MAGAZÍN D'INVESTGACIÓ PERIODÍSTICA (iniciat el 1960 com AUCA satírica.. per M.Capdevila a classe de F.E.N.)
-VINCIT OMNIA VERITAS -
VOLTAIRE: "El temps fa justícia i posa a cadascú al seu lloc.."- "No aniràs mai a dormir..sense ampliar el teu magí"
"La història l'escriu qui guanya".. així.. "El poble que no coneix la seva història... es veurà obligat a repetir-la.."
En òptica, un cercle de confusió és una taca òptica causada per un con de raigs de llum d'una lent que no arriba a un enfocament perfecte a l'hora d'imaginar una font puntual. També es coneix com a disc de confusió, cercle d'indistinció, cercle de desenfocament o punt de desenfocament.
En fotografia, el cercle de confusió (CoC) s'utilitza per determinar la profunditat de camp, la part d'una imatge que és acceptablement nÃtida. Sovint s'associa un valor està ndard de CoC a cada format d'imatge, però el valor més adequat depèn de l'agudesa visual, les condicions de visualització i la quantitat d'ampliació. Els usos en context inclouen el cercle mà xim permès de confusió, el lÃmit de dià metre del cercle de confusió i el criteri del cercle de confusió.
Les lents reals no enfoquen perfectament tots els raigs, de manera que, fins i tot en el millor dels casos, un punt s'imagina com un punt en lloc d'un punt. El punt més petit que pot produir una lent sovint es coneix com el cercle de menys confusió.
Cal distingir dos usos importants d'aquest terme i concepte:
Per descriure el punt de desenfocament més gran que és indistingible des d'un punt. Una lent pot enfocar amb precisió els objectes a una sola distà ncia; els objectes a altres distà ncies es desenfocen. Els punts d'objecte desenfocats s'imaginen com a taques de desenfocament en lloc de punts; com més gran sigui la distà ncia d'un objecte del pla d'enfocament, més gran serà la mida de la taca de desenfocament. Aquesta taca borrosa té la mateixa forma que l'obertura de la lent, però per simplicitat, se sol tractar com si fos circular. A la prà ctica, els objectes a distà ncies considerablement diferents de la cà mera encara poden aparèixer nÃtids; [1] el rang de distà ncies dels objectes sobre els quals els objectes semblen nÃtids és la profunditat de camp (DoF). El criteri comú per a la "nitidesa acceptable" a la imatge final (per exemple, impressió, pantalla de projecció o visualització electrònica) és que el punt de desenfocament sigui indistingible des d'un punt.
En l'òptica de raigs idealitzada, on se suposa que els raigs convergeixen fins a un punt quan estan perfectament enfocats, la forma d'un punt de desenfocament des d'una lent amb obertura circular és un cercle de llum de vora dura. Un punt de desenfocament més general té vores suaus a causa de la difracció i les aberracions,[5][6] i pot ser no circular a causa de la forma d'obertura. Per tant, el concepte de dià metre s'ha de definir acuradament per tal de ser significatiu. Les definicions adequades sovint utilitzen el concepte d'energia encerclada, la fracció de l'energia òptica total del punt que es troba dins del dià metre especificat. Els valors de la fracció (per exemple, 80%, 90%) varien amb l'aplicació.
En fotografia, el cercle de lÃmit de dià metre de confusió (lÃmit CoC o criteri coC) sovint es defineix com la taca de desenfocament més gran que encara serà percebuda per l'ull humà com un punt, quan es visualitza en una imatge final des d'una distà ncia de visió està ndard. El lÃmit de CoC es pot especificar en una imatge final (per exemple, una impressió) o en la imatge original (en una pel·lÃcula o sensor d'imatge).
Amb aquesta definició, el lÃmit de CoC de la imatge original (la imatge de la pel·lÃcula o sensor electrònic) es pot establir en funció de diversos factors:
És possible que els valors comuns del lÃmit de CoC no siguin aplicables si les condicions de reproducció o visualització difereixen significativament de les assumides en la determinació d'aquests valors. Si a la imatge original se li donarà una major ampliació o es veurà a una distà ncia més propera, caldrà un CoC més petit. Els tres factors anteriors s'adapten a aquesta fórmula:
Per exemple, per suportar una resolució d'imatge final equivalent a 5 lp/mm per a una distà ncia de visualització de 25 cm quan la distà ncia de visualització prevista és de 50 cm i l'ampliació prevista és de 8:
Atès que la mida final de la imatge no se sol conèixer en el moment de fer una fotografia, és habitual assumir una mida està ndard com ara 25 cm d'amplada, juntament amb un CoC d'imatge final convencional de 0,2 mm, que és 1/1250 de l'amplada de la imatge. També s'utilitzen habitualment convencions pel que fa a la mesura diagonal. El DoF calculat mitjançant aquestes convencions s'haurà d'ajustar si la imatge original es retalla abans d'ampliar-la a la mida final de la imatge o si s'alteren la mida i les suposicions de visualització.
Per a format de marc complet de 35 mm (24 mm × 36 mm, 43 mm de diagonal), un lÃmit CoC à mpliament utilitzat és d/1500, o 0,029 mm per a format de marc complet de 35 mm, que correspon a resoldre 5 lÃnies per mil·lÃmetre en una impressió de 30 cm en diagonal. Els valors de 0,030 mm i 0,033 mm també són habituals per al format de fotograma complet de 35 mm.
També s'han utilitzat criteris relacionats amb la CoC amb la distà ncia focal de la lent. Kodak va recomanar 2 minuts d'arc (el criteri Snellen de 30 cicles/grau per a la visió normal) per a la visió crÃtica, donant un CoC d'aproximadament f/1720, on f és la distà ncia focal de la lent. [8] Per a una lent de 50 mm en format full-frame de 35 mm, el CoC corresponent és de 0,0291 mm. Aquest criteri suposava evidentment que una imatge final es veuria a una distà ncia correcta en perspectiva (és a dir, l'angle de visió seria el mateix que el de la imatge original):
No obstant això, les imatges poques vegades es veuen a l'anomenada distà ncia "correcta"; l'espectador normalment no coneix la distà ncia focal de la lent de presa i la distà ncia "correcta" pot ser incomfortablement curta o llarga. En conseqüència, els criteris basats en la distà ncia focal de les lents generalment han donat pas a criteris (com d/1500) relacionats amb el format de la cà mera.
Si una imatge es visualitza en un suport de visualització de baixa resolució, com ara un monitor d'ordinador, la detectabilitat del desenfocament estarà limitada pel mitjà de visualització i no per la visió humana. Per exemple, el desenfocament òptic serà més difÃcil de detectar en una imatge de 8 en × 10 en un monitor d'ordinador que en una impressió de 8×10 de la mateixa imatge original vista a la mateixa distà ncia. Si la imatge només s'ha de veure en un dispositiu de baixa resolució, pot ser adequat un CoC més gran; no obstant això, si la imatge també es pot veure en un mitjà d'alta resolució, com ara una impressió, regiran els criteris comentats anteriorment.
Les fórmules de profunditat de camp derivades de l'òptica geomètrica impliquen que qualsevol DoF arbitrari es pot aconseguir mitjançant l'ús d'un CoC prou petit. A causa de la difracció, però, això no és del tot cert. L'ús d'un CoC més petit requereix augmentar el nombre f de la lent per aconseguir el mateix DoF i, si la lent s'atura prou lluny, la reducció del desenfocament del desenfocament es compensa amb l'augment del desenfocament de la difracció. Vegeu l'article Profunditat de camp per a una discussió més detallada.
Format de la imatge | Classe de format | Mida del marc[9] | CoC |
---|---|---|---|
Sensor d'1" (Nikon 1, Sony RX10, Sony RX100) | Petit format | 8,8 mm × 13,2 mm | 0,011 mm |
Sistema de quatre terços | 13,5 mm × 18 mm | 0,015 mm | |
APS-C[10] | 15,0 mm × 22,5 mm | 0,018 mm | |
Cà non APS-C | 14,8 mm × 22,2 mm | 0,018 mm | |
APS-C Nikon/Pentax/Sony | 15,7 mm × 23,6 mm | 0,019 mm | |
Cà non APS-H | 19,0 mm × 28,7 mm | 0,023 mm | |
35 mm | 24 mm × 36 mm | 0,029 mm | |
645 (6×4.5) | Format Mitjà | 56 mm × 42 mm | 0,047 mm |
6×6 | 56 mm × 56 mm | 0,053 mm | |
6×7 | 56 mm × 69 mm | 0,059 mm | |
6×9 | 56 mm × 84 mm | 0,067 mm | |
6×12 anys | 56 mm × 112 mm | 0,083 mm | |
6×17 anys | 56 mm × 168 mm | 0,12 mm | |
4×5 | Gran Format | 102 mm × 127 mm | 0,11 mm |
5×7 anys | 127 mm × 178 mm | 0,15 mm | |
8×10 anys | 203 mm × 254 mm | 0,22 mm |
El nombre f determinat a partir d'una escala DoF de lents es pot ajustar per reflectir un CoC diferent d'aquell en què es basa l'escala DoF. Es mostra a l'article Profunditat de camp que
Â
Â
on N és el nombre f de la lent, c és el CoC, m és l'augment i f és la distà ncia focal de la lent. Com que el nombre f i coC es produeixen només com a producte Nc, un augment d'un equival a una disminució corresponent de l'altre. Per exemple, si se sap que una escala DoF de lents es basa en un CoC de 0,035 mm i les condicions reals requereixen un CoC de 0,025 mm, el CoC s'ha de reduir per un factor de 0,035 / 0,025 = 1,4; això es pot aconseguir augmentant el nombre f determinat a partir de l'escala DoF pel mateix factor, o aproximadament 1 parada, de manera que la lent es pot tancar simplement 1 parada del valor indicat a l'escala.
Normalment es pot utilitzar el mateix enfocament amb una calculadora DoF en una cà mera de visualització.
Per calcular el dià metre del cercle de confusió en el pla de la imatge per a un subjecte fora de focus, un mètode és calcular primer el dià metre del cercle de desenfocament en una imatge virtual en el pla de l'objecte, que simplement es fa mitjançant triangles similars, i després multiplicar per l'augment del sistema, que es calcula amb l'ajut de l'equació de la lent.
El cercle borrós, de dià metre C, en el pla de l'objecte enfocat a distà ncia S1, és una imatge virtual no enfocada de l'objecte a distà ncia S2 tal com es mostra en el diagrama. Depèn només d'aquestes distà ncies i del dià metre de l'obertura A, a través de triangles similars, independents de la distà ncia focal de la lent:
Â
Â
El cercle de confusió en el pla de la imatge s'obté multiplicant per ampliació m:
Â
Â
on l'augment m ve donat per la relació de distà ncies de focus:
Â
Â
Utilitzant l'equació de lents podem resoldre per a la variable auxiliar f1:
Â
Â
quins rendiments
Â
Â
i expressar l'augment en termes de distà ncia focalitzada i distà ncia focal:
Â
Â
que dóna el resultat final:
Â
Â
Això es pot expressar opcionalment en termes del nombre f N = f/A com:
Â
Â
Aquesta fórmula és exacta per a una lent prima paraxial simple o una lent simètrica, en la qual la pupil·la d'entrada i la pupil·la de sortida són ambdues de dià metre A. Els dissenys de lents més complexos amb un augment pupil·lar no unitari necessitaran una anà lisi més complexa, tal com s'aborda en profunditat de camp.
Més generalment, aquest enfocament condueix a un resultat paraxial exacte per a tots els sistemes òptics si A és el dià metre de la pupil·la d'entrada, les distà ncies de l'assignatura es mesuren des de l'alumne d'entrada i es coneix l'augment:
Â
Â
Si la distà ncia d'enfocament o la distà ncia del subjecte fora de focus és infinita, les equacions es poden avaluar en el lÃmit. Per a una distà ncia d'enfocament infinita:
Â
Â
I per al cercle borrós d'un objecte a l'infinit quan la distà ncia de focus és finita:
Â
Â
Si el valor c es fixa com un cercle de lÃmit de dià metre de confusió, qualsevol d'aquests es pot resoldre perquè la distà ncia del subjecte obtingui la distà ncia hiperfocal, amb resultats aproximadament equivalents.
Abans d'aplicar-se a la fotografia, el concepte de cercle de confusió s'aplicava a instruments òptics com els telescopis. Coddington (1829, 54) quantifica tant un cercle de menys confusió com un cercle de confusió menor per a una superfÃcie reflectant esfèrica.
Això podem considerar com l'aproximació més propera a un enfocament senzill, i anomenar el cercle de la menor confusió.
La societat per a la difusió del coneixement útil (1832, p. 11) l'aplicava a aberracions de tercer ordre:
Aquesta aberració esfèrica produeix una indistinció de la visió, en estendre cada punt matemà tic de l'objecte en un petit punt de la seva imatge; quines taques, en barrejar-se entre si, confonen el tot. El dià metre d'aquest cercle de confusió, al focus dels raigs centrals F, sobre el qual s'estén cada punt, serà L K (fig. 17.); i quan l'obertura del reflector és moderada és igual al cub de l'obertura, dividit pel quadrat del radi (...): aquest cercle s'anomena aberració de latitud.
Cà lculs de cercles de confusió: Un precursor primerenc dels cà lculs de profunditat de camp és la TH (1866, p. 138) cà lcul d'un dià metre de cercle de confusió a partir d'una distà ncia de subjecte, per a una lent enfocada a l'infinit; aquest article va ser assenyalat per von Rohr (1899). La fórmula que planteja per al que ell anomena "la indistinció" és equivalent, en termes moderns, a
Â
Â
per a la distà ncia focal f, el dià metre de l'obertura A i la distà ncia del subjecte S. Però no inverteix això per trobar la S corresponent a un criteri c donat (és a dir, no resol per la distà ncia hiperfocal), ni considera enfocar a cap altra distà ncia que l'infinit.
Finalment, observa que "les lents d'enfocament llarg solen tenir una obertura més gran que les curtes, i en aquest compte tenen menys profunditat d'enfocament" [el seu èmfasi cursiu].
Dallmeyer (1892, pà g. 24), en una reedició ampliada del seu pare John Henry Dallmeyer el 1874 (Dallmeyer 1874) pamflet Sobre l'elecció i l'ús de lents fotogrà fiques (en material que no es troba a l'edició de 1874 i sembla haver estat afegit a partir d'un article de J.H.D. "Sobre l'ús de diafragmes o parades" de data desconeguda), diu:
AixÃ, cada punt d'un objecte fora de focus està representat a la imatge per un disc, o cercle de confusió, la mida del qual és proporcional a l'obertura en relació amb el focus de la lent emprada. Si un punt de l'objecte és 1/100 d'una polzada fora de focus, es representarà mitjançant un cercle de confusió que mesura però 1/100 part de l'obertura de la lent.
Aquesta última afirmació és clarament incorrecta, o errònia, estant desactivada per un factor de distà ncia focal (distà ncia focal). Continua:
i quan els cercles de confusió són prou petits l'ull no els veu com a tals; després es veuen només com a punts i la imatge apareix nÃtida. A la distà ncia ordinà ria de la visió, de dotze a quinze polzades, els cercles de confusió es veuen com a punts, si l'angle contingut per ells no supera el minut d'arc, o aproximadament, si no superen els 1/100 d'una polzada de dià metre.
Numèricament, 1/100 polzades a 12-15 polzades està més a prop de dos minuts d'arc. Aquesta elecció del lÃmit de CoC segueix sent (per a una impressió gran) la més utilitzada fins i tot avui en dia. Abney (1881, pp. 207–08) adopta un enfocament similar basat en una agudesa visual d'un minut d'arc, i tria un cercle de confusió de 0,025 cm per a la visualització a 40-50 cm, essencialment fent el mateix factor de dos errors en unitats mètriques. No està clar si Abney o Dallmeyer van ser abans per establir l'està ndard CoC d'aquesta manera.
El lÃmit comú de CoC de 1/100 polzades s'ha aplicat per desenfocar a part del desenfocament. Per exemple, Wall (1889, 92) diu:
Per trobar la rapidesa amb què ha d'actuar un obturador per prendre un objecte en moviment que pot haver-hi un cercle de confusió de menys de 1/100 polzades de dià metre, dividiu la distà ncia de l'objecte per 100 vegades el focus de la lent i dividiu la rapidesa de moviment de l'objecte en polzades per segon pels resultats, quan tingueu la durada més llarga de l'exposició en fracció de segon.
Comentaris publicats
Afegeix-hi un comentari: