¿Qué determina exactamente la profundidad de campo?

Aquí hay varias preguntas sobre la definición de profundidad de campo , sobre la distancia focal y sobre la distancia del sujeto . Y, por supuesto, está lo básico de cómo afecta la apertura a mis fotografías . Y mucho de cómo obtengo preguntas súper superficiales . Hay preguntas relacionadas como esta . Pero no hay una pregunta general que pregunte:

¿Qué determina exactamente la profundidad de campo en una fotografía?

¿Es solo una propiedad de la lente? ¿Se pueden diseñar lentes para dar más profundidad de campo para la misma apertura y distancia focal? ¿Cambia con el tamaño del sensor de la cámara? ¿Cambia con el tamaño de impresión? ¿Cómo se relacionan esos dos últimos?

Ok, para variar voy a prescindir de las fórmulas, las fotos de las reglas y las definiciones de "aumento" e iré con lo que realmente experimentas en la práctica. Los principales factores que realmente importan para disparar son:

• Abertura. Las lentes de gran apertura le brindan una profundidad de campo menor . ¡Este es probablemente el factor menos controvertido! Esto es importante ya que algunas lentes tienen aperturas mucho más grandes, por ejemplo, 18-55 f / 3.5-5.6 vs. 50 f / 1.8

• Distancia del sujeto Esta es una consideración realmente importante. La profundidad de campo se reduce drásticamente cuando comienzas a acercarte mucho . Esto es importante ya que a distancias de enfoque macro DoF es un problema importante. También significa que puede obtener un DoF poco profundo, independientemente de la apertura, si se acerca lo suficiente, y que si desea un DoF profundo en una composición con poca luz para enfocar más lejos.

• Longitud focal. Esto no afecta a la profundidad de campo, pero sólo en ciertos intervalos, cuando el mantenimiento de tamaño sujeto . Las lentes anchas tienen una profundidad de campo muy profunda en la mayoría de las distancias de sujetos. Una vez que pasa un cierto punto, DoF cambia muy poco con la distancia focal. Esto es importante nuevamente porque si desea aumentar / disminuir la DoF, puede usar la distancia focal para hacerlo mientras llena el cuadro con el sujeto.

• Tamaño del sensor Esto afecta a DoF cuando mantiene la misma distancia del sujeto y el mismo campo de visión entre los tamaños de sensor . Cuanto más grande es el sensor, menor es la profundidad de campo. Las DSLR tienen sensores mucho más grandes que los compactos, por lo que para el mismo FoV y la relación f tienen una DoF más superficial. Esto es importante porque, al mismo tiempo, recortar imágenes aumenta DoF al mantener el mismo tamaño de salida final, ya que es similar a usar un sensor más pequeño.

Esta es una excelente pregunta, y tiene diferentes respuestas según el contexto. Usted mencionó varias preguntas específicas, cada una de las cuales podría justificar sus propias respuestas. Trataré de abordarlos más como un todo unificado aquí.

P. ¿Es solo una propiedad de la lente?
R. Simplemente, no , aunque si ignoras el CoC, uno podría (dada la matemática) argumentar que sí. La profundidad de campo es algo "difuso" y depende mucho del contexto de visualización. Con eso quiero decir que depende de qué tan grande sea la imagen final que se está viendo en relación con la resolución nativa del sensor; la agudeza visual del espectador; la apertura utilizada al tomar la foto; la distancia al sujeto al tomar la foto.

P. ¿Se pueden diseñar lentes para dar más profundidad de campo para la misma apertura y distancia focal? A. Teniendo en cuenta las matemáticas, tendría que decir que no. No soy un ingeniero óptico, así que toma lo que digo aquí con el grano de sal necesario. Sin embargo, tiendo a seguir las matemáticas, que es bastante clara sobre la profundidad de campo.

P. ¿Cambia con el tamaño del sensor de la cámara?
A. En última instancia, depende aquí. Más importante que el tamaño del sensor sería el Círculo mínimo de confusión (CoC) del medio de imagen. Curiosamente, el Círculo de confusión de un medio de imagen no es necesariamente un rasgo intrínseco, ya que el CoC mínimo aceptable a menudo se determina por el tamaño máximo en el que desea imprimir. Los sensores digitales tienen un tamaño mínimo fijo para CoC, ya que el tamaño de un solo sensor es tan pequeño como cualquier punto de luz puede obtener (en un sensor Bayer, el tamaño de un cuarteto de sensores es en realidad la resolución más pequeña).

P. ¿Cambia con el tamaño de impresión?
A. Dada la respuesta a la pregunta anterior, posiblemente. Escalar una imagen por encima, o incluso por debajo, de su tamaño de impresión "nativo" puede afectar el valor que utiliza para el CoC mínimo aceptable. Por lo tanto, sí, el tamaño (o tamaños) en el que desea imprimir desempeña un papel, sin embargo, diría que el papel es generalmente menor a menos que imprima en tamaños muy grandes.

Matemáticamente, está claro por qué DoF no es simplemente una función de la lente, e involucra el medio de imagen o el tamaño de impresión desde una perspectiva CoS. Para especificar claramente los factores de DoF:

La profundidad de campo es una función de la distancia focal, la apertura efectiva, la distancia al sujeto y el círculo mínimo de confusión. El Círculo mínimo de confusión es donde las cosas se ponen borrosas, ya que eso puede verse como una función del medio de imagen o una función del tamaño de impresión.

Existen varias fórmulas matemáticas que pueden usarse para calcular la profundidad de campo. Lamentablemente, no parece haber una sola fórmula que produzca con precisión una profundidad de campo a cualquier distancia del sujeto. Hyperfocal Distance, o la distancia donde efectivamente obtiene la máxima DoF, se puede calcular de la siguiente manera:

H = f ² / (N * c)

Dónde:

H = distancia hiperfocal
f = distancia focal
N = número f (apertura relativa)
c = círculo de confusión

El círculo de confusión es un valor peculiar aquí, así que lo discutiremos más adelante. Se puede suponer un CoC promedio útil para sensores digitales de 0.021 mm . Esta fórmula le proporciona la distancia hiperfocal, que no le dice exactamente cuál es su profundidad de campo, sino que le indica la distancia del sujeto en la que debe enfocar para obtener la máxima profundidad de campo. Para calcular el real Depth of Field, necesita un cálculo adicional. La siguiente fórmula proporcionará DoF para distancias de sujeto moderadas a grandes, lo que significa más específicamente cuando la distancia al sujeto es mayor que la distancia focal (es decir, disparos sin macro):

Dn = (H * s) / (H + s)
Df = (H * s) / (H - s) {para s <H

DOF = Df - Dn
DOF = (2 * H * s) / (H ² - s ² ) {para s <H

Dónde:

Dn = Límite cercano de DoF
Df = Límite lejano de DoF
H = Distancia hiperfocal (fórmula anterior)
s = Distancia del sujeto (la distancia a la que se enfoca la lente, puede no ser "el sujeto")

Cuando la distancia del sujeto es la distancia hiperfocal:

Df = 'infinito' Dn = H / 2

Cuando la distancia del sujeto es mayor que la distancia hiperfocal:

Df = infinito Dn = 'infinito'

El término 'infinito' aquí no se usa en su sentido clásico, sino que es más un término de ingeniería óptica que significa un punto focal más allá de la distancia hiperfocal. La fórmula completa para calcular DOF directamente, sin calcular primero la distancia hiperfocal, de la siguiente manera (sustituto de H):

DOF = 2Ncf ² s ² / (f ⁴ - N ² c ² s ² )

Si ignoramos el tamaño de impresión y la película, para un sensor digital dado con una densidad de píxeles específica , DoF es una función de la distancia focal, la apertura relativa y la distancia del sujeto. A partir de eso, se podría argumentar que DoF es puramente una función de la lente, ya que la "distancia del sujeto" se refiere a la distancia a la que se enfoca la lente , que también sería una función de la lente.

En el caso promedio, se puede suponer que el CoC es siempre el mínimo que se puede lograr con un sensor digital, que en la actualidad tiene un promedio de 0.021 mm, aunque un rango realista que cubre los sensores APS-C, APS-H y Full Frame cubre en cualquier lugar de 0.015 mm - 0.029 mm . Para los tamaños de impresión más comunes, alrededor de 13x19 "o menos, un CoC aceptable es de aproximadamente 0.05 mm, o aproximadamente el doble del promedio para los sensores digitales. Si usted es del tipo al que le gusta imprimir en tamaños muy grandes, el CoC podría ser un factor (que requiere menos de 0.01 mm), y su DoF aparente en una gran ampliación será menor de lo que calcula matemáticamente.

Las fórmulas anteriores solo se aplican cuando la distancia ses apreciablemente mayor que la distancia focal de la lente. Como tal, se descompone para la fotografía macro. Cuando se trata de fotografía macro, es mucho más fácil expresar DoF en términos de distancia focal, apertura relativa y aumento del sujeto (es decir, 1.0x):

DOF = 2Nc * (((m / P) + 1) / m ² )

Dónde:

N = número f (apertura relativa)
c = CoC mínimo
m = aumento
P = aumento de pupila

La fórmula es bastante simple, fuera del aspecto de aumento de la pupila. Una lente macro verdadera y adecuadamente construida tendrá pupilas de entrada y salida en gran medida equivalentes (el tamaño de la abertura como se ve a través del frente de la lente (entrada) y el tamaño de la abertura como se ve desde la parte posterior de la lente (salida)) , aunque pueden no ser exactamente idénticos. En tales casos, uno puede asumir un valor de 1 para P, a menos que tenga dudas razonables.

A diferencia de DoF para distancias de sujeto moderadas a grandes, con fotografía macro 1: 1 (o mejor), SIEMPRE está ampliando para imprimir, incluso si imprime a 2x3 ". En tamaños de impresión comunes como 8x10, 13x19, etc., el factor de ampliación puede ser considerable. Se debe suponer que el CoC es el mínimo resoluble para su medio de imagen, que probablemente todavía no sea lo suficientemente pequeño como para compensar la aparente reducción de DoF debido a la ampliación.

Dejando a un lado las matemáticas complejas, DoF se puede visualizar intuitivamente con una comprensión básica de la luz, cómo la óptica dobla la luz y qué efecto tiene la apertura en la luz.

¿Cómo afecta la apertura a la profundidad de campo? Finalmente se reduce a los ángulos de los rayos de luz que realmente alcanzan el plano de la imagen. En una apertura más amplia, todos los rayos, incluidos los del borde exterior de la lente, alcanzan el plano de la imagen. El diafragma no bloquea los rayos de luz entrantes, por lo que el ángulo máximo de luz que puede alcanzar el sensor es alto (más oblicuo). Esto permite que el CoC máximo sea grande, y la progresión desde un punto de luz enfocado al CoC máximo es rápida:

En una abertura más estrecha, el diafragma bloquea algo de luz desde la periferia del cono de luz, mientras que la luz del centro se deja pasar. El ángulo máximo de los rayos de luz que llegan al sensor es bajo (menos oblicuo). Esto hace que el CoC máximo sea más pequeño, y la progresión desde un punto de luz enfocado al CoC máximo es más lenta. (En un esfuerzo por mantener el diagrama lo más simple posible, se ignoró el efecto de la aberración esférica, por lo que el diagrama no es 100% exacto, pero aún así debe demostrar el punto):

La apertura cambia la tasa de crecimiento de CoC. Las aberturas más amplias aumentan la velocidad a la que crecen los círculos desenfocados desenfocados, por lo que DoF es más superficial. Las aberturas más estrechas reducen la velocidad a la que crecen los círculos desenfocados desenfocados, por lo que DoF es más profundo.

Pruebas

Como con todo, uno siempre debe probar el concepto ejecutando las matemáticas. Estos son algunos resultados interesantes al ejecutar las fórmulas anteriores con el código F # en la utilidad de línea de comandos interactiva F # (fácil de descargar y verificar):

(* The basic formula for depth of field *)
let dof (N:float) (f:float) (c:float) (s:float) = (2.0 * N * c * f**2. * s**2.)/(f**4. - N**2. * c**2. * s**2.);;

(* The distance to subject. 20 feet / 12 inches / 2.54 cm per in / 10 mm per cm *)
let distance = 20. / 12. / 2.54 / 10.;;

(* A decent average minimum CoC for modern digital sensors *)
let coc = 0.021;;

(* DoF formula that returns depth in feet rather than millimeters *)
let dof_feet (N:float) (f:float) (c:float) (s:float) =
  let dof_mm = dof N f c s
  let dof_f = dof_mm / 10. / 2.54 / 12.
  dof_f;;

dof_feet 1.4 50. coc distance
> val it : float = 2.882371793
dof_feet 2.8 100. coc distance
> val it : float = 1.435623728

El resultado del programa anterior es intrigante, ya que indica que la profundidad de campo está directamente influenciada por la longitud focal como un factor independiente de la apertura relativa, suponiendo que solo cambien los cambios de longitud focal y que todo lo demás permanezca igual. Los dos DoF convergen en f / 1.4 yf / 5.6, como lo demuestra el programa anterior:

 dof_feet 1.4 50. coc distance
 > val it : float = 2.882371793
 dof_feet 5.6 100. coc distance
 > val it : float = 2.882371793

Resultados intrigantes, aunque un poco no intuitivos. Otra convergencia ocurre cuando se ajustan las distancias, lo que proporciona una correlación más intuitiva:

let d1 = 20. * 12. * 2.54 * 10.;;
let d2 = 40. * 12. * 2.54 * 10.;;

dof_feet 2.8 50. coc d1;;
> val it : float = 5.855489431
dof_feed 2.8 100. coc d2;;
> val it : float = 5.764743587

El comentario de @Matt Grum es bastante bueno: tienes que tener mucho cuidado para especificar las condiciones, o puedes terminar con tres personas que dicen cosas que parecen estar en conflicto, pero que en realidad solo hablan de condiciones diferentes.

Primero, para definir DoF de manera significativa, debe especificar la cantidad de "desenfoque" que está dispuesto a aceptar como suficientemente nítida. La profundidad de campo es básicamente medir cuando algo que comenzó como un punto en el original se desenfocará lo suficiente como para ser más grande que el tamaño que haya elegido.

Esto normalmente cambia con el tamaño en el que imprime una imagen: las imágenes más grandes normalmente se ven desde una distancia mayor, por lo que se acepta más desenfoque. La mayoría de las marcas de lentes, etc., se definen en base a una impresión de alrededor de 8x10 que se ve a una distancia aproximada del brazo (unos dos pies más o menos). La matemática para esto resulta bastante simple: comience con una estimación de la agudeza visual, que se medirá como un ángulo. Luego, averigua a qué tamaño se ajusta ese ángulo a una distancia específica.

Suponiendo que elegimos un número para eso y nos apegamos a él, la profundidad de campo solo depende de dos factores: la apertura y la relación de reproducción. Cuanto mayor sea la relación de reproducción (es decir, cuanto más grande aparezca un elemento en el sensor / película en comparación con su tamaño en la vida real), menor será la profundidad de campo. Del mismo modo, cuanto mayor sea la abertura (abertura de mayor diámetro - menor número f / stop), menor será la profundidad de campo.

Todos los demás factores (el tamaño del sensor y la distancia focal son los dos más obvios) solo afectan la profundidad de campo en la medida en que afectan la relación de reproducción o la apertura.

Por ejemplo, incluso una lente realmente rápida (gran apertura) que tiene una distancia focal corta dificulta bastante la alta relación de reproducción. Por ejemplo, si toma una foto de una persona con una lente f / 2 de 20 mm, la lente prácticamente tiene que tocarla antes de obtener una relación de reproducción muy grande. En el extremo opuesto, las lentes más largas a menudo parecen tener menos profundidad de campo porque hacen que sea relativamente fácil lograr una gran relación de reproducción.

Sin embargo, si realmente mantiene constante la relación de reproducción, la profundidad de campo es realmente constante. Por ejemplo, si tiene una lente de 20 mm y una lente de 200 mm y toma una foto con cada una de ellas (digamos) f / 4, pero tome la foto con 200 mm desde 10 veces más lejos para que el sujeto realmente tenga el mismo tamaño , los dos teóricamente tienen la misma profundidad de campo. Sin embargo, eso ocurre tan raramente que es principalmente teórico.

Lo mismo ocurre con el tamaño del sensor: en teoría, si la relación de reproducción se mantiene constante, el tamaño del sensor es completamente irrelevante. Desde un punto de vista práctico, sin embargo, el tamaño del sensor es importante por una razón muy simple: independientemente del tamaño del sensor, generalmente queremos el mismo marco . Eso significa que a medida que aumenta el tamaño del sensor, casi siempre utilizamos grandes proporciones de reproducción. Por ejemplo, una toma típica de cabeza y hombros de una persona puede cubrir una altura de, digamos, 50 cm (usaré métrica, para que coincida con la forma en que se cotizan los tamaños de los sensores). En una cámara de visión de 8x10, eso da una relación de reproducción de aproximadamente 1: 2, dando muy poca profundidad de campo. En un sensor de tamaño completo de 35 mm, la relación de reproducción es de aproximadamente 1:14, dando muchoMás profundidad de campo. En una cámara compacta con, digamos, un sensor de 6.6x8.8 mm, funciona a aproximadamente 1:57.

Si usáramos la cámara compacta con la misma relación de reproducción 1: 2 que la 8x10, obtendríamos la misma profundidad de campo, pero en lugar de la cabeza y los hombros, estaríamos tomando una foto de parte de un globo ocular.

Sin embargo, hay un factor más a tener en cuenta: con una lente más corta, los objetos en el fondo se hacen más pequeños "más rápido" que con una lente más larga. Por ejemplo, considere a una persona con una cerca a 20 pies detrás de ellos. Si toma una fotografía desde 5 pies de distancia con una lente de 50 mm, la cerca está 5 veces más lejos que la persona, por lo que se ve relativamente pequeña. Si usa una lente de 200 mm, debe retroceder 20 pies para que la persona sea del mismo tamaño, pero ahora la cerca está solo dos veces más lejos en lugar de 5 veces más lejos, por lo que parece relativamente grande, haciendo que la cerca (y el grado en que está borrosa) sea mucho más evidente en una imagen.

Edit2: Desde que (casi) @jrista persuadido para quitarse el diagrama que se refiere a la distancia focal profundidad de campo, probablemente debería tratar de explicar por qué hay no una relación entre la distancia focal y profundidad de campo - por lo menos cuando nos fijamos en las cosas la forma en que normalmente se miden en fotografía.

Específicamente, una apertura fotográfica (hoy en día) se mide universalmente como una fracción de la distancia focal; se escribe como una fracción (número f) porque eso es lo que es.

Por ejemplo, es bastante conocido que en f / 1.4 obtendrá menos profundidad de campo que en f / 2.8. Lo que puede no ser tan obvio de inmediato es que (por ejemplo) una lente de 50 mm f / 1.4 y una lente de 100 mm f / 2.8 tienen el mismo diámetro efectivo. Es el ángulo más amplio en el que los rayos de luz entran en la lente de 50 mm lo que le da menos profundidad de campo que la lente de 100 mm, a pesar de que los dos tienen exactamente el mismo diámetro físico.

Por otro lado, si cambia la distancia focal pero mantiene la misma apertura fotográfica (f / stop), la profundidad de campo también permanece constante porque a medida que la longitud focal aumenta, el diámetro aumenta proporcionalmente, por lo que los rayos de luz se enfocan en el película / sensor desde los mismos ángulos.

Probablemente también valga la pena señalar que esto (creo, de todos modos) por qué los lentes catadióptricos se caracterizan por su falta de profundidad de campo. En una lente normal, incluso cuando usa una apertura grande, parte de la luz aún ingresa a través de la parte central de la lente, por lo que un pequeño porcentaje de la luz se enfoca como si estuviera disparando a una apertura más pequeña. Sin embargo, con una lente catadióptrica, tiene una obstrucción central, que bloquea la entrada de la luz hacia el centro, por lo que toda la luz ingresa desde las partes externas de la lente. Esto significa que toda la luz tiene que enfocarse en un ángulo relativamente poco profundo, de modo que a medida que la imagen se desenfoca, esencialmente todo fuera de foco juntos (o un porcentaje mucho más alto de todos modos) en lugar de tener al menos un poco todavía en foco.

Por otro lado, creo que vale la pena considerar qué increíble golpe de brillo fue comenzar a medir los diámetros de las lentes como una fracción de la distancia focal. En un solo golpe de genio, hace dos problemas separados (y aparentemente no relacionados): la exposición y la profundidad de campo controlable y predecible. Intentar predecir (mucho menos control) la exposición o la profundidad de campo (sin mencionar ambas) antes de que la innovación haya sido tremendamente difícil en comparación ...

Solo hay dos factores que realmente afectan al DOF: apertura y aumento: sí, la distancia de conmutación, el tamaño del sensor, la longitud focal, el tamaño de la pantalla y la distancia de visualización parecen tener un efecto, pero todos son solo cambios en el tamaño de la imagen (el sujeto / parte-que estás mirando) como lo ve el ojo que lo ve: el aumento. Kristof Claes lo resumió algunas publicaciones antes.

Vea la Guía Focal 'Lentes' como referencia si no lo cree.

A todas las revistas de aficionados (y revistas electrónicas ahora) les encanta decir 'cambiar a una lente gran angular para una mayor profundidad de campo' ... pero si mantienes al sujeto del mismo tamaño en el cuadro (al acercarte), entonces los bits afilados tienen Los mismos límites. Caminar hacia atrás con la lente que tiene también le dará más DOF, pero ¿tal vez le guste la toma tal como está configurada?

Lo que se va a ver son más graduales cortes en la nitidez para que el fondo y primer plano aparecen más nítidas (no afilada como si en el DOF!) De ahí la preciosa parecen surgir de un enfoque con lentes de largo alcance y los cerca de los agudos con ángulos amplios.

¿Qué determina exactamente la profundidad de campo en una fotografía?

• ¿Es solo una propiedad de la lente?

• ¿Se pueden diseñar lentes para dar más profundidad de campo para la misma apertura y distancia focal?

• ¿Cambia con el tamaño del sensor de la cámara? ¿Cambia con el tamaño de impresión? ¿Cómo se relacionan esos dos últimos?

Consulte también esta pregunta: " ¿Cómo determina el círculo de confusión aceptable para una foto en particular? ".

La siguiente respuesta fue publicada originalmente (por mí) como una respuesta sobre el bokeh de fondo, pero necesariamente explica la profundidad de campo, con un sesgo para explicar el desenfoque de fondo y de proa.

La respuesta original (más larga) está aquí: https://photo.stackexchange.com/a/96261/37074 : esta es la versión resumida. Simplemente responder una oración con un enlace hace que la respuesta se convierta en un comentario a la pregunta anterior, con el riesgo de eliminación porque es un comentario.

Definamos algunas cosas antes de entrar en una explicación mucho más larga.

• Profundidad de campo : la distancia entre los objetos más cercanos y más lejanos en una escena que aparecen aceptablemente nítidos en una imagen. Aunque una lente puede enfocar con precisión a solo una distancia a la vez, la disminución de la nitidez es gradual en cada lado de la distancia enfocada, de modo que dentro del DOF, la falta de nitidez es imperceptible en condiciones normales de visión.

• Fondo: el área detrás del sujeto de la imagen.

• Primer plano: el área frente al sujeto de la imagen.

• Desenfoque : para causar imperfección de la visión, para hacer que sea borroso o confuso, para oscurecer. El antónimo de afilar.

• Bokeh : la calidad del desenfoque de las áreas fuera de foco de la imagen fuera de la profundidad de campo cuando la lente se enfoca correctamente en el sujeto.

• Círculo de confusión : en la óptica de rayos idealizada, se supone que los rayos convergen en un punto cuando están perfectamente enfocados, la forma de un punto de desenfoque desenfocado de una lente con una apertura circular es un círculo de luz de bordes duros. Un punto de desenfoque más general tiene bordes suaves debido a la difracción y las aberraciones ( Stokseth 1969, paywall ; Merklinger 1992, accesible ), y puede no ser circular debido a la forma de la abertura.

  Reconociendo que las lentes reales no enfocan todos los rayos perfectamente incluso en las mejores condiciones, el término círculo de menor confusión se usa a menudo para el punto de desenfoque más pequeño que puede hacer una lente (Ray 2002, 89), por ejemplo, al elegir una mejor posición de enfoque que hace un buen compromiso entre las diferentes distancias focales efectivas de diferentes zonas de lentes debido a aberraciones esféricas u otras.

  El término círculo de confusión se aplica de manera más general al tamaño del punto desenfocado en el que una lente toma imágenes de un punto de objeto. Se relaciona con 1. agudeza visual, 2. condiciones de visualización y 3. ampliación de la imagen original a la imagen final. En fotografía, el círculo de confusión (CoC) se usa para determinar matemáticamente la profundidad de campo, la parte de una imagen que es aceptablemente nítida.

• Tamaño del sensor :

  • Fotografía: en fotografía, el tamaño del sensor se mide en función del ancho de la película o del área activa de un sensor digital. El nombre de 35 mm se origina con el ancho total de la película 135 , la película de cartucho perforado que era el medio principal del formato antes de la invención de la DSLR de fotograma completo. El término formato 135 permanece en uso. En fotografía digital, el formato se conoce como fotograma completo. Si bien el tamaño real del área utilizable de la película fotográfica de 35 mm es de 24w × 36h mm, los 35 milímetros se refieren a la dimensión de 24 mm más los agujeros de las ruedas dentadas (utilizados para avanzar la película).

  • Video : Los tamaños de los sensores se expresan en notación de pulgadas porque en el momento de la popularización de los sensores de imágenes digitales se usaban para reemplazar los tubos de las cámaras de video. Los tubos de cámara de video circulares comunes de 1 "tenían un área fotosensible rectangular de aproximadamente 16 mm de diagonal, por lo que un sensor digital con un tamaño de diagonal de 16 mm era equivalente a un tubo de video de 1". El nombre de un sensor digital de 1 "debe leerse con mayor precisión como sensor de" equivalente de tubo de cámara de video de una pulgada ". Los descriptores actuales del tamaño del sensor de imagen digital son el tamaño de equivalencia del tubo de la cámara de video, no el tamaño real del sensor. Por ejemplo, un El sensor de 1 "tiene una medida diagonal de 16 mm.

• Asunto: El objeto del que pretende capturar una imagen, no necesariamente todo lo que aparece en el cuadro, ciertamente no Photo Bombers , y con frecuencia no objetos que aparecen en los extremos y fondos extremos; así, el uso de bokeh o DOF para desenfocar objetos que no son el sujeto.

• Función de transferencia de modulación (MTF) o respuesta de frecuencia espacial (SFR): la respuesta de amplitud relativa de un sistema de imágenes en función de la frecuencia espacial de entrada. ISO 12233: 2017 especifica métodos para medir la resolución y el SFR de las cámaras electrónicas de imagen fija. Los pares de líneas por milímetro (lp / mm) eran la unidad de frecuencia espacial más común para la película, pero los ciclos / píxel (C / P) y los anchos de línea / altura de la imagen (LW / PH) son más convenientes para los sensores digitales.

Ahora tenemos nuestras definiciones fuera del camino ...

• ¿Cómo podemos calcular el CoC ?

De Wikipedia:

CoC (mm) = distancia de visualización (cm) / resolución de imagen final deseada (lp / mm) para una distancia de visualización / ampliación de 25 cm / 25

Por ejemplo, para admitir una resolución de imagen final equivalente a 5 lp / mm para una distancia de visualización de 25 cm cuando la distancia de visualización prevista es de 50 cm y la ampliación prevista es de 8:

CoC = 50/5/8/25 = 0.05 mm

Dado que el tamaño de la imagen final generalmente no se conoce al momento de tomar una fotografía, es común asumir un tamaño estándar como 25 cm de ancho, junto con un CoC de imagen final convencional de 0.2 mm, que es 1/1250 de El ancho de la imagen. Las convenciones en términos de la medida diagonal también se usan comúnmente. La DoF calculada usando estas convenciones deberá ajustarse si la imagen original se recorta antes de agrandarla al tamaño final de la imagen, o si el tamaño y los supuestos de visualización se alteran.

Usando la "fórmula Zeiss", el círculo de confusión a veces se calcula como d / 1730, donde d es la medida diagonal de la imagen original (el formato de la cámara). Para el formato de fotograma completo de 35 mm (24 mm × 36 mm, 43 mm en diagonal), esto resulta ser 0.025 mm. Un CoC más utilizado es d / 1500, o 0.029 mm para formato de fotograma completo de 35 mm, que corresponde a la resolución de 5 líneas por milímetro en una impresión de 30 cm de diagonal. Los valores de 0,030 mm y 0,033 mm también son comunes para el formato de fotograma completo de 35 mm. Para fines prácticos, d / 1730, un CoC de imagen final de 0.2 mm y d / 1500 dan resultados muy similares.

También se han utilizado los criterios que relacionan el CoC con la distancia focal de la lente. Kodak (1972), 5) recomendó 2 minutos de arco (el criterio de Snellen de 30 ciclos / grado para visión normal) para visión crítica, dando CoC ≈ f / 1720, donde f es la distancia focal de la lente. Para una lente de 50 mm en formato de fotograma completo de 35 mm, esto dio CoC ≈ 0.0291 mm. Este criterio evidentemente suponía que una imagen final se vería a una distancia "correcta en perspectiva" (es decir, el ángulo de visión sería el mismo que el de la imagen original):

Distancia de visualización = distancia focal de tomar la lente × ampliación

Sin embargo, las imágenes rara vez se ven a la distancia "correcta"; el espectador generalmente no conoce la distancia focal de la lente de captura, y la distancia "correcta" puede ser incómodamente corta o larga. En consecuencia, los criterios basados ​​en la distancia focal del objetivo generalmente han dado paso a criterios (como d / 1500) relacionados con el formato de la cámara.

Este valor de COC representa el diámetro máximo del punto de desenfoque, medido en el plano de la imagen, que parece estar enfocado. Un punto con un diámetro menor que este valor COC aparecerá como un punto de luz y, por lo tanto, enfocado en la imagen. Las manchas con un diámetro mayor aparecerán borrosas para el observador.

• No simetría del DOF:

DOF no es simétrico. Esto significa que el área de enfoque aceptable no tiene la misma distancia lineal antes y después del plano focal. Esto se debe a que la luz de los objetos más cercanos converge a una distancia mayor a popa del plano de la imagen que la distancia que la luz de los objetos más lejanos converge antes del plano de la imagen.

A distancias relativamente cortas, el DOF es casi simétrico, con aproximadamente la mitad del área de enfoque existente antes del plano de enfoque y la otra mitad apareciendo después. Cuanto más se aleje el plano focal del plano de la imagen, mayor será el cambio de simetría que favorecerá el área más allá del plano focal. Eventualmente, la lente enfoca en el punto infinito y el DOF está en su máxima disimetría, con la gran mayoría del área enfocada más allá del plano de enfoque hasta el infinito. Esta distancia se conoce como la " distancia hiperfocal " y nos lleva a nuestra siguiente sección.

La distancia hiperfocal se define como la distancia, cuando la lente está enfocada en el infinito, donde los objetos desde la mitad de esta distancia hasta el infinito estarán enfocados para una lente en particular. Alternativamente, la distancia hiperfocal puede referirse a la distancia más cercana a la que se puede enfocar una lente para una abertura determinada, mientras que los objetos a una distancia (infinito) permanecerán nítidos.

La distancia hiperfocal es variable y una función de la apertura, la distancia focal y el COC antes mencionado. Cuanto más pequeña sea la apertura de la lente, más cerca de la lente se vuelve la distancia hiperfocal. La distancia hiperfocal se utiliza en los cálculos utilizados para calcular DOF.

• Cálculo de la distancia hiperfocal :

De Wikipedia:

Hay cuatro factores que determinan el DOF:

1. Círculo de confusión (COC)
2. Apertura de la lente
3. Longitud focal de la lente
4. Distancia de enfoque (distancia entre lente y sujeto)

DOF = Punto lejano - Punto cercano

DOF simplemente le dice al fotógrafo a qué distancias antes y después de la distancia de enfoque se producirá borrosidad. No especifica qué tan borrosas o qué "calidad" serán esas áreas. El diseño de la lente, el diseño del diafragma y su fondo definen las características del desenfoque: su intensidad, textura y calidad.

Cuanto más corta es la distancia focal de su lente, más largo es el DOF.

Cuanto más larga sea la distancia focal de su lente, más corto será el DOF.

Si el tamaño del sensor no aparece en ninguna parte de estas fórmulas, ¿cómo altera el DOF?

Hay varias formas furtivas de que el tamaño del formato se cuela en las matemáticas del DOF:

Enlargement factor

Focal Length

Subject-to-camera / focal distance

Es debido al factor de recorte y la longitud focal resultante junto con la apertura necesaria para la capacidad de captación de luz del sensor que le da el mayor efecto en sus cálculos.

Un sensor de mayor resolución y una lente de mejor calidad producirán un mejor bokeh, pero incluso un sensor y una lente del tamaño de un teléfono celular pueden producir un bokeh razonablemente aceptable.

El uso de la misma lente de distancia focal en una cámara de fotograma completo y APS-C a la misma distancia de sujeto a cámara produce dos marcos de imagen diferentes y hace que la distancia y el grosor del DOF (profundidad del campo) difieran.

Cambiar lentes o cambiar de sujeto a cámara de acuerdo con el factor de recorte al cambiar entre una cámara APS-C y una cámara de fotograma completo para mantener resultados de encuadre idénticos en un DOF similar. Mover su posición para mantener un encuadre idéntico favorece ligeramente el sensor de fotograma completo (para un mayor DOF), es solo cuando se cambian las lentes para que coincidan con el factor de recorte y mantener el encuadre que el sensor más grande obtiene un DOF más estrecho (y no mucho).

Es la ventaja de la apertura lo que hace que el sensor de fotograma completo sea una opción mejor y más costosa tanto para la cámara como para las lentes y, a menudo, para las funciones (FPS no es una de ellas, ni el tamaño y el peso).

Ir a un sensor de tamaño mediano sobre un sensor pequeño ofrece más ventajas que el sensor más grande, pero es probable que el bokeh no sea el mejor caso de uso para justificar una diferencia de precio de 20 veces o más.

La mayor cantidad de píxeles por punto de luz ciertamente producirá un bokeh más suave, pero también se acercaría con una pequeña cámara con sensor. Puede cobrar más proporcionalmente por el uso de equipos más caros si gana dinero con sus fotos o videos, de lo contrario, un poco de trabajo de pies o lentes adicionales de menor costo le ahorrará mucho dinero al invertir en un sistema de formato más grande.

Enlaces centrados en Bokeh, con explicaciones sobre la profundidad de campo:

B&H tiene un artículo de 3 partes sobre DOF: Profundidad de campo, Parte I: Conceptos básicos , Parte II: Matemáticas y Parte III: Los mitos .

Sección de Wikipedia: desenfoque de primer plano y fondo .

Echa un vistazo a este artículo " Puesta en escena en primer plano " de RJ Kern sobre desenfoque de primer plano, que incluye muchas fotos con fondo y desenfoque de primer plano.

Lo que es más importante, "bokeh" no es simplemente "desenfoque de fondo" sino que todo se desenfoca fuera del DOF; incluso en primer plano . Es que las luces pequeñas a distancia son más fáciles de juzgar por la calidad del bokeh.