Enfoque de la caída de la lente desde el centro hasta los extremos [duplicado]

El problema que está describiendo generalmente está relacionado con la curvatura del campo y cómo una lente intenta corregirla.

Una lente delgada teórica simple tiene un campo de enfoque que es una porción de una esfera del tamaño de la distancia de enfoque (la distancia entre la cámara y el sujeto que está enfocado). La mayoría de las lentes modernas tienen múltiples elementos que intentan, con más o menos éxito, corregir la curvatura del campo y otras aberraciones ópticas demostradas por lentes simples no corregidas.

Todas las lentes tienen una curvatura de campo hasta que se corrigen en un grado u otro. No existe una lente refractiva con un campo de enfoque teóricamente plano. El hecho de que la mayoría de los lentes modernos se acerquen lo suficiente como para que no nos demos cuenta no significa que los lentes tengan un campo de enfoque intrínsecamente plano, solo significa que nos estamos volviendo bastante buenos en la fabricación de lentes que se vean como ellos.

El objetivo es un plano de enfoque plano, pero esto rara vez se logra hasta el punto de que las variaciones en la forma del campo de enfoque de una lente no se pueden medir. La forma del campo de enfoque de muchas lentes altamente corregidas se parece más a la de un fideo de lasaña ondulado que a la de un plato plano.

El propósito al que se destina una lente influirá en las decisiones que tomen los diseñadores sobre cómo desean abordar el campo de enfoque de la lente.

• Las lentes macro (las lentes macro verdaderas suelen ser lentes principales con una relación de reproducción de al menos 1: 1) tienden a diseñarse para tener el campo más plano en la distancia mínima de enfoque (MFD) de la lente .
• Los teleobjetivos tienden a intentar tener su campo de enfoque más plano a distancias de enfoque muy largas.
• Algunas lentes destinadas principalmente para hacer retratos dejan parte (o toda) la curvatura del campo sin corregir. Estos lentes dan un "aspecto" diferente al de los lentes altamente corregidos.
• La mayoría de los objetivos con zoom incluyen compromisos de diseño que pueden variar en el rango de distancia focal del objetivo. Esto incluye correcciones para todas las aberraciones ópticas principales, incluida la curvatura de campo.

Se llama Curvatura de campo (búsquelo en Google). Una lente enfocada a 20 pies se enfoca en una superficie esférica con un radio de 20 pies. Además, una distancia focal de 50 mm se enfoca en una superficie esférica con un radio de 50 mm (que afecta el enfoque en las esquinas del marco). Hay correcciones posibles para aplanar más el campo, pero no siempre perfectas.

Para explicarlo, debe imaginar que la visa que está a punto de fotografiar está compuesta por millones de pequeños puntos. Cada punto es un reflector de luz (o fuente de luz). Se puede trazar una línea imaginaria desde cada punto a través de la lente hasta la superficie de la película o del sensor digital. Cada punto de la vista tendrá un punto correspondiente reflejado en esta superficie. Por cierto, esta es una descripción razonablemente precisa de lo que realmente está sucediendo. Examinando un trazado de rayos de los rayos de luz que forman la imagen de cualquier punto, los rayos trazan la forma de un cono. El ápice de este cono apenas besa la superficie. Si el ápice no besa la superficie, la imagen del punto del objeto diminuto será demasiado grande. Para ser declarado tack sharp, la imagen del punto del objeto no debe tener más de ½ mm de diámetro cuando se ve a una distancia de lectura estándar. Porque las cámaras modernas producen imágenes en miniatura que deben ampliarse para verlas en la pantalla de la computadora o como una impresión en papel. Por lo tanto, el fabricante de lentes presupone que el grado de ampliación será de aproximadamente 10X para una cámara FX de cuadro completo y de aproximadamente 15X para una DX digital compacta. Eso requiere que el diámetro de este punto de imagen sea de 0,05 mm para FX y de 0,03 mm para DX. Por cierto, este círculo se llama círculo de confusión porque tiene límites indistintos y se confunde al tocar círculos adyacentes.

Ahora, la lente de la cámara crea imágenes de un mundo en 3D y proyecta esa imagen en una superficie plana. Solo la parte central de esa imagen es fotográficamente útil. Esta área se llama el círculo de buena definición. Las áreas fuera de esta área estarán distorsionadas y atenuadas. La cámara luce una máscara y deflectores que recortan la imagen proyectada a las dimensiones del tamaño del formato.

Ahora, para responder a su pregunta: los círculos de confusión siempre son confusos porque cada lente tiene aberraciones sin resolver. Ahora imagine que es un insecto que se despierta en la superficie de una película o un chip digital, mirando hacia atrás a la lente cuando se toma la fotografía. Si está en el centro del formato, verá la lente como un círculo iluminado. Cuando caminas hacia los límites del formato, ves la lente como una elipse. Ahora una elipse tiene menos área de superficie que un círculo. Así, la imagen que proyecta la lente en los bordes será más tenue. Además, la luz de la lente entra en ángulo. El vértice del cono, cuando golpea la película o el sensor digital, también es elíptico. Esta forma no aparecerá tan nítida como un círculo (llamado error de cosignatario).

Esto explica solo parcialmente por qué los bordes de una imagen proyectada no son nítidos. Quizás, si estudias óptica, puedas ser el que cree una lente que entregue lo que todos queremos, “una imagen fiel”.