Los fotógrafos macro a menudo se detienen en aperturas muy pequeñas para maximizar la profundidad de campo cuando operan a distancias de enfoque tan cercanas. Los sensores más pequeños tienen una mayor profundidad de campo que los sensores más grandes en el mismo f-stop con un encuadre y una distancia del sujeto similares, pero los sensores más pequeños tienen un paso de píxeles más alto para un recuento de píxeles dado y, por lo tanto, se ven afectados por la difracción antes cuando se detienen.
Suponiendo que un fotógrafo macro quisiera llenar el cuadro con un insecto de 36 mm y ampliar el resultado al mismo tamaño final, qué configuración tendría una mayor profundidad de campo en la imagen final si cada imagen se tomara con la apertura limitada de difracción: Nikon D4 ( 16MP) con una lente macro Tamron 90mm f/2.8, o una Olympus OM-D E-M5 con una lente macro Panasonic 45mm f/2.8?
Antes de abordar la pregunta directamente, hablemos sobre el significado de la apertura limitada de difracción .
La apertura limitada de difracción (DLA) solo se aplica al 100 % del tamaño de visualización. Esto se debe a que DLA asume un círculo de confusión (CoC) igual al tamaño de píxel de un sensor en particular. Los efectos de la difracción en el DLA solo son observables si la imagen resultante se amplía lo suficiente como para que el espectador pueda resolver discretamente los píxeles individuales. Para una imagen de 18MP vista en un monitor HD de 23" (1920x1080), ¡esa es la ampliación equivalente a una impresión de 54"x36"!
Tomemos como ejemplo la Canon 6D de fotograma completo de 20,2 MP y compárela con la APS-C 70D de 20,2 MP. (Tengo un acceso más fácil a los datos del equipo Canon). Ambos tienen la misma resolución: 5472x3648.
Supongamos una lente de 100 mm en la 70D y una lente de 160 mm en la 6D. Pero luego se vuelve un poco complicado, porque para que un insecto de 36 mm llene el marco de la 6D (que tiene un sensor de 36x24 mm) se necesita un aumento máximo (MM) de 1:1 . Para que el mismo insecto de 36 mm llene el marco de la 70D, solo necesitarías un MM de 1:1,6 porque el sensor de la 70D tiene solo 22,5 mm de ancho.
A 160 mm, se logra un 1:1 MM a una distancia de enfoque de 16,8" (MFD interpolado a partir de las especificaciones del objetivo macro de 180 mm de Canon). A 100 mm, se logra un 1:1 MM a una distancia de 12", por lo que un 1: Un aumento de 1,6 permitiría una distancia de 19,2"
En el DLA de 6D de f/10.5 (el Av más cercano en el gráfico DoF que estoy usando es f/11) usando una lente de 160 mm enfocada a 16.8", la profundidad de campo es de 0.12 pulgadas para una impresión de 8X10" vista a 10 pulgadas.
En el DLA de la 70D de f/6.6 (el Av más cercano en el gráfico DoF que estoy usando es f/6.7) usando una lente de 100 mm enfocada a 19.2", la profundidad de campo es de 0.19 pulgadas para una impresión de 8X10" vista a 10 pulgadas.
Estrictamente en términos de difracción versus profundidad de campo, la lente más corta con el sensor más pequeño permitiría una mayor DoF en el DLA para cada cámara.
Sin embargo, esto ignora los efectos del ruido y la reducción de ruido en el detalle presente en la imagen final. La apertura más estrecha de 1,5 pasos utilizada por el 6D es menor que la ventaja de captación de luz de 1,8 pasos del sensor más grande (1,6*1,6=2,56 2,56/√2=1,8). Pero las diferencias en la tecnología del sensor entre dos cámaras de diferentes fabricantes y generaciones de evolución del sensor bien pueden ser mayores que la pequeña ventaja aquí.
Tampoco tiene en cuenta las diferencias en la forma real de las hojas de apertura de varias lentes y su efecto sobre la difracción, así como las variables en términos de acutancia y otras cualidades ópticas entre las dos lentes diferentes. Estos pueden influir en la calidad de la imagen final en un grado mucho mayor que usar una apertura más allá del DLA para obtener el mismo DoF.
Como ahora ha modificado su pregunta con combinaciones específicas de cámara/lente, también examinaremos esa comparación. Algunos datos han sido interpolados porque no pudimos encontrar especificaciones exactas publicadas.
Debido a la diferencia de 2:1 en los tamaños de los sensores (lineal), la lente de Panasonic en la E-M5 produciría un aumento de 1:2 a 12"
En el DLA de la D4 de f/11,5 (f/11 en el gráfico) usando una lente de 90 mm enfocada a 11,4", la profundidad de campo es de 0,19 pulgadas.
En el DLA de la E-M5 de f/5.9 (f/5.6 en el gráfico) usando una lente de 45 mm enfocada a 12" , el DoF es de 0.26 pulgadas
Una vez más, la diferencia de 2 pasos (aproximadamente) en la apertura se compensa con la ventaja de recolección de luz de 2 pasos (aproximadamente) del sensor D4. Tenga en cuenta también que dado que su error de 36 mm ocupa la dimensión larga del sensor, el ancho de 4992 píxeles de la D4 tiene una resolución un 7,5 % más alta que el ancho de 4640 píxeles de la E-M5. (La D4 usa una relación de aspecto de 3:2, la E-M5 usa una relación de aspecto de 4:3)
En general, siempre que mantenga el ángulo de visión, la posición de la cámara y el tamaño de la pupila de entrada, la profundidad de campo y la difracción serán las mismas independientemente del tamaño del sensor.
La pupila de entrada es la distancia focal dividida por el número f al que está disparando, por ejemplo, un 45 mm f/2,8 a f/2,8 tiene una pupila de entrada de 45/2,8 = 16 mm. Es el tamaño que parece tener el tope de apertura cuando se ve a través del elemento frontal.
Entonces, con el equipo que enumera, se requiere una lente de 90 mm para brindar el mismo campo de visión cuando se usa el marco completo D4. Entonces, para obtener la misma pupila de entrada de 16 mm, debe usar 90/16 = 5.6, f / 5.6, siempre que configure la cámara en f / 5.6, obtendrá la misma profundidad de campo.
¿Qué pasa con la difracción?
El tamaño absoluto del disco aireado (el área borrosa creada a partir de un punto nítido de luz cuando pasa a través de una pequeña apertura) aumenta linealmente con un número f más grande, por lo que f/5.6 en la D4 provoca un desenfoque que es el doble del radio de la EM5 (cuya lente está en f/2.8), sin embargo, debido a que el sensor de la D4 tiene el doble de alto (y ancho), el desenfoque tiene exactamente el mismo efecto general en la imagen.
Siempre vale la pena pensar en el desenfoque y la nitidez, etc. en proporción al tamaño de la imagen . Al pensar en la difracción, la mayoría de las personas inmediatamente comienzan a tratar de calcular los discos aireados y el tamaño de los píxeles y se confunden cuando la cantidad de píxeles es diferente entre los diferentes formatos. En cambio, solo piense en el desenfoque en términos del porcentaje de imagen y esos problemas desaparecerán.
La palabra clave en la primera oración es "en tiro general" . Desafortunadamente, cuando ingresas al territorio macro, las cosas se complican rápidamente.
En primer lugar, los valores de distancia focal y apertura indicados para una lente solo son válidos con la lente enfocada al infinito. La mayoría de los objetivos macro enfocan más de cerca al reducir la distancia focal.
La apertura también se comporta de manera diferente a grandes aumentos con la apertura "efectiva" tomando el control.
Finalmente, la simetría (diferencia de tamaño entre las pupilas de entrada y salida) de la lente juega un papel, por lo que sin saber qué hay dentro de la lente no puede estar seguro de los valores de profundidad de campo.
Si está realmente preocupado por la profundidad de campo y la macro, entonces debería pensar en apilar tomas en lugar de diferentes cuerpos de cámara. Un sensor diferente podría brindar una pequeña ventaja, pero el apilamiento brinda una gran ventaja.
Estoy bastante seguro de que no puede resolverlo sin variables adicionales. La resolución, el tono de píxel, la distancia de visualización, la distancia del sujeto, la distancia focal, la profundidad del sujeto tienen un impacto en cómo se equilibran las cosas y no parecen ser de una manera lineal simple.
La cantidad de beneficio que obtiene de la diferencia de distancia focal depende de qué tan lejos está el objeto de la lente, qué tan largo es y cuáles son las distancias focales necesarias.
La cantidad de beneficio de aumentar el límite de difracción depende del paso de píxeles y la resolución de la cámara (que también determina el tamaño del sensor).
Finalmente, la distancia de visualización determina el cono de confusión (siempre que haya suficiente resolución que esté limitada por la vista) y reduce el impacto tanto del límite de difracción como de la profundidad de campo en la nitidez aparente.
miguel c
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Icycle
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