¿Por qué los orificios grandes y pequeños (la apertura) en una lente cambian la profundidad de campo en la imagen? (si tiene un agujero grande, la profundidad de campo es menor).
Me preguntaba si debería preguntar esto en photo.stackexchange.com , pero luego me doy cuenta de que quiero una respuesta basada en óptica que creo que llegará aquí.
Comentarios
- ¿Y el -1 porque?
- Es por eso que leer con una luz brillante mejora el enfoque. Puede disfrutar de este futurepicture.org/?p=47
- Tenga en cuenta que este es preguntó y respondió en Photo Stack Exchange, con respuestas moderadamente técnicas.
Responder
El efecto, la apertura da a la profundidad de campo es causado por la» parte usada de la lente «.
Como el sistema de lentes solo puede hacer que se enfoque un cierto punto, existe la necesidad de un truco para obtener una gran profundidad de campo. Esto se hace (no solo sino también) por la pequeña apertura.
La reducción de la parte usada de la lente conduce a menos aberraciones para los caminos de luz enfocados no perfectos. Verá que las Partes (1) y (3) en la imagen se mapean mejor enfocadas en la «placa de fotos» (5). Los caminos de luz de (2) no se ven afectados, porque están perfectamente enfocados. A medida que use una parte más pequeña de la lente, su imagen se volverá más oscura como se ilustra en el fondo más oscuro de la «placa de fotos» a la derecha.
Fuente de la imagen: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Depth_of_field_illustration.svg
Respuesta
Si desea una respuesta intuitiva, la profundidad de campo indica el intervalo de distancias en las que la imagen estará aproximadamente enfocada. Cuando reduce la apertura, el cono de luz se estrecha. Esto significa que observará que los círculos de confusión son más pequeños. Por lo tanto, el rango de distancias donde la imagen está enfocada ha aumentado.
Una fórmula para el -campo (grandes distancias) sería:
$ \ mathbf {DoF} = \ frac {2Hs} {H ^ 2-s ^ 2} $
Donde $ H $ es la hiperfocal distancia: $ H = \ frac {f} {\ # fd} $, $ f $ es la distancia focal, $ \ # f $ la número f y $ d $ es el tamaño del círculo de confusión.
Respuesta
La profundidad de campo es un fenómeno de percepción que factores en el HVS (sistema visual humano). Es realmente un juego de «¿cuánto borroso podemos tener hasta que se vuelva objetable?» Sólo hay un «plano» (normalmente un segmento de una esfera) que está enfocado. En ese punto, el sistema de formación de imágenes funciona de acuerdo con las pérdidas como la atmosférica y la MTF (función de transferencia de modulación) de la lente.
Cuando un objeto se mueve fuera de ese plano, inmediatamente se «desenfoca» y hay una función de dispersión de puntos que describe un disco en crecimiento que se encuentra en algunos círculos (sin juego de palabras) llamado «círculo de confusión «.
Las aperturas más pequeñas que emplean porciones centrales de la lente, hacen que la luz tome un camino más corto (y más consistente) a través de la lente. Esto ayuda a reducir la función de dispersión de puntos que describe el círculo de confusión (y no siempre un círculo). La función de dispersión puntual de un sistema óptico también se denomina respuesta de impulso.
La imagen resultante es una que es la convolución de la imagen objetivo y la función de dispersión puntual. Al menos para imágenes no coherentes. Entonces, la percepción de la profundidad de campo es lineal con el número f y la distancia focal.
Desafortunadamente, la profundidad de campo tiene sus límites, y una apertura muy pequeña no proporcionará una profundidad de campo casi infinita. porque la difracción juega un papel más importante en el desenfoque de la imagen, ya que la apertura se hace más pequeña.
Entonces, lo que realmente sucede con la profundidad de campo es que los objetos no están realmente enfocados fuera del plano enfocado, sino más bien el desenfoque se considera insignificante. Piénselo de esta manera: una foto en miniatura puede verse clara, pero si se expande para ser una foto de 8 x 10 «, puede resultar inaceptablemente borrosa. Por lo tanto, la profundidad de campo aceptable es una determinación del efecto del impacto de una imagen fuera de foco en el observador, dado el sistema óptico (atmosférico, lente, sensor / película y proceso de renderización / impresión) y la perspectiva de percepción (qué tan grande es la imagen vista).
En la aplicación práctica, un llamado hiper -configuración focal en una lente, puede dar una imagen aceptable de una escena cuando se ve en una pantalla de formato pequeño o impresa, pero cuando se gasta o se amplía, producirá una apariencia más borrosa, ya que en realidad no está completamente enfocada a través de la «profundidad de campo «.
Respuesta
Como fotógrafo y físico, estoy tratando de explicar este fenómeno a mi amigo músico que acaba de comprar una cámara cara.
Lo mejor que se me ocurre es tomar, en el extremo, una cámara estenopeica con una profundidad de campo infinita. A medida que colocamos una lente en el frente y ampliamos la apertura, se acerca a la situación familiar con la distancia del objeto y la imagen determinada por la distancia focal.