Por que orifícios pequenos e grandes (a abertura) em uma lente alteram a profundidade de campo na imagem? (se você tem um buraco grande, tem uma profundidade de campo menor).
Gostaria de saber se deveria perguntar isso em photo.stackexchange.com , mas depois percebo que quero uma resposta baseada na óptica que acho que chegarei aqui.
Comentários
- E o -1 porque?
- É por isso que ler com uma luz forte melhora o foco. Você pode gostar deste futurepicture.org/?p=47
- Observe que isso é perguntou e respondeu no Photo Stack Exchange, com respostas moderadamente técnicas.
Resposta
O efeito de abertura dado à profundidade de campo é causado pela” parte usada da lente “.
Como um sistema de lentes pode apenas fazer um certo ponto estar focado, existe a necessidade de um truque para se obter uma grande profundidade de campo. Isso é (não apenas, mas também) feito pela pequena abertura.
A redução da parte usada da lente leva a menos aberrações para os caminhos de luz não perfeitamente focados. Você vê as partes (1) e (3) na imagem sendo mapeada melhor com foco na “placa fotográfica” (5). Os caminhos de luz de (2) não são afetados, porque eles têm um foco perfeito. Conforme você usa uma parte menor da lente, sua imagem fica mais escura, conforme ilustrado no fundo mais escuro da “placa de foto” à direita.
Fonte da imagem: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Depth_of_field_illustration.svg
Resposta
Se você quiser uma resposta intuitiva, a profundidade de campo indica o intervalo de distâncias em que a imagem estará aproximadamente em foco. Quando você reduz a abertura, o cone de luz se estreita. Isso significa que você observaria que os círculos de confusão são menores. Portanto, o intervalo de distâncias em que a imagem está em foco aumentou.
Uma fórmula para o longe -field case (grandes distâncias) seria:
$ \ mathbf {DoF} = \ frac {2Hs} {H ^ 2-s ^ 2} $
Onde $ H $ é a distância hiperfocal : $ H = \ frac {f} {\ # fd} $, $ f $ é a distância focal, $ \ # f $ the número f e $ d $ é o tamanho do círculo de confusão.
Resposta
A profundidade de campo é um fenômeno de percepção que fatores no HVS (sistema visual humano). É realmente um jogo de “quanto desfoque podemos ter até que se torne questionável?” Existe apenas um “plano” (geralmente, na verdade, um segmento de uma esfera) que está em foco. Nesse ponto, o sistema de imagem atua de acordo com as perdas atmosféricas e do MTF (função de transferência de modulação) da lente.
Conforme um objeto se move para fora desse plano, ele fica imediatamente “fora de foco” e há uma função de propagação de pontos que descreve um disco crescente que está em alguns círculos (sem trocadilhos) chamado de “círculo de confusão. “
Aberturas menores que empregam porções centrais da lente, fazem com que a luz tome um caminho mais curto (e mais consistente) através da lente. Isso ajuda a reduzir a função de dispersão de pontos que descreve o círculo de confusão (e nem sempre um círculo). A função de propagação de pontos de um sistema óptico também é chamada de resposta ao impulso.
A imagem resultante é aquela que é a convolução da imagem alvo e a função de propagação de pontos. Pelo menos para imagens não coerentes. Portanto, a percepção da profundidade de campo é linear com o f-stop e o comprimento focal.
Infelizmente, a profundidade de campo tem seus limites e uma abertura muito pequena não fornecerá uma profundidade de campo quase infinita, porque a difração desempenha um papel maior no desfoque da imagem, conforme a abertura fica menor.
Então o que realmente acontece com a profundidade de campo é que os objetos não estão realmente em foco fora do plano focado, mas sim o desfoque é considerado insignificante. Pense desta forma: uma foto em miniatura pode parecer nítida, mas se expandida para ser uma foto de 8 x 10 “, pode ser inaceitavelmente difusa. Portanto, a profundidade de campo aceitável é uma determinação do efeito do impacto de uma imagem fora de foco no observador, dado o sistema óptico (atmosférico, lente, sensor / filme e processo de renderização / impressão) e a perspectiva de percepção (qual o tamanho da imagem visualizada).
Na aplicação prática, um denominado hiper -configuração focal em uma lente, pode dar uma imagem aceitável de uma cena quando vista em uma tela de pequeno formato ou impressão, mas quando expandida ou ampliada, produzirá uma aparência mais difusa, pois na realidade não está completamente em foco através da “profundidade de campo. “
Resposta
Como fotógrafo e físico, estou tentando explicar esse fenômeno para meu amigo músico que acaba de comprar uma câmera cara.
O melhor que posso inventar é tirar, no extremo, uma câmera pinhole com profundidade de campo infinita. Conforme colocamos uma lente na frente e aumentamos a abertura, ela se torna mais próxima da situação familiar com a distância do objeto e da imagem determinada pela distância focal.