Дифракция: почему фотографы боятся f/16 и когда такую диафрагму всё-таки стоит выставить?

Дифракция: почему фотографы боятся f/16 и когда такую диафрагму всё-таки стоит выставить?
Пейзажный фотограф закрывает диафрагму до f/22, чтобы и камни на переднем плане, и горы на горизонте попали в ГРИП, а дома на 100% кропе видит «мыло», будто его идеальный объектив подменили. Но объектив, конечно, тут ни при чём — это дифракция, и от неё не спасают ни дорогое стекло, ни большая матрица.
Свет — это волна, и любое отверстие заставляет часть света расходиться в стороны. Поэтому даже идеальный объектив рисует точку не точкой, а светлым кружком с бледными кольцами вокруг. Математику этого пятна ещё в 1835 году вывел британский астроном Джордж Эйри, и с тех пор оно называется диском Эйри.
Почему f/8 размывает одинаково на любом объективе
Удивительно, но факт — размер пятна на матрице зависит только от диафрагменного числа. У 24-мм объектива на f/8 отверстие всего 3 мм, у 600-мм — 75 мм, но оба рисуют на матрице одинаковое пятно в 10,7 микрона: широкое отверстие телевика рассеивает свет в 25 раз меньше, зато во столько же раз сильнее увеличивает картинку. Диаметр диска Эйри для зелёного света:
⚬ f/4 — 5,4 мкм;
⚬ f/8 — 10,7 мкм;
⚬ f/11 — 14,8 мкм;
⚬ f/16 — 21,5 мкм;
⚬ f/22 — 29,5 мкм.
Когда это становится заметно
Чем мельче пиксели, тем раньше пятно расползается на соседние: у 24-Мп полного кадра пиксель около 6 мкм, у 61-Мп — 3,76 мкм, у основной камеры iPhone 17 Pro — 1,22 мкм. Заметное «мыло» при просмотре в 100 % начинается примерно:
⚬ с f/11 — у 24 Мп на полном кадре;
⚬ с f/7–8 — у 45–61 Мп на полном кадре;
⚬ с f/5,6–7 — у APS-C на 26–40 Мп и Micro 4/3;
⚬ сразу — у смартфонов. Не случайно даже у iPhone 18 Pro с физической переменной диафрагмой самое «закрытое значение» — f/4.
Это своеобразный постепенный «налог»: немного контраста дифракция забирает уже с f/1,4. И 61-Мп камера на f/16 не хуже 24-мегапиксельной: деталей в её файле всё равно больше, просто преимущество в разрешении «съедается». А для отпечатка 40×50 см резкости на f/16 вполне хватает.
У каждого объектива, кстати, есть одна самая резкая диафрагма (sweet spot): при закрытии уходят аберрации, но растёт дифракция. Чем лучше объектив, тем раньше он выходит на свой пик (обычно от f/5,6 до f/8 для привычных нам объективов для беззеркалок), но уже после f/11 разница между дорогим и бюджетным объективами практически нивелируется.
Когда f/16 всё равно нужен
⚬ ГРИП в пейзаже и архитектуре, когда передний план в метре от камеры, а резким должен быть и горизонт.
⚬ Лучи-«звёзды» от солнца и фонарей. Каждый лепесток даёт луч в обе стороны, поэтому при чётном числе лепестков лучей столько же, а при нечётном — вдвое больше: 9 лепестков дают 18 лучей. Отчётливой «звезда» становится примерно с f/11. Впрочем, на iPhone 18 Pro уже на f/4 звезды получаются вполне очевидными!
⚬ Длинная выдержка днём без ND-фильтра, чтобы смазать воду или облака.
⚬ Макро: на увеличении 1:1 эффективная диафрагма вдвое темнее выставленной, и f/8 работает как f/16.
Альтернатива — фокус-стекинг
Это серия кадров на самой резкой диафрагме с разной точкой фокусировки, которую далее фотографы программно склеивают в один снимок. Даже самая нерезкая точка стека на f/8 оказывается чётче самой резкой точки одиночного кадра на f/22. Большинство современных беззеркалок снимает такую серию автоматически, а камеры OM System ещё и склеивают её прямо в камере.
Частично дифракцию компенсируют и сами камеры: у Canon — «Коррекция дифракции» и Digital Lens Optimizer, у Nikon и Panasonic — «Компенсация дифракции», у Fujifilm — Lens Modulation Optimizer. Работают они при съёмке в JPEG (у Canon — ещё и в фирменном RAW-конвертере Digital Photo Professional), а детали, которые не попали на матрицу, не вернёт никакое повышение резкости, кроме, разве что, ИИ. Но это уже совсем другая история.
А на какой диафрагме вы снимаете пейзажи? Рискуете уходить на f/22 ради «звёзд» от солнца или давно собираете стеки? Показывайте кадры в комментариях!