チルトシフトレンズ:被写界深度

ティルトシフトレンズを使用すると、写真家は被写界深度と遠近法の通常の制限を超えることができます。これらのレンズが可能にする光学的トリックの多くは、他の方法ではデジタルで再現することができず、特定の風景、建築、および製品の写真には必須です。チュートリアルのこの部分では、チルト機能について説明し、デジタル一眼レフカメラで被写界深度を制御するためにチルト機能を使用することに焦点を当てます。このチュートリアルの最初の部分では、ティルトシフトレンズを使用して遠近法を制御し、パノラマを作成することに焦点を当てました。

概要:チルトシフトの動き

シフトの動き 写真家がデジタルカメラセンサーに対してレンズのイメージングサークルの位置を移動できるようにします。これは、レンズの遠近の中心が画像の遠近の中心と一致しなくなり、対応する広角レンズの側面からのトリミングのみを使用するのと同様の効果を生み出すことを意味します。

傾きの動き 写真家が最も鮮明な焦点面を傾けて、レンズ軸に垂直にならないようにすることができます。これにより、カメラから遠ざかるにつれて幅が広がるくさび形の被写界深度が生成されます。したがって、チルト効果は必ずしも被写界深度を増加させるわけではありません。写真家が被写体に合わせて位置をカスタマイズできるようにするだけです。

コンセプト:SCHEIMPFLUG の原則とヒンジルール

シャインプルーフの原理では、センサー面、レンズ面、および最も鮮明な焦点面がすべて線に沿って交差する必要があります。下の図では、線が画面に対して垂直であるため、この交点は実際にはポイントです。シャインプルーフの原理を「ヒンジ」または「ピボットの法則」と組み合わせると、これらは集合的に次のように最も鮮明な焦点面の位置を定義します:

			適用レンズの傾き:
			0.0°
			0.5°
			1.0°
			2.0°
			3.0°
			4.0°
			5.0°
			6.0°
			8.0°

— センサー面	— レンズ平面	— 最も鮮明な焦点面

キヤノンの 45 mm TS-E レンズを使用した実際の計算に基づく数値。垂直スケールは 2 倍に圧縮されています。
紫色の線 (—) は、レンズ平面に平行で、レンズの焦点距離で分離された平面を表します。

さまざまな値の傾きを試してみて、これが最も鮮明な焦点面にどのように影響するかを感じてください。レンズの傾斜角度が小さい場合でも、最も鮮明な焦点面で対応する大きな傾斜が生じる可能性があることに注意してください。

焦点距離は、傾きとともに最も鮮明な焦点面を変更することもできます。これについては、このチュートリアルの後半で説明します。また、簡潔にするために、このチュートリアルの残りの部分では、「最も鮮明な焦点面」と「焦点面」を同義語として使用することに注意してください。

被写界深度を再設定するチルト動作

多くのシーンの被写界深度は、レンズの絞りが小さい場合でも、標準的な機器では不十分なことがよくあります。問題は、さらに小さな絞りを使用して被写界深度を深くすることもできますが、回折によるカメラの焦点面での柔らかさを増さなければならないことです。チルト動作は、被写体によっては、被写界深度をより効率的に利用することで、この技術的な制限を回避できる場合があります。

以下の例は、主題が上下方向と前後方向の両方を横断するシーンでの傾斜運動の効果を示しています。各画像は、この小さな画像サイズで被写界深度をより目立たせるために、f/2.8 の広い絞りを使用して撮影されています。

ゼロチルト

3°下向き傾斜
ラグ DoF 増加
レンズ DoF 減少

マウスオーバーで f/16 で表示

8°上向き傾斜
見かけの自由度が減少

DoF =被写界深度。カメラのレンズを下に向ける敷物に向かって 30°。
フル 35 mm フレームセンサーで Canon 45 mm TS-E レンズを使用して f/2.8 で撮影されたすべての画像。
f/16 での中央の画像はケラレが減少するため明るくなります。

左側に、通常のレンズによって生成されたフィールドの場合の典型的な深度が表示されます。左の画像でラグの前面と背面の両方のエッジをシャープにするには、非常に小さな開口部を使用する必要がありました。しかし、中央の像は同じ絞りでもこれを達成することができます。一方、垂直方向の被写界深度がどのように減少し、フロントレンズの上部がぼやけているかに注目してください。

下向き傾斜
焦点が合っているレンズ上部のみ

マウスオーバーで f/5.6 で表示

8° の上向き傾斜画像で示されているように、傾斜を使用して見かけの被写界深度を減らすこともできます。これは、広い絞りでは不十分なポートレートや、垂直なオブジェクトの一部だけに焦点を合わせたい場合に特に役立ちます。敷物と被写界深度の両方が減少しているように見えることに注意してください。これは、ラグとレンズの間で焦点面が斜めになっているためです。また、傾斜によって視野がどのように下に移動したかにも注意してください。これは考慮に入れる必要があります。

もう 1 つの可能性は、被写界深度をラグの上と平行の両方に配置して、2 つのレンズの上部のみが鮮明に焦点を合わせられるようにすることです (右の画像)。このタイプの配置は、多くの種類の花のショットで一般的です。これは、これらがこの敷物/レンズの例に似た形状を持っているためです.

ただし、ランドスケープや建築の場合、目標は通常、全体を通して最大のシャープネスを実現することです。敷物/レンズの例では、焦点面を敷物のわずかに上に配置し、小さな開口部と平行にする必要があります。

フォーカスプレーンをどこに最適に配置するかを決定することは、特に被写体が前後と上下の両方の方向を横切る場合、トリッキーな幾何学ゲームになる可能性があります。これには、焦点面の角度だけでなく、被写界深度の形状も考慮する必要があります。

通常のレンズの通常の長方形の領域の代わりに、ティルトシフトレンズの被写界深度は、実際にはカメラから遠ざかるくさびを占めます。これは、被写界深度の配置が前景の主題の近くでより重要であることを意味します。

大口径

小口径

普通のカメラレンズ

大絞り

小口径

チルトシフトレンズ

青の強度は、特定の距離での画像のシャープネスの程度を定性的に表します。
実際の被写界深度は、焦点面の両側に不均等に分布する可能性があります。

チルトシフトレンズで小さな絞りを使用することは、垂直の被写体では非常に重要になることに注意してください。この被写体が前景にある場合、またはより水平な焦点面の場合はますます重要になります。

従来のビューカメラ (つまり、柔軟なベローズを備えた昔ながらの外観のカメラ) は、実質的に任意の量のレンズチルトを使用できます。ただし、Nikon と Canon のティルトシフトレンズは、それぞれ 8.5 度と 8 度のティルトに制限されています。つまり、全体を通して最適なシャープネスを実現するには、多くの場合、フォーカスプレーンの最適な位置と、狭い範囲の傾斜によって生じる制約との間の妥協が必要になります。これは、水平の焦点面が必要な場合に発生することがあります。これは、わずか 8 度の傾斜で常に達成できるとは限らないためです。以下の例は、別の配置を示しています:

最適な被写界深度配置
(幅広い傾斜角度が利用可能な場合)

利用可能な最適被写界深度
(横置き不可の場合)

焦点面だけでなく、くさび形の被写界深度を最適に配置することが重要です .右の画像では、フォーカスプレーンが床をどのように横切っているかに注意してください。これにより、被写界深度が床と 2 つの被写体に最も効率的に分散されます。この例では、クロスオーバー距離は、対応する非傾斜レンズの過焦点距離の直前に配置されています。これは、垂直方向の被写体が最小限であるためです。他の被写体分布の場合、適切な配置は、被写体の相対的な重要性と写真の芸術的意図によって異なります。

より洗練された可能性は、チルトとシフトの組み合わせを使用することです .これは、最初にカメラ自体をわずかに地面に向けることで達成できた可能性があります。これにより、レンズの傾きだけを使用した場合よりもさらに焦点面を回転させることができます。その後、シフトを使用して視野を変更できます。これにより、元のシフトされていないカメラアングルと同様の構図が維持されますが、視点が異なります。

全体として、焦点面を可能な限り最良の位置に配置するのに十分なほど傾けることができない場合でも、通常はある程度の傾きを使用して、通常のレンズで達成できるものよりも良い結果を得ることができます。唯一の例外は、前景に垂直な被写体があり、画像のかなりの部分を占めている場合です。この場合、シフト移動が役立つ可能性がありますが、通常は傾きゼロが最適です。

チルトシフトレンズのフォーカス

レンズを傾けることが被写界深度の変化にどのように対応するかを頭の中で視覚化することは、最も経験豊富な写真家であっても非常に難しい場合があります。それでも、フォーカスプレーンをどこに配置するのが最適かを知ることは、戦いの半分にすぎません。実際にそこに配置することは、まったく別の問題になる可能性があります。

焦点合わせが非常に困難になる理由は、焦点距離と傾斜量が焦点面の位置を独立して制御しないためです。つまり、焦点距離を変更すると、焦点面の距離だけでなく、焦点面の角度も変化します。したがって、焦点合わせは、写真が最もよく見えるまで、焦点距離とレンズの傾きを交互に調整する反復プロセスになる可能性があります。

おそらく最も簡単なシナリオは、レンズがサポートするよりも大きな傾斜を必要とするシナリオです。このような場合、選択した方向に最大の傾斜を使用して、利用可能な最適な被写界深度の配置を実現する焦点距離を選択できます。傾斜/フォーカスの繰り返しは必要ありません。

焦点を合わせるのがより難しいシナリオの場合、ティルトシフトレンズは通常、ファインダーを通して試行錯誤のテクニックを使用して焦点を合わせます .これは、焦点面を目的の位置に収束させることを目的として、焦点距離と傾斜の設定を交互に行う体系的な手順に従うことによって機能します。正確なピント合わせには一貫した細心の注意が必要なため、ほとんどの場合、三脚の使用が必須です。

次の手順は、被写体が主に水平面またはカメラのセンサーに対して回転する他の平面に沿って横たわっている状況を対象としています:

チルトシフトレンズのフォーカシング手順
(1) 作成	レンズを 0 度の傾きに設定し、写真をフレームに収めます
(2) 識別	対象平面に沿って最も近い重要な対象と最も遠い対象を特定する
(3) フォーカス	ビューファインダーで近距離および遠距離の被写体のシャープネスを最大化する距離に焦点を合わせます (遠くの被写体が無限遠にある場合、この距離は過焦点距離またはその近くになります)。 1 回おおよその距離が特定されたら、フォーカスリングをわずかに前後に動かして、この距離をより適切に推定します。
(4) チルト	ビューファインダーで近距離および遠距離の被写体のシャープネスが最大になるまで、非常にゆっくりとレンズを被写体面に向けて傾斜させます。おおよその傾斜角度が特定されたら、傾斜ノブをわずかに回転させます。行ったり来たりして、この角度をより正確に推定します。
(5) 改良	ステップ (3) と (4) を以前よりも小さな変更で繰り返して、これにより近距離と遠距離の両方の被写体のシャープネスが改善されるかどうかを確認します。それ以上の改善が見られない場合は、フォーカス手順は完了です。

上記のステップ (3) の詳細については、被写界深度と過焦点距離に関するチュートリアルを参照してください。
風景の場合、一般的に最も遠い被写体を鮮明にすることに重点を置く必要があります。
全体として、上記の手順の目的は幅広いシナリオで確実な結果を得ることができます。
特定の条件下でのより正確な焦点については、このチュートリアルの後半にある計算機/チャートを参照してください。

また、カメラのフォーカスポイントとフォーカスロックの確認を使用すると、非常に役立つことにも注意してください。 .ティルトシフトレンズはカメラのオートフォーカスでは機能しませんが、カメラを使用して、マニュアルフォーカスが成功したことを通知することができます。被写体にフォーカスポイントを選択し、ビューファインダーのフォーカスロックライトを使用して、傾斜または焦点合わせがこの被写体のフォーカスに成功したことを確認します。

練習すれば、視覚的な手順はうまく機能しますが、最終的には、プロセスがどのように機能するかについてより良い直感を持つことに勝るものはありません.ティルトシフトレンズを使って、ティルトシフトレンズを使っていろいろ試してみることをお勧めします。

チルトシフトフォーカシングを簡単にするツール

試行錯誤のテクニックは、35 mm で使用されるビューファインダーのサイズが限られているか、デジタルカメラセンサーがトリミングされているため、問題が生じる可能性があります。これにより、シャープネスの変化を識別するのが非常に難しくなる可能性があります。特に暗い場所では、または最大口径が f/3.5 または広角のティルトシフトレンズではそうです。ただし、このプロセスを簡単にするいくつかのツールが利用可能です。

特別な質感のあるマニュアルフォーカシングスクリーン 焦点が合っていないオブジェクトと比較するための明確な基準を目に確保できます。そうしないと、ビューファインダーで必ずしも焦点が合っているとは限らない場合でも、目が騙されて焦点が合っているように見せようとする可能性があります。このような場合、目は効果的に光学系の一部になります。

または、カメラがカメラの LCD (ライブビュー) を使用したリアルタイム表示をサポートしている場合これは非常に役立ちます。 一連のテスト写真を撮ることもできますその後ズームインして、重要なポイントでのシャープネスを確認します。

拡大ファインダー Canon の「アングルファインダー C」や多くのサードパーティのビューファインダー拡大鏡の 1 つなども役立ちます。これらの多くはビューファインダーに対して直角であり、カメラが地面の近くにある場合により便利に焦点を合わせることができます.

風景写真の焦点合わせテクニック

風景写真のチルト動作には、水平に近い被写体平面に沿った焦点面が必要になることがよくあります。このような状況では、フォーカスプレーンを前景に正確に配置することが非常に重要です。垂直距離「J」は、焦点距離ではなくレンズの傾きによってのみ決まるため、設定が簡単です。

Ｊの所望の値が決定され、対応する傾斜が設定されると、焦点面の角度を設定するために焦点距離を独立して使用することができる。次のセクションで説明するように、レンズのフォーカスリングを遠くに設定すると、焦点面の角度と被写界深度の角度が同時に増加します。

チルトシフトレンズ被写界深度計算機

以下の計算機は、レンズの焦点距離、レンズの傾き、傾斜焦点距離を使用して、最も鮮明な焦点面を見つけます。

被写界深度も推定するには、[詳細を表示] をクリックして、絞りとセンサーサイズも入力します。

薄いレンズの近似を想定しており、焦点距離が無限遠またはクローズアップの場合に最大の誤差が生じます。
錯乱円は、通常の被写界深度計算機でも使用される標準サイズです。
「チルトされていない焦点距離」は (おおよそ) レンズのフォーカスリングに記載されている距離です。

チルトのわずかな変化が焦点面角度の大きな変化につながることに注意してください。また、チルト角度が大きくなるにつれて、チルトの影響が小さくなることに注意してください。また、傾斜した焦点距離が焦点面の角度に大きな影響を与える可能性があることも観察してください。通常の被写界深度と同様に、全角度被写界深度 (許容可能なシャープネスの近角度から遠角度) は、焦点距離が近づくにつれて減少します。

SHIFT を使用してフォーカスプレーンをさらに回転する

次の計算機は、チルトとシフトを一緒に使用してフォーカスプレーンでさらに大きな回転を実現する場合に役立ちます。通常のカメラレンズでは、ピント面は常にレンズの視線に対して垂直であるため、カメラを回転させるとピント面の角度が変化します。ティルトシフトレンズの場合も同様です。ただし、重要なのは、ティルトシフトレンズを使用すると、カメラをわずかに回転させてからシフト移動を使用して、同じ視野 (同じ構図) を確保できることです。

通常の非回転レンズ

回転した通常のレンズ
焦点面を回転、
別の視野

シフト付き回転レンズ
焦点面を回転させ、
視野を維持します

青色の強度は、特定の距離での画像のシャープネスの程度を定性的に表します。
写真の中心に沿って薄い灰色の線があります。

以下の計算機は、特定のレンズシフトをオフセットするためにカメラをどれだけ回転させる必要があるかを示しています。これは、焦点面での回転にも等しくなります。これにより、上記の左上と右上の画像と同様に、同じ視野で焦点面の回転が実現します。

フォーカスプレーンの回転は、同じ視野を持つカメラ/レンズの位置に相対的ですが、シフトはありません。

焦点距離が短いほど、シフトによって最も鮮明な焦点面がさらに大きく回転することに注意してください。これは、絶対単位では、特定の mm シフトが視野内のより大きな回転に対応するためです。一方、これはまた、焦点距離が短いほど遠近感がより強く影響を受けることを意味し、これは重要な考慮事項となる可能性があります。

シフトを使用してフォーカスプレーンを回転させると、ティルトシフトレンズを変更して、同じ方向にティルトとシフトできるようにする必要があることに注意してください。、これは通常、メーカーのデフォルトでは当てはまりません。これは、変更のためにメーカーに送信するか、小さなドライバーで自分で実行できます。レンズのベースにある 4 つの小さなネジを取り外し、ベースを 90° 回転させてから、ベースにねじ込む必要があります。

利用可能な NIKON &CANON TILT SHIFT レンズ

キヤノンには 4 種類、ニコンには 3 種類の主流のティルトシフトレンズモデルがあります。

Canon チルトシフトレンズ	Nikon Tilt Shift レンズ
Canon 17 mm TS-E f/4L
Canon 24 mm TS-E f/3.5L II	PC-E Nikkor 24mm F3.5D ED
Canon 45 mm TS-E f/2.8	PC-E Nikkor 45mm F2.8D ED
Canon 90 mm TS-E f/2.8	PC-E Nikkor 85mm F2.8D ED