Recientemente estaba tratando de resolver esto por mí mismo, y encontré esta pregunta. No sentí que la respuesta aceptada fuera bastante completa, así que aquí está mi oportunidad (¡sin juego de palabras!) :
Lo primero que hay que entender es que la luz que se refleja en cualquier punto de una superficie no es un solo haz de luz, sino muchos, que entran en muchos ángulos diferentes y se reflejan en muchos ángulos diferentes. La mayoría de estos rayos nunca alcanzarán la lente de la cámara; sin embargo, algunos lo hacen, y se enfocarán en un solo punto en el sensor de imagen (suponiendo que ese punto esté enfocado) .
Luz desde un punto de enfoque que atraviesa una lente
Entonces, ¿qué sucede si colocamos una abertura detrás (o delante) de la lente?
Abertura detrás de la lente
La luz del punto aún golpea el sensor de imagen, por lo que aún se mostrará en la imagen. Sin embargo, ahora simplemente tenemos menos luz desde ese punto que golpea el sensor. Esta es la razón por la cual usar una apertura más pequeña (o una lente más pequeña) requiere un tiempo de exposición más largo; El sensor requiere una mayor cantidad de tiempo para absorber la misma cantidad de luz.
Entonces, si hacer que la abertura sea más pequeña te obliga a usar tiempos de exposición más largos, ¿cuál es el punto de tener una abertura? La reducción de la luz expuesta a veces puede ser útil (por ejemplo, ese es el propósito de la pupila de un globo ocular, que es exactamente análogo a una abertura) , pero la razón principal para tener una abertura en una cámara en realidad tiene que ver con los puntos que están fuera de enfoque.
Fuera de foco, demasiado lejos
Fuera de foco: demasiado cerca
Tenga en cuenta que, en ambos casos, todos los haces de luz provienen de un único punto, pero no todos golpean el sensor de imagen en un solo punto. Más bien, se extienden en un círculo. Esto es lo que hace que los puntos desenfocados aparezcan borrosos en una foto.
(Este círculo a veces se llama Círculo de confusión . Por cierto, esto también explica por qué los puntos desenfocados que son más brillantes que los puntos circundantes aparecen como discos circulares )
Entonces, ¿qué sucede cuando colocamos una abertura detrás (o delante) de la lente en este caso?
Punto desenfocado con apertura
Una vez más, vemos que llega menos luz al sensor, lo que significa que nuevamente necesitaremos una exposición más prolongada. Sin embargo, ha sucedido algo más: el círculo de luz (desde nuestro punto) que golpea el sensor se ha vuelto más pequeño. ¡Esto hará que el punto aparezca más enfocado en la imagen final! Por lo tanto, una apertura más pequeña aumentará el rango de profundidad en el que los objetos aparecen enfocados, es decir. Aumenta la profundidad de campo.
Por lo tanto, cuanto mayor sea la apertura (o lente), menor será el tiempo de exposición que necesitará (debido a que hay más luz) , pero menor será su profundidad de campo (debido a la luz desenfocada puntos que golpean un área más grande) . Inversamente, cuanto menor sea su apertura (o lente), mayor será su profundidad de campo, pero más tiempo de exposición necesitará.
Si pudiéramos obtener una apertura infinitesimalmente pequeña †, podríamos enfocar todo en una sola toma ... ¡pero necesitaríamos un tiempo de exposición extremadamente largo o un sensor extremadamente sensible! Esto es esencialmente cómo funciona una cámara estenopeica .
† Bueno, la apertura aún debería ser más grande que la longitud de onda de la luz, pero ese es otro tema ...
Generé las imágenes de arriba usando esta increíble herramienta .
