a’ レンズの絞りレンズの絞り 合焦位置合焦位置 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  94. 94. Imagire Day 絞りの大きさとボケ絞りの大きさとボケ ff ff aa a’a’ f/2f/2 レンズが無い状態と同じレンズが無い状態と同じ ピンホールカメラピンホールカメラ
  95. 95. Imagire Day 絞りの大きさとボケ絞りの大きさとボケ • ボケのサイズは絞りの大きさに比例するボケのサイズは絞りの大きさに比例する – 絞りを開けるとボケは大きくなる絞りを開けるとボケは大きくなる – 絞り込むとボケは小さくなる絞り込むとボケは小さくなる
  96. 96. Imagire Day 絞りとボケの形絞りとボケの形 • 絞りの構造絞りの構造 – 滑らかなカーブをもつ絞り羽根で構成される滑らかなカーブをもつ絞り羽根で構成される – 開放絞りでは円形開放絞りでは円形 – 絞り込むほど角が立つ(角張る)絞り込むほど角が立つ(角張る) • 絞り具合でボケの形も変化する絞り具合でボケの形も変化する
  97. 97. Imagire Day 絞り具合とボケの形絞り具合とボケの形 絞りの状態絞りの状態 前ボケの形前ボケの形 後ボケの形後ボケの形
  98. 98. Imagire Day 絞りとボケ絞りとボケ
  99. 99. CEDEC 2007 Imagire Day99 焦点距離と焦点距離と フィルムサイズとフィルムサイズと 画角画角
  100. 100. Imagire Day ff 有効な視野角有効な視野角 フ ィ ル ム サ イ ズ フ ィ ル ム サ イ ズ 焦点距離とフィルムサイズと画角焦点距離とフィルムサイズと画角
  101. 101. Imagire Day ff 有効な視野角有効な視野角 フ ィ ル ム サ イ ズ フ ィ ル ム サ イ ズ フィルムサイズを半分にするとフィルムサイズを半分にすると
  102. 102. Imagire Day ff 有効な視野角有効な視野角 フ ィ ル ム サ イ ズ フ ィ ル ム サ イ ズ 焦点距離を倍にすると焦点距離を倍にすると
  103. 103. Imagire Day 焦点距離とフィルムサイズと画角の関係焦点距離とフィルムサイズと画角の関係 • よく知られている関係よく知られている関係 – fov = atan(h * 0.5 / f) * 2.0fov = atan(h * 0.5 / f) * 2.0 • f :f : 焦点距離焦点距離 • h :h : フィルムのサイズフィルムのサイズ • フィルム位置が焦点距離にあると仮定フィルム位置が焦点距離にあると仮定 – 無限遠にフォーカス無限遠にフォーカス
  104. 104. Imagire Day カメラレンズの画角(無限遠フォーカスカメラレンズの画角(無限遠フォーカス 時)時) • 標準レンズの画角は?標準レンズの画角は? – 35㎜フィルムの高さは24㎜35㎜フィルムの高さは24㎜ – 標準レンズの焦点距離はおよそ50㎜標準レンズの焦点距離はおよそ50㎜ – atan(24.0 * 0.5 / 50.0) * 2.0atan(24.0 * 0.5 / 50.0) * 2.0 • 垂直画角は約27度垂直画角は約27度 • 広角レンズの画角は?広角レンズの画角は? – 一般的には焦点距離28~35㎜程度一般的には焦点距離28~35㎜程度 – atan(24.0 * 0.5 / (28atan(24.0 * 0.5 / (28 ~~ 35) ) * 2.035) ) * 2.0 • 垂直画角は約46~38度垂直画角は約46~38度 • 焦点距離12㎜程度の超広角が最短焦点距離12㎜程度の超広角が最短 – 魚眼レンズは結像が特殊なため除く魚眼レンズは結像が特殊なため除く – atan(24.0 * 0.5 / 12) * 2.0atan(24.0 * 0.5 / 12) * 2.0 • 垂直画角は約90度垂直画角は約90度
  105. 105. Imagire Day fov = atan(h * 0.5 / f) * 2.0fov = atan(h * 0.5 / f) * 2.0 • フィルム位置が焦点距離にある場合の関係フィルム位置が焦点距離にある場合の関係 – 無限遠にフォーカスと仮定している無限遠にフォーカスと仮定している • 近くにフォーカスした場合は条件が変わる近くにフォーカスした場合は条件が変わる – レンズからフィルムまでの距離が焦点距離より長くレンズからフィルムまでの距離が焦点距離より長く なるなる – マクロ撮影時に顕著マクロ撮影時に顕著
  106. 106. Imagire Day 像サイズはレンズ~フィルム距離に比例像サイズはレンズ~フィルム距離に比例 ff ff aa a’a’ f/2f/2
  107. 107. Imagire Day ff 有効な視野角有効な視野角 ff の2倍の距離にフォーカス(等倍マクロの2倍の距離にフォーカス(等倍マクロ 撮影)撮影) • 結像距離は f の2倍の距離になる結像距離は f の2倍の距離になる フ ィ ル ム サ イ ズ フ ィ ル ム サ イ ズ フォーカス面フォーカス面
  108. 108. Imagire Day ff 有効な視野角有効な視野角 フ ィ ル ム サ イ ズ フ ィ ル ム サ イ ズ 無限遠にフォーカス無限遠にフォーカス
  109. 109. Imagire Day ff 有効な視野角有効な視野角 フ ィ ル ム サ イ ズ フ ィ ル ム サ イ ズ ff の2倍の距離にフォーカス(等倍マクロの2倍の距離にフォーカス(等倍マクロ 撮影)撮影)
  110. 110. Imagire Day マクロ撮影時の画角変化マクロ撮影時の画角変化 • 等倍(像倍率1:1)マクロ時等倍(像倍率1:1)マクロ時 – フィルム位置は焦点距離の2倍フィルム位置は焦点距離の2倍 • フィルム位置V=焦点距離fフィルム位置V=焦点距離f ×× (像倍率M+1)(像倍率M+1) – 画像は無限遠フォーカス時の2倍に拡大される画像は無限遠フォーカス時の2倍に拡大される – 画角は約半分になる画角は約半分になる • マクロ撮影時は顕著に画角が狭くなるマクロ撮影時は顕著に画角が狭くなる
  111. 111. Imagire Day マクロ撮影以外の画角変化マクロ撮影以外の画角変化 • 標準50㎜レンズで55㎝先にフォーカス標準50㎜レンズで55㎝先にフォーカス – 像倍率は像倍率は 0.10.1 倍倍 • 像倍率像倍率 M = f / (L - f) = 50 / (550 - 50) = 0.1M = f / (L - f) = 50 / (550 - 50) = 0.1 – フィルム位置は焦点距離のフィルム位置は焦点距離の 1.11.1 倍(=倍(= M + 1M + 1 )) – 画像は無限遠フォーカス時の画像は無限遠フォーカス時の 1.11.1 倍に拡大される倍に拡大される • 画角は無限遠フォーカス時の約91%となる画角は無限遠フォーカス時の約91%となる
  112. 112. Imagire Day フィルム位置を考慮した厳密な関係フィルム位置を考慮した厳密な関係 • fov = atan(h * 0.5 / f) * 2.0fov = atan(h * 0.5 / f) * 2.0 – …は正確ではない…は正確ではない – 無限遠にフォーカスと仮定無限遠にフォーカスと仮定 • フィルム位置を考慮した厳密な関係フィルム位置を考慮した厳密な関係 – 焦点距離ではなくレンズからフィルムまでの距離で計算焦点距離ではなくレンズからフィルムまでの距離で計算 – LL にピントを合わせたときのフィルム位置にピントを合わせたときのフィルム位置 VV はは • V = Lf / (L - f)V = Lf / (L - f) – L :L : フォーカス距離フォーカス距離 – ff の代わりにの代わりに Lf / (L - f)Lf / (L - f) を使用を使用 • fov = atan(h * 0.5 * (L - f) / (L * f) ) * 2.0fov = atan(h * 0.5 * (L - f) / (L * f) ) * 2.0
  113. 113. Imagire Day カメラレンズの画角カメラレンズの画角 • 全群繰り出しレンズ全群繰り出しレンズ – レンズ全体が移動レンズ全体が移動 – フォーカスを変えても焦点距離が一定フォーカスを変えても焦点距離が一定 • 一般的には画角が一定であることを意味する一般的には画角が一定であることを意味する • 実際にはフォーカス距離によっても画角が変化実際にはフォーカス距離によっても画角が変化 するする – 焦点距離が同じでもピント調整だけで変化焦点距離が同じでもピント調整だけで変化 • 近くにフォーカスすると望遠効果近くにフォーカスすると望遠効果
  114. 114. Imagire Day 画角への影響(その他の要因)画角への影響(その他の要因) • 前群繰り出し/インナーフォーカス/リアフォ前群繰り出し/インナーフォーカス/リアフォ ーカスーカス – レンズ全体ではなく内部のレンズの移動レンズ全体ではなく内部のレンズの移動 • 複雑なレンズの移動複雑なレンズの移動 – 実際の焦点距離が変化する(一般に短くなる)実際の焦点距離が変化する(一般に短くなる) • 全群繰り出しによる望遠効果とは逆の変化全群繰り出しによる望遠効果とは逆の変化 – 近くにフォーカスすると広角側による近くにフォーカスすると広角側による • 画角の変化が補正されるレンズもある画角の変化が補正されるレンズもある – 画角が変化しないように実際の焦点距離が調整され画角が変化しないように実際の焦点距離が調整され るる – 画角がほぼ変化しないものもある画角がほぼ変化しないものもある
  115. 115. Imagire Day 画角への影響(その他の要因)画角への影響(その他の要因) • 望遠ズームレンズの焦点距離制限望遠ズームレンズの焦点距離制限 – 望遠状態で近くにフォーカスすると望遠状態で近くにフォーカスすると • フィルムまでの結像距離が長くなり過ぎるフィルムまでの結像距離が長くなり過ぎる • レンズの制限で焦点距離が強制的に短くなるレンズの制限で焦点距離が強制的に短くなる – カメラの設定よりも実際の焦点距離が短くなるカメラの設定よりも実際の焦点距離が短くなる – 近くにフォーカスすると広角側による近くにフォーカスすると広角側による • etc.etc.
  116. 116. Imagire Day 演出としてのカメラワーク演出としてのカメラワーク • 一般に普及帯のカメラレンズでは一般に普及帯のカメラレンズでは – フォーカス距離によっても画角が変化するものが多いフォーカス距離によっても画角が変化するものが多い – 典型的な例:典型的な例: • フォーカス距離(L)が短くなるとフォーカス距離(L)が短くなると • L / (f - L) + 1L / (f - L) + 1 (=M+1)の割合で視野が狭くなる(=M+1)の割合で視野が狭くなる • リアルタイムCGにおけるカメラワークリアルタイムCGにおけるカメラワーク – フォーカス距離によって画角を変化させる演出フォーカス距離によって画角を変化させる演出 • 臨場感が増す臨場感が増す • アニメーションなどアニメーションなど – 昔からよく使われている昔からよく使われている • カメラを使う人は経験的に知っているカメラを使う人は経験的に知っている
  117. 117. CEDEC 2007 Imagire Day117 収差とボケ味収差とボケ味
  118. 118. Imagire Day 収差とは収差とは • 実際のレンズは理論どおりには結像しない実際のレンズは理論どおりには結像しない – レンズの設計/製造上の制限レンズの設計/製造上の制限 – 光と媒質(レンズ素材)の性質光と媒質(レンズ素材)の性質 • さまざまな問題が発生するさまざまな問題が発生する – 像がボケる像がボケる – 色が分離する色が分離する – 像が歪む像が歪む – etc.etc.  これらレンズの諸問題を収差と呼ぶこれらレンズの諸問題を収差と呼ぶ
  119. 119. Imagire Day 収差の種類収差の種類 • 単色収差(ザイデル収差)単色収差(ザイデル収差) – 球面収差球面収差 – コマ収差コマ収差 – 非点収差非点収差 – 像面湾曲像面湾曲 – 歪曲収差(ディストーション)歪曲収差(ディストーション) • 色収差色収差 – 軸上色収差軸上色収差 – 倍率色収差倍率色収差
  120. 120. CEDEC 2007 Imagire Day120 球面収差球面収差 Spherical aberrationSpherical aberration
  121. 121. Imagire Day 球面収差(球面収差( Spherical aberrationSpherical aberration )) • レンズ中央と周辺での焦点距離のズレレンズ中央と周辺での焦点距離のズレ – 屈折した光線が等距離に焦点を結ばない屈折した光線が等距離に焦点を結ばない • 球面レンズで発生球面レンズで発生 – レンズの屈折面が球面であるために発生レンズの屈折面が球面であるために発生
  122. 122. Imagire Day 球面収差の原理球面収差の原理 • 周辺部ほど焦点距離が近くなる周辺部ほど焦点距離が近くなる レンズの中央以外の焦点距離レンズの中央以外の焦点距離 レンズ本来の焦点距離レンズ本来の焦点距離
  123. 123. Imagire Day 球面収差のボケ方球面収差のボケ方 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 シャープな前ボケ(輪郭強調)シャープな前ボケ(輪郭強調) ソフトな後ボケソフトな後ボケ
  124. 124. Imagire Day 球面収差のボケ方球面収差のボケ方 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 シャープな前ボケ(輪郭強調)シャープな前ボケ(輪郭強調) ソフトな後ボケソフトな後ボケ
  125. 125. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  126. 126. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  127. 127. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  128. 128. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  129. 129. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  130. 130. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) 光線の収束光線の収束
  131. 131. Imagire Day 球面収差球面収差 レンズ本来の焦点面レンズ本来の焦点面 光線の収束光線の収束 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) 絞りが大きいほど収差も大きく、焦点面がレンズに近づく絞りが大きいほど収差も大きく、焦点面がレンズに近づく
  132. 132. Imagire Day 球面収差の影響球面収差の影響 • 一点に結像しない一点に結像しない – ピントが完全には合わず常に像がぼやけるピントが完全には合わず常に像がぼやける • 絞りが大きいほど極端に影響が現れる絞りが大きいほど極端に影響が現れる – 加えて実質的な焦点面がレンズに近づく加えて実質的な焦点面がレンズに近づく • 前ボケは周辺部が明るくなる前ボケは周辺部が明るくなる – リング状の輪郭をもつシャープなボケリング状の輪郭をもつシャープなボケ – 線状の被写体は二本の線のように見える(2線ボケ)線状の被写体は二本の線のように見える(2線ボケ) • 後ボケは中央部が明るくなる後ボケは中央部が明るくなる – 中心の芯を柔らかいブラーが包むようなソフトなボケ中心の芯を柔らかいブラーが包むようなソフトなボケ – エッジ部分はソフトエッジ部分はソフト • フォーカス付近(微妙なピンボケ)にもっとも影響が大きいフォーカス付近(微妙なピンボケ)にもっとも影響が大きい – ボケの形にも相対的に大きな影響があるボケの形にも相対的に大きな影響がある
  133. 133. Imagire Day 球面収差の補正球面収差の補正 • ダブレットレンズ(ダブレットレンズ( Doublet lensDoublet lens )を利用)を利用 – 凸レンズと凹レンズの二枚を組み合わせる凸レンズと凹レンズの二枚を組み合わせる • 凹レンズでは収差が逆になることを利用して打ち消す凹レンズでは収差が逆になることを利用して打ち消す – 完全な補正はできない完全な補正はできない – 安価安価 • トリプレットレンズ(トリプレットレンズ( Triplet lensTriplet lens )を利用)を利用 – ダブレットにさらに一枚レンズを加えて過剰な補正を打ち消すダブレットにさらに一枚レンズを加えて過剰な補正を打ち消す – 完全ではないがかなり良好な補正が可能完全ではないがかなり良好な補正が可能 – 高価高価 • 非球面レンズ(非球面レンズ( Aspherical lensAspherical lens )を利用)を利用 – 屈折面が球面ではない特殊なレンズ屈折面が球面ではない特殊なレンズ • レンズの端ほど曲率が低いレンズの端ほど曲率が低い – 完全な補正が可能完全な補正が可能 – 高価高価 – レンズ枚数が少なくて済むため軽量レンズ枚数が少なくて済むため軽量
  134. 134. Imagire Day ダブレットによる適正補正(大きな絞り)ダブレットによる適正補正(大きな絞り) • 完全な補正はできない完全な補正はできない • 補正しない場合と逆に近いボケ味(より複雑)補正しない場合と逆に近いボケ味(より複雑) – 前ボケはソフトでかつ中央部がやや暗い前ボケはソフトでかつ中央部がやや暗い – 後ボケはシャープでかつ中央部がやや明るい後ボケはシャープでかつ中央部がやや明るい レンズの中央以外の焦点距離レンズの中央以外の焦点距離 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ
  135. 135. Imagire Day 同じ補正で絞り込むと同じ補正で絞り込むと レンズの中央以外の焦点距離レンズの中央以外の焦点距離 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  136. 136. Imagire Day 同じ補正で絞り込むと同じ補正で絞り込むと • 補正不足補正不足 レンズの中央以外の焦点距離レンズの中央以外の焦点距離 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)
  137. 137. Imagire Day ダブレットによる適正補正(小さな絞り)ダブレットによる適正補正(小さな絞り) • 絞り込んで適切に補正するとボケはよりフラットになる絞り込んで適切に補正するとボケはよりフラットになる – ボケ味の性質は同じボケ味の性質は同じ – 収差と補正の影響の出るピンボケ範囲が狭い収差と補正の影響の出るピンボケ範囲が狭い • 大きな影響が出るのはかなり小さな(微妙な)ピンボケのみ大きな影響が出るのはかなり小さな(微妙な)ピンボケのみ • 絞りによって適切な補正は変化する絞りによって適切な補正は変化する レンズの中央以外の焦点距離レンズの中央以外の焦点距離 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ
  138. 138. Imagire Day 同じ補正で絞りを開けると同じ補正で絞りを開けると • 周辺光が過剰補正になる周辺光が過剰補正になる • 補正しない場合と逆に近いボケ味補正しない場合と逆に近いボケ味 – 前ボケはソフト前ボケはソフト – 後ボケはシャープ後ボケはシャープ レンズの中央以外の焦点距離レンズの中央以外の焦点距離 光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面)光線がもっとも収束する距離(実質的な焦点面) 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ
  139. 139. Imagire Day 球面収差曲線球面収差曲線 • 中央から離れた周辺光の焦点位置のズレ中央から離れた周辺光の焦点位置のズレ – 左側がレンズに近づく方向(焦点距離が短い)左側がレンズに近づく方向(焦点距離が短い) • 揺れ幅が小さいほど良好な補正揺れ幅が小さいほど良好な補正 – シャープなフォーカスシャープなフォーカス – フラットなボケフラットなボケ 補正無し補正無し ダブレットダブレット トリプレットトリプレット 非球面レンズ非球面レンズ レンズの中心レンズの中心 レンズの周辺レンズの周辺 側側
  140. 140. Imagire Day 球面収差の方向とボケ味球面収差の方向とボケ味 補正無し補正無し ダブレットダブレット トリプレットトリプレット 非球面レンズ非球面レンズ レンズの中心レンズの中心 レンズの周辺レンズの周辺 側側 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ レンズレンズ 側側 レンズの反対レンズの反対 側側
  141. 141. Imagire Day 球面収差の方向とボケ味球面収差の方向とボケ味 • レンズ端(グラフ上側)の焦点距離がレンズ側(グラフ左側)にずれる場レンズ端(グラフ上側)の焦点距離がレンズ側(グラフ左側)にずれる場 合合 – 前ボケがシャープ(輪郭)前ボケがシャープ(輪郭) • レンズ端の焦点距離がレンズと反対側(グラフ右側)にずれる場合レンズ端の焦点距離がレンズと反対側(グラフ右側)にずれる場合 – 後ボケがシャープ(輪郭)後ボケがシャープ(輪郭) • 適切に補正されている場合適切に補正されている場合 – 前ボケの中央はやや暗くなる前ボケの中央はやや暗くなる – 後ボケの中央はやや明るくなる後ボケの中央はやや明るくなる 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ レンズレンズ 側側 補正無し補正無し ダブレットダブレット トリプレットトリプレット 非球面レンズ非球面レンズ レンズの中レンズの中 心心 レンズの周辺側レンズの周辺側 レンズの反対レンズの反対 側側
  142. 142. Imagire Day 球面収差によるボケ味のコントロール球面収差によるボケ味のコントロール • 球面収差を意図的に残す球面収差を意図的に残す – ソフトフォーカスソフトフォーカス – DC(デフォーカス・イメージ・コントロール)レDC(デフォーカス・イメージ・コントロール)レ ンズなどンズなど • 抑え気味に補正抑え気味に補正 – 前ボケはシャープ前ボケはシャープ – 後ボケはソフト後ボケはソフト • 過剰気味に補正過剰気味に補正 – 前ボケはソフト前ボケはソフト – 後ボケはシャープ後ボケはシャープ 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ 補正不足補正不足 過剰補正過剰補正
  143. 143. Imagire Day 球面収差の補正とボケ味球面収差の補正とボケ味 • 高度な補正ほどシャープなフォーカス高度な補正ほどシャープなフォーカス – ピントがくっきりと合うピントがくっきりと合う • 一般に高級なレンズの方がフラットなボケ一般に高級なレンズの方がフラットなボケ
  144. 144. Imagire Day 球面収差の補正とボケ味球面収差の補正とボケ味 • 多くの普及帯レンズの補正では多くの普及帯レンズの補正では – 前ボケはソフトで中央部がやや暗い前ボケはソフトで中央部がやや暗い – 後ボケはシャープで中央部がやや明るい後ボケはシャープで中央部がやや明るい 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ
  145. 145. Imagire Day 球面収差の補正とボケ味球面収差の補正とボケ味 • フォーカスに近いボケほど残存収差が目立つフォーカスに近いボケほど残存収差が目立つ • フォーカスから微妙に外れたボケ(僅かなピンボケ)フォーカスから微妙に外れたボケ(僅かなピンボケ) – 残存収差が強い残存収差が強い – 絞りが大きいと特に目立つ絞りが大きいと特に目立つ – 前ボケがドーナツ状前ボケがドーナツ状 – 後ボケに輪郭と鋭いピーク後ボケに輪郭と鋭いピーク • フォーカスから離れた(大きな)ピンボケフォーカスから離れた(大きな)ピンボケ – 残存収差はかなり軽減される残存収差はかなり軽減される – 大きなピンボケはほとんどフラット大きなピンボケはほとんどフラット – 絞りが小さいとよりフラットになりやすい絞りが小さいとよりフラットになりやすい 後ボ後ボ ケケ 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ 前ボ前ボ ケケ
  146. 146. Imagire Day 球面収差の補正とボケ味球面収差の補正とボケ味 • レンズ枚数が多いとボケ味も複雑になるレンズ枚数が多いとボケ味も複雑になる – 前ボケと後ボケの性質が変化前ボケと後ボケの性質が変化 – 全般的には補正レンズが多いほどフラットになる全般的には補正レンズが多いほどフラットになる 前ボ前ボ ケケ 後ボ後ボ ケケ 1枚1枚 2枚2枚 3枚3枚
  147. 147. CEDEC 2007 Imagire Day147 干渉リング干渉リング
  148. 148. Imagire Day 干渉リング干渉リング • 光の波としての性質光の波としての性質 – レンズによる屈折で光(電磁波)が干渉レンズによる屈折で光(電磁波)が干渉 • ボケに同心円状の干渉縞が発生ボケに同心円状の干渉縞が発生 – 非常に細かい縞模様非常に細かい縞模様
  149. 149. Imagire Day 干渉リング干渉リング • かなり拡大した画像かなり拡大した画像 • 参照:参照: – “Spherical aberration”“Spherical aberration”, from Wikipedia, the free encyclopedia., from Wikipedia, the free encyclopedia. 過剰補正過剰補正 補正不足補正不足
  150. 150. Imagire Day 干渉リング干渉リング • 非常に細かい縞模様非常に細かい縞模様 • 受光部が小さいカメラで目立ちやすい受光部が小さいカメラで目立ちやすい – コンパクトデジカメコンパクトデジカメ • 受光部(CCD)サイズがフィルムよりも遥かに小さい受光部(CCD)サイズがフィルムよりも遥かに小さい • 最終写真では大きく拡大されるため細かい模様が可視化され最終写真では大きく拡大されるため細かい模様が可視化され るる – フィルムや大型のCCDフィルムや大型のCCD • 細かすぎてほとんど見えない細かすぎてほとんど見えない • 球面収差などによる明暗差の方が目立つ球面収差などによる明暗差の方が目立つ • 中くらいのボケで比較的目立ちやすい中くらいのボケで比較的目立ちやすい – 収差の影響が比較的少なく、極端に大きくないボケ収差の影響が比較的少なく、極端に大きくないボケ
  151. 151. Imagire Day 干渉リング干渉リング
  152. 152. Imagire Day 干渉リング干渉リング
  153. 153. CEDEC 2007 Imagire Day153 軸上色収差軸上色収差 Axial chromatic aberrationAxial chromatic aberration
  154. 154. Imagire Day 軸上色収差(軸上色収差( Axial chromatic aberrationAxial chromatic aberration )) • またはまたは Longitudinal chromatic aberrationLongitudinal chromatic aberration • 光の波長による焦点距離のズレ光の波長による焦点距離のズレ – 屈折した光が等距離に焦点を結ばない屈折した光が等距離に焦点を結ばない • 波長によって屈折率が異なるために発生波長によって屈折率が異なるために発生 – 分散(分散( DispersionDispersion ))
  155. 155. Imagire Day 軸上色収差軸上色収差 波長ごとの焦点距離波長ごとの焦点距離
  156. 156. Imagire Day 軸上色収差軸上色収差 周辺部の光線の収束周辺部の光線の収束 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  157. 157. Imagire Day 軸上色収差の影響軸上色収差の影響 • 前ボケに赤い輪郭前ボケに赤い輪郭 • 後ボケに青い輪郭後ボケに青い輪郭 • フォーカス付近では紫の輪郭フォーカス付近では紫の輪郭 • フォーカス近辺の方が相対的に大きな輪郭フォーカス近辺の方が相対的に大きな輪郭 • 望遠ほど目立つ望遠ほど目立つ • 絞りが大きいほど目立つ絞りが大きいほど目立つ
  158. 158. Imagire Day 軸上色収差の補正軸上色収差の補正 • 色消しレンズ色消しレンズ • ダブレットやトリプレットで補正ダブレットやトリプレットで補正 – 分散特性の異なるレンズの組み合わせ分散特性の異なるレンズの組み合わせ – 複数の波長(色)を一定の距離に結像できる複数の波長(色)を一定の距離に結像できる – 全波長域での完全な補正はできない全波長域での完全な補正はできない • 二次スペクトルが発生(残存色収差)二次スペクトルが発生(残存色収差) – レンズの枚数や素材によって大きく性能が異なるレンズの枚数や素材によって大きく性能が異なる
  159. 159. Imagire Day アクロマート(アクロマート( AchromatAchromat )レンズ)レンズ • Achromatic doubletAchromatic doublet – 低分散(クラウンガラス)の凸レンズ低分散(クラウンガラス)の凸レンズ – 高分散(フリントガラス)の凹レンズ高分散(フリントガラス)の凹レンズ • 2つの波長を同じ距離に結像できる2つの波長を同じ距離に結像できる – 例えば赤/青例えば赤/青 – 他の波長(緑など)は補正できない他の波長(緑など)は補正できない
  160. 160. Imagire Day アポクロマート(アポクロマート( ApochromatApochromat )) • 一般にアクロマートよりも強力な補正レンズ一般にアクロマートよりも強力な補正レンズ • Apochromatic tripletApochromatic triplet – 3枚レンズの組み合わせ(トリプレット)3枚レンズの組み合わせ(トリプレット) – 3つ以上の波長域を補正3つ以上の波長域を補正 • 例えば赤/緑/青の波長を同じ距離に結像できる例えば赤/緑/青の波長を同じ距離に結像できる
  161. 161. Imagire Day アポクロマート(アポクロマート( ApochromatApochromat )) • その他の特殊な色消しレンズその他の特殊な色消しレンズ • 凸レンズに蛍石や異常部分分散(UD/ED)ガラスを凸レンズに蛍石や異常部分分散(UD/ED)ガラスを 利用利用 – 特殊な分散をもつレンズ特殊な分散をもつレンズ • 分散が少なく、通常のガラスとは異なる分散特性をもつ分散が少なく、通常のガラスとは異なる分散特性をもつ – ダブレットでもより多くの波長域で補正が可能ダブレットでもより多くの波長域で補正が可能 – 蛍石(フローライト)は特に高度な補正が可能蛍石(フローライト)は特に高度な補正が可能 • 非常に高価非常に高価 • 回折レンズ回折レンズ – レンズ面に微細な凹凸をもつレンズレンズ面に微細な凹凸をもつレンズ • 光の回折を利用して逆方向の色収差を発生光の回折を利用して逆方向の色収差を発生 • 通常のレンズと組み合わせて収差を補正通常のレンズと組み合わせて収差を補正 – DODO レンズやPFレンズレンズやPFレンズ
  162. 162. Imagire Day アクロマートによる補正例アクロマートによる補正例 • 赤と青の焦点距離を一致させた場合赤と青の焦点距離を一致させた場合 – 緑を一致させることはできない緑を一致させることはできない • もし赤と緑を一致させるともし赤と緑を一致させると – 青は補正され過ぎて赤と緑の焦点距離より遠くなる青は補正され過ぎて赤と緑の焦点距離より遠くなる 波長ごとの焦点距離波長ごとの焦点距離
  163. 163. Imagire Day アクロマートによる補正例アクロマートによる補正例 周辺部の光線の収束周辺部の光線の収束 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  164. 164. Imagire Day 補正なし補正なし 周辺部の光線の収束周辺部の光線の収束 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  165. 165. Imagire Day アクロマートによる補正例アクロマートによる補正例 周辺部の光線の収束周辺部の光線の収束 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  166. 166. Imagire Day 軸上色収差が補正されたボケ軸上色収差が補正されたボケ • アクロマートによる補正アクロマートによる補正 – 広く利用されている広く利用されている – 典型的な補正典型的な補正 • 前ボケに赤/青や紫のソフ前ボケに赤/青や紫のソフ トな輪郭が出やすいトな輪郭が出やすい • 後ボケに緑や黄のシャープ後ボケに緑や黄のシャープ な輪郭が出やすいな輪郭が出やすい 前ボケ前ボケ 後ボケ後ボケ
  167. 167. Imagire Day 赤いソフトな輪郭の前ボケ赤いソフトな輪郭の前ボケ
  168. 168. Imagire Day 緑のシャープな輪郭の後ボケ緑のシャープな輪郭の後ボケ
  169. 169. Imagire Day 軸上色収差が補正されたボケ軸上色収差が補正されたボケ • 絞りが大きくピンボケが少ないボケ絞りが大きくピンボケが少ないボケ – 大きな絞りで微妙にピントの外れたボケ大きな絞りで微妙にピントの外れたボケ – 残存色収差が目立つ残存色収差が目立つ • フォーカスから遠い(大きな)ピンボケフォーカスから遠い(大きな)ピンボケ – 大きなピンボケほど残存色収差は軽減される大きなピンボケほど残存色収差は軽減される
  170. 170. Imagire Day 軸上色収差が補正されたボケ軸上色収差が補正されたボケ • アポクロマートによる補正アポクロマートによる補正 – トリプレット/蛍石/回折レンズなどトリプレット/蛍石/回折レンズなど • 比較的高価なレンズ比較的高価なレンズ – 全般に色のついたボケが出にくい全般に色のついたボケが出にくい
  171. 171. CEDEC 2007 Imagire Day171 口径蝕とケラレ口径蝕とケラレ
  172. 172. Imagire Day 口径蝕とケラレ口径蝕とケラレ • 口径蝕(口径蝕( EclipseEclipse )) – 画面の端のボケの一部が欠ける画面の端のボケの一部が欠ける • ボケがレモン形になるボケがレモン形になる
  173. 173. Imagire Day 口径蝕とケラレ口径蝕とケラレ • ケラレ(ケラレ( VignettingVignetting )) – 画面の端の方が暗くなる画面の端の方が暗くなる – 口径蝕そのものを指すこともある口径蝕そのものを指すこともある
  174. 174. Imagire Day 口径蝕とケラレの原因口径蝕とケラレの原因 • レンズの鏡筒によって光が遮られるためレンズの鏡筒によって光が遮られるため – 斜めから来た光が鏡筒に遮られフィルムに届かない斜めから来た光が鏡筒に遮られフィルムに届かない • 実際のレンズでは非常に複雑な現象実際のレンズでは非常に複雑な現象 – ここでは簡略化したモデルを使用ここでは簡略化したモデルを使用
  175. 175. Imagire Day 口径蝕とケラレの簡易モデル口径蝕とケラレの簡易モデル • 絞りの前部で遮られる絞りの前部で遮られる – 絞りを通る前の光線が遮られるケース絞りを通る前の光線が遮られるケース • レンズ後部で遮られるレンズ後部で遮られる – 絞りを通った後の光線が遮られるケース絞りを通った後の光線が遮られるケース これらの部分で光が遮られてフィルムに届かないこれらの部分で光が遮られてフィルムに届かない 絞りの前部絞りの前部 絞りの後部絞りの後部
  176. 176. CEDEC 2007 Imagire Day176 絞り前部による絞り前部による 口径蝕とケラレ口径蝕とケラレ
  177. 177. Imagire Day 口径蝕とケラレの原理と比較口径蝕とケラレの原理と比較 • 絞り前部による口径蝕とケラレ絞り前部による口径蝕とケラレ – 前ボケと後ボケ前ボケと後ボケ • 同じ距離にある光点同じ距離にある光点 • 光点より遠くにフォーカスした場合の前ボケ光点より遠くにフォーカスした場合の前ボケ • 光点より近くにフォーカスより遠い光点の後ボケ光点より近くにフォーカスより遠い光点の後ボケ • ボケの大きさは同じボケの大きさは同じ
  178. 178. Imagire Day ff ff aa a’a’ bb 合焦位置合焦位置 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 部 分 蝕 部 分 蝕 鏡筒の縁の鏡筒の縁の ピンボケ範囲ピンボケ範囲 絞りのどの部分を通っても絞りのどの部分を通っても 鏡筒に遮られるため、鏡筒に遮られるため、 外部の光は一切届かない外部の光は一切届かない レンズの絞りレンズの絞り b’b’ 絞りのどこ絞りのどこ をを 通っても鏡通っても鏡 筒に筒に 遮られない遮られない ほぼ開放絞り(前ボケ)ほぼ開放絞り(前ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  179. 179. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 合焦位置合焦位置 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 完 全 蝕 完 全 蝕 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 の 縁 の 鏡 筒 の 縁 の ピ ン ボ ケ 範 囲 ピ ン ボ ケ 範 囲 レンズの絞りレンズの絞り ほぼ開放絞り(後ボケ)ほぼ開放絞り(後ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  180. 180. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 合焦位置合焦位置 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 部 分 蝕 部 分 蝕 絞りのどこを絞りのどこを 通っても鏡筒に通っても鏡筒に 遮られない遮られない 鏡筒の縁の鏡筒の縁の ピンボケ範囲ピンボケ範囲 絞りのどの部分を通っても絞りのどの部分を通っても 鏡筒に遮られるため、鏡筒に遮られるため、 外部の光は一切届かない外部の光は一切届かない レンズの絞りレンズの絞り 少し絞った状態(前ボケ)少し絞った状態(前ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  181. 181. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) 合焦位置合焦位置 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 の 縁 の 鏡 筒 の 縁 の ピ ン ボ ケ 範 囲 ピ ン ボ ケ 範 囲 レンズの絞りレンズの絞り 外 部 の 光 は 外 部 の 光 は 一 切 届 か な い 一 切 届 か な い 少し絞った状態(後ボケ)少し絞った状態(後ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  182. 182. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 合焦位置合焦位置 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 部 分 蝕 部 分 蝕 絞りのどこを絞りのどこを 通っても鏡筒に通っても鏡筒に 遮られない遮られない 鏡筒の縁の鏡筒の縁の ピンボケ範囲ピンボケ範囲 絞りのどの部分を通っても絞りのどの部分を通っても 鏡筒に遮られるため、鏡筒に遮られるため、 外部の光は一切届かない外部の光は一切届かない レンズの絞りレンズの絞り さらに絞った状態(前ボケ)さらに絞った状態(前ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  183. 183. Imagire Day ff a’a’ b’b’ 合焦位置合焦位置ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 ff aa bb 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 の 縁 の 鏡 筒 の 縁 の ピ ン ボ ケ 範 囲 ピ ン ボ ケ 範 囲 外 部 の 光 は 外 部 の 光 は 一 切 届 か な 一 切 届 か な いい レンズの絞りレンズの絞り さらに絞った状態(後ボケ)さらに絞った状態(後ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  184. 184. Imagire Day 口径蝕とケラレの比較口径蝕とケラレの比較 • 絞り前部による口径蝕とケラレ絞り前部による口径蝕とケラレ – 絞りの違いによる比較絞りの違いによる比較
  185. 185. Imagire Day ff ff aa a’a’ bb 合焦位置合焦位置 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 部 分 蝕 部 分 蝕 鏡筒の縁の鏡筒の縁の ピンボケ範囲ピンボケ範囲 絞りのどの部分を通っても絞りのどの部分を通っても 鏡筒に遮られるため、鏡筒に遮られるため、 外部の光は一切届かない外部の光は一切届かない レンズの絞りレンズの絞り b’b’ 絞りのどこ絞りのどこ をを 通っても鏡通っても鏡 筒に筒に 遮られない遮られない ほぼ開放絞り(前ボケ)ほぼ開放絞り(前ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  186. 186. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 合焦位置合焦位置 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 部 分 蝕 部 分 蝕 絞りのどこを絞りのどこを 通っても鏡筒に通っても鏡筒に 遮られない遮られない 鏡筒の縁の鏡筒の縁の ピンボケ範囲ピンボケ範囲 絞りのどの部分を通っても絞りのどの部分を通っても 鏡筒に遮られるため、鏡筒に遮られるため、 外部の光は一切届かない外部の光は一切届かない レンズの絞りレンズの絞り 少し絞った状態(前ボケ)少し絞った状態(前ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  187. 187. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 合焦位置合焦位置 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 部 分 蝕 部 分 蝕 絞りのどこを絞りのどこを 通っても鏡筒に通っても鏡筒に 遮られない遮られない 鏡筒の縁の鏡筒の縁の ピンボケ範囲ピンボケ範囲 絞りのどの部分を通っても絞りのどの部分を通っても 鏡筒に遮られるため、鏡筒に遮られるため、 外部の光は一切届かない外部の光は一切届かない レンズの絞りレンズの絞り さらに絞った状態(前ボケ)さらに絞った状態(前ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  188. 188. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 合焦位置合焦位置 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 完 全 蝕 完 全 蝕 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 の 縁 の 鏡 筒 の 縁 の ピ ン ボ ケ 範 囲 ピ ン ボ ケ 範 囲 レンズの絞りレンズの絞り ほぼ開放絞り(後ボケ)ほぼ開放絞り(後ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  189. 189. Imagire Day ff ff aa a’a’ b’b’ bb 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) 合焦位置合焦位置 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 の 縁 の 鏡 筒 の 縁 の ピ ン ボ ケ 範 囲 ピ ン ボ ケ 範 囲 レンズの絞りレンズの絞り 外 部 の 光 は 外 部 の 光 は 一 切 届 か な い 一 切 届 か な い 少し絞った状態(後ボケ)少し絞った状態(後ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  190. 190. Imagire Day ff a’a’ b’b’ 合焦位置合焦位置ff のの 1.51.5 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 ff aa bb 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 絞 り の ど の 部 分 を 通 っ て も 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 に 遮 ら れ な い 鏡 筒 の 縁 の 鏡 筒 の 縁 の ピ ン ボ ケ 範 囲 ピ ン ボ ケ 範 囲 外 部 の 光 は 外 部 の 光 は 一 切 届 か な 一 切 届 か な いい レンズの絞りレンズの絞り さらに絞った状態(後ボケ)さらに絞った状態(後ボケ) ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  191. 191. Imagire Day 口径蝕とケラレの比較口径蝕とケラレの比較 • 絞り前部による口径蝕とケラレ絞り前部による口径蝕とケラレ – 後ボケどうしの大小による比較後ボケどうしの大小による比較 • レンズの条件はまったく同じレンズの条件はまったく同じ – 同じ近距離にフォーカス同じ近距離にフォーカス • 少し離れた距離の光点の後ボケ(小さい後ボケ)少し離れた距離の光点の後ボケ(小さい後ボケ) • さらに離れた距離の光点の後ボケ(大きい後ボケ)さらに離れた距離の光点の後ボケ(大きい後ボケ)
  192. 192. Imagire Day ff ff 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 合焦位置合焦位置 b’b’ a’a’ ff のの 2.02.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス ff のの 3.03.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ レンズの絞りレンズの絞り 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ)
  193. 193. Imagire Day ff ff 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 ff のの 2.02.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス ff のの 5.05.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 合焦位置合焦位置 a’a’ 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) レンズの絞りレンズの絞り
  194. 194. Imagire Day 口径蝕とケラレの比較口径蝕とケラレの比較 • 絞り前部による口径蝕とケラレ絞り前部による口径蝕とケラレ – 前ボケと後ボケの比較前ボケと後ボケの比較 • レンズの条件は同じレンズの条件は同じ – 同じ距離にフォーカス同じ距離にフォーカス • フォーカスより近い光点(前ボケ)フォーカスより近い光点(前ボケ) • フォーカスより遠い光点(後ボケ)フォーカスより遠い光点(後ボケ) • ボケの大きさは同じ(前ボケ/後ボケだけの違い)ボケの大きさは同じ(前ボケ/後ボケだけの違い)
  195. 195. Imagire Day 合焦位置合焦位置 ff ff 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス ff のの 1.51.5 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 a’a’ レンズの絞りレンズの絞り
  196. 196. Imagire Day ff ff 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス 無限遠の光点のボケ無限遠の光点のボケ 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置 合焦位置合焦位置 a’a’ レンズの絞りレンズの絞り
  197. 197. CEDEC 2007 Imagire Day197 絞り後部による絞り後部による 口径蝕とケラレ口径蝕とケラレ
  198. 198. Imagire Day 口径蝕とケラレの比較口径蝕とケラレの比較 • 絞り後部による口径蝕とケラレ絞り後部による口径蝕とケラレ – 前ボケと後ボケの比較前ボケと後ボケの比較 • レンズの条件は同じレンズの条件は同じ – 同じ距離にフォーカス同じ距離にフォーカス • フォーカスより近い光点(前ボケ)フォーカスより近い光点(前ボケ) • フォーカスより遠い光点(後ボケ)フォーカスより遠い光点(後ボケ) • ボケの大きさは同じ(前ボケ/後ボケだけの違い)ボケの大きさは同じ(前ボケ/後ボケだけの違い)
  199. 199. Imagire Day ff ff a’a’ b’b’ 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 合焦位置合焦位置 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置レンズの絞りレンズの絞り 絞り後部による口径蝕とケラレ(前ボケ)絞り後部による口径蝕とケラレ(前ボケ) ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ
  200. 200. Imagire Day ff ff a’a’ b’b’ 後ボケ(実際の大きさ)後ボケ(実際の大きさ) 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 レンズの絞りレンズの絞り 絞り後部による口径蝕とケラレ(後ボケ)絞り後部による口径蝕とケラレ(後ボケ) ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス ff のの 6.06.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ 合焦位置合焦位置 フィルム位置フィルム位置
  201. 201. Imagire Day ff ff a’a’ b’b’ 前ボケ(実際の大きさ)前ボケ(実際の大きさ) 合焦位置合焦位置 欠 け な い 範 囲 欠 け な い 範 囲 完 全 蝕 完 全 蝕 部 分 蝕 部 分 蝕 フィルム位置フィルム位置レンズの絞りレンズの絞り 絞り後部による口径蝕とケラレ(前ボケ)絞り後部による口径蝕とケラレ(前ボケ) ff のの 3.03.0 倍の距離にフォーカス倍の距離にフォーカス ff のの 2.02.0 倍の距離の光点のボケ倍の距離の光点のボケ

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