Диафрагма (анатомия)

Назначение диафрагмы

Основное предназначение диафрагмы объектива — регулировка его относительного отверстия и светосилы, необходимая для управления глубиной резкости, а также точного дозирования проходящего света и получения правильной экспозиции. При регулировке диафрагмы её отверстие закрывается от краёв к центру, поскольку наиболее высокое качество изображения обеспечивается центральной частью световых пучков.

Различают геометрическое и эффективное относительные отверстия: геометрическое представляет собой отношения диаметра входного зрачка объектива к его фокусному расстоянию и выражается дробью с числителем, равным единице. В фотографии вместо единицы часто используют латинскую букву f, которая конкретизирует назначение дроби: например, относительное отверстие 1/5,6 обозначается f/5,6. Эффективное относительное отверстие всегда меньше геометрического, поскольку учитывает потери на поглощение и рассеяние света в стекле. Эти потери снижаются при помощи просветления, но в сложных многолинзовых объективах могут быть существенны и должны учитываться, поэтому шкалы диафрагмы отражают значения эффективных относительных отверстий. В современной киносъёмочной оптике для обозначения эффективных относительных отверстий используется буква T. В то же время, значение предельной светосилы фотообъектива, указанное на его оправе, отражает геометрическое относительное отверстие.

Градуировка шкал диафрагмы производится в диафрагменных числах таким образом, что каждому соседнему делению соответствует изменение светосилы в два раза. Таким образом, при выборе соседнего значения шкалы, экспозиция всегда меняется на одну экспозиционную ступень. Так как светосила является квадратом относительного отверстия, последнее должно изменяться в 2{\displaystyle {\sqrt {2}}} раз. Поэтому соседние диафрагменные числа отличаются в 2{\displaystyle {\sqrt {2}}} раз: f/0,7; f/1; f/1,4; f/2; f/2,8; f/4; f/5,6; f/8; f/11; f/16; f/22; f/32; f/45; f/64. Конкретные значения диафрагменных чисел, используемых производителями для градуировки шкал, должны соответствовать международному стандарту ISO 517—73. В СССР ему соответствовал ГОСТ 17175—82, использовавшийся для объективов общего назначения. Кроме основного ряда чисел, отличающихся на одну экспозиционную ступень, стандартный ряд содержит два вспомогательных, со значениями отличающимися на 1/2 и 1/3 ступени. В большинстве случаев шкалы диафрагм маркируются только значениями основного ряда, но иногда допускается использование промежуточных значений. В объективах, предназначенных для современных цифровых фотоаппаратов, шкалы диафрагмы отсутствуют, поскольку она управляется из камеры, а значения относительного отверстия отображаются на дисплее. При этом шаг шкалы обычно регулируется и может предусматривать любой из двух вспомогательных рядов.

Диафрагменные числа, обозначающие геометрическую светосилу некоторых объективов, могут браться из промежуточных рядов, поскольку отражают расчётный предел возможностей конкретной конструкции, например 1,2; 4,5; 6,3. В вариообъективах максимальное относительное отверстие может быть переменным в зависимости от фокусного расстояния. В этих случаях на оправе через тире или тильду указываются крайние значения диафрагменного числа, например 3,5~5,6.
Ручная регулировка диафрагмы в современных фотообъективах возможна только ступенчато из-за особенностей управления зеркальных фотоаппаратов. Однако в автоматических режимах приоритета выдержки или программном ирисовая диафрагма регулируется бесступенчато, как в киносъёмочной и телевизионной оптике.

Шаг 5 – Как использовать различные диафрагмы?

Прежде всего следует помнить, что нет правил в фотографии, есть рекомендации, в том числе когда дело доходит до выбора диафрагмы. Все зависит от того, хотите ли вы применить художественный прием или максимально точно запечатлеть сцену. Чтобы легче принимать решение, привожу несколько наиболее употребляемых традиционно значений диафрагмы.

f/1.4: превосходно для съемки в условиях низкой освещенности, но будьте осторожны, при таком значении очень маленькая ГРИП. Лучше всего применять для небольших объектов или для создания эффекта мягкого фокуса

f/2: Использование то же самое, но объектив с такой диафрагмой может стоить одну треть от объектива с диафрагмой 1,4

f/2.8: Также хорошо применять в условиях низкой освещенности. Лучше всего применяется для съемки портретов, так как глубина резкости больше и в нее попадет все лицо, а не только глаза. Хорошие зум-объективы как правило имеют это значение диафрагмы.

f/4: Это минимальная диафрагма, используемая для съемки человека при достаточном освещении. Диафрагма может ограничивать работу автофокуса, поэтому вы рискуете промахнуться на открытой диафрагме.

f/5.6: Хорошо использовать для фотографии 2-х человек, но для низкой освещенности лучше использовать подсветку вспышкой.

f/8: Используется для больших групп, так как гарантирует достаточную глубину резкости.

f/11: На этом значении большинство объективов имеют максимальную резкость, так что это хорошо для портретов

f/16: Хорошее значение при съемке на ярком солнечном свете. Большая глубина резкости.

f/22: Подходит для съемки пейзажей, где не требуется внимания к деталям на переднем плане.

Места прикрепления

В диафрагме различают поясничную, рёберную и грудинную части. Между поясничной и рёберными частями располагаются пояснично-рёберные треугольники, между рёберными и грудинной — грудинно-рёберные, эти образования являются местом возникновения диафрагмальных грыж. Поясничная часть диафрагмы (pars lumbalis diaphragmatis) начинается на передней поверхности тел поясничных позвонков. Рёберная часть (pars costalis diaphragmatis) начинается на внутренней поверхности нижних шести-семи рёбер и заканчиваются у переднего и боковых краёв сухожильного центра. Грудинная часть (pars sternalis diaphragmatis) диафрагмы самая узкая и слабая, начинается от задней поверхности мечевидного отростка грудины и заканчивается у переднего края сухожильного центра.

Таким образом, мышечные пучки мышцы начинаются на периферии, идут вверх и медиально и сходятся своими сухожилиями, образуя сухожильный центр (centrum tendineum).

Освобождение через слезы

Стоит отметить, что эмоции человека могут ощущаться, выражаться и сдерживаться в разных сегментах. Но самым большим блокиратором их в человеческом теле является диафрагма. Почему многие говорят, что если ты поплачешь, тебе сразу станет легче? На самом деле этот процесс имеет вполне логическое объяснение.

Во время плача человек освобождается от «панциря». Через рот, горло, глаза и нос выходит энергия, которая застыла в верхней части нашего тела. Во время плача надо глубже и глубже вдыхать, и когда начнутся настоящие рыдания, именно в этом случае энергия выйдет из области сердца и устремится к выходу. Сдерживать такой посыл категорически нельзя. После того как вся энергия выплеснется наружу диафрагма расслабится, энергия равномерно распределится по всему телу.

Шаг второй. Шкала диафрагмы

Шкала диафрагмы – это ряд  значений диафрагмы по возрастающей. Шкала диафрагмы обычно бывает нанесена на оправу объектива, а так же мы можем видеть ее на дисплее фотокамеры. Размер отверстия диафрагмы обычно выражается в виде знаменателя дроби и обозначается символом «f». То есть «f/число». Знаменатель этой дроби как раз и указывает, насколько широко в данный момент открыто диафрагменное отверстие. А эта ширина, как мы уже говорили сегодня, существенным образом и влияет на экспозицию. Но кроме экспозиции, размер диафрагменного отверстия так же влияет и на глубину резко изображаемого пространства

Тут важно знать, что чем число, которым обозначено то или иное значение диафрагмы, меньше – тем шире диаметр отверстия диафрагмы. Проще говоря, диаметр отверстия диафрагмы, обозначенной  f/8 меньше, чем, допустим,  диафрагма  f/4

У некоторых начинающих фотографов это, возможно, может вызвать путаницу: как же так? Число маленькое, а диаметр отверстия – большой? Ответ на этот вопрос  довольно простой. Пока скажем, что всё дело тут в математике. Но об этом чуть позже.

А пока мы расскажем вам о стандартной диафрагменной шкале. Вот этот ряд чисел: f/1,4. f/2. f/2,8. f/4. f/5,6. f/8. f/11. f/16. f/22.

Самое важное, что нужно знать об этой шкале – это то, что каждая ступень, каждый шаг этой шкалы, каждый переход от меньшего числового значения к большему уменьшает диаметр отверстия диафрагмы ровно в два раза. А это, соответственно, значит, что пропускает на матрицу ровно на 50% меньше света

Практически на всех объективах вы найдете надпись в виде соотношений значений чисел. Ну, например, 1:2. Что это означает? Это означает то, что диаметр отверстия данного объектива  в два раза меньше его фокусного расстояния. Но большинство из современных фотокамер и объективов сегодня имеют не только стандартные значения диафрагмы, но и промежуточные. Проще говоря, допустим, если шаг настройки равен 1/3 ступени, то между значениями диафрагмы f/4 и  f/2,8 будут располагаться и еще несколько ее значений, а именно f/3,2 и  f/3,6. Для чего это нужно? В первую очередь для того, чтобы иметь возможность более точной настройки экспозиции. А так же и других нужд, о которых мы поговорим с вами чуточку попозже.

А сейчас перейдем к вещам посложнее. Скажем сразу: если то, о чем мы сейчас будем говорить, покажется вам не очень понятным и недоступным, не бойтесь перейти к следующему разделу. Мы же пока попытаемся разобраться, почему же, все-таки, при переходе от меньшего значения диафрагмы к большему сквозь объектив фотоаппарата света проходит именно в два раза меньше.

Давайте рассмотрим этот вопрос на одном примере. Представим, что у нас с вами в руках объектив с фокусным расстоянием 50 миллиметров и с диафрагмой f/2. Первым делом рассчитаем диаметр самого отверстия диафрагмы. Для этого нам придется 50 миллиметров разделить на 2. В итоге получаем 25 миллиметров. Далее. Ищем радиус этого отверстия, то есть половину диаметра. Радиус у нас, стало быть, составляет 12.5 миллиметров. Теперь по известной формуле S = пи * R2 (число пи умножить на радиус в квадрате)  нам нужно узнать площадь этого отверстия. В данном  случае эта площадь составляет у нас 490 квадратных миллиметров.

А теперь давайте сделаем такие же расчеты для этого объектива при другом значении диафрагмы. При f/2,8 диаметр диафрагменного отверстия будет  17,9 миллиметров, радиус, соответственно,8,95 миллиметров,  а площадь – 251,6 квадратных миллиметров. Не нужно быть великим знатоком для того, чтобы понять, что вторая площадь в данном случае практически вдвое меньше, чем первая

На то, что число 2 является приблизительным, обращать внимание не стоит. Дело в том, что округление диафрагменного числа сделано до первого десятичного знака

А если расчеты проводить без округлений, то, как раз ровно 2 и получится.

Функция

Функции диафрагмы делят на статическую и динамическую.

В динамической выделяют три отдельные функции:

• респираторную (или дыхательную). В результате движений диафрагмы, обуславливающих вместе с грудными мышцами вдох и выдох, осуществляется основной объём вентиляции лёгких.
• кардио-васкулярная. При вдохе сердечная сумка и лежащая в ней самая нижняя часть верхней полой вены расширяются. В то же время понижение диафрагмы и одновременное повышение внутрибрюшного давления выжимают кровь из печени в нижнюю полую вену, что и способствует постоянному оттоку венозной крови в правое предсердие. Кроме того, оттоку крови от органов брюшной полости и притоку её к сердцу способствуют колебания внутриплеврального давления (например, присасывающее действие грудной полости при вдохе).
• моторно-пищеварительную. Диафрагма имеет большое значение для продвижения пищи по пищеводу (является жомом пищевода), а периодические движения диафрагмы вкупе с синхронными дыхательными движениями важны и для желудка.

Статическая (опорная) функция состоит в поддержании нормальных взаимоотношений между органами грудной и брюшной полостей, зависит от мышечного тонуса диафрагмы. Нарушение этой функции приводит к перемещению брюшных органов в грудную клетку.

Диафрагма является важным органом брюшного пресса. При одновременном сокращении с мышцами живота диафрагма способствует уменьшению внутрибрюшного давления. При вдохе диафрагма сокращается, растягиваясь активным действием в сторону нижних внутренних органов. При выдохе диафрагма пассивно расслабляется и подтягивается удерживающими её сухожилиями, приходя в своё спокойное состояние.

Определение

Прежде чем ответить на вопрос, какие животные имеют диафрагму, необходимо узнать определение этого понятия. Диафрагма – это перегородка, состоящая из мышечной ткани, которая разъединяет грудной и брюшной отдел в организме человека и млекопитающих животных.

Млекопитающие – это вид животных, имеющих организованную жизнедеятельность, характерной чертой которых является кормление потомства материнским молоком.

Форма, размеры и расположение диафрагмы у млекопитающих зависит от строения тела определенного рода животных, но в основном, как у человека, она имеет форму купола

Диафрагма является важной составляющей дыхательного процесса и сокращается параллельно с мышцами брюшной полости

Диафрагма фотоаппарата. Строение

Современная ирисовая диафрагма фотоаппарата состоит из таких устройств:

• собственно ирисовая диафрагма фотоаппарата;
• устройство прыгающей диафрагмы;
• репетир диафрагмы.

Ирисовая диафрагма фотоаппарата (рис. 6) состоит из нескольких (чаще всего 6-9) поворотных лепестков 1, которые приводятся в движение специальным кольцом 2 на оправе объектива или электроприводом 3, управляемым фотокамерой. При открытой диафрагме лепестки формируют круглое отверстие, а при частичном закрытии – многоугольник 4. На форму многоугольника влияет количество лепестков диафрагмы: чем их больше, тем он более скругленный, что в свою очередь влияет на вид боке (рис. 7).

Рис. 6 — Диафрагма фотоаппарата. Конструкция.Рис. 7 — Боке

Прыгающая диафрагма – система управления диафрагмой в современных зеркальных фотокамерах, которая скачкообразно закрывает ее до заданного диафрагменного числа при нажатии на спуск. Таким образом, до съемки изображение проецируется при максимальном относительном отверстии, что позволяет максимально удобно провести кадрирование и точную фокусировку.

Репетир диафрагмы – механизм фотоаппарата (кнопка или рычажок), который позволяет принудительно закрыть диафрагму перед нажатием на спуск до заданного значения. Используется для проверки настроенной глубины резкости до съемки. Находится с левой или правой стороны возле объектива (рис. 8).

Рис. 8 — Репетир диафрагмы

Коротко о главном. Строение и функции диафрагмы

Каждый из вас знает, что у него есть диафрагма, но никто не знает что она делает. Если человек съел что то не то, у него, например, болит желудок или начинает резать кишечник. Если перезагрузил свой организм физически, начинает бешено колотиться сердце, если долго крутил педали на велосипеде – начинают болеть ноги. А как же заявляет о себе наша диафрагма?

Диафрагма являет собой тонкую группу мышц, которые размещаются в виде купола под легкими. Эти мышцы постоянно двигаются. С каждым вдохом и выдохом диафрагма имеет свойство сокращаться:

• С выдохом диафрагма направляется вверх и помогает выталкивать остатки воздуха наружу.
• Вдыхая, диафрагма смещается вниз и освобождает пространство для того, чтобы воздух заполнил лёгкие до самого низа.

Именно дыхание является той функцией, которая наряду с работой сердца, никогда не останавливает своего действия. Дыхание происходит подсознательно, автоматически и беспрерывно. Поэтому стоит сказать, что диафрагма находится в постоянном движении и пульсации. Именно эта пульсация является одним из двигателей, который передает энергию по телу, направляя её то вверх то вниз.

Если основываться на учении Райха, то базовые принципы человеческого здоровья заключается именно в том, чтобы энергия свободно и беспрепятственно протекала через 7 главных сегментов нашего организма. Именно в плавности этого энергетического движения участвует диафрагма, и именно в этом месте энергия может блокироваться чаще другого.

Человек может контролировать своё дыхание задерживать, приостанавливать на какое-то время. Для этого достаточно просто напрячь диафрагму. Вы запросто можете провести небольшой тест, не отходя от монитора своего компьютера.

Попробуйте набрать в легкие как можно больше воздуха и удержать его как можно дольше. Чувствуете, как сжались мышцы диафрагмы, чтобы не дать воздуху выйти наружу? Именно такие сжатия, которые проходят повсеместно, препятствуют равномерному течению энергии по телу. И поскольку энергетический поток очень тесно связан с выражением любых проявлений чувств, это означает, что напрягая свою диафрагму, мы препятствуем движению эмоций по телу. Таким образом, можно сделать вывод, что человек способен контролировать посылы своих чувств из диафрагмы, чем мы в принципе и занимаемся, сами того не подозревая.

Виды диафрагм

Названия видов диафрагм определяются тем, в какой части оптической системы они используются и какую часть пучка света ограничивают.

Как правило, если вид диафрагмы не уточняется, имеется в виду апертурная диафрагма.

Апертурная диафрагма

Апертурная диафрагма, действующая диафрагма — специально установленная диафрагма или оправа одной из линз, которая ограничивает пучки лучей, выходящие из точек предмета, расположенных на оптической оси и проходящих через оптическую систему.

Часто располагается вблизи центра формирующей оптическое изображение оптической системы. Её изображение, сформированное предшествующей (по ходу лучей) частью оптической системы, определяет входной зрачок системы. Сформированное последующей частью — выходной зрачок.

Входной зрачок ограничивает угол раскрытия пучков лучей, идущих от точек объекта; выходной зрачок играет ту же роль для лучей, идущих от изображения объекта.

С увеличением диаметра входного зрачка (действующего отверстия оптической системы) растёт освещённость изображения.

Уменьшение до известного предела действующего отверстия оптической системы (диафрагмирование) улучшает качество изображения, так как при этом из пучка лучей устраняются краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказываются аберрации.

Диафрагмирование увеличивает также глубину резкости (глубину резко изображаемого пространства). В то же время, уменьшение действующего отверстия снижает, из-за дифракции света на краях диафрагмы, разрешающую способность оптической системы. В связи с этим апертура оптической системы должна иметь оптимальное значение.

Полевая диафрагма

Полевая диафрагма, диафрагма поля зрения — непрозрачная преграда, ограничивающая линейное поле оптической системы в пространстве предметов или в пространстве изображений. В более общем случае полевая диафрагма ограничивает область пространства, отображаемую оптической системой.

Располагается в непосредственной близости от одного из фокусов оптической системы (в системах с оборачивающими элементами может располагаться в одном из промежуточных фокусов). Может иметь форму круга (в микроскопах, телескопах). В спектральных приборах имеет форму щели.

Определяет, какая часть пространства может быть изображена оптической системой.

Из центра входного зрачка диафрагма поля зрения видна под наименьшим углом.

Применения

• Кадровая рамка в фото- и киноаппаратах, фотоувеличителях также является полевой диафрагмой.
• Кадрирующая рамка и рамки-виньетки, используемые при печати фотоснимков, также являются разновидностью полевой диафрагмы.
• При макросъёмке иногда применяется полевая диафрагма в виде рамки, окружающей объект и служащей своеобразным «видоискателем».
• Примером изменяемой полевой диафрагмы в съёмочной аппаратуре являются дополнительные шторки, ограничивающие кадровое окно по вертикали в плёночном фотоаппарате Pentax Z1P для получения снимка с панорамным соотношением сторон кадра.
• Изменение с помощью кадрового окна размеров кадра в процессе съёмки или монтажа фильма позволяет создавать вариоскопическое кино (наиболее известны фильмы «Нетерпимость» 1916 года, «Дверь в стене» 1956 года).
• Бленды и компендиумы также являются разновидностью полевой диафрагмы.

Бленды

Другие диафрагмы, имеющиеся в оптической системе, главным образом препятствуют прохождению через систему лучей, расположенных за пределами отображаемого поля. Аналог внешней диафрагмы, находящийся перед оптической системой кино- и фотоаппаратов, называют светозащитной блендой или компендиумом.

Точную границу между блендой и полевой диафрагмой провести невозможно, однако часто считается, что если изображение границ перегородки, сформированное оптической системой, является или может быть получено резким (в процессе фокусировки), эта перегородка является полевой диафрагмой. В противном случае речь идёт о бленде.

Диагностика диафрагмального спазма

• Сбор анамнеза и жалоб человека
• Клинические проявления
• Осмотр
• Инструментальные методы обследования, в особенности те, которые показывают высоту стояния диафрагмы – Компьютерная Томография, Рентгенография.

Самостоятельная диагностика диафрагмального спазма

Исходное положение сидя на полу или на стуле. Мышцы брюшного пресса расслаблены. Сомкните пальцы каждой руки, поверните их ладонями вверх, положите их под нижние края ребер. Обеими руками надавливайте на живот, по направлению к позвоночнику, немного смещаясь вверх. Дышите глубоко, чтобы приподнимался живот с руками. Старайтесь погружать руки глубже на каждом выдохе.

Если на вдохе/выдохе появляется дискомфорт и боль, или вообще не получается проникнуть глубже внутрь живота – то это признак спазма диафрагмы!