¿Cómo puede una lente súper pequeña de iPhone 6 Plus producir una DOF significativa?

Muchas cámaras de teléfonos más antiguas o más baratas usan una lente de "enfoque fijo". es decir, siempre está configurado para enfocar una distancia específica lejos de la cámara. Por lo general, se establece en la " distancia hiperfocal ", es decir, todo, desde la mitad de esa distancia hasta el infinito, está enfocado.

Esto depende de lo que sea aceptable como 'en foco'. Pero la mayoría de las fotos de estas cámaras serán lo suficientemente nítidas, siempre tendrán una gran profundidad de campo. Pero es posible que no puedan concentrarse en las cosas que están a unos pocos centímetros de distancia.

La mayoría de las cámaras de teléfonos más nuevas y de mejor calidad usan una lente con enfoque automático. por ejemplo, para el iPhone, todos los modelos desde el 3GS tienen enfoque automático (al menos para la cámara trasera). Pueden enfocar a una distancia específica, lo que puede dar fotos mucho más nítidas. Así que puedes enfocar algo cerca de la cámara y tener más desenfoque en el fondo, es decir, una profundidad de campo menor.

También las cámaras de los teléfonos han mejorado en otros aspectos. Específicamente, el tamaño del sensor. por ejemplo, el iPhone 6 tiene un sensor de 1/3 de pulgada. No es tan grande en comparación con una DSLR o algunas cámaras compactas, pero es mucho más grande que muchos teléfonos con cámara más antiguos. Un sensor más grande puede permitir una menor profundidad de campo (para una distancia focal y apertura equivalentes).

La respuesta simple es que puede obtener poca profundidad de campo (por lo tanto, bokeh) con cualquier sistema de cámara si enfoca lo suficientemente cerca.

La profundidad de campo finita surge debido a la incapacidad de enfocar la luz que entra en diferentes ángulos en el mismo plano. Cuando la luz se enfoca a la distancia incorrecta, aparece como un punto con la forma de la apertura, en lugar de un punto.

Las grandes aperturas crean puntos más grandes, que es donde entra en juego la apertura. Sin embargo, el enfoque cercano provoca una mayor variabilidad angular, que es donde entra ese factor. Imagine un objeto a 100 m de distancia y otro objeto a 101 m de distancia. El ángulo entre la parte superior del objeto y la cámara será casi el mismo en ambos casos, y ambos objetos estarán enfocados (dentro de la profundidad de campo). Ahora imagine un objeto a 2 m de distancia y un objeto a 1 m de distancia. Los ángulos ahora son totalmente diferentes y no podrá enfocar ambos, a pesar de que los objetos están a la misma distancia entre sí en ambos casos. Enfocar más de cerca ha reducido la profundidad de campo. Ahora imagina si están aún más cerca.

Entonces, independientemente de sus posibles valores de apertura, si puede enfocar lo suficientemente cerca, siempre llegará a un punto en el que su profundidad de campo se vuelve demasiado pequeña y obtiene objetos/fondo borrosos.

Mencionó cuatro factores de su lectura (diámetro de la lente, tamaño de la lente, relaciones de distancia y tamaño de impresión), pero los únicos que realmente importan son los dos primeros, o, más específicamente, el iris de la lente (el diámetro de la abertura que permite la luz que entra, no el diámetro físico de la lente) y la distancia focal de la lente (la distancia desde el centro de la lente hasta el sensor). La proporción de estos es el f/stop, y cuanto más se acerque a 1, más efecto bokeh (fuera de foco) obtendrá.

Como mencionas, los datos EXIF ​​​​de la cámara almacenados en el encabezado jpeg muestran el f/stop para cada disparo, y en f/2.2, obtienes una buena cantidad de bokeh (como ves), a medida que superas f/4 o f /8 empiezas a ver un efecto más de "todo está enfocado", y en f/16 quedará poco bokeh.

IOW, es la relación de diámetro y longitud lo que importa, no las dimensiones reales. Por lo tanto, una lente pequeña está bien siempre que coincida con un sensor pequeño y se abra a una configuración de iris grande. Esa apertura es controlable en una réflex, pero no tanto en un iPhone.

Si una cámara se enfoca al infinito, entonces el tamaño del círculo de desenfoque de un objeto a una distancia dada es el mismo que el tamaño de la apertura de la lente. Entonces, si la cámara del iPhone tiene una apertura de lente de 1 mm de diámetro, y si el enfoque está ajustado al infinito, entonces todos los objetos se ven borrosos al nivel de 1 mm: que no es detectable en un árbol a cien metros de distancia, pero sí en las cerezas. justo en frente de la lente.

Por lo tanto, para obtener las cerezas nítidas, debe establecer la distancia focal en ese rango. Como consecuencia, todo lo que se encuentre a grandes distancias tendrá un círculo borroso que tiene el mismo tamaño angular (es decir, el número de píxeles) que un círculo de 1 mm en las cerezas bien enfocadas.

Tenga en cuenta que no es la relación de distancia lo que importa (si la Luna está enfocada, las estrellas estarán enfocadas, aunque estén mil millones de veces más lejos), sino la relación entre la apertura de la lente y los objetos en cuestión.