¿Cuál es la causa de este efecto bokeh no uniforme?

La forma del bokeh está relacionada con la forma aparente de la apertura de la lente.

En línea recta, esto producirá un bokeh que es aproximadamente un círculo. A medida que el sujeto se aleja del centro del campo, el efecto bokeh comienza a parecerse a una franja del círculo.

Esto se puede reducir deteniendo la lente.

Se puede leer más sobre esto en Forma del parche de desenfoque y Efecto de ojo de gato .

Para lograr este efecto, necesita un campo de visión más amplio en la lente (una lente larga nunca verá la apertura desde un ángulo pronunciado) y dispare de par en par.

La óptica de esto se puede entender mirando los rayos de luz a través del sistema de lentes:

Sin embargo, no es tan simple como la construcción de la lente en sí también juega con la forma del bokeh.

La única diferencia entre las cuatro imágenes es la lente. Cada lente tiene un tamaño de pupila delantera y trasera diferente y un número y forma de hoja de lente diferente. Si este efecto no fuera causado por la lente, entonces indicaría otros fenómenos. Pero en cambio, vemos una diferencia entre diferentes lentes en la misma cámara que indica que la construcción de la lente es la causa de la forma y el lugar donde uno debe mirar para comprender la naturaleza de este bokeh.

En última instancia, el bokeh de ojo de gato es una forma de viñeteado mecánico similar a cuando el parasol del objetivo es demasiado largo para el objetivo y bloquea parte de la escena.

Este tipo de bokeh también se puede ver en el aparente cambio de forma en los filtros de forma de bokeh de bricolaje:

Tenga en cuenta la forma del corazón y Mickey Mouse en el borde del marco. Si uno fuera y mirara la lente desde esas fuentes de luz puntuales, vería que la forma del corazón o Mickey Mouse en la cámara es la forma del bokeh (con algunos ajustes adicionales para la forma aparente de la pupila) .

Esta es la curvatura de campo . Los lentes simples proyectan naturalmente un campo curvo, no uno plano para igualar la película o los sensores digitales. Los lentes modernos intentan corregir esto, pero muchos diseños más antiguos no lo hacen. De hecho, a veces se le llama "efecto Petzval" por un diseño clásico famoso por este estilo.

Curiosamente, esta semana, Sony mostró prototipos de un sensor digital curvo diseñado específicamente por este motivo: al curvar el sensor, la lente puede ser mucho más simple y aún así producir nitidez en todo el marco.

Hay más información sobre (y ejemplos de) la curvatura de campo en mi respuesta a ¿Qué características de calidad de imagen hacen que una lente sea buena o mala? y más detalles técnicos en ¿Qué significa "enfoque de campo plano"? y ¿Las lentes tienen planos focales o esferas focales/elipsoides?

Existe una teoría predominante en Internet que sostiene que esto se debe principalmente al viñeteado óptico, como dice la respuesta actualmente aceptada aquí: "En última instancia, el bokeh de ojo de gato es una forma de viñeteado mecánico similar a cuando el parasol del objetivo es demasiado largo para el lente y bloquea parte de la escena". Esto suena razonable, pero contradice lo que he visto de fuentes que no son de Internet. Sin embargo, afortunadamente, la situación de "parasol demasiado largo" se replica fácilmente, así que decidí hacer una prueba simple.

Tengo un objetivo de 23 mm f/1,4, y resulta que el parasol de un objetivo de 56 mm también encaja, físicamente. Entonces, hice una serie de imágenes, con: sin parasol, el parasol de 23 mm a juego, el parasol de 56 mm y el parasol de 56 mm extendido aún más a través de un pedazo de papel de construcción negro y alguna cinta adhesiva siempre útil. En cada caso, ajuste la lente a f/1.4 y enfóquese en mi pequeño y amigable asistente de fotografía, Beefy , para algunos artefactos obvios de resaltado de fondo. Los resultados:

Podemos ver que hay un impacto en los círculos de bokeh, y en las dos últimas imágenes, se puede ver un grado de "remolino", particularmente en el caso del tubo de papel. Sin embargo, el efecto no es muy fuerte en comparación con la imagen de muestra aquí (o con la de esta otra pregunta ), a pesar de que las esquinas están visiblemente bloqueadas por el capó de 56 mm, o completamente bloqueadas por el tubo. De hecho, si no estuviera inclinado a buscar "remolino", aquí, podría describirlo como "comprimido alrededor del borde del círculo". La teoría del viñeteado físico no es adecuada; algo más está sucediendo en las lentes que producen este aspecto sin perder las esquinas por completo.

Además, observe este recorte desde el borde superior derecho del círculo visible de la prueba de sombra de papel. Las formas destacadas pasan rápidamente de casi circulares a medias lunas. Son las líneas exteriores de esas medias lunas las que causan el efecto de remolino en esta imagen. Es difícil saberlo en esta muestra, pero en la mayoría de las imágenes con el efecto Petzval, la transición es más gradual. Y, a pesar de que el diagrama de líneas ilustra lo contrario, estas formas claramente no son "ojos de gato". Nuevamente, algo más está causando esto, y es la curvatura del campo.

Por lo tanto, para replicar realmente este efecto, puede intentar extender el parasol de la lente, pero para obtener mejores resultados, puede encontrar una lente clásica real con el diseño de Petzval , o algunas lentes Helios de la era soviética más recientes pero aún "clásicas" , o elige la lente artística Petzval lanzada recientemente por Lomography para monturas Canon EF o Nikon F.

Para complementar las otras respuestas, esto es de hecho causado por una lente con petzval subcorregido. También está viñeteado, pero más en un plano que en otro. Aquí puede ver un gráfico de intercepción de rayos para una lente tessar de gran formato, también conocidos como gráficos RIM o curvas H'-TanU'. En un gráfico RIM, la línea está recortada, indica viñeteado. Notará que este ejemplo está viñeteado en el plano tangencial, pero no en el plano sagital. Esto hace que el punto y, cuando se desenfoca, el bokeh sea más grande en el plano sagital que en el plano tangencial.

Esta es la misma condición que tiene su ejemplo, por lo que creo que la lente en particular tiene petzval subcorregido, así como viñetas "asimétricas", como podría llamarlo.