Nieostry punkt świetlny nie jest plamką. Jest zdjęciem źrenicy wyjściowej, zrobionym z tego miejsca kadru — dlatego w rogu ma kształt kociego oka, a nie koła.
Weź punktowe źródło światła — odbłysk na masce samochodu, latarnię w tle, kroplę wody. Jeśli leży poza płaszczyzną ostrości, stożek promieni od niego przetnie matrycę zanim się zbiegnie albo już po tym, jak się rozszedł. Na matrycy zostanie plamka będąca przekrojem tego stożka.
A stożek ma kształt źrenicy, bo to przez nią przeszedł. Nieostry punkt jest więc rzutem źrenicy na matrycę — jej fotografią, wykonaną przez sam obiektyw. Wszystko, co jest w źrenicy, znajdzie się w krążku: jej kształt, jej obcięcia, nierównomierności jej wypełnienia.
Zaczynamy więc od inwentarza: co takiego może być w źrenicy, że odciska się na krążku.
Warto od razu rozdzielić dwa pojęcia, które w potocznej rozmowie się zlewają. Głębia ostrości z poprzedniego rozdziału mówi, ile jest rozmycia — jak duże są krążki w danej odległości. Bokeh mówi, jakie ono jest — jaki mają kształt i jak rozkłada się w nich jasność.
Są to wielkości niezależne. Dwa obiektywy o identycznej głębi ostrości mogą dawać zupełnie inne tło, i odwrotnie: ten sam obiektyw przymknięty daje mniej rozmycia, ale niekoniecznie ładniejsze. Zdanie „ten obiektyw ma piękne bokeh, bo jest jasny” miesza więc dwie rzeczy — jasność wpływa na ilość, a nie na jakość.
Rozróżnienie ma praktyczną wagę w compie. Ustawiając siłę rozmycia, sterujesz głębią. Ustawiając jądro splotu, sterujesz bokeh. To dwa różne pola i dwa różne błędy, które można popełnić niezależnie.
Jest jeszcze jedna asymetria, niezależna od aberracji sferycznej, a wynikająca z czystej geometrii. Rozmycie przed płaszczyzną ostrości i za nią narasta w różnym tempie — bo, jak pamiętamy z Rozdziału 8, liczy się różnica odwrotności odległości, a nie różnica odległości.
Przedmiot pół metra przed ostrością jest rozmyty znacznie mocniej niż przedmiot pół metra za nią. W praktyce znaczy to, że pierwszy plan rozpływa się szybciej niż tło — i dlatego rozmyta gałąź przed obiektywem potrafi zniknąć w mgłę, podczas gdy tło w tej samej scenie pozostaje czytelne.
Operatorzy wykorzystują to świadomie: rozmyty element na pierwszym planie jest tanim sposobem na dodanie głębi kadrowi, bo znika w miękką plamę barwną, nie odciągając uwagi. Ten sam element ustawiony za bohaterem byłby wciąż rozpoznawalny i zaczynałby konkurować.
Kształt to dopiero połowa. Druga połowa, i ta ważniejsza dla wrażenia, to jak jasność rozkłada się w środku krążka. Idealny obiektyw dawałby krążek równomierny — jednakowo jasny od brzegu do brzegu. Prawdziwy nie daje, i to za sprawą aberracji sferycznej, której cały rozdział poświęcimy dalej.
Skrót jest taki: aberracja sferyczna sprawia, że promienie z brzegu źrenicy skupiają się w innym miejscu niż te ze środka. Zależnie od tego, w którą stronę, energia gromadzi się przy brzegu krążka albo w jego środku:
I teraz rzecz kluczowa, o której rzadko się mówi: te trzy stany zamieniają się miejscami po przejściu przez płaszczyznę ostrości. Obiektyw dający kremowe krążki za ostrością daje obrączkowe przed nią. Nie ma konstrukcji miękkiej po obu stronach — korekcja aberracji sferycznej jest jedną liczbą i można ją przesunąć w jedną albo w drugą stronę, ale nie w obie naraz.
Dlatego producenci wybierają. Obiektywy portretowe koryguje się tak, żeby ładne było tło, bo to tło jest zwykle nieostre. Obiektywy makro — odwrotnie albo neutralnie, bo tam nieostry bywa i przód, i tył. A operator wybierający szkło do sceny z przedmiotem na pierwszym planie i tłem daleko wie, że dostanie kompromis, nie ideał.
Wszystkie przykłady w tym rozdziale dotyczyły punktowych źródeł światła, bo na nich widać kształt krążka najczystszej. W praktyce jednak nieostre tło rzadko składa się z punktów. Składa się z gałęzi, liści, siatek, tłumu — czyli ze struktur o krawędziach.
Dla takiego tła liczy się nie tyle kształt krążka, co to, jak splot z tym kształtem traktuje krawędź. I tu wraca podział z sekcji o aberracji sferycznej, tyle że z groźniejszymi skutkami.
Krążek gasnący ku brzegom rozmywa krawędź w gładki gradient — jedna krawędź zostaje jedną krawędzią, tylko miękką. Krążek z jasną obrączką rozmywa ją w dwie linie: obrączka po jednej stronie i obrączka po drugiej. Cienka gałązka zamienia się w parę równoległych kresek. Japończycy nazwali to zjawisko nisen bokeh, czyli „dwulinijkowym”, i jest to bodaj najbardziej nielubiana cecha, jaką obiektyw może mieć.
Stąd praktyczna wskazówka przy ocenie obiektywu — także wirtualnego. Nie testuj bokeh na lampkach. Punktowe źródła pokazują kształt źrenicy i nic poza tym, a kształt jest najmniej problematyczną z jej właściwości. Testuj na gałęziach pod światło, na siatce, na trawie — czyli na strukturze o wielu cienkich krawędziach. Dopiero tam widać, czy rozkład jasności w krążku pracuje na ciebie, czy przeciwko.
W compie ma to bezpośrednie przełożenie: jeśli budujesz jądro splotu do rozmycia z kanału Z, sprawdzaj je na tle z drobną strukturą, a nie na sztucznych lampkach. Jądro z jasnym pierścieniem — a takie powstaje mimochodem, gdy ktoś „wzmocni krawędzie” bokeh dla efektu — da nisen bokeh na każdej gałęzi w ujęciu.
Poniższy widget rysuje krążek nieostrości z czterech składowych. Dwie znasz już z tego rozdziału — liczbę listków przysłony i stan korekcji sferycznej. Dwie pozostałe to prążki po szlifowaniu asfery, zwane cebulkami, oraz obcięcie mechaniczne z Rozdziału 7. Każdy suwak odpowiada jednej realnej właściwości konstrukcji — nie jest to filtr graficzny, tylko złożenie przyczyn.
Katalog kształtów z przyczynami — wielokąt, kocie oko, pączek, cebulka i wir — w Dodatku AF.
Warto poustawiać kilka realnych kombinacji. Sześć listków, mocno niedokorygowana, zero cebulek to typowy portretowy obiektyw z lat siedemdziesiątych. Jedenaście listków, korekcja bliska zeru, wyraźne cebulki to współczesna jasna stałka z asferą. Zero listków, przekorygowana to charakter, który w materiale czyta się jako „nerwowe tło” — i którego nikt nie zamawia świadomie.
Renderer robi bokeh poprawnie, bo robi je z tej samej przyczyny co obiektyw: losuje punkty startowe promieni po źrenicy. Jeśli źrenicę zdefiniujesz jako sześciokąt, dostaniesz sześciokątne krążki bez żadnej dodatkowej pracy. Większość silników pozwala podać liczbę listków, ich obrót, a często również teksturę źrenicy — a to ostatnie otwiera drzwi do wszystkiego z tego rozdziału.
Tekstura źrenicy jest niedocenianym narzędziem. Jasny pierścień przy brzegu daje bokeh przekorygowane. Gradient gasnący ku brzegom — kremowe. Kilka koncentrycznych prążków — cebulki. Czarne koło na środku — pączek z lustrzanki. Jedna mapa w kamerze zastępuje cały ten rozdział, o ile wiesz, co na niej narysować.
Jest jeszcze jedna rzecz, o której warto pamiętać przy teksturze źrenicy: musi być poprawnie znormalizowana. Jeśli podniesiesz jasność pierścienia, żeby efekt był wyraźniejszy, podnosisz też sumaryczną energię przechodzącą przez źrenicę — czyli rozjaśniasz całe nieostre tło względem ostrego pierwszego planu. Objaw jest subtelny i mylący: obraz wygląda, jakby dodano mgłę. Poprawka jest prosta, trzeba tylko o niej wiedzieć: po każdej zmianie mapy przeskaluj ją tak, żeby jej średnia została ta sama.
Czego renderer nie zrobi sam: obcięcia mechanicznego. Źrenica w kamerze renderera jest jedna dla całego kadru, więc kocie oko w rogach nie pojawi się samo. Trzeba je albo dołożyć w compie z maską radialną, albo — w silnikach, które to umożliwiają — uzależnić teksturę źrenicy od pozycji na matrycy.
Drobiazg, który potrafi zaskoczyć przy porównywaniu wersji tego samego ujęcia. Rozmiar krążka nieostrości jest wielkością fizyczną na matrycy, mierzoną w mikrometrach — nie w pikselach. Ten sam materiał wywołany w 2K i w 4K ma krążki tej samej wielkości względem kadru, ale dwa razy większe w pikselach.
Znaczy to, że jądro splotu w compie musi być podawane w ułamku szerokości kadru albo przeskalowywane razem z rozdzielczością. Jądro o stałym rozmiarze w pikselach daje w 4K o połowę mniej rozmycia niż w 2K — a ponieważ wersja 2K bywa tą, na której ocenia się ujęcie, błąd wychodzi na jaw dopiero przy dostawie.
Ta sama uwaga dotyczy cebulek i wszystkich drobnych struktur wewnątrz krążka: ich liczba jest cechą obiektywu i nie zależy od rozdzielczości. Jeśli generujesz je proceduralnie, licz je względem promienia krążka, a nie w pikselach.
W compie natomiast całą tę fizykę zastępuje jądro splotu. Rozmycie po kanale Z splata obraz z kształtem, który podasz — i tu warto wiedzieć, że jądro splotu jest dokładnie tym samym co obraz źrenicy. Wszystko z tego rozdziału da się więc odtworzyć, podając właściwe jądro. Ograniczenia rozmycia z kanału Z pozostają te z Rozdziału 8 i wracamy do nich w Rozdziale 34.
Policz kąty w bokeh z plate'u, zanim ustawisz kamerę. Znajdź w materiale nieostre światło blisko środka kadru i policz boki wielokąta. Dostajesz liczbę listków wprost, a przy okazji informację o przysłonie: krążek idealnie okrągły oznacza pełny otwór, wyraźny wielokąt — przymknięcie o co najmniej dwie przysłony.
Sprawdź obie strony ostrości, nie tylko tło. Jeśli w ujęciu jest zarówno rozmyty przód, jak i rozmyte tło, porównaj je. Miękkie tło przy nerwowym przodzie (albo odwrotnie) mówi ci, w którą stronę skorygowano aberrację sferyczną — a to jest jedna z niewielu cech, po których da się rozpoznać rodzinę obiektywów bez metryki.
Nie dodawaj cebulek do wszystkiego. Są podpisem konkretnej technologii wytwarzania asfer i występują w ograniczonej grupie obiektywów. Dołożone do renderu udającego szkło sprzed 1970 roku są anachronizmem — tak samo widocznym jak zegarek na ręce w filmie kostiumowym, tyle że dla węższej publiczności.
Wygląd nieostrości mamy rozłożony na przyczyny, ale jedna z nich — aberracja sferyczna — była tu użyta na kredyt. Zanim ją spłacimy, zostaje jeszcze ostatni element Części II: granica, której nie da się przekroczyć żadnym szkłem. W następnym rozdziale wracamy do fali i sprawdzamy, dlaczego przymykanie przysłony przestaje w pewnym momencie pomagać, a zaczyna szkodzić.