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kuai

Dudas sobre: Diafragma, profundidad de campo, difracción de la luz y limitaciones de apertura

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¡ Hola a todos !

 

Veréis, llevo varios dias dandole vueltas a ciertos asuntos que no termino de entender. Seguramente porque soy un novato en esto de la fotografía y quiero entender exactamente el funcionamiento y el por qué de las cosas.

 

La cosa es que me he matado buscando información con san google pero no hay ningún artículo que me convenza, así que me he animado a registrarme en este foro que veo que hay mucha gente entendida.

 

Al grano.

 

1 - Sé que cuanto más cierras el diafragma mayor es la profundidad de campo y viceversa, pero la cosa es que quiero entender el porqué de este fenómeno físico y supongo que tiene que ver con la difraccíon de la luz. ¿ Qué tiene que ver que abras mucho el diafragma para que sólo tengas unos pocos metros de nitidez y el resto se vea borroso ?

 

2 - A la hora de elegir un objetivo, he leido que cuanto más distancia focal los fabricantes encuentran problemas para mantener una apertura grande ( f baja ) cosa que no entiendo, ¿ Qué tiene que ver ? ¿ Por qué no pueden fabricar un diafragma que se abra a 1.8 ( por ejemplo ) en un 600 mm, pero si en un 35 mm ?

 

3- Si yo tengo un objetivo de 400 mm y lo pongo en F4 ¿ no entraría la misma luz que en 200mm un F2 ? ( ¿ en ambos el diametro por el que entraría la luz sería de 100 verdad ? ) y sin embargo en F4 sale más oscura que en F2 ..... no entiendo.

 

En fin, a ver si alguien puede echarme un cable :)

 

Un saludo.

Editado por kuai

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Buenas, intentaré explicarlo fácilmente.

 

1. La nitidez y profundidad de campo es por definición. La profundidad de campo es el rango de distancia en el cual los objetos en una foto se ven nítidos. Por lo tanto, a f más grandes, mayor nitidez, aunque aquí entra en juego la distancia hiperfocal, es decir, la distancia a la cual se encuentra el sujeto del objetivo.

 

2. La distancia focal y la apertura están fuertemente relacionadas porque tiene sus limitaciones. La apertura máxima es la relación entre el grosor del haz de luz y la distancia focal. Ahora, a mayor distancia focal, para lograr una apertura muy grande (f pequeño) aquí entra en juego el diámetro de los cristales o lentes, lo que se traduce en objetivos demasiado grandes, pesados y caros.

 

El Canon 1200mm con f5.6 vale unos 99.000 €, hazte una idea de lo que costaría, pesaría y mediría un f4, por ejemplo

 

http://www.dvinfo.net/canon/images/images17.php

 

Por eso las ópticas con más mm y menores f son más caros que cualquier otro.

 

3. No es del todo cierto, los pasos f sigue una regla matemática:

 

f = distancia focal/diámetro del diafragma

 

1.4 - 2.8 - 4 - 5.6 - 8 - 11 - 16 -22 -32

 

Al pasar de una apertura a la inmediatamente superior, se disminuye la cantidad de luz a la mitad. De modo que un objetivo f/2.8 es el doble de luminoso que uno f/4 y la mitad que un f/1.4

 

Por lo tanto, no sería el doble, precisamente, el f/2 es más del doble de luminoso que un f/4. Y es por eso que cuando hiciste la prueba el f/4 salió mucho menos luminoso que a f/2, porque la diferencia es más del doble.

 

Espero que haya despejado alguna de tus dudas.

Editado por quetedigo

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Muchas gracias por molestarte en explicar todo :), pero sigo teniendo mis dudas.

 

1- En cuanto a la primera duda, me gustaría saber algo más científico...es decir en que consiste el fenómeno en sí. Sé que no sirve para nada para sacar fotografías el saberlo o no, pero es una curiosidad que siempre he tenido XD.

 

2- Pero no entiendo que tiene de "caro" hacer un diafragma que se abra " a tope" en una lente de 200 o 300 o 1200 mm ... ¿ qué más da su tamaño ?

 

3- Comentas que:  "Al pasar de una apertura a la inmediatamente superior, se disminuye la cantidad de luz a la mitad " , si, pero al aumentar la distancia focal también estás aumentado el diametro de la lente ¿ no ? por lo que una cosa compensaría la otra....

 

Pufffff, creo que me queda mucho por aprender ....

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1- es pura fisica: cuanto mas grande el 'bujero' mas se dispersa lo que pasa por el (la luz en este caso)  :lol:

 

2- te acaban de decir que f=distancia focal/diametro, luego para hacer un 500f2 tendria que ser de 25 centimetros de diametro el diafragma, sumale mecanismos y carcasa.  <_<

 

3- si aumentas la distancia focal aumentas la longitud (teoricamente) no el diametro; te remito al punto 2

 

esto es teoria para medio entenderlo, en realidad no es exactamente asi, debido a la curvatura y construccion agrupada de las diferentes lentes que forman un objetivo... eso no tengo conocimientos para explicarlo... se requiere toda una carrera de ingenieria optica, que no tengo.  :o

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1. Es pura geometría: cuanto menor es el diámetro del orificio por el que pasa el haz de luz, más agudo es el ángulo con el que convergen, por lo que los puntos fuera de foco, "están menos desenfocados". Es decir, objetos igualmente separados del punto enfocado, generan imágenes en las que los haces de luz se han separado menos que si el orificio fuese mayor. Por eso la PdC de un 200 mm a  f/4 es menor que la de un 50 mm a f/4: los dos son f/4, pero en un caso el diámetro del orificio es 50 mm, y en el otro 12,5 mm.

 

2. Tú mismo te has contestado anteriormente: el número f es el resultado de dividir el diámetro del orificio por el que pasa la luz, por la distancia focal del objetivo. Un objetivo f=50 mm f/2, tendría que tener un diámetro libre al paso de la luz de 50 mm / 2 = 25 mm. Un objetivo f = 400 mm f/2, 400 mm / 2 = 200 mm. Y como comprenderás, no es lo mismo hacer lentes de 25 mm de diámetro, que de 200 mm (aparte, aparecerían otros problemas que sería necesdario corregir)

 

3. La cantidad de luz que pasa por un orificio no depende linealmente de su diámetro, sino de su área. O sea, del cuadrado de su diámetro. Por eso los pasos de los números f van en una progresión con razón raíz cuadrada de 2 (1.4142.... o de forma aproximada, 1.4: Partiendo de f/1 -> f/(1*1.4) = f/1.4 -> f/(1.4*1.4) = f/2 -> f/(2*1.4) = f/2.8 -> f/(2.4*1.4) = f/4 etc. Y piensa, además, que al duplicar la focal del objetivo, y a igualdad de superficie de sensor, éste ha de ser impresionado con luz proveniente de una superficie 4 veces menor. Al final, en la práctica, un 35 mm f/2.8 y un 135 f/2.8 son igual de luminosos (aunque el diámetro por el que pasa la luz en el tele sea menor que en el gran angular)

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¡ Muchas gracias a todos ! Ya tengo las cosas mucho más claras, sobre todo los puntos 1 y 2.

 

En el 3 tengo una duda. :( . ¿ No tiene nada que ver el diametro de la lente ?

 

Quiero decir, en un 200 mm un f2 supone que se necesita un diametro en el diagragma de 100 mm ( 200 / 2 ) , pero... ¿ da igual que en ese caso la lente tenga un diametro de 58 mm que de 78 mm ? Según mi logica cuanto más grande sea el diametro de la lente más luz y por tanto la distancia focal no sería  el único factor a tener en cuenta en la ecuación.

 

Es decir, que entiendo que un objetivo de 200 mm en f2 necesitará 100 mm de diametro de apertura pero.. para un diametro de lente X no para cualquiera...

 

Soy un pesado lo se B)

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Bueno, bien pensado....y respondiendome a mi mismo, imagino que a partir de X diametro de lente para una apertura de diafragma dada entrará la misma luz...

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Una cosa es el diámetro físico del objetivo, que tiene que ser al menos mayor que el del diafragma abierto al máximo, para dejar sitio para el barril, mecanismos de enfoque, etc, y otra el diámetro por el que puede pasar la luz (y otra distinta a ambas, el diámetro de la rosca para filtros). A modo de anécdota, de todos los objetivos que tengo, el de mayor diámetro físico, es un 10-24 f/3.5-4.5 (necesita filtreos de 77 mm de diámetro), y sin embargo, echando cuentas, 24 mm / 4.5, significa que el iris del diafragma deja pasar la luz por un orificio de poco más de 5 mm.

 

Edito: en estas páginas puede verse un representación gráfica de lo que contaba arriba:

 

http://imagenf11.com/2010/12/21/el-diafragma/

 

http://fotosdearanda.blogspot.com.es/2010/06/profundidad-de-campo-y-apertura-del.html

Editado por 500MMMC

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 A modo de anécdota, de todos los objetivos que tengo, el de mayor diámetro físico, es un 10-24 f/3.5-4.5 (necesita filtreos de 77 mm de diámetro), y sin embargo, echando cuentas, 24 mm / 4.5, significa que el iris del diafragma deja pasar la luz por un orificio de poco más de 5 mm.

 

Y entonces...¿ Para qué necesita un diametro tan grande con una distancia focal tan corta ? ¿ si con tal de qué el diámetro físico del objetivo supere a la apertura máxima del diafragma ( esos 5,3 mm) es suficiente no ?

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Pues porque tiene que cubrir un ángulo visto de más de 100º. Y luego hay que corregir distosiones y demás. Total, que en el centro óptico del objetivo, que es donde va el diafragma, el diámetro se reduce a 5 ó 6 mm, pero por delante tiene que ser bastante más ancho (y por detrás también). En teoría, un objetivo puede ser el cristal de una lupa puesto en un tubo a la distancia adecuada. En la práctica es bastante más complicado.

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Volviendo al tema de las efes, piensa que en la calificación f de un objetivo no sólo entra el área del diafragma y su distancia focal (valor f teórico), sino también el índice de transmisión de luz de las ópticas internas (valor real). Internamente es una colección de vidrios cóncavos, convexos, con recubrimientos, piezas cementadas con adhesivos, espacios llenos de aire...

 

Es decir, que cuando una óptica tiene una f máxima (por ejemplo un 50 AF D f:1.8) no es que al fabricante le haya dado por poner un diafragma de tal o cual diámetro, sino que abierto a tope sólo pasa tal cantidad de luz.

 

Si queremos que pase más, entonces hay que poner cristales más grandes y concentrar los rayos de luz (como si fuera una lupa) pero entonces aparecen otros problemas como distorsiones, aberraciones cromáticas, etc.

 

ejemplo: Compara un 50 f1.8 con un 50 f1.4. O cualquier otro par de objetivos con diferentes efes, como el 85, el 28, etc.

 

Un saludo

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