¿Las imágenes tomadas con tamaños de abertura más pequeños son más nítidas en el centro y más borrosas en los bordes?

Sí, hasta cierto punto. La mayoría de los lentes mejoran cuando se detienen un poco más allá de la apertura más amplia. Cuanto más pagas, menos es generalmente un factor. Y cuando te detienes demasiado, todos se vuelven borrosos.

El baile complejo del diseño de lentes

Es un pequeño truco conseguir que los elementos de lente circular curvada en la lente de su cámara se enfoquen perfectamente en el campo plano de su sensor de imagen. El campo del len es naturalmente curvado, curvado de campo doblado. El ojo humano maneja esto entregando un sensor de imagen curvo; Las cámaras manejan esto con complejos diseños de lentes de elementos múltiples. Esto también está tratando de corregir otras cosas, como la aberración cromática o el esferocromatismo, que se produce porque su lente puede proporcionar puntos focales ligeramente diferentes para las diversas frecuencias de luz a las que refracta. Y también les preocupan las distorsiones lineales … las líneas rectas deben mantenerse rectas.

Por lo tanto, es posible que tenga una lente que esté tan afilada en el centro como en los bordes, pero no al mismo tiempo. En ese caso, entonces sí, ir a una apertura más estrecha en una apertura amplia aumentará la profundidad de campo, lo que permitirá que una mayor parte de la imagen permanezca enfocada. También obtendrá más profundidad de campo con un sensor de imagen de menor resolución: mientras que el grado de enfoque de una lente es analógico, la muestra de su sensor, por supuesto, no lo es. Si un defecto de enfoque es más pequeño que el tamaño de un píxel, no puede verlo en sus fotografías.

Ya que los diseños de lentes modernos intentan corregir la curvatura del campo y no necesariamente lo hacen perfectamente, puede tener efectos extraños. La curvatura del campo de una lente de zoom casi siempre cambiará según la distancia focal. En algunas lentes, también cambiará según el punto de enfoque. A veces, se obtiene un carácter complejo en la planitud focal … puede que no sea una “campana” de afilado contra borroso a través de su campo focal, sino una dona.

Compromisos modernos

En la era moderna, hay algunas cosas más fáciles de arreglar que otras. Mira el sistema micro de cuatro tercios. Cuatro tercios fue el primer sistema diseñado específicamente para cámaras digitales. Cada lente Micro de cuatro tercios contiene un perfil de las imperfecciones del len. Cuando carga esto en un programa que entiende que se aplican las correcciones de metadatos (Lightroom, Photoshop, etc.). Este hecho es utilizado por los diseñadores de lentes para inclinar su evaluación de los diversos criterios de diseño. Permitir más distorsiones de linealidad, que son fáciles de arreglar, puede ofrecer un diseño más pequeño, un diseño de menor costo, un diseño con menos curvatura de campo o aberración cromática, etc.

El punto dulce … y más allá

Por lo tanto, cada lente tiene lo que encontrarás que se describe como un punto dulce. Baja esa lente una o dos paradas y obtendrás un campo más plano, tal vez una imagen más amplia en general, una disminución de la aberración cromática, quién sabe. Esta es la razón por la que las revisiones de la competencia cubren una lente con varios ajustes de apertura.

Pero no puedes parar para siempre y solo ganar más. Eventualmente, obtienes una imagen más difusa debido a la difracción. La difracción es un hecho no intuitivo de que la luz que atraviesa una abertura será doblada por esa apertura. Por lo tanto, si tuviera un punto de luz matemáticamente perfecto y proyectara a través de cualquier lente y lo enfocara perfectamente, no tendrá un punto de luz teóricamente perfecto en su punto focal. Tendrás un disco. De hecho, tendrás un Airy Disc, que lleva el nombre de George Airy, el tipo que primero hizo todos los cálculos sobre la difracción.

El diámetro mínimo de su Airy Disc está controlado por una sola cosa: la apertura de su lente. Entonces, mientras el disco sea más pequeño que el tamaño de su píxel, la imagen se volverá más nítida a medida que se detenga (puede haber otros problemas relacionados con el diseño de la lente, pero esa es la tendencia, y esta es la ley incontrovertible de la física que se abre camino). de la diversión).

Cuando el Airy Disc es más grande que el tamaño de tu píxel, eso significa que tu punto de luz perfecto ahora sangra en los píxeles vecinos. Sin embargo, se puede ver en los gráficos de intensidad anteriores, que la mayor parte del daño es el pico central del disco. Así que un poco de sangrado probablemente no se notará. El efecto visible también estará determinado por el tamaño de la impresión, por supuesto.

Pero en última instancia, las difracciones comienzan a dominar tu imagen. Para una cámara de 35 mm, es un factor competitivo en f / 16 … posiblemente incluso en f / 11 si tiene sensores que se acercan a 40–50 Mpixels. Para un Micro cuatro tercios, es un factor en f / 8.

No por regla general.

Cuando la apertura está abierta (agujero grande: número pequeño), los diseñadores de lentes se esfuerzan por obtener los bordes tan nítidos como el centro.

Cuando la apertura es más pequeña (orificio pequeño: número grande), el rendimiento de la lente queda dominado por la Difracción: es casi como una lente de orificio que tiene un rendimiento igualmente pobre en todas partes.

DXOmark tiene un práctico comparador: venden software para corregir aberraciones de lentes, por lo que tienen datos de prueba muy precisos, que venden a DPreview.com.

Nikon AF-S DX Nikkor 18-55 mm f / 3.5-5.6G
Haga clic en [Mediciones] [Nitidez] [Mapa de campo] para ver
(verde = bueno; rojo = malo)

Haga clic en [Aperture] [22] para ver cómo es con la apertura más pequeña: ¡uniformemente mediocre!

Como regla general, los bordes de una imagen mejoran más al cerrar la apertura que en el centro.

Con las cámaras modernas, depende mucho del tamaño real de la lente. Con el formato 4/3, por ejemplo, hay varias lentes que son más afiladas en el centro con la apertura completamente abierta, pero en su mayoría mejoran un poco en los bordes con un cierre moderado de la apertura. Pero con 4/3, la mayoría de los lentes comienzan a ser menos afilados a partir de aproximadamente f / 8 debido a la difracción, que es una limitación física fundamental.

No. Hay dos factores que afectan la nitidez: las aberraciones de las lentes (imperfecciones) y la profundidad de campo. La mayoría de las lentes tienen un “punto dulce” alrededor de la mitad de su rango (por ejemplo, f / 5.6 a f / 8). Una apertura más grande (numéricamente más pequeña) tiende a enfatizar las aberraciones, mientras que una apertura más pequeña permite que la difracción haga que la imagen sea menos nítida. Pero en aperturas medias, tanto la nitidez del centro como de la esquina mejoran.

La profundidad de campo es un asunto diferente. Ese es el rango de distancias que es nítido y aumenta al disminuir la apertura. Esto es particularmente importante para las fotos macro, donde la profundidad de campo es muy superficial y es necesario hacer un intercambio entre la difracción y la profundidad de campo.

Para hacerlo simple.

1. Todas las lentes son más nítidas en el centro y más borrosas en el borde lejano de la imagen, independientemente de la abertura del objetivo.

2. En el centro de la imagen, la lente abierta es más borrosa que la lente. Por lo general, la mejor nitidez se alcanza alrededor de f / 8 y el mejor compromiso con la recolección de luz y la nitidez se puede lograr si u detiene el objetivo a la abertura en segundo o tercer lugar al abierto.

Depende de lo que estemos hablando.

Solo para confirmar, una abertura pequeña tiene un número grande y una abertura grande tiene un número pequeño. es decir, f / 1.4 es mayor que /f5.6.

Voy a asumir que te refieres a una abertura más pequeña, ya que, literalmente, la abertura es más pequeña, por lo tanto, el número es más grande.

La mayoría de las lentes funcionan mejor en aperturas más pequeñas que las más grandes. En general, una lente estará en su punto más agudo en todas las aperturas “medias” como f / 5.6 o f / 8. Cuando te diriges hacia aperturas cada vez más pequeñas, puedes obtener una difracción que hará que toda la imagen se vuelva un poco menos nítida.

En general, la mayoría de los lentes no tienen la mejor nitidez “abierta”, lo que significa que la apertura está ajustada tan grande como es posible (es decir, el número más bajo), la mayoría de los lentes funcionan mejor en las aperturas medias y la mayoría de los lentes exhibirán un poco de difracción si se cierra hasta su abertura más pequeña (es decir, el número más grande).

He usado “generalmente” mucho porque todos los lentes son diferentes, y casi seguro que estoy equivocado al menos en algunos de ellos.

Tu respuesta dependerá de la lente. Cada lente tiene su propio gráfico que muestra dónde se desempeña mejor, en términos de nitidez, etc. Por ejemplo, Canon publica estos gráficos en su sitio. A menudo, la mejor nitidez viene en el área f5.6.