¿Las aperturas más pequeñas proporcionan más profundidad de campo más allá del límite de difracción, incluso si la nitidez máxima sufre?

En primer lugar, era un problema en la película. Si Bryan Peterson no estaba al tanto en ese momento, solo muestra lo que no sabía, no que en realidad no fuera un problema.

Aunque había diferencias. En primer lugar, no teníamos datos EXIF, y la mayoría de la gente no tomó notas lo suficientemente cuidadosas como para saber realmente por qué la toma X salió un poco más nítida que la toma Y. Incluso para aquellos que tomaron notas, haciendo pruebas reales, como tomar 100 tomas del mismo sujeto mientras variaba la configuración de la cámara para ver qué funcionaba bien y qué no era suficiente trabajo que muy pocas personas realmente intentaron.

En segundo lugar, para la mayoría de las personas, los estándares eran mucho más bajos. Mirar imágenes en un monitor de computadora, en particular, hace que sea mucho más fácil acercar el zoom de cerca, hasta el punto de que ve defectos realmente menores que nunca vería en una impresión de tamaño razonable o al proyectar una diapositiva, incluso muy grande . .

Tercero, hay algo de un efecto psicológico involucrado. Cuando disparas a f/22, todo está un poco borroso, por lo que tiendes (por ejemplo) a no mirarlo tan de cerca. La mayoría de las personas nunca lo notarán mucho, porque tienden a dejar de mirar más de cerca cuando (generalmente inconscientemente) se dan cuenta de que no hay más detalles que ver allí. Por el contrario, si dispara a, digamos, f/5.6, las partes de la imagen que tienen exactamente el mismo tamaño CoF que tendrían a f/22 se verán desenfocadas, porque puede (al menos por lo general) ver partes que son sustancialmente estafador.

Cuarto, mucho depende de la calidad de la lente involucrada. Si miras/juegas con lentes de (digamos) hace 50 o 60 años, puedes confiar en el hecho de que, según los estándares actuales, son bastante horribles cuando están completamente abiertos. Es posible que sea necesario reducir fácilmente un objetivo f/2 a f/8 antes de que sea bastante bueno según los estándares modernos. Las aberraciones cuando estaba completamente abierta eran lo suficientemente malas como para que la calidad siguiera mejorando hasta f/11 o incluso f/16 en muchos casos. Una gran lente y una muy mala son casi iguales en f/22, pero en f/8 la gran lente será mucho mejor.

Para acercarnos a su pregunta directa: sí, el tamaño del sensor tiene un efecto considerable. Con un sensor más grande, debe estar más cerca del sujeto para obtener el mismo encuadre con la misma distancia focal de la lente. Eso significa que un sensor más grande normalmente reducirá el DoF aparente, por lo que ganará más si se detiene. En segundo lugar, a medida que usa un sensor más grande, está ampliando menos para obtener el mismo tamaño de impresión. Esto evita que la pérdida de nitidez de una pequeña apertura sea casi tan evidente.

Para dar un ejemplo extremo, muchos de los fotógrafos "clásicos" más conocidos como Adams y Weston pertenecían a lo que llamaron el club f/64. Al disparar con una cámara de 8x10 (o incluso más grande), necesitaban una pequeña apertura para obtener cualquier DoF y (obviamente por el nombre) consideraron que f/64 era la apertura ideal. La pérdida de nitidez no importaba mucho, por la sencilla razón de que rara vez se agrandaban mucho. A partir de un negativo de 8x10, incluso una copia de 24x30 era solo una ampliación de 3:1, una ampliación ligeramente menor que la producción de una copia de 3x5 con una cámara digital de fotograma completo.

Editar: en primer lugar, f / 22 rara vez es necesario desde el punto de vista de DoF. Considere las distancias hiperfocales para una lente de 50 mm en varias aperturas:

f/8:  41 feet (12.5 m)
f/11: 29 feet (8.8 m)
f/16: 21 feet (6.4 m)
f/22: 15 feet (4.6 m)

El punto más cercano que está enfocado es la mitad de ese número en cada caso, por lo que al pasar de f/16 a f/22 obtiene aproximadamente 3 pies (1 m) de primer plano enfocado. Sin duda, hay momentos en que ganar esos 3 pies vale casi cualquier cosa . Sin embargo, seamos honestos: en realidad no es muy común, y probablemente el 95 % de las veces que puede usar f/22 para hacer el trabajo, podría usar el apilamiento de enfoque (por ejemplo) para lograr lo mismo y obtener una nitidez mucho mayor. general.

Para un paisaje típico, rara vez es necesario. Considere, por ejemplo, una cámara FF con una lente de 50 mm sostenida al nivel de los ojos (digamos, 60 "sobre el suelo) con el suelo cercano aproximadamente plano y nivelado. Para simplificar, supondremos que están sosteniendo la cámara aproximadamente nivelada .

En este caso, el primer plano más cercano al borde de la imagen está a unas 250 pulgadas (poco menos de 21 pies) de distancia. Eso significa que f/8 es lo suficientemente pequeño para que toda la imagen caiga dentro del DoF. Alguien que mire muy de cerca el borde de la imagen podría notar que es un poco más suave que el centro, pero lo que está viendo sigue siendo un poco más nítido en el borde y mucho más nítido en el centro que si había tomado la foto en f/22.

Sin embargo, me siento obligado a agregar que DoF no es la única razón para usar una apertura pequeña. A veces uso una pequeña apertura específicamente para dar una imagen bastante suave y de bajo contraste. Configurar f/22 (o f/32, si está disponible) puede ser una alternativa realmente económica a una lente de enfoque suave, y cuando desea una apariencia suave y de ensueño como la que podría esperar de una cámara estenopeica, f/32 puede ser una opción fácil. sustituto.

En pocas palabras: es completamente posible producir algunas imágenes realmente bonitas disparando a f/22 o f/32, pero cuando/si lo usa, debe hacerlo basándose en al menos una idea de qué esperar y sabiendo que usted quiere el tipo de imagen que va a obtener. No lo haga porque Bryan Peterson (o cualquier otra persona) le haya asegurado que es lo correcto, ni debe hacerlo esperando que una imagen en f/22 salga tan nítida como una en f/11.

Permítanme cerrar con una breve serie de imágenes. Todos estos fueron tomados de un trípode con el espejo pre-disparado, todos con unos pocos segundos de diferencia, por lo que la luz cambió muy poco, etc. Primero una toma general:

Luego, recortes al 100 % en f/11, f/16, f/22 y /f32:

Ahora, es cierto que estamos observando píxeles al menos hasta cierto punto aquí, pero también es cierto que la pérdida de calidad en f/22 y (especialmente) f/32 es bastante obvia. Francamente, aunque la mayoría de las pruebas muestran alguna pérdida en f/16 cuando se dispara a objetivos planos y de alto contraste, aquí en una imagen real, f/16 no se muestra tan diferente de f/11.

OTOH, en f/22 la pérdida de calidad es bastante notable, y en f/32 el resultado es francamente bastante horrible.

Ah, y todos estos están tomados a 200 mm. Si cree que una lente larga lo salvará de los efectos de la difracción, prepárese para una decepción...

En las cámaras digitales, la apertura limitada de difracción (DLA) está determinada por el tamaño de los píxeles del sensor. Con la película, era el tamaño de los granos en la emulsión, por lo tanto, el DLA de la misma combinación de cámara/lente variaría según la película utilizada. Esto se debe a que está relacionado con el tamaño del círculo de confusión para una apertura dada. Con un sensor digital, el DLA es la apertura en la que el tamaño del círculo de confusión se vuelve más grande que los píxeles del sensor y comienza a afectar visiblemente la nitidez de la imagen a nivel de píxeles. La difracción en el DLA es apenas visible cuando se ve al 100 % (1 píxel = 1 píxel) en una pantalla. A medida que aumenta la densidad de píxeles del sensor, cada píxel se vuelve más pequeño y el DLA se ensancha.

DLA no significa que no se deban utilizar aperturas más estrechas. Es donde la nitidez de la imagen comienza a verse comprometida por una mayor DOF. Los sensores de mayor resolución generalmente continúan entregando más detalles mucho más allá del DLA que los sensores de menor resolución hasta que se alcanza la "Frecuencia de corte de difracción" (una apertura mucho más estrecha). La progresión de agudo a suave no es abrupta.

DLA puede variar mucho de una cámara a otra. Entre la línea actual de Canon, el DLA más alto es f/11 para la 1D X con 18,1 MP en un sensor de cuadro completo (36X24 mm). Cada píxel tiene 6,9 ​​micrómetros de ancho. La 7D, la 60D y la T2i a la T4i Rebels comparten el mismo sensor básico que comprime 18.0MP en un formato APS-C (22.3X14.9mm) que usa píxeles de 4.3 micrómetros. Esto da como resultado un DLA de f/6.9. El 5D original extendió 12,8 MP (8,2 micrómetros de ancho) en un sensor FF para un DLA de f/13,2. La 1D mark II utilizó 8,2 MP con el mismo tamaño de píxel en un sensor APS-H para el mismo DLA de f/13,2.

Entonces, ¿qué sucede una vez que selecciona una apertura más allá del DLA? La difracción comienza a afectar negativamente la nitidez en el punto de enfoque absoluto. A cambio, la apertura más estrecha aumenta la profundidad de campo que está en foco nominal. Existen técnicas que le permiten maximizar la profundidad de campo utilizando la apertura más amplia posible. Aprender a calcular la distancia hiperfocal (o llevar una tabla para cada distancia focal que use) le permite colocar el punto de enfoque lo más cerca posible de la cámara y permite que todo lo que esté más allá de ese punto hasta el infinito permanezca aceptable. enfocado. A distancias cortas y aperturas amplias, la profundidad de campo es casi igual por delante y por detrás del punto de enfoque. A medida que aumenta la distancia al sujeto y/o se reduce la apertura,Aquí hay un enlace a una calculadora DOF que puede usar para ilustrar esto.

Entonces, ¿Peterson tiene razón o no cuando dice que usar f/22 no es un problema? Eso depende. En una cámara con píxeles más grandes, será un problema menor que en una cámara con más píxeles en un sensor más pequeño. Si la imagen resultante se va a dimensionar para su visualización en la web con un ppp relativamente bajo y una compresión alta, no será mucho, si es que será un factor. Si la imagen se imprime en tamaños relativamente pequeños, no será un gran problema. Si, por otro lado, la imagen se utilizará para una impresión de gran tamaño de alta resolución o se recortará mucho cuando se muestre en un monitor, se convertirá en un problema mucho mayor.

Sé que esta no es una respuesta adecuada a su pregunta, pero quería evitar alargar el hilo de comentarios sobre la primera (y buena) respuesta.

Acabo de tomar un patrón de prueba de Siemens (de http://fotofreaks.de/fototechnik/siemensstern/Siemensstern_v1.1.pdf ) y verifiqué la resolución de mi DSLR (Pentax K-20D con zoom Pentax WR de 18-135 mm). Mis pruebas mostraron que, en varias distancias focales, siempre obtengo imágenes significativamente más nítidas con f/11 que con f/32. Eso me sugiere que, de hecho, las pequeñas aperturas por encima de f/16 tienden a causar una difracción negativa en lugar de aumentar la nitidez. Eso también explicaría que no se puede obtener una mayor profundidad focal ya que la difracción funciona de nuevo con este objetivo, ¿verdad?

Por supuesto, esto no es una explicación, solo un ejemplo, y lo hizo alguien con un conocimiento no demasiado profundo de la física involucrada. Pero te animo a que hagas pruebas similares.

No es estrictamente una respuesta al comentario de OP sobre Peterson, pero es útil para algunos:

El desenfoque de difracción está muy bien definido. Conociendo el f/stop y la distancia focal, el desenfoque se puede eliminar con muy pocos artefactos. SmartSharpen en PS, In-focus de Topaz y Piccure+ de Piccureplus pueden hacer esto. La deconvolución es computacionalmente costosa. P+ tiene una forma de configurar el procesamiento por lotes para que pueda dejar que se ejecute en un conjunto de imágenes durante la noche. Funciona mejor aplicado como un primer paso en el flujo de trabajo de procesamiento de imágenes.