Causa técnica de la profundidad de campo

[Bimo86]

No sabía dónde poner esto exactamente y tampoco qué título ponerle, supongo que en el general no hay lugar a fallo

Conozco las formas de reducir la profundidad de campo y también las formas de aumentarla, pero muchas veces me paro a pensar, ¿cuál es la razón técnica verdadera de que esto pase?

Atendiendo a la distancia objeto-cámara, se puede hacer un paralelismo con nuestra visión; si acercamos un objeto mucho a nuestros ojos y lo intentamos enfocar, el resto del entorno lo apreciaremos con un gran desenfoque, lo mismo pasaría con una cámara. El resto de formas de reducir/aumentar la profundidad de campo no son comprobables de éste modo, porque obviamente no podemos manejar nuestro "diafragma" al gusto ni podemos variar la distancia focal, por desgracia (o no) tenemos una distancia focal fija y el diafragma en automático

Para no alargarme mucho, pasaré a las preguntas:

¿De que forma las largas distancias focales reducen la profundidad de campo de la zona que estamos encuadrando así como las cortas la aumentan? así mismo, ¿por qué abrir el diafragma al máximo reduce la profundidad de campo y cerrarlo la aumenta? y quizá la más importante, ¿Por qué un sensor de gran tamaño produce menos profundidad de campo que uno pequeño?, ¿Qué es exactamente lo que varía dentro de la cámara para que esto suceda?...

Son cuestiones peliagudas, cuyas respuestas quizá requieran un mayor conocimiento físico que fotográfico, pero veo muchos artículos por internet que explican como conseguir menor o mayor DOF, pero ninguno que explique la causa de ello.

Seguro que puede salir algo muy interesante de este hilo.

Muchas gracias.

[Ansel Adams]

La distáncia focal no afecta directamente a la prifundidad de campo, si dos tomas tienen el mismo aumento tendrán la misma profundidad de campo independientemente de la focal empleada.

Si con un 200mm hago una fotografía a aumento 0,1 y con un gran angular hago otra fotografía del mismo objeto al mismo aumento y mantengo el número de diafragma, la profundidad de campo será la misma en ambas situaciones, lo que cambiará será la traducción de la forma. Con el 200 el objeto parecerá más plano porque la fotografía se ha realizado desde un punto de vista más lejano, minetras que con el gran angular, para obtener el mismo aumento nos habremos acercado al objeto y este aparecerá más deformado, pero la profundidad de campo será la misma en ambos casos.

La profundidad se ve afectada por el aumento lateral, por el número de diafragma y por el diametro del círculo de mínima confusión y se describe por la siguietne fórmula:

T=(2 x Ct x N x (1+m))/m x m

Es decir, dos, por el diámetro del círculo de mínima confusión, por el número de diafragma, por uno más el aumento y todo esto dividido entre el aumento al cuadrado.

El aumento lateral "m" es la relación entre el tamaño de la imágen y el tamaño del objeto (m=I/O) o entre la distáncia entre el punto de vista y el objeto (u) y el punto de vista y el plano imágen (v), con lo que (m=v/u).

Ct es el diámetro del círculo de mínima confusión; se obtiene dividiendo 0,2 (otro criterio más purista indíca 0,1) entre el número de veces que se amplia desde el formato original hasta la copia final.

Para una 5DMkII (24x36mm) y una copia de tamaño 18x24 sería el siguiente:

24/3,6=6,66

Ct=0,2/6,66=0,03mm

N es el número de diafragma que indica la cámara y como en la fórmula está multiplicado por 1+m se convierte en el diafragma efectivo, para que el cálculo sea más exacto.




Por otra parte un sensor de gran tamaño "produce" menos profundidad de campo porque para tener el mismo encuadre que con un sensor pequeño hay que tener un aumento mayor.

Un ejemplo:

Supongamos que con una 50D en el trípode y un objetivo de 50mm hago un retrato y la cara del sujeto llena completamente el encuadre. Ahora sin mover nada, quito la 50D del trípode y coloco una 5DMkII con el mismo objetivo de 50mm y al mirar por el visor veo que la cara del sujeto ya no ocupa todo el formato, si no que es como si hubiera hechado hacia atrás el zoom. En este momento la profundidad de campo es exactamente la misma que cuando hacíamos la fotografía con la 50D.

Bien, ahora supongamos que queremos que con la 5D la cara del sujeto también ocupe todo el sensor y para ello tendremos que acercarnos a el, digamos, 1 metro. Al acercarnos esa distáncia estamos incrementando el aumento y, por lo tanto, disminuyendo la profundidad de campo. Porque a más aumento menos profundidad de campo.

Por norma general, como más grande es el formato a más aumento solemos trabajar, de ahí que las fotos en un principio tengan menos profundidad de campo.


Y ya está, espero que quede claro.

[Jumper]

...Atendiendo a la distancia objeto-cámara, se puede hacer un paralelismo con nuestra visión; si acercamos un objeto mucho a nuestros ojos y lo intentamos enfocar, el resto del entorno lo apreciaremos con un gran desenfoque, lo mismo pasaría con una cámara. El resto de formas de reducir/aumentar la profundidad de campo no son comprobables de éste modo, porque obviamente no podemos manejar nuestro "diafragma" al gusto ni podemos variar la distancia focal, por desgracia (o no) tenemos una distancia focal fija y el diafragma en automático...

La distancia focal si parece que la tenemos fija pero el diafragma no tan automático. El diafragma oficial es la pupila, que sí está en automático, pero los párpados se encuentran a 1 escaso milímetro de la pupila, así que contamos con doble diafragma. Si eres miope o conoces a algún miope, date cuenta que cuando no se ve bien de lejos se tiende a entornar los ojos. La lógica de este acto reflejo no es ni más ni menos que intentar conseguir un diafragma menor en nuestro ojo para conseguir aumentar la profundidad de campo y por tanto la nitidez o agudeza visual. Si con la cámara no pudieras enfocar más allá de cierta distancia, para conseguir mayor nitidez a más distancia solo te quedaría como solución reducir el diafragma, que es lo que se hace inconscientemente al entornar los ojos.

[Bimo86]

El diafragma oficial es la pupila, que sí está en automático, pero los párpados se encuentran a 1 escaso milímetro de la pupila, así que contamos con doble diafragma. Si eres miope o conoces a algún miope, date cuenta que cuando no se ve bien de lejos se tiende a entornar los ojos. La lógica de este acto reflejo no es ni más ni menos que intentar conseguir un diafragma menor en nuestro ojo para conseguir aumentar la profundidad de campo y por tanto la nitidez o agudeza visual.

No soy miope, pero sí que conozco el acto de "achinar" los ojos que realizan cuando no ven algo bien. Me refería a la pupila, como tu dices, no podemos abrirla o cerrarla a nuestro antojo, debemos esperar a que, según las condiciones de luz, ella misma se adapte.

Ansel Adams: Muchas gracias por la amplia (y técnica explicación), he repasado varias veces tu mensaje, porque las matemáticas y las fórmulas no son mi fuerte, pero creo que al final las he conseguido descifrar con los datos que has dado.

Me ha quedado claro lo del tamaño del sensor y también lo del aumento lateral del objeto que estamos encuadrando/enfocando y como esto afecta a la profundidad de campo.

Sigo sin ver claro lo del diafragma, sé que abrirlo reduce la profundidad de campo y que cerrarlo la aumenta, pero sigo sin ver clara la causa de por qué pasa esto (creo que en tu excelente explicación no se encuentra dicho dato, corrígeme si me equivoco), ¿Tiene que ver algo con la concentración y la cantidad de luz?, si esto es así ¿por qué un Filtro ND aplicado a un diafragma muy abierto reduce la luz, pero no varía la profundidad de campo?

Saludos y gracias de nuevo.

[Ansel Adams]

La profundidad de campo tiene a ver con la óptica. Todo el conjunto de lentes que forman un objetivo pueden resumirse como una sóla lente convergente.

Si enfocas en el punto A, B' y C' convergerán antes y después del plano imágen, pero no en el.

Un punto del objeto aparece en el plano imágen como una mancha, a medida que nos alejamos del plano imágen (tanto por delante como por detrás) la mancha se va haciendo más grande y por lo tanto se va desenfocando.

Con dibujos se ve mejor, en el primero se ve como afecta el diafragma y en el segundo como afecta el aumento, siendo el primero (A) a poco aumento y el segundo (B) a mucho aumento.








Y bueno, tu mismo puedes ver ya que un filtro ND no afectará a la profundidad de campo porque la cantidad de luz no afecta, lo que afecta es la apertura, el aumento y el diámetro del círculo de mínima confusión.

[bigdani]

Una focal más larga no tiene menos PDC que una más corta, como te dice Ansel Adams, siempre que mantengas el mismo tamaño del sujeto.

Se puede comprobar de dos maneras. Acercándote con el angular, con lo que variará la perspectiva y por tanto la foto, o simplemente ampliando la foto del angular. Los círculos de confusión de los elementos lejanos serán pequeños en el caso del angular, pero no es porque los objetos lejanos están más enfocados, sino porque ellos mismos son pequeños.

Por tanto un angular desde la misma disancia al sujeto nos da más PDC, pero no a mismo tamaño del objeto. Hay un refinamiento de esta regla, y es que al acercarnos a la hiperfocal del angular sí que da ligeramente más profundidad de campo que el tele, pero es algo pequeño que nada tiene que ver con la manida frase de que los angulares dan más PDC.

Ahora bien, como te dice también Ansel Adams, no es que el sensor mayor de menos PDC por sí mismo, sino que para hacer la misma foto, un sensor mayor necesita más focal. Y la misma foto implica disparar desde el mismo sitio, en lo único que discrepo con él es que él te dijo que para tener la misma foto con el 50 en FF tenías que acercarte. Esa no es la misma foto, pues cambia la perspectiva.

Para sacar la misma foto con una FF que la que hicimos con una APS y un 50 mm, hay que quedarse en el mismo sitio y usar un 80 mm. Por tanto, al ser a la misma distancia, el 80 da menos PDC que el 50. Es decir que la culpa no es del sensor, sino de tener que usar focales mayores. Aunque parezca contradictorio con el primer punto, no lo es, pues recuerda que la PDC no cambia a misma ampliación con la focal pero sí a misma distancia.

Por último al cerrar el diafragma, los rayos de luz entrantes provienen de un haz más agudo, con lo que los rayos provenientes de los mismos objetos inciden con menos diferencia de ángulos generando círculos de confusión más pequeños al proyectarse en el sensor, como se ve en el diagrama que te ha puesto el maestro Ansel.

Más desarrollado en Profundidad de Campo

[sergi2]

NatureScapes.Net - The Mathematics of Depth of Field

The Mathematics of Depth of Field / Part Two: Crop Factor, Magnification and the 1/3 Myth

[Ansel Adams]

Era un simple ejemplo sin cambiar la lente, evidentemente, si te quedas en el mismo sitio y cambias a una focal más larga la profundidad de campo disminuirá, pero la traducción de la forma será la misma porque el punto de vista es el mismo... si suponemos que los puntos nodales de ambas lentes se encuentran en el mismo lugar, pero para el caso biene a ser lo mismo.

[Bimo86]

Gracias a todos por las explicaciones.

Excepcionales los escaneos, Ansel, así si que lo veo totalmente claro.

Bigdani, me he leído el link que has puesto entero, muy bien explicado; de forma clara y concisa, si es tuyo, mis felicitaciones .

Yo también he sido "víctima" de las tan nombradas falacias que se indican en el artículo (como se ha podido ver en el mensaje que abría este hilo). Lo que más me llama la atención es que estén tan extendidas, ya que yo estudié un grado de audiovisuales que tampoco se centraba demasiado en la parte fotográfica-técnica, pero en el que casi todos los mitos del artículo han salido en más de una ocasión...también he asistido a conferencias y charlas con directores de fotografía y profesionales con cierto renombre que las reiteraban, no sé si por desconocimiento o por hacerlo más fácil de entender, algo que carecería de sentido dado que eran conferencias dirigidas a profesionales y trabajadores del sector.

Gracias de nuevo.

Un saludo.

[bigdani]

Sí, todos hemos sido víctimas de las mismas falacias. A saber
"Un angular tiene más profundidad de campo que un tele"
"Al enfocar a un punto, 1/3 de la PDC quedará por delante y 2/3 por detrás de él"
"Un angular deforma la perspectiva"

Esas están en libros de fotografía, y cuesta mucho sacudírselas de encima. Y cuando hablas de ellas con alguien, se suelen cerrar en banda y seguir defendiendo la falacia...

El enlace sí era mío, gracias por apreciarlo.

Ansel, lo que decías era cierto, como siempre (quién va a contradecir a Ansel Adams!) simplemente puntualicé que para que fuera la misma foto, tiene que sacarse desde el mismo sitio.

Resumiendo:
-Si sacamos una foto desde un mismo lugar con la misma focal con una APS y una FF, tendrá más PDC la FF (pero la foto no será igual, encuadre más cerrado en APS)
-Si sacamos una foto desde un mismo lugar con una APS y una FF, y en la FF ponemos una focal más larga para tener la misma foto, entonces tendrá más PDC la APS
-Si sacamos una foto desde un punto con una APS y con la misma focal queremos sacar el mismo sujeto a mismo tamaño con una FF, entonces con la FF tendremos que acercarnos (cambiará la perspectiva) y la PDC será mayor en la APS.

[Ansel Adams]

Es normal, en España la mayoría de "profesionales" (99,9%) no saben lo que hacen. Te compras una cámara, disparas a cuatro modelos raquíticas y ya puedes dar charlas y predicar lo que quieras donde quieras, que va todo a misa.


Yo soy graduado en fotografía por la UPC... bueno, en realidad en unas 8 semanas acabo cuarto. Hasta el año pasado era un título propio de la UPC pero este año lo han aprobado y es una carrera oficial como cualquier otra. Yo empecé siendo título propio, pero me han dado la opción a realizar otro año más (4º) y tener el título oficial.

Supongo que haré también un doctorado y me iré a trabajar a otro país, es triste, pero en España la fotografía está completamente muerte por culpa de la ignoráncia.

PD: El graduado se imparte en Terrassa, en el CITM, por si a alguien le interesa hacer un favor a la cultura visual de este país.

CITM. Estudis multimèdia i estudis fotografia. Centre de la Imatge i la Tecnologia Multimèdia de la UPC.