¿Por qué usar una abertura pequeña al intentar ver el polvo del sensor?

Aquí y allá, leí sobre personas que configuraron su lente en una abertura pequeña mientras probaban la limpieza de su sensor, supuestamente para obtener la mejor imagen de manchas de polvo. Sin embargo, la imagen de las partículas de polvo en el sensor no debería, a mi entender, verse afectada por la nitidez inducida por la configuración de la lente. Lo mismo es cierto para las partículas de polvo en los elementos de la lente. Me hace preguntarme: ¿estas personas no entienden la teoría de cómo funciona el sistema óptico, o me estoy perdiendo algo?

Si el polvo estuviera realmente en el sensor, estaría en lo correcto.

Al menos en el caso normal, es prácticamente imposible que el polvo penetre en la superficie del sensor, porque hay un par de milímetros de filtros directamente frente al sensor. El principal de estos es (al menos en el caso habitual) el archivador AA.

Lo importante es que todo este vidrio transparente. Por lo tanto, con una apertura más amplia, llega más luz al sensor desde varios ángulos. Dado que la luz puede viajar en cualquier ángulo a través de esos filtros (porque todos son al menos en su mayoría de vidrio transparente), las manchas de polvo normalmente no bloquearán toda la luz. Con una apertura más pequeña, la luz regresa casi directamente de la abertura pequeña, por lo que los bordes de los puntos de polvo están claramente definidos.

En la práctica, la diferencia es bastante obvia. Aquí hay una toma en f / 1.7, luego una toma tomada unos momentos más tarde en f / 22 (misma cámara, mismo lente, etc. - todo lo que cambió es la apertura y la velocidad de obturación):

f / 1.7:

f / 22:

Como es habitual en esta situación, también he aumentado el contraste para que el polvo sea más visible, ya que es un sujeto simple y de bajo contraste, el histograma comienza así:

Para que el polvo sea más aparente, ajusta los niveles de esta manera:

Si lo aplica a la imagen f / 1.7 (como hice anteriormente, para mantener las cosas justas), eso también enfatizará demasiado la caída de luz en las esquinas de la imagen. Aunque hay algunos de todos modos, normalmente ni siquiera es tan malo como se ve en el primer disparo de arriba.

Tenga en cuenta que esta es una prueba bastante rigurosa. Este sensor es lo suficientemente limpio como para que en las tomas típicas no haya signos de polvo en el sensor. Entre la falta total de contraste / detalle en el sujeto, la pequeña apertura y el aumento extremo del contraste, estamos viendo un poco que nunca veríamos en una imagen normal (sin mencionar que los dos peores puntos aquí están cerca la parte inferior del marco, donde casi siempre hay al menos un pequeño detalle para ocultar estos problemas de todos modos). Si prueba esto en su propia cámara, no se sorprenda si se ve (muy posiblemente mucho) peor que los anteriores. Por lo que he visto, supongo que la mayoría de las dSLR (y una cantidad bastante buena de cámaras P&S también) son al menos un poco, y a menudo mucho, peores que esto.

Si entiendo su pregunta correctamente, al detener la apertura hasta su punto más estrecho, se garantiza que la luz se enfoca con la mayor precisión posible. Si toma una fotografía con una apertura más amplia, el exceso de luz no incidente aún llegará al sensor y mitigará los efectos del polvo del sensor.

Para decirlo en términos técnicos más precisos ... con una abertura estrecha, la luz que incide en el sensor es del campo más estrecho posible y lo más perpendicular posible (90 ° al plano del sensor). Eso hace que las partículas de polvo creen una "sombra aguda" en el sensor. En una apertura más amplia, la luz que incide en el sensor proviene de un amplio campo de visión, y la luz puede no ser siempre perpendicular (podría ser de 90 ° a 70 °), ya que toda la superficie del lente juega un papel en la focusingluz. Esos rayos de luz fuera del eje provocan que las partículas de polvo creen una "sombra suave" en el sensor.

Podría demostrar el efecto a escala macro, si necesita un ejemplo visual. Levante la mano uno o dos pies de su pared y apunte un haz de luz brillante pero estrecho hacia ella ... digamos desde una linterna a unos 10 pies de distancia. La sombra de tu mano debe ser clara y nítida. Realice el mismo experimento nuevamente, sin embargo, esta vez, instale varias lámparas sombreadas que emitan luz en un campo amplio en una línea paralela a la pared a unos 10 pies de distancia. La sombra de su mano debe ser suave y tenue, si es visible (excepto bajo un escrutinio más cercano). Reducir su apertura es similar a usar la linterna, mientras que ensancharla es similar a configurar una fila más amplia de luces.