¿Cómo puede un teléfono inteligente tomar fotos de un paisaje con todo enfocado?

Después del anuncio del nuevo Samsung Galaxy S9 con la nueva cámara que cambia la apertura, me sorprendí preguntándome: si los teléfonos inteligentes tienen una apertura tan amplia (f / 2.8, f / 2.2, etc.), ¿cómo pueden los teléfonos inteligentes tomar fotos de paisajes, haciendo todo en enfoque nítido con una apertura amplia fija? Hasta donde yo sé, es necesario usar una apertura más pequeña (f / 5.6, f / 7, etc.) para obtener una mayor profundidad de campo y enfocar todo el paisaje. ¿Cómo logran los teléfonos inteligentes lograr eso con una apertura amplia fija?

— paulovlobato
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Posible duplicado de ¿Cómo puede un lente súper pequeño iPhone 6 Plus producir DOF significativo?

— mattdm

Excepto que el posible duplicado en realidad significa "DoF superficial" cuando dice "DoF significativo". Aparentemente, el OP piensa que DoF es el desenfoque.

— Michael C

Respuestas:

Vale la pena señalar que el tamaño del sensor juega un papel muy importante en la profundidad de campo y el comportamiento de la lente.

Un teléfono inteligente tiene un pequeño sensor de cámara, a menudo alrededor de 25 mm cuadrados. Esto le da a la cámara un factor de recorte de aproximadamente 6. (Para el Samsung S9, no estoy seguro de las dimensiones).

Puede calcular la distancia hiperfocal (o "profundidad de campo") pero también puede obtener una estimación bastante buena multiplicando el número f / por el factor de recorte para saber cuál es su parada f efectiva. En un sensor de aproximadamente 25 mm cuadrados, su F / 2.2 se comporta de manera muy similar a una lente de apertura f / 13.2 en un marco completo.

— AthomSfere
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incluso más correctamente, recuerde que el carácter / en las designaciones de lentes no solo parece una división, sino que literalmente es división. para una lente típica de f = 50 mm, f / 10 significa apertura de 5 mm, mientras que un teléfono inteligente f / 2 con una distancia focal de 4 mm solo tiene una apertura de 2 mm. entonces, en este ejemplo, la apertura del teléfono inteligente es en realidad más pequeña y la profundidad de campo es mayor.

— szulat

Es la longitud focal mucho más corta necesaria para obtener una vista gran angular con el sensor más pequeño que hace la diferencia, no el tamaño del sensor en sí.

— Michael C

Si por "paisaje" quieres decir algo como esto:

entonces la respuesta es simple: a distancias muy grandes, la profundidad de campo es extremadamente grande incluso en grandes aberturas. Es decir, en cualquier apertura si enfoca al infinito, los objetos a 20m, 200m y 2000m de usted serán nítidos.

Sin embargo, la distancia focal de la lente también influye en la profundidad de campo, vea las respuestas a continuación. Los sensores más pequeños tendrán lentes más cortos. También debe leer "qué determina exactamente la profundidad de campo"

— aaaaa dice reinstalar a Mónica
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"Es decir, en cualquier apertura si enfocas al infinito, los objetos a 20m, 200m y 2000m de ti serán nítidos". Eso simplemente no es verdad. Por ejemplo, si coloca una lente f / 1.4 de 50 mm en una Canon 1D mk IV, DOFmaster informa una distancia hiperfocal de 76.9 m: una consecuencia de eso es que nada más cerca de 76.9 m tendrá un enfoque aceptable si enfoca al infinito. DOF depende de más que solo la apertura.

— David Richerby

Esta no debería ser la respuesta aceptada.

— Reid

@DavidRicherby ¿Qué en la escena está más cerca de la cámara que 80 metros en la imagen de ejemplo? Más allá de eso, la cámara en cuestión no es una cámara FF con una lente f / 1.4 de 50 mm, es un teléfono inteligente con un sensor muy pequeño y una distancia focal aproximada de 3-4 mm.

— Michael C

@DavidRicherby es por eso que publiqué un enlace a una discusión más amplia

— aaaaa dice que reinstalar a Monica el

@MichaelClark La oración que cité no tiene un descargo de responsabilidad "en ciertas situaciones", por lo que se supone que es cierto en todas las situaciones. La respuesta afirma que incluso si hubiera algo en ese marco a 20 metros de la cámara, esa cosa estaría enfocada. El estilo en el que se escribe la respuesta sugiere que se refiere a todas las cámaras (por ejemplo, la respuesta vinculada es sobre DoF en general). Estoy de acuerdo en que probablemente sea cierto cuando se restringe a las cámaras de los teléfonos inteligentes y estaría feliz si la respuesta lo hiciera explícito.

— David Richerby

La apertura es solo un factor en la profundidad de campo. Otros son: tamaño del sensor y distancia focal. Las lentes de cámara de gran formato a menudo tienen aberturas máximas en el rango f / 4-f / 5, sin embargo, producen DOF muy poco profundos, porque ambos elementos fotosensibles son enormes y la distancia focal es larga (en un ángulo de visión comparable a una cámara de 35 mm).

Las cámaras de los teléfonos tienen sensores pequeños y distancias focales cortas (como 26 mm para el S8) para compensar. Incluso si monta una lente de 28 mm en una cámara réflex digital, su "infinito" comienza en aproximadamente 0.5-1m para lentes tan cortas. Entonces, una vez que establece el foco allí, todo, desde 1 metro hasta el infinito real, está enfocado, lo que hace que los paisajes nítidos sean muy fáciles.

La regla de oro es: cuanto más pequeña es la cámara, mayor es la profundidad de campo. Es por eso que los efectos geniales, como la separación de fondo, son muy difíciles de lograr en los teléfonos.

/ edit: Como señaló @hobbs, lo que todos los días llamamos "apertura" es, de hecho, una apertura relativa . La apertura absoluta ( pupila de entrada ) es el tamaño real del "agujero" que percibe al mirar a la lente. El usuario @Nayuki escribió un buen artículo sobre cómo las aperturas relativas y absolutas están relacionadas con la distancia focal y se mencionó en su respuesta .

Puede compararlo usted mismo fácilmente: al mirar la lente de su teléfono, puede ver fácilmente que su apertura ~ F / 2 es de solo 2-3 mm de ancho, mientras que una lente típica de 35 mm F / 2.8 es tan pequeña cuando está completamente bajada y abierta ( puede mantener presionado el botón de vista previa DOF para eso) tiene al menos un cm de ancho.

— Agent_L
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Hay casi solo un factor, y es la apertura absoluta (también conocido como diámetro de la pupila de entrada). El número f (apertura relativa) es omnipresente porque es útil para calcular la exposición, pero no es "la apertura", es la relación entre la apertura y la distancia focal. Todo lo demás que depende de la apertura (como DoF, difracción y recolección total de luz como predictor de la calidad general de la imagen) no se preocupa por el número f, sino que depende directamente del tamaño de la apertura como se ve desde el frente de la lente. Es por eso que la gente tiene tanta confusión al tratar de comparar f / manzanas con f / naranjas.

— hobbs

@hobbs La difracción depende de las características físicas reales del diafragma, no de la pupila de entrada. Cuando usa lentes refractivas para canalizar la luz hacia abajo a través del orificio real en el diafragma de apertura, las ondas de luz no oscilan con una amplitud más pequeña, solo oscilan en la misma amplitud más cerca de las otras ondas de luz.

— Michael C

@MichaelClark cierto.

— hobbs

@hobbs He agregado un párrafo sobre la apertura absoluta

— Agent_L