Si APS-C y las cámaras digitales con sensor de recorte similares tienen un efecto multiplicador de la distancia focal, de modo que una lente de 50 mm tiene una distancia focal aparente más cercana al campo de visión de una de 80 mm en una cámara de fotograma completo y, al mismo tiempo, la profundidad de campo para la cámara con sensor más pequeño se parece más a la profundidad de campo que produciría una lente de 50 mm en una cámara de cuadro completo (usando la misma apertura), entonces esto parecería sugerir el concepto de un "efecto de división de apertura".
En otras palabras, un objetivo de 50 mm f/1,8 en una cámara APS-C actuaría más como un objetivo de 80 mm f/2,8 (aprox. 1,8 x 1,6x) en el equivalente de 35 mm, para la profundidad de campo, sin tener en cuenta la exposición.
¿Puede alguien con una mejor comprensión de la física involucrada aclararme esto? Nunca he visto este concepto mencionado explícitamente en ninguna parte, por lo que sospecho un poco.
Esta respuesta a otra pregunta entra en detalles sobre las matemáticas detrás de esto. Y hay un artículo de Wikipedia con una sección específica sobre cómo obtener la "misma imagen" con diferentes formatos de cámara . En resumen, es aproximadamente cierto que ajustar tanto la distancia focal como la apertura según la proporción de los tamaños de formato (el factor de recorte) le dará la misma imagen. ¹
Pero esto falla si el sujeto está dentro del rango macro de la cámara de formato más grande (enfocando muy cerca). En este caso, la ampliación (y, por lo tanto, el tamaño real del sensor) se vuelve crucial para la ecuación de DoF, alterando la equivalencia.
Y, el artículo de Wikipedia menciona casualmente pero no da más detalles sobre otro punto importante. La suposición es que para el mismo tamaño de impresión, el círculo de confusión aceptable (más o menos, el nivel de desenfoque aceptable aún considerado en el enfoque) se escalará exactamente con el tamaño del formato. Es posible que eso no sea cierto, y es posible que desee (por ejemplo) obtener una mayor resolución real de su sensor de fotograma completo. En ese caso, la equivalencia tampoco es válida, pero afortunadamente de forma constante. (Simplemente tiene que multiplicar su factor de delicadeza ). ²
Mencionas "no considerar la exposición", y ahora podrías estar pensando (como lo hice yo): espera, espera. Si recortar + ampliar se aplica a la apertura "efectiva" para la profundidad de campo, ¿por qué no se aplica a la exposición? Es bien sabido que los parámetros de exposición básicos son universales para todos los formatos , desde pequeños puntos y tomas hasta DSLR hasta el gran formato. Si ISO 100, f/5.6, ¹⁄₁₀₀ de segundo proporciona la exposición correcta en una cámara, también lo hará en cualquier otra. ³ Entonces, ¿qué está pasando aquí?
El secreto es: es porque "hacemos trampa" a la hora de ampliar . Por supuesto, en todos los casos la exposición para un número f dado en cualquier área de un sensor es la misma. No importa si recortas o simplemente tienes un sensor pequeño para empezar. Pero cuando ampliamos (para que tengamos, por ejemplo, impresiones de 8×10 desde ese punto y disparemos para que coincida con el gran formato), mantenemos la exposición igual, aunque los fotones reales registrados por área se "estiran". Esto también tiene la misma correspondencia: si tiene un factor de recorte de 2x, debe ampliar 2x en cada dimensión, y eso significa que cada píxel ocupa 4x el área del original, o dos paradas menos de luz real registrada. Pero no lo hacemos dos pasos más oscuro, por supuesto.⁴
Notas al pie:
[1]: De hecho, al cambiar el número f, lo que está haciendo es mantener constante la apertura absoluta de la lente, ya que el número f es la distancia focal sobre el diámetro de apertura absoluto .
[2]: este factor también se descompone a medida que te acercas a la distancia hiperfocal , porque una vez que el formato más pequeño alcanza el infinito, el infinito dividido por cualquier cosa sigue siendo infinito.
[3]: Asumiendo exactamente la misma escena, y dejando de lado variaciones menores de factores del mundo real como la transmisión de la lente.
[4]: Básicamente, no existe tal cosa como un almuerzo gratis . Esto tiene el efecto de hacer que el ruido sea más evidente, y es una aproximación razonable decir que este aumento significa que el factor de recorte también se aplica al ruido aparente de la amplificación ISO.
Así como el uso de una cámara recortada no altera la distancia focal (que es una propiedad de la lente, no de la cámara), pero sí altera el campo de visión, no hay un efecto de división de apertura , una lente con apertura f/2.8 sigue siendo se comporta como una lente con una apertura de f/2.8 para fines de medición; sin embargo, al hacer coincidir el campo de visión de un sensor de fotograma completo, la profundidad de campo será la misma que una lente con una relación de apertura (valor f/) multiplicada por el factor de recorte .
Cuanto más grande sea el sensor, menor será la profundidad de campo para una apertura específica, suponiendo que estés llenando el encuadre con el sujeto. Esto se debe a que necesita usar una distancia focal más larga o acercarse para llenar el marco más grande.
Para obtener la misma profundidad de campo con una cámara de fotograma completo que con un factor de recorte, debe multiplicar tanto la distancia focal como la apertura por el factor de recorte. Entonces, para hacer coincidir un 35 mm f/16 en una Nikon APS-C (recorte 1.5), necesitaría una distancia focal de 53 mm y una apertura de f/24 en la cámara de fotograma completo.
Sí, el factor de recorte de un sensor se puede usar al calcular el cambio en la profundidad de campo (DoF) de una lente en comparación con el uso de esa lente en una cámara de fotograma completo (FF). Pero no siempre conducirá a un aumento en el DoF. Si se toma desde la misma distancia y se muestra en el mismo tamaño, la profundidad de campo de la cámara de cuerpo recortado se reducirá (porque la imagen proyectada en el sensor, incluidos los círculos de confusión, se ampliará en mayor medida). Si, por el contrario, ajusta la distancia de disparo para encuadrar al sujeto de forma similar, la profundidad de campo aumentará.
Hay tantas variables para tratar en esta pregunta y la mayoría de las respuestas asumen varias sin especificar esas suposiciones. Esto lleva a graves malentendidos sobre la relación entre la distancia focal , la apertura , el tamaño del sensor , la distancia de disparo , el tamaño de la pantalla , la distancia de visualización e incluso la agudeza visual del espectador con la profundidad de campo (DoF) . Todos estos factores combinados determinarán la profundidad de campo de una imagen. Esto se debe a que DoF es una percepciónde qué rango de distancias desde el plano focal están enfocadas. Solo una distancia desde el plano focal está realmente enfocada, de modo que una fuente de luz puntual teóricamente producirá un punto de luz en el plano focal. Las fuentes de luz puntuales en todas las demás distancias producen un círculo borroso que varía en tamaño según su distancia proporcional al plano focal en comparación con la distancia de enfoque. DoF se define como el rango entre la distancia cercana y lejana desde el plano focal en el que el espectador de una imagen aún percibe el círculo borroso como un punto .
Hacemos preguntas como "¿Cómo cambia la profundidad de campo cuando se usa el mismo lente en una cámara con un sensor de diferente tamaño?" La respuesta correcta es: "Depende". Depende de si dispara desde la misma distancia (y, por lo tanto, cambia el encuadre del sujeto) o dispara desde una distancia diferente para aproximarse al mismo encuadre del sujeto. Depende de si el tamaño de visualización de la imagen es el mismo o si el tamaño de visualización de la imagen cambia en la misma proporción que los diferentes tamaños de sensor. Depende de lo que cambie y lo que permanezca igual con respecto a todos los factores citados anteriormente.
Si se usa la misma distancia focal a la misma distancia del sujeto con la misma apertura usando el mismo tamaño de sensor con la misma densidad de píxeles y se muestra con la misma resolución en el mismo tamaño de papel o monitor y se ve desde la misma distancia por personas con el mismo agudeza visual, entonces el DoF de las dos imágenes será el mismo. Si alguna de estas variables cambia sin un cambio correspondiente a las demás, el DoF también cambiará.
Para el resto de esta respuesta, supondremos que la distancia de visualización de la imagen y la agudeza visual del espectador son constantes. También supondremos que las aperturas son lo suficientemente grandes como para que la difracción no entre en juego. Y supondremos que cualquier impresión se realiza en la misma impresora con el mismo número de dpi pero no necesariamente el mismo ppi y no necesariamente en el mismo tamaño de papel.
En aras de la simplicidad, consideremos un par de cámaras teóricas. Uno tiene un sensor de 36 mm X 24 mm con una resolución de 3600 X 2400 píxeles. Este sería un sensor de fotograma completo (FF) de 8,6 MP. Nuestra otra cámara tiene un sensor de 24 mm x 16 mm con una resolución de 2400 x 1600 píxeles. Este sería un cuerpo recortado (CB) de 3.8MP 1.5x. Ambas cámaras tienen el mismo tamaño de píxel y paso de píxel. Ambas cámaras tienen el mismo diseño y sensibilidad a nivel de píxeles. En otras palabras, el centro de 24 mm X 16 mm del sensor FF más grande es idéntico al sensor CB más pequeño.
Si conecta la misma lente de 50 mm a ambas cámaras y toma una foto del mismo sujeto desde la misma distancia a f/2 (suponiendo que todas las demás configuraciones sean las mismas) y recorta la imagen del sensor FF a 2400 X 1600 píxeles e imprime ambas imágenes en papel de 6" X 4", las dos imágenes serán prácticamente idénticas y el DoF será el mismo en ambas fotos.
Si conecta la misma lente de 50 mm a ambas cámaras y toma una foto del mismo sujeto desde la misma distancia a f/2 (suponiendo que todas las demás configuraciones sean las mismas) e imprime todas las imágenes en papel de 6" X 4" habrá ser algunas diferencias notables. La imagen de la cámara FF tendrá un campo de visión (FoV) más amplio, el sujeto será más pequeño y el DoF será mayor que la imagen de la cámara CB. Esto se debe a que la imagen FF se imprimió a 600 ppp y la imagen CB se imprimió a 400 ppp. Al ampliar cada píxel de la cámara CB en un 50 %, también aumentamos el tamaño de cada círculo borrosopor la misma cantidad. Esto significa que el círculo borroso más grande proyectado en el sensor CB que se percibirá como un punto es un 33 % más pequeño (el recíproco de 3/2 es 2/3) que en el sensor FF. Si hubiéramos impreso la imagen FF en papel de 9" X 6" y la imagen CB en papel de 6" X 4", el DoF habría sido el mismo (ambos impresos a 400 ppp), al igual que los tamaños del sujeto en ambas impresiones. Si luego recortamos el centro de la impresión de 9" X 6" a una impresión de 6" X 4", nuevamente tendríamos impresiones casi idénticas.
Si colocamos la misma lente de 50 mm en ambas cámaras y tomamos una foto a f/2 del mismo sujeto desde diferentes distancias para que el tamaño del sujeto sea el mismo e imprimimos ambas imágenes en papel de 6" X 4", habrá algunas diferencias notables. . La perspectiva habrá cambiado porque la imagen CB se tomó a una distancia mayor del sujeto. El sujeto aparecerá comprimido en la imagen CB en comparación con la imagen FF. Si los detalles del fondo son visibles, el fondo también aparecerá más cerca del sujeto que en la imagen del sensor FF. Debido a que la lente de 50 mm se enfocó a una distancia un 50 % mayor, el DoF también aumentó en un 50 %. Si el sujeto estaba a 10' con la cámara FF y a 15' con la cámara CB, estos son los cálculos de DoF resultantes:
Estos cálculos se basan en un círculo de confusión (CoC) de 0,03 mm para la cámara FF y de 0,02 mm para la cámara CB. Esto se debe a que estamos imprimiendo a 600 ppp para FF y 400 ppp para CB (y los píxeles tienen el mismo tamaño para ambos: 0,01 mm o 10 µm).
En realidad, todos sabemos que los píxeles de la mayoría de los sensores FF son más grandes que los píxeles de la mayoría de los sensores CB más nuevos. Van desde 6,92 µm en la Canon 1D X FF de 18 MP hasta 7,21 µm en la D4 de 16 MP y 4,7 µm en la Nikon D800 FF de 36 MP. Los cuerpos de recorte van desde 4,16 µm para la Canon 7D de 18 MP hasta 3,89 µm para la Nikon D7100 de 24 MP (la D7200 rondará los 3,0 µm) y 5,08 µm para la Sony SLT Alpha 33 de 14 MP. En todos los casos, el tamaño de píxel es considerablemente más pequeño que el CoC generalmente aceptado de 0,03 mm (30 µm) para cámaras FF y de 0,02 mm (20 µm) para cámaras CB 1,5x. Para cámaras Canon 1.6x CB, generalmente se usa 0.019 (19 µm). El tamaño de píxeles más grande que Canon ha utilizado en la última década fue de 8,2 µm para la FF 5D de 12,8 MP y la APS-H 1D mkII de 8,2 MP.Lo que todo esto significa es que en el nivel de observación de píxeles, el desenfoque de enfoque será visible incluso para objetos dentro del DoF aceptado porque el círculo de desenfoque aceptado es entre 4 y 7 veces más grande que los píxeles en las DSLR actuales. Para calcular el DoF a nivel de píxel, necesitaría usar un CoC del tamaño de los píxeles de su cámara, que sería mucho más estrecho que el que usan la mayoría de las calculadoras de DoF.
El sensor más pequeño no cambia la distancia focal ni la apertura, solo captura solo la parte central de la imagen; es casi lo mismo que tomar la imagen de cuadro completo y recortarla para dejar solo el centro.
Cuando toma solo el centro de la imagen, parece que hizo zoom, por lo que el campo de visión de una lente de 50 mm en un sensor de recorte de 1.6 se ve como un 80 mm en un sensor de fotograma completo, pero solo se ve así porque solo ve el centro de la imagen de 50 mm, la distancia focal sigue siendo de 50 mm y la imagen que obtienes es equivalente al centro de una imagen de 50 mm, no a una lente real de 80 mm.
Lo mismo ocurre con la apertura, una imagen de 50 mm tomada con f/8 en un sensor de recorte es lo mismo que el centro de una imagen de 50 mm f/8 con un sensor de 35 mm, no es lo mismo que una imagen de 80 mm tomada con f/12 (tampoco es lo mismo que 80mm f/8 obviamente)
No hay un "efecto multiplicador de distancia focal", punto. La distancia focal de la lente NO cambia mágicamente porque usa un sensor más pequeño o más grande, permanece exactamente igual.
Todo lo que obtiene es una imagen recortada de la que habría obtenido si hubiera utilizado la misma lente para grabar una imagen en un sensor de mayor tamaño. Por lo tanto, el DOF será el mismo que habría sido si también hubiera utilizado ese sensor más grande.
En otras palabras, un objetivo de 50 mm f/1,8 en una cámara APS-C actuaría más como un objetivo de 80 mm f/2,8 (aprox. 1,8 x 1,6x) en el equivalente de 35 mm, para la profundidad de campo, sin tener en cuenta la exposición.
Sí, un objetivo de 50 mm f/1,8 en una cámara APS-C actuaría más como un objetivo de 80 mm f/2,8 (aprox. 1,8 x 1,6x para Cannon) en el equivalente de 35 mm, en lo que respecta a DOF y hasta cierto punto los niveles de ruido de la imagen son en cuestión, asumiendo la misma velocidad de obturación y reencuadre para compensar, etc.
Sí, la amplitud de la profundidad de campo es exacta e inversamente proporcional al factor de recorte (suponiendo que todo lo demás sea igual (distancia focal y distancia de enfoque y f/stop iguales), y suponiendo que el CoC se calcula a partir de la diagonal del sensor.
Esto es fácil de ver en la calculadora en http://www.scantips.com/lights/dof.html
Esto se debe a que el DOF se basa en la ampliación final de la imagen, y los sensores más pequeños requieren una mayor ampliación (para comparar con el mismo tamaño).
Hice algunas comparaciones usando una calculadora de profundidad de campo en línea. Has dado con algo que yo no sabía; ¡bien por usted! Como ha descubierto, multiplique el número f por 1,6 para obtener una profundidad de campo equivalente. Esto me fascina y necesito investigar los porqués y las razones.
Para comparar manzanas y naranjas en cuanto a la profundidad de campo para dos formatos diferentes, debe usar un criterio diferente para el tamaño del círculo de confusión. Estamos hablando del hecho de que una lente maneja cada punto del sujeto por separado y luego proyecta ese punto en una película o chip digital. Este diminuto círculo de luz es la fracción más pequeña de una imagen óptica que contiene inteligencia.
Para que podamos pronunciar una parte de la imagen como "nítida", esa imagen debe consistir en círculos que son tan pequeños que no podemos distinguirlos como un disco, vemos un punto sin dimensión. Las imágenes de los periódicos están hechas con puntos de tinta demasiado grandes, decimos que las imágenes de los periódicos no son nítidas. ¿Qué tan grande es el tamaño máximo de los círculos de confusión? Deben tener un diámetro de 0,5 mm o menos visto desde una distancia de lectura normal. Eso significa que un cuadro completo (FX) debe tener una lente que proyecte círculos que sean lo suficientemente pequeños como para tolerar la ampliación. Kodak usó un tamaño de círculo de 1/1750 de la distancia focal y Leica usó 1/1500 de la distancia focal, para trabajos cruciales. El uso de una fracción de la distancia focal es la forma estándar de la industria para hacer la computación, ya que principalmente tiene en cuenta el grado de ampliación necesario para hacer una impresión de 8X10 o una pantalla de computadora.
Ahora, los estándares de Kodak y Leica son demasiado estrictos, por lo que la industria normalmente usa 1/1000 de la distancia focal para el trabajo diario. Eso da como resultado un tamaño de círculo de 0,05 mm para la lente de 50 mm y un tamaño de círculo de 0,08 mm para la de 80 mm.
Derivado de una computadora de profundidad de campo en línea que utiliza estos dos tamaños de círculo:
50 mm @ f/1.8 enfocado 10 pies DOF 9.05 a 11.2 pies círculo de confusión 0.05 mm 80 mm @ f/2.8 enfocado 10 pies DOF 9.05 a 11.2 pies círculo de confusión 0.08 mm
50 mm @ f11 enfocado 10 pies DOF 5.96 a 31.1 pies círculo de confusión 0.05 mm 80 mm @ f/18 enfocado 10 pies DOF 6 a 30 pies círculo de confusión 0.08 mm
50 mm @ f/4 enfocado 10 pies DOF 8.07 a 13.2 pies círculo de confusión 0.05 80 mm @ f/6.4 enfocado 10 pies DOF 8.09 a 13.1 pies círculo de confusión 0.08
El factor de recorte de 1,6 es en realidad un factor multiplicador o de aumento. El marco FX mide 24 mm por 36 mm con una medida diagonal de 43,3 mm. Su APS-C mide 15 mm por 22,5 mm con una diagonal de 27,0 La relación es 43,3 ÷ 27,0 = 1,6 (factor de recorte o aumento). Por cierto, eso es 1/1,6 X 100 = 62,5 %. El APS-C tiene el 625% del tamaño de un FX.
¡Muchas matemáticas, yo lo llamo galimatías! Puedo decir esto: ¡cumplí 79 años hoy!
miguel c