¿Cuál es la causa de este efecto bokeh no uniforme?

Un amigo mío está pensando en comprar una cámara TLR de película de formato medio usada (una Mamiya C330 ), y me mostró algunas de las fotos de prueba que había tomado con ella. Me llamó la atención el bokeh curiosamente no uniforme en algunas de las fotos, como esta:

^{_{(La cara del sujeto se volvió borrosa en aras de la privacidad, ya que no son mis hijos).}}

Si observa el fondo, especialmente los árboles en la parte superior de la imagen, puede ver claramente que el bokeh no es circular sino elíptico, y que el eje largo de la elipse parece ser ortogonal a la línea desde el centro de la imagen. imagen. Casi parece un desenfoque de movimiento circular, como si la cámara se girara durante la toma, pero la falta de desenfoque en primer plano deja en claro que no lo es.

Prefiero el efecto, especialmente la forma en que atrae la atención hacia el centro de la imagen. (No es tan eficaz en este tiro particular, ya que no hay una fuerte tema central para el ojo que se puede sacar a , pero en algunas de las otras fotos con una composición más central funcionó muy bien.) Lo que me pregunto, sin embargo, es lo que lo está causando, y ¿hay un nombre para eso?

Puedo ver cómo podría surgir de la forma en que la luz viaja diagonalmente a través del iris cerca de los bordes de la imagen, enfatizada por el formato de película relativamente grande (mi propia cámara, con la que nunca he notado tal efecto, es una réflex digital Nikon con un sensor APS-C comparativamente pequeño), pero ¿es eso todo lo que hay o hay algo más complicado? ¿ Y cómo podría lograr deliberadamente el mismo efecto , a menos que yo mismo cambie al formato medio?

PD. Aquí hay un primer plano de la parte superior de la foto de arriba (haga clic para ampliar):

La foto fue tomada con la lente Mamiya-Sekor 80mm f / 2.8. Desafortunadamente, no sé la configuración exacta de apertura y velocidad de obturación utilizada.

La forma del bokeh está relacionada con la forma aparente de la apertura de la lente.

Directamente, esto producirá un bokeh que es aproximadamente un círculo. A medida que el sujeto se aleja del centro del campo, el bokeh comienza a verse como una astilla del círculo.

Esto se puede reducir deteniendo la lente.

Se puede leer más sobre esto en Forma del parche borroso y efecto de ojo de gato .

Para lograr este efecto, necesita un campo de visión más amplio en la lente (una lente larga nunca verá la apertura desde un ángulo pronunciado) y dispara de par en par.

La óptica de esto se puede entender al observar los rayos de luz a través del sistema de lentes:

Sin embargo, no es tan simple ya que la construcción de la lente en sí misma también juega con la forma del bokeh.

La única diferencia entre las cuatro imágenes es la lente. Cada lente tiene un tamaño de pupila delantera y trasera diferente y un recuento y forma de cuchilla de lente. Si este efecto no fue causado por la lente, entonces indicaría algunos otros fenómenos. Pero, en cambio, vemos una diferencia entre diferentes lentes en la misma cámara, lo que indica que la construcción de la lente es la causa de la forma y el lugar donde uno debe mirar para comprender la naturaleza de este bokeh.

En última instancia, el bokeh de ojo de gato es una forma de viñeteado mecánico similar a cuando el parasol del objetivo es demasiado largo para el objetivo y bloquea parte de la escena.

Este tipo de bokeh también se puede ver en el cambio aparente de la forma en los filtros de forma bokeh DIY:

Tenga en cuenta la forma del corazón y mickey mouse en el borde del marco. Si uno fuera a mirar la lente desde esas fuentes de luz puntuales, se vería que la forma del corazón o el mouse de mickey en la cámara es la forma del bokeh (con algunos ajustes adicionales para la forma aparente de la pupila) .

Esta es la curvatura del campo . Las lentes simples proyectan naturalmente un campo curvo, no plano para que coincida con los sensores digitales o de película. Las lentes modernas intentan corregir esto, pero muchos diseños antiguos no lo hacen. De hecho, a veces se le llama el "efecto Petzval" después de un diseño clásico famoso por este aspecto.

Curiosamente, solo esta semana, Sony mostró prototipos de un sensor digital curvo diseñado específicamente por este motivo: al curvar el sensor, la lente puede ser mucho más simple y aún así ofrecer nitidez en todo el marco.

Hay más información sobre (y ejemplos de) curvatura de campo en mi respuesta a ¿Qué características de calidad de imagen hacen que una lente sea buena o mala? , y más detalles técnicos en ¿Qué significa "Flat Field Focus"? y lentes ¿Tienen los planos focales o esferas focales / elipsoides?

Existe una teoría predominante de Internet que sostiene que esto se debe principalmente al viñeteado óptico, como la respuesta actualmente aceptada aquí dice: "En última instancia, el bokeh del ojo de gato es una forma de viñeteado mecánico similar a cuando el parasol del lente es demasiado largo para el lente y bloquea parte de la escena ". Esto suena razonable, pero contradice lo que he visto de fuentes que no son de Internet. Afortunadamente, sin embargo, la situación de "parasol demasiado largo" se replica fácilmente, así que decidí hacer una prueba simple.

Tengo una lente de 23 mm f / 1.4, y sucede que el parasol de una lente de 56 mm también se ajusta físicamente. Entonces, hice una serie de imágenes, con: sin parasol, el parasol a juego de 23 mm, el parasol de 56 mm y el parasol de 56 mm se extendió aún más a través de un trozo de papel de construcción negro y algunas cintas de gaffers siempre útiles. En cada caso, configure la lente en f / 1.4 y enfóquese en mi pequeño y amigable asistente de fotografía, Beefy , para obtener algunos obvios artefactos destacados de fondo. Los resultados:

Podemos ver que hay es un impacto en los círculos de bokeh, y en las dos últimas imágenes, se puede ver un cierto grado de "remolino", sobre todo en el caso de papel de tubo. Pero, el efecto no es muy fuerte en comparación con la imagen de muestra aquí (o con la de esta otra pregunta ), a pesar de que las esquinas están visiblemente bloqueadas por la campana de 56 mm, o completamente bloqueadas por el tubo. De hecho, si no estuviera predispuesto a buscar "remolino", aquí podría describirlo como "comprimido alrededor del borde del círculo". La teoría de viñetas físicas no es adecuada; Algo más está sucediendo en las lentes que producen este aspecto sin perder las esquinas por completo.

Además, revise este recorte desde el borde superior derecho del círculo visible de la prueba de sombra de papel. Las formas resaltadas cambian rápidamente de casi circulares a medias lunas. Son las líneas externas de esas medias lunas las que causan el efecto de remolino en esta imagen. Es difícil saberlo en esta muestra, pero en la mayoría de las imágenes con el efecto Petzval, la transición es más gradual. Y, a pesar de que el diagrama lineal ilustra lo contrario, estas formas claramente no son "ojo de gato". Una vez más, algo más está causando esto, y es la curvatura del campo.

Por lo tanto, para replicar realmente este efecto, podría intentar extender el parasol, pero para obtener mejores resultados, puede encontrar una lente clásica real con el diseño de Petzval , o algunas lentes Helios de la era soviética más recientes pero aún "vintage" , o elija la lente de arte Petzval recientemente lanzada por Lomography para las monturas Canon EF o Nikon F.

Para construir sobre las otras respuestas, esto en realidad es causado por una lente con petzval mal corregido. También está viñeteado, pero más en un plano que en el otro. Aquí puede ver una gráfica de intercepción de rayos para una lente Tessar de gran formato, también conocidas como gráficas RIM o curvas H'-TanU '. En un trazado RIM de la línea se recorta, indica viñeteado. Notará que este ejemplo está viñetado en el plano tangencial, pero no en el plano sagital. Esto hace que la mancha y cuando se desenfoque el bokeh sea más grande en el plano sagital que en el plano tangencial.

Esta es la misma condición que tiene su ejemplo, por lo que creo que la lente en particular ha corregido mal el viñeteado así como el viñeteado "asimétrico", como podría llamarlo.