Odborný článek

Hloubka ostrosti

8. 4. 2008 Gymnaziální vzdělávání
Autor
Jaroslav Reichl

Anotace

Dva jednoduché experimenty zaměřené na demonstraci důležité vlastnosti optického zobrazení: hloubku ostrosti.

V současné době jsou i mezi žáky našich škol hojně rozšířené digitální fotoaparáty, kterými lze pořizovat velmi kvalitní snímky. Jednou z charakteristik snímku je i jeho hloubka ostrosti. S fotoaparátem, který umožňuje fotografovi manuálně nastavit parametry pořizované fotografie, lze pořídit snímky s různou hloubkou ostrosti. A i v případě, že vhodný digitální fotoaparát není k dispozici, lze pojem „hloubka ostrosti" velmi snadno demonstrovat.

Teorie

Hloubkou ostrosti se ve fotografické praxi rozumí schopnost objektivu zobrazit na matnici (film, CCD panel...) ostře předměty, které se nacházejí v různých vzdálenostech od objektivu. Neostrost zobrazení předmětu je způsobena tím, že objektiv je zaostřen na určitou vzdálenost (tj. předměty, které se nacházejí v této vzdálenosti od objektivu, se zobrazí na matnici ostře). Předměty, které se nacházejí blíže nebo dále od objektivu, se na matnici zobrazí neostře - paprsky, které vycházejí z určitého bodu předmětu, se nebudou protínat na matnici, ale před ní nebo za ní. Neostrost obrazu předmětu vnímáme proto, že obrazem bodu na matnici není bod, ale ploška, jejíž velikost je závislá jak na vzdálenosti předmětu od roviny, na níž je objektiv zaostřen, tak na nastavené cloně objektivu (viz obr 1).

Hloubka ostrosti
1. Hloubka ostrosti

Větší hloubku ostrosti fotografie (jak vyplývá z obrázku) získáme při větší cloně (tj. při menším průměru vstupního otvoru, kterým světlo do objektivu vstupuje).

Praktická ukázka

Experimenty, které názorným způsobem demonstrují pojem hloubka ostrosti, lze provést dva: bez pomůcek, a nebo s využitím ve škole běžně dostupných pomůcek.

Bez pomůcek

Tento experiment je vhodný zejména pro žáky, kteří špatně vidí na dálku. Žák si sundá brýle a podívá se na vzdálený předmět, který vidí neostře. Pak přimhouří oči (resp. může si prsty obou rukou jemně zatáhnout za kůži v okolí koutků očí a tím zúžit otvor, jímž světlo do oka vstupuje). Při zúženém otvoru, kterým světlo do očí vstupuje, se předměty, které byly původně neostré, částečně zaostří. Vysvětlení je zřejmé z obrázku: zvětšením clony se zúžil otvor, kterým na matnici (v tomto případě na sítnici oka) dopadají světlené paprsky. Proto i ploška, která je obrazem bodu pozorovaného předmětu, je menší.

Řada lidí tuto skutečnost podvědomě používá v praxi: při pohledu na vzdálené předměty (číslo přijíždějícího autobusu, nápis ve výkladní skříni na druhé straně ulice...) lidé podvědomě mhouří oči. Žák se zdravým zrakem tento experiment asi plně nedocení, ale může si jej zkusit také.

S běžně dostupnými pomůckami

K následujícímu experimentu budeme potřebovat zpětný projektor s jednou průsvitnou fólií s textem (nebo průsvitné pravítko). Jako alternativu lze použít i dataprojektor, kterým promítneme na projekční plátno vhodný obraz (např. text). Dále připravíme papír (bílý nebo černý) velikosti A4, do kterého předem vystřihneme několik otvorů s průměry od několika milimetrů (3 - 4) do několika centimetrů (4 - 5). Středy otvorů přitom leží na delší ose papíru.

Vybraným optickým přístrojem (zpětným projektorem nebo dataprojektorem) promítneme na projekční plátno obraz a zaostříme jej. Žáci tedy vidí ostrý obraz. Nyní obraz pohybem objektivu přístroje jemně rozostříme. Jako clonu budeme před objektiv přístroje postupně přikládat papír s připravenými otvory. Nejdříve přiložíme ten největší otvor a postupně se propracujeme k menším otvorům. Přitom (aniž měníme parametry přístroje nebo zobrazovaného předmětu) sledujeme obraz na projekčním plátně.

Prochází-li světlo největším otvorem, zůstane obraz téměř nezměněn - tedy nezaostřen. Prochází-li světlo postupně stále menšími otvory, obraz se zaostřuje. Nejostřejší obraz vznikne tehdy, projde-li světlo otvorem s nejmenším průměrem. V tomto případě je tedy použita největší clona. Podle obr. 1 se na projekčním plátně zmenšila neostrost předmětů, které se nacházely ve vzdálenosti, na níž není zaostřeno (optický přístroj byl před experimentem záměrně rozostřen). Obraz tak získal větší hloubku ostrosti.

Závěr

Velmi jednoduchými a časově nenáročnými experimenty lze tedy názorně demonstrovat důležitou vlastnost optického zobrazení, která má velký praktický i umělecký význam i v moderní fotografii.

Licence

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.

Autor
Jaroslav Reichl

Hodnocení od uživatelů

Článek nebyl prozatím komentován.

Vaše hodnocení

Ohodnoťte hvězdičkami:

Váš komentář

Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.

Článek není zařazen do žádného seriálu.

Klíčové kompetence:

  • Gymnázium
  • Kompetence k řešení problémů
  • je otevřený k využití různých postupů při řešení problémů, nahlíží problém z různých stran
  • Gymnázium
  • Kompetence k učení
  • efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací, hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, reflektuje proces vlastního učení a myšlení

Průřezová témata:

  • Gymnaziální vzdělávání
  • Osobnostní a sociální výchova
  • Seberegulace, organizační dovednosti a efektivní řešení problémů

Organizace řízení učební činnosti:

Frontální

Organizace prostorová:

Školní třída

Nutné pomůcky:

Zpětný projektor s předlohou nebo dataprojektor