¿Qué determina exactamente la profundidad de campo?

Ok, para variar, prescindiré de las fórmulas, las fotos de las reglas y las definiciones de "ampliación" e iré con lo que realmente experimentas en la práctica. Los principales factores que realmente importan para disparar son:

• Abertura. Los lentes de gran apertura le brindan una menor profundidad de campo . ¡Este es probablemente el factor menos controvertido! Esto es importante ya que algunos objetivos tienen aperturas mucho más grandes, por ejemplo, 18-55 f/3,5-5,6 frente a 50 f/1,8.

• Distancia del sujeto. Esta es una consideración realmente importante. La profundidad de campo se reduce drásticamente cuando empiezas a acercarte mucho . Esto es importante ya que a distancias de enfoque macro DoF es un problema importante. También significa que puede obtener una profundidad de campo superficial independientemente de la apertura si se acerca lo suficiente, y que si desea una profundidad de campo profunda con poca luz, componga para enfocar más lejos.

• Longitud focal. Esto afecta la profundidad de campo, pero solo en ciertos rangos, cuando se mantiene el tamaño del sujeto . Las lentes anchas tienen una profundidad de campo muy profunda en la mayoría de las distancias del sujeto. Una vez que pasa un cierto punto, DoF cambia muy poco con la distancia focal. Esto es importante nuevamente porque si desea aumentar / disminuir el DoF, puede usar la distancia focal para hacerlo mientras llena el cuadro con su sujeto.

• Tamaño del sensor. Esto afecta la DoF cuando mantiene la misma distancia del sujeto y el mismo campo de visión entre los tamaños de sensor . Cuanto más grande es el sensor, menor es la profundidad de campo. Las DSLR tienen sensores mucho más grandes que las compactas y, por lo tanto, para el mismo campo de visión y relación f, tienen una profundidad de campo más superficial. Esto es importante porque, del mismo modo, recortar imágenes aumenta la profundidad de campo cuando se mantiene el mismo tamaño de salida final, ya que es similar a usar un sensor más pequeño.

Esta es una excelente pregunta, y una que tiene diferentes respuestas dependiendo del contexto. Usted mencionó varias preguntas específicas, cada una de las cuales podría justificar sus propias respuestas. Trataré de abordarlos más como un todo unificado aquí.

P. ¿Es solo una propiedad de la lente?
R. En pocas palabras, no , aunque si ignora CoC, uno podría (dadas las matemáticas) argumentar que lo es. La profundidad de campo es algo "borroso" y depende mucho del contexto de visualización. Con eso, quiero decir que depende de qué tan grande sea la imagen final que se ve en relación con la resolución nativa del sensor; la agudeza visual del espectador; la apertura utilizada al tomar la foto; la distancia al sujeto al tomar la foto.

P. ¿Se pueden diseñar lentes para dar más profundidad de campo para la misma apertura y distancia focal? R. Dadas las matemáticas, tendría que decir que no. No soy ingeniero óptico, así que toma lo que digo aquí con el necesario grano de sal. Sin embargo, tiendo a seguir las matemáticas, que son bastante claras sobre la profundidad de campo.

P. ¿Cambia con el tamaño del sensor de la cámara?
R. En última instancia, depende aquí. Más importante que el tamaño del sensor sería el Círculo de Confusión (CoC) mínimo del medio de imagen. Curiosamente, el círculo de confusión de un medio de imagen no es necesariamente un rasgo intrínseco, ya que el CoC mínimo aceptable a menudo está determinado por el tamaño máximo al que pretende imprimir. Los sensores digitales tienen un tamaño mínimo fijo para CoC, ya que el tamaño de un solo sensor es tan pequeño como cualquier punto de luz puede ser (en un sensor de Bayer, el tamaño de un cuarteto de sensores es en realidad la resolución más pequeña).

P. ¿Cambia con el tamaño de impresión?
A. Dada la respuesta a la pregunta anterior, posiblemente. Escalar una imagen por encima, o incluso por debajo, de su tamaño de impresión "nativo" puede afectar el valor que utiliza para el CoC mínimo aceptable. Por lo tanto, sí, el (los) tamaño (s) en los que pretende imprimir juegan un papel, sin embargo, diría que el papel es generalmente menor a menos que imprima en tamaños muy grandes.

Matemáticamente, está claro por qué DoF no es simplemente una función de la lente e involucra el medio de imagen o el tamaño de impresión desde una perspectiva de CoS. Para especificar claramente los factores de DoF:

La profundidad de campo es una función de la distancia focal, la apertura efectiva, la distancia al sujeto y el círculo mínimo de confusión. El círculo mínimo de confusión es donde las cosas se vuelven borrosas, ya que eso puede verse como una función del medio de imagen o una función del tamaño de impresión.

Hay varias fórmulas matemáticas que se pueden utilizar para calcular la profundidad de campo. Lamentablemente, no parece haber una fórmula única que produzca con precisión una profundidad de campo a cualquier distancia del sujeto. Hyperfocal Distance, o la distancia en la que efectivamente obtiene el máximo DoF, se puede calcular de la siguiente manera:

H = f ² / (N * c)

Dónde:

H = distancia hiperfocal
f = distancia focal
N = número f (apertura relativa)
c = círculo de confusión

El círculo de confusión es un valor peculiar aquí, así que lo discutiremos más adelante. Se puede asumir un CoC promedio útil para sensores digitales en 0.021 mm . Esta fórmula te da la distancia hiperfocal, que no te dice exactamente cuál es tu profundidad de campo, sino la distancia del sujeto a la que debes enfocar para obtener la máxima profundidad de campo. Para calcular el real Depth of Field, necesita un cálculo adicional. La siguiente fórmula proporcionará una profundidad de campo para distancias de sujeto de moderadas a grandes, lo que significa más específicamente cuando la distancia al sujeto es mayor que la distancia focal (es decir, tomas que no son macro):

Dn = (H * s) / (H + s)
Df = (H * s) / (H - s) { para s < H

DOF = Df - Dn
DOF = (2 * H * s) / (H ² - s ² ) { para s < H

Dónde:

Dn = Límite cercano de DoF
Df = Límite lejano de DoF
H = Distancia hiperfocal (fórmula anterior)
s = Distancia del sujeto (distancia a la que se enfoca la lente, puede que en realidad no sea "el sujeto")

Cuando la distancia al sujeto es la distancia hiperfocal:

Df = 'infinito' Dn = H / 2

Cuando la distancia al sujeto es mayor que la distancia hiperfocal:

Df = infinito Dn = 'infinito'

El término "infinito" aquí no se usa en su sentido clásico, sino que es más un término de ingeniería óptica que significa un punto focal más allá de la distancia hiperfocal. La fórmula completa para calcular DOF directamente, sin calcular primero la distancia hiperfocal, de la siguiente manera (sustituto de H):

DOF = 2Ncf ² s ² / (f ⁴ - N ² c ² s ² )

Si ignoramos el tamaño de impresión y la película, para un sensor digital dado con una densidad de píxeles específica , el DoF es una función de la distancia focal, la apertura relativa y la distancia del sujeto. A partir de eso, se podría argumentar que DoF es puramente una función de la lente, ya que la "distancia del sujeto" se refiere a la distancia a la que se enfoca la lente , que también sería una función de la lente.

En el caso promedio, uno puede asumir que CoC es siempre el mínimo alcanzable con un sensor digital, que en estos días llega a un promedio de 0.021 mm, aunque un rango realista que cubre los sensores APS-C, APS-H y Full Frame cubre entre 0,015 mm y 0,029 mm . Para los tamaños de impresión más comunes, alrededor de 13x19" o menos, un CoC aceptable es de aproximadamente 0,05 mm, o aproximadamente el doble del promedio de los sensores digitales. Si es del tipo al que le gusta imprimir en tamaños muy grandes, el CoC podría ser un factor menos de 0,01 mm), y su DOF aparente en una gran ampliación será menor de lo que calcula matemáticamente.

Las fórmulas anteriores solo se aplican cuando la distancia ses apreciablemente mayor que la distancia focal de la lente. Como tal, se descompone para la fotografía macro. Cuando se trata de fotografía macro, es mucho más fácil expresar la profundidad de campo en términos de distancia focal, apertura relativa y aumento del sujeto (es decir, 1,0x):

DOF = 2Nc * (((m/P) + 1)/m ² )

Dónde:

N = número f (apertura relativa)
c = CoC mínimo
m = aumento
P = aumento de la pupila

La fórmula es bastante simple, fuera del aspecto de aumento de la pupila. Una verdadera lente macro construida correctamente tendrá pupilas de entrada y salida en gran medida equivalentes (el tamaño de la apertura visto a través de la parte frontal de la lente (entrada) y el tamaño de la apertura visto desde la parte posterior de la lente (salida)) , aunque pueden no ser exactamente idénticos. En tales casos, se puede suponer un valor de 1 para P, a menos que tenga una duda razonable.

A diferencia de DoF para distancias de sujeto moderadas a grandes, con fotografía macro 1:1 (o mejor), SIEMPRE está ampliando para imprimir, incluso si imprime a 2x3". En tamaños de impresión comunes como 8x10, 13x19, etc., el factor de la ampliación puede ser considerable Se debe suponer que el CoC se puede resolver como mínimo para su medio de imagen, que probablemente aún no sea lo suficientemente pequeño como para compensar la reducción aparente de DoF debido a la ampliación.

Dejando a un lado las matemáticas complejas, DoF se puede visualizar intuitivamente con una comprensión básica de la luz, cómo la óptica dobla la luz y qué efecto tiene la apertura sobre la luz.

¿Cómo afecta la apertura a la profundidad de campo? En última instancia, se reduce a los ángulos de los rayos de luz que realmente alcanzan el plano de la imagen. Con una apertura más amplia, todos los rayos, incluidos los del borde exterior de la lente, alcanzan el plano de la imagen. El diafragma no bloquea ningún rayo de luz entrante, por lo que el ángulo máximo de luz que puede llegar al sensor es alto (más oblicuo). Esto permite que el CoC máximo sea grande y que la progresión desde un punto de luz enfocado hasta el CoC máximo sea rápida:

En una apertura más estrecha, el diafragma SÍ bloquea parte de la luz de la periferia del cono de luz, mientras que permite el paso de la luz del centro. El ángulo máximo de los rayos de luz que llegan al sensor es bajo (menos oblicuo). Esto hace que el CoC máximo sea más pequeño y que la progresión desde un punto de luz enfocado hasta el CoC máximo sea más lenta. (En un esfuerzo por mantener el diagrama lo más simple posible, se ignoró el efecto de la aberración esférica, por lo que el diagrama no es 100 % exacto, pero aun así debería demostrar el punto):

La apertura cambia la tasa de crecimiento de CoC. Las aperturas más amplias aumentan la velocidad a la que crecen los círculos borrosos fuera de foco, por lo que la profundidad de campo es más superficial. Las aperturas más estrechas reducen la velocidad a la que crecen los círculos borrosos fuera de foco, por lo que la profundidad de campo es más profunda.

Pruebas

Como con todo, siempre se debe probar el concepto ejecutando las matemáticas. Estos son algunos resultados intrigantes cuando se ejecutan las fórmulas anteriores con el código F# en la utilidad de línea de comandos interactiva de F# (fácil de descargar y verificar para cualquier persona):

(* The basic formula for depth of field *)
let dof (N:float) (f:float) (c:float) (s:float) = (2.0 * N * c * f**2. * s**2.)/(f**4. - N**2. * c**2. * s**2.);;

(* The distance to subject. 20 feet / 12 inches / 2.54 cm per in / 10 mm per cm *)
let distance = 20. / 12. / 2.54 / 10.;;

(* A decent average minimum CoC for modern digital sensors *)
let coc = 0.021;;

(* DoF formula that returns depth in feet rather than millimeters *)
let dof_feet (N:float) (f:float) (c:float) (s:float) =
  let dof_mm = dof N f c s
  let dof_f = dof_mm / 10. / 2.54 / 12.
  dof_f;;

dof_feet 1.4 50. coc distance
> val it : float = 2.882371793
dof_feet 2.8 100. coc distance
> val it : float = 1.435623728

El resultado del programa anterior es intrigante, ya que indica que la profundidad de campo está directamente influenciada por la distancia focal como un factor independiente de la apertura relativa, asumiendo que solo cambia la distancia focal y todo lo demás permanece igual. Los dos DoF convergen en f/1.4 y f/5.6, como lo demuestra el programa anterior:

 dof_feet 1.4 50. coc distance
 > val it : float = 2.882371793
 dof_feet 5.6 100. coc distance
 > val it : float = 2.882371793

Resultados intrigantes, aunque un poco no intuitivos. Otra convergencia ocurre cuando se ajustan las distancias, lo que proporciona una correlación más intuitiva:

let d1 = 20. * 12. * 2.54 * 10.;;
let d2 = 40. * 12. * 2.54 * 10.;;

dof_feet 2.8 50. coc d1;;
> val it : float = 5.855489431
dof_feed 2.8 100. coc d2;;
> val it : float = 5.764743587

El comentario de @Matt Grum es bastante bueno: debe tener mucho cuidado para especificar las condiciones, o puede terminar con tres personas diciendo cosas que parecen estar en conflicto, pero en realidad solo están hablando de diferentes condiciones.

Primero, para definir DoF de manera significativa, debe especificar la cantidad de "desenfoque" que está dispuesto a aceptar como suficientemente nítido. La profundidad de campo básicamente es solo medir cuándo algo que comenzó como un punto en el original se desdibujará lo suficiente como para volverse más grande que el tamaño que haya elegido.

Esto generalmente cambia con el tamaño en el que imprime una imagen: las imágenes más grandes normalmente se ven desde una distancia mayor, por lo que es aceptable una mayor borrosidad. La mayoría de las marcas de lentes, etc., se definen en función de una impresión de alrededor de 8x10 que se ve aproximadamente a la distancia de un brazo (un par de pies más o menos). Las matemáticas para esto son bastante simples: comience con una estimación de la agudeza visual, que se medirá como un ángulo. Luego, simplemente averigüe qué tamaño tiene ese ángulo a una distancia específica.

Suponiendo que elijamos un número para eso y nos atengamos a él, la profundidad de campo solo depende de dos factores: la apertura y la relación de reproducción. Cuanto mayor sea la relación de reproducción (es decir, cuanto más grande aparezca un elemento en el sensor/película en comparación con su tamaño en la vida real), menor será la profundidad de campo que obtendrá. Del mismo modo, cuanto mayor sea la apertura (mayor diámetro de apertura, menor número de f/stop), menor será la profundidad de campo que obtendrá.

Todos los demás factores (el tamaño del sensor y la distancia focal son los dos más obvios) solo afectan la profundidad de campo en la medida en que afectan la relación de reproducción o la apertura.

Por ejemplo, incluso una lente realmente rápida (gran apertura) que tiene una distancia focal corta hace que sea bastante difícil obtener una relación de reproducción alta. Por ejemplo, si toma una foto de una persona con una lente de 20 mm f/2, la lente prácticamente tiene que tocarla antes de obtener una relación de reproducción muy grande. En el extremo opuesto, las lentes más largas a menudo parecen tener menos profundidad de campo porque hacen que sea relativamente fácil lograr una gran relación de reproducción.

Sin embargo, si realmente mantiene constante la relación de reproducción, la profundidad de campo es realmente constante. Por ejemplo, si tiene una lente de 20 mm y una lente de 200 mm y toma una foto con cada una a (digamos) f/4, pero toma la foto con la de 200 mm desde 10 veces más lejos para que el sujeto realmente tenga el mismo tamaño , los dos teóricamente tienen la misma profundidad de campo. Eso sucede tan raramente, sin embargo, que es principalmente teórico.

Lo mismo ocurre con el tamaño del sensor: en teoría, si la relación de reproducción se mantiene constante, el tamaño del sensor es completamente irrelevante. Sin embargo, desde un punto de vista práctico, el tamaño del sensor importa por una razón muy simple: independientemente del tamaño del sensor, generalmente queremos el mismo encuadre . Eso significa que a medida que aumenta el tamaño del sensor, casi siempre usamos relaciones de reproducción grandes. Por ejemplo, una foto típica de la cabeza y los hombros de una persona podría cubrir una altura de, digamos, 50 cm (usaré el sistema métrico, para que coincida con la forma en que se citan normalmente los tamaños de los sensores). En una cámara con vista de 8x10, eso da como resultado una relación de reproducción de 1:2, lo que da muy poca profundidad de campo. En un sensor de tamaño completo de 35 mm, la relación de reproducción es de aproximadamente 1:14, lo que brinda muchamás profundidad de campo. En una cámara compacta con, por ejemplo, un sensor de 6,6 x 8,8 mm, el tiempo es de aproximadamente 1:57.

Si usáramos la cámara compacta con la misma relación de reproducción 1:2 que la 8x10, obtendríamos la misma profundidad de campo, pero en lugar de la cabeza y los hombros, estaríamos tomando una fotografía de parte de un globo ocular.

Sin embargo, hay un factor más a considerar: con una lente más corta, los objetos en el fondo se vuelven más pequeños mucho "más rápido" que con una lente más larga. Por ejemplo, considere a una persona con una cerca de 20 pies detrás de ella. Si toma una fotografía desde 5 pies de distancia con una lente de 50 mm, la valla está 5 veces más lejos que la persona, por lo que parece comparativamente pequeña. Si usa una lente de 200 mm, debe retroceder 20 pies para que la persona tenga el mismo tamaño, pero ahora la cerca está solo el doble de lejos en lugar de 5 veces más lejos, por lo que parece comparativamente grande. haciendo que la cerca (y el grado en que está borrosa) sea mucho más evidente en una imagen.

Edit2: Dado que (más o menos) convencí a @jrista para que elimine su diagrama que relaciona la distancia focal con la profundidad de campo, probablemente debería tratar de explicar por qué no hay una relación entre la distancia focal y la profundidad de campo, al menos cuando miras las cosas. la forma en que normalmente se miden en fotografía.

Específicamente, una apertura fotográfica (hoy en día) se mide universalmente como una fracción de la distancia focal; se escribe como una fracción (número f) porque eso es lo que es.

Por ejemplo, es bien sabido que con f/1.4 obtendrás menos profundidad de campo que con f/2.8. Lo que puede no ser tan obvio de inmediato es que (por ejemplo) una lente de 50 mm f/1.4 y una lente de 100 mm f/2.8 tienen el mismo diámetro efectivo. Es el ángulo más amplio en el que los rayos de luz ingresan a la lente de 50 mm lo que le da menos profundidad de campo que la lente de 100 mm, a pesar de que las dos tienen exactamente el mismo diámetro físico.

Por otro lado, si cambias la distancia focal pero mantienes la misma apertura fotográfica (f/stop), la profundidad de campo también se mantiene constante porque a medida que aumenta la distancia focal aumenta el diámetro proporcionalmente por lo que los rayos de luz se van enfocando en el película/sensor desde los mismos ángulos.

Probablemente también valga la pena señalar que esta (creo, de todos modos) es la razón por la cual las lentes catadióptricas se caracterizan por su falta de profundidad de campo. En una lente normal, incluso cuando usas una apertura grande, parte de la luz sigue entrando por la parte central de la lente, por lo que un pequeño porcentaje de la luz se enfoca como si estuvieras disparando con una apertura más pequeña. Sin embargo, con una lente catadióptrica, tiene una obstrucción central que impide que la luz ingrese hacia el centro, por lo que toda la luz ingresa desde las partes externas de la lente. Esto significa que toda la luz debe enfocarse en un ángulo relativamente poco profundo, de modo que cuando la imagen se desenfoca, esencialmente toda lade ellos se desenfocan juntos (o en un porcentaje mucho más alto de todos modos) en lugar de tener al menos un poco que todavía está enfocado.

Aparte, creo que vale la pena considerar el increíble golpe de brillantez que fue comenzar a medir los diámetros de las lentes como una fracción de la distancia focal. En un solo golpe de genialidad, hace que dos problemas separados (y aparentemente no relacionados): la exposición y la profundidad de campo sean controlables y predecibles. Tratar de predecir (mucho menos controlar) la exposición o la profundidad de campo (sin mencionar ambas) antes de esa innovación debe haber sido tremendamente difícil en comparación...

Solo hay dos factores que realmente afectan el DOF: la apertura y la ampliación. Sí, la distancia de cambio, el tamaño del sensor, la distancia focal, el tamaño de la pantalla y la distancia de visualización parecen tener un efecto, pero todos son solo cambios en el tamaño de la imagen (el sujeto /parte-que-estás-mirando) como lo ve el ojo que lo ve - el aumento. Kristof Claes lo resumió unas cuantas publicaciones antes.

Consulte el libro de la Guía Focal 'Lentes' como referencia si no lo cree.

A todas las revistas de aficionados (y ahora a los boletines electrónicos) les encanta decir 'cambie a una lente gran angular para obtener más profundidad de campo'... pero si mantiene al sujeto del mismo tamaño en el encuadre (acercándolo más) entonces las partes nítidas tienen los mismos límites. Caminar hacia atrás con la lente que tiene puesta también le dará más DOF, pero tal vez le guste la toma tal como está configurada.

Lo que verá son cortes más graduales en la nitidez para que el fondo y el primer plano se vean más nítidos (¡no nítidos como si estuvieran dentro del DOF!), de ahí los hermosos fondos desenfocados con lentes largos y los casi nítidos con ángulos amplios.

¿Qué determina exactamente la profundidad de campo en una fotografía?

• ¿Es solo una propiedad de la lente?

• ¿Se pueden diseñar lentes para dar más profundidad de campo para la misma apertura y distancia focal?

• ¿Cambia con el tamaño del sensor de la cámara? ¿Cambia con el tamaño de impresión? ¿Cómo se relacionan estos dos últimos?

Consulte también esta pregunta: " ¿Cómo determina el círculo de confusión aceptable para una foto en particular? ".

La siguiente respuesta fue publicada originalmente (por mí) como una respuesta sobre el bokeh de fondo, pero necesariamente explica la profundidad de campo, con un sesgo para explicar el desenfoque de fondo y de frente.

La respuesta original (más larga) está aquí: https://photo.stackexchange.com/a/96261/37074 - esta es la versión abreviada. Simplemente hacer una respuesta de una oración con un enlace hace que la respuesta se convierta en un comentario a la pregunta anterior, con riesgo de eliminación porque es un comentario.

Definamos algunas cosas antes de entrar en una explicación mucho más larga.

• Profundidad de campo : La distancia entre los objetos más cercanos y más lejanos en una escena que aparecen aceptablemente nítidos en una imagen. Aunque una lente puede enfocar con precisión solo a una distancia a la vez, la disminución de la nitidez es gradual en cada lado de la distancia enfocada, de modo que dentro del DOF, la falta de nitidez es imperceptible en condiciones normales de visualización.

• Fondo: El área detrás del sujeto de la imagen.

• Primer plano: el área frente al sujeto de la imagen.

• Borroso : Causar imperfección de la visión, hacer indistinto o borroso, oscurecer. El antónimo de agudizar.

• Bokeh : la calidad del desenfoque de las áreas desenfocadas de la imagen fuera de la profundidad de campo cuando la lente está correctamente enfocada en el sujeto.

• Círculo de confusión : en la óptica de rayos idealizada, se supone que los rayos convergen en un punto cuando están perfectamente enfocados, la forma de un punto borroso de desenfoque de una lente con una apertura circular es un círculo de luz de bordes duros. Un punto borroso más general tiene bordes suaves debido a la difracción y las aberraciones ( Stokseth 1969, paywall ; Merklinger 1992, accesible ), y puede no ser circular debido a la forma de la apertura.

  Reconociendo que las lentes reales no enfocan todos los rayos a la perfección, ni siquiera en las mejores condiciones, el término círculo de mínima confusión se usa a menudo para el punto borroso más pequeño que puede hacer una lente (Ray 2002, 89), por ejemplo, al elegir la mejor posición de enfoque que hace un buen compromiso entre las diferentes distancias focales efectivas de diferentes zonas de lentes debido a aberraciones esféricas o de otro tipo.

  El término círculo de confusión se aplica de manera más general al tamaño del punto desenfocado al que una lente refleja un objeto. Se relaciona con 1. la agudeza visual, 2. las condiciones de visualización y 3. la ampliación de la imagen original a la imagen final. En fotografía, el círculo de confusión (CoC) se usa para determinar matemáticamente la profundidad de campo, la parte de una imagen que es aceptablemente nítida.

• Tamaño del sensor :

  • Fotografía: En fotografía, el tamaño del sensor se mide según el ancho de la película o el área activa de un sensor digital. El nombre 35 mm se origina con el ancho total de la película 135 , la película de cartucho perforado que era el medio principal del formato antes de la invención de la DSLR de fotograma completo. El término formato 135 permanece en uso. En fotografía digital, el formato se conoce como fotograma completo. Mientras que el tamaño real del área utilizable de la película fotográfica de 35 mm es de 24 mm de ancho × 36 mm de alto, los 35 milímetros se refieren a la dimensión de 24 mm más los orificios de las ruedas dentadas (utilizados para hacer avanzar la película).

  • Video : Los tamaños de los sensores se expresan en pulgadas porque en el momento de la popularización de los sensores de imágenes digitales, se usaban para reemplazar los tubos de las cámaras de video. Los tubos de cámara de video circulares comunes de 1 "tenían un área fotosensible rectangular de aproximadamente 16 mm en diagonal, por lo que un sensor digital con un tamaño de 16 mm en diagonal era equivalente a un tubo de video de 1". El nombre de un sensor digital de 1" debe leerse con mayor precisión como sensor "equivalente a un tubo de cámara de video de una pulgada". El sensor de 1" tiene una diagonal de 16 mm.

• Sujeto: El objeto del que intenta capturar una imagen, no necesariamente todo lo que aparece en el marco, ciertamente no Photo Bombers , y a menudo no los objetos que aparecen en el primer plano y en el fondo; por lo tanto, el uso de bokeh o DOF para desenfocar objetos que no son el sujeto.

• Función de transferencia de modulación (MTF) o respuesta de frecuencia espacial (SFR): la respuesta de amplitud relativa de un sistema de imágenes en función de la frecuencia espacial de entrada. ISO 12233:2017 especifica métodos para medir la resolución y el SFR de cámaras electrónicas de imágenes fijas. Los pares de líneas por milímetro (lp/mm) eran la unidad de frecuencia espacial más común para las películas, pero los ciclos/píxel (C/P) y los anchos de línea/altura de la imagen (LW/PH) son más convenientes para los sensores digitales.

Ahora tenemos nuestras definiciones fuera del camino...

• ¿Cómo podemos calcular el CoC :

De Wikipedia:

CoC (mm) = distancia de visualización (cm) / resolución de imagen final deseada (lp/mm) para una distancia de visualización de 25 cm / ampliación / 25

Por ejemplo, para admitir una resolución de imagen final equivalente a 5 lp/mm para una distancia de visualización de 25 cm cuando la distancia de visualización prevista es de 50 cm y la ampliación prevista es de 8:

CoC = 50 / 5 / 8 / 25 = 0,05 mm

Dado que el tamaño de la imagen final generalmente no se conoce al momento de tomar una fotografía, es común suponer un tamaño estándar como 25 cm de ancho, junto con un CoC de imagen final convencional de 0,2 mm, que es 1/1250 de el ancho de la imagen. Las convenciones en términos de la medida diagonal también se usan comúnmente. El DoF calculado utilizando estas convenciones deberá ajustarse si la imagen original se recorta antes de ampliarla al tamaño final de la imagen, o si se modifican las suposiciones de visualización y tamaño.

Usando la "fórmula de Zeiss", el círculo de confusión a veces se calcula como d/1730 donde d es la medida diagonal de la imagen original (el formato de la cámara). Para el formato de fotograma completo de 35 mm (24 mm × 36 mm, 43 mm en diagonal), esto resulta ser 0,025 mm. Un CoC más utilizado es d/1500, o 0,029 mm para formato de fotograma completo de 35 mm, que corresponde a la resolución de 5 líneas por milímetro en una impresión de 30 cm de diagonal. Los valores de 0,030 mm y 0,033 mm también son comunes para el formato de fotograma completo de 35 mm. A efectos prácticos, d/1730, un CoC de imagen final de 0,2 mm, y d/1500 dan resultados muy similares.

También se han utilizado criterios que relacionan CoC con la distancia focal de la lente. Kodak (1972), 5) recomendó 2 minutos de arco (el criterio de Snellen de 30 ciclos/grado para visión normal) para visión crítica, dando CoC ≈ f/1720, donde f es la distancia focal de la lente. Para una lente de 50 mm en formato de cuadro completo de 35 mm, esto dio CoC ≈ 0,0291 mm. Este criterio evidentemente asumía que una imagen final se vería a una distancia de "perspectiva correcta" (es decir, el ángulo de visión sería el mismo que el de la imagen original):

Distancia de visualización = distancia focal de la lente de toma × ampliación

Sin embargo, las imágenes rara vez se ven a la distancia “correcta”; el espectador por lo general no conoce la distancia focal de la lente que toma, y ​​la distancia "correcta" puede ser incómodamente corta o larga. En consecuencia, los criterios basados ​​en la distancia focal del objetivo han dado paso generalmente a criterios (como el d/1500) relacionados con el formato de la cámara.

Este valor COC representa el diámetro máximo del punto de desenfoque, medido en el plano de la imagen, que parece estar enfocado. Un punto con un diámetro menor que este valor de COC aparecerá como un punto de luz y, por lo tanto, enfocado en la imagen. Los puntos con un diámetro mayor aparecerán borrosos para el observador.

• No simetría del DOF:

DOF no es simétrico. Esto significa que el área de enfoque aceptable no tiene la misma distancia lineal antes y después del plano focal. Esto se debe a que la luz de los objetos más cercanos converge a una distancia mayor detrás del plano de la imagen que la distancia a la que converge la luz de los objetos más lejanos antes del plano de la imagen.

A distancias relativamente cercanas, el DOF es casi simétrico, con aproximadamente la mitad del área de enfoque existente antes del plano de enfoque y la otra mitad apareciendo después. Cuanto más se aleja el plano focal del plano de la imagen, mayor es el cambio de simetría que favorece el área más allá del plano focal. Eventualmente, la lente se enfoca en el punto infinito y el DOF está en su máxima disimetría, con la gran mayoría del área enfocada más allá del plano de enfoque hasta el infinito. Esta distancia se conoce como “ distancia hiperfocal ” y nos lleva a la siguiente sección.

La distancia hiperfocal se define como la distancia, cuando la lente está enfocada al infinito, donde los objetos desde la mitad de esta distancia hasta el infinito estarán enfocados para una lente en particular. Alternativamente, la distancia hiperfocal puede referirse a la distancia más cercana a la que se puede enfocar una lente para una apertura determinada, mientras que los objetos a una distancia (infinito) permanecerán nítidos.

La distancia hiperfocal es variable y está en función de la apertura, la distancia focal y el mencionado COC. Cuanto más pequeña sea la apertura de la lente, más cerca de la lente se vuelve la distancia hiperfocal. La distancia hiperfocal se utiliza en los cálculos utilizados para calcular el DOF.

• Cálculo de la distancia hiperfocal :

De Wikipedia:

Hay cuatro factores que determinan el DOF:

1. Círculo de confusión (COC)
2. Apertura de la lente
3. Distancia focal de la lente
4. Distancia de enfoque (distancia entre la lente y el sujeto)

DOF = Punto Lejano – Punto Cercano

DOF simplemente le dice al fotógrafo a qué distancias antes y después de la distancia de enfoque se producirá la borrosidad. No especifica cuán borrosas o qué "calidad" serán esas áreas. El diseño de la lente, el diseño del diafragma y el fondo definen las características del desenfoque: su intensidad, textura y calidad.

Cuanto más corta sea la distancia focal de su lente, mayor será el DOF.

Cuanto mayor sea la distancia focal de su lente, menor será el DOF.

Si el tamaño del sensor no aparece en ninguna parte de estas fórmulas, ¿cómo altera el DOF?

Hay varias formas furtivas en las que el tamaño del formato se cuela en las matemáticas DOF:

Enlargement factor

Focal Length

Subject-to-camera / focal distance

Es debido al factor de recorte y la distancia focal resultante junto con la apertura necesaria para la capacidad de captación de luz del sensor lo que influye más en sus cálculos.

Un sensor de mayor resolución y una lente de mejor calidad producirán un mejor bokeh, pero incluso un sensor y una lente del tamaño de un teléfono celular pueden producir un bokeh razonablemente aceptable.

El uso de la misma lente de longitud focal en una APS-C y una cámara de fotograma completo a la misma distancia entre el sujeto y la cámara produce dos encuadres de imagen diferentes y hace que la distancia DOF y el grosor (profundidad del campo) difieran.

Cambiar lentes o cambiar el sujeto a la cámara de acuerdo con el factor de recorte cuando se cambia entre una cámara APS-C y una de fotograma completo para mantener un encuadre idéntico da como resultado un DOF similar. Mover su posición para mantener un encuadre idéntico favorece ligeramente el sensor de cuadro completo (para un DOF mayor), solo cuando cambia las lentes para que coincida con el factor de recorte y mantiene el encuadre, el sensor más grande gana un DOF más estrecho (y no mucho).

Es la ventaja de la apertura lo que hace que el sensor de cuadro completo sea una opción mejor y más costosa tanto para la cámara como para las lentes y, a menudo, para las características (el FPS no es una de ellas, ni el tamaño ni el peso).

Ir a un sensor de tamaño mediano en lugar de un sensor pequeño tiene más ventajas que el sensor más grande, pero el bokeh probablemente no sea el mejor caso de uso para justificar una diferencia de precio de más de 20 veces.

La mayor cantidad de píxeles por punto de luz ciertamente producirá un bokeh más suave, pero también lo haría si se acercara con una cámara con sensor pequeño. Puede cobrar más proporcionalmente por el uso de equipos más costosos si gana dinero con sus fotos o videos; de lo contrario, un poco de trabajo de campo o lentes adicionales de menor costo le ahorrarán mucho dinero en comparación con invertir en un sistema de formato más grande.

Enlaces centrados en bokeh, con explicaciones sobre la profundidad de campo:

B&H tiene un artículo de 3 partes sobre DOF: Profundidad de campo, Parte I: Los conceptos básicos , Parte II: Las matemáticas y Parte III: Los mitos .

Sección de Wikipedia: Desenfoque de primer plano y fondo .

Consulte este artículo " Puesta en escena de primer plano " de RJ Kern sobre el desenfoque de primer plano, que incluye muchas fotos con desenfoque de fondo y de primer plano.

Lo que es más importante, "bokeh" no es simplemente "desenfoque de fondo", sino todo desenfoque fuera del DOF; incluso en primer plano . Es que las luces pequeñas a distancia son más fáciles de juzgar la calidad del bokeh.