¿Por qué las cámaras de los teléfonos tienen poca o ninguna profundidad de campo, especialmente porque tienen aperturas rápidas locas, como f / 2.2.?

Supongo que está preguntando por qué las cámaras de los teléfonos inteligentes no tienen poca profundidad de campo: las cámaras de los teléfonos tienen mucha profundidad de campo. La profundidad de campo es el rango de distancia dentro de una imagen que es aceptablemente nítida. Las cámaras de teléfonos más antiguas ni siquiera se molestaron con un mecanismo de enfoque, ya que podía enfocar todo desde unos pocos pies hasta el infinito sin cambiar el enfoque. Fue principalmente el uso de la cámara como una herramienta para otras cosas, y la demanda de una cámara más capaz, lo que condujo a sistemas de enfoque en cámaras celulares.

Por supuesto, a veces le gustaría poder reducir su DOF, para aislar mejor los fondos, etc. Hay dos cosas que puede hacer para reducir su profundidad de campo: pasar a una lente de mayor distancia focal o pasar a una lente Con una apertura más amplia. Simplemente puedo colocar una lente f / 1.4 o 300 mm en mi Canon DSLR, pero no tiene otra opción con su teléfono celular.

La mayoría de los teléfonos celulares tienen aperturas en el rango f / 2.0-f / 2.5, que es moderadamente rápido, por lo que reduce un poco el DOF. Pero también están utilizando sensores muy, muy pequeños, y ofrecen un ángulo de visión bastante amplio (el mejor objetivo de uso general es uno con una visión moderadamente amplia, particularmente para fotografía de consumo). Y tienen sensores realmente pequeños, generalmente en el rango de 15 mm ^ 2 a 25 mm ^ 2. Entonces, según el recorte de una imagen del sensor, normalmente tiene una lente de 4-6 mm en un teléfono con cámara. En una cámara de 35 mm, eso es un ojo de pez, si es que existe, la lente más amplia posible. Ese Canon que mencioné tiene un sensor de aproximadamente 850 mm ^ 2. Por lo tanto, necesito una distancia focal mucho más larga para darme una vista “normal”, basada en el área necesaria para cubrir el ángulo de visión.

Si está tratando de comparar con una cámara “real”, puede hacer un poco de matemática. Puede calcular el “factor de recorte” comparando los tamaños de los sensores o, como ya lo sabemos, comparar la lente de 4.1 mm en un iPhone, por ejemplo, con el equivalente de 29 mm en una cámara de 35 mm, y obtenemos un factor de recorte de 7.25x. Por lo tanto, podría obtener una perspectiva y profundidad de campo similares con una lente de 28-29 mm (28 mm es un tamaño estándar) en una cámara de 35 mm, configurada en f / 2.2 * 7.25x ~ = f / 16. Cualquiera que esté familiarizado con las cámaras de 35 mm reconocerá instantáneamente que una lente gran angular, como una de 28 mm, tendrá una gran cantidad de profundidad de campo y se establecerá en f / 16, ¡tal vez lo actualice a una carga de barco!

Ah, pero una cosa más, y esto podría ser un poco técnico, pero es útil saber si estás tratando de descifrar todo el asunto de “comprender la fotografía”. Cuando decimos profundidad de campo, realmente estamos diciendo profundidad de campo “aceptable”. En una cámara digital, se explica más o menos así. Si toma un punto de luz perfecto y lo enfoca perfectamente en el sensor de su cámara, tendrá un disco muy pequeño, al menos en una cámara de 35 mm con una apertura más amplia. Esto se llama Airy Disc, y se debe a una curvatura de la luz basada en la difracción. En una cámara de 35 mm, esto es mucho más pequeño que un tamaño de píxel para una lente abierta. Entonces comencemos aquí. A medida que desenfoque ese pequeño disco en cualquier dirección, se hará más grande. Pero esto es lo que la mayoría de la gente no comprende: siempre y cuando ese disco sea más pequeño que un píxel, aún obtendrá una imagen nítida. Entonces eso te establece profundidad de campo.

Ahora, aún mirando cámaras de 35 mm y lentes muy abiertos, echemos un vistazo a mi DSLR, una Canon 6D de 20 megapíxeles. Esta cámara tiene un tamaño de píxel de 6.55 µm. Digamos que tengo una lente f / 2.0, que tiene un Airy Disc de aproximadamente 2.7 µm … así que si bien una lente f / 2.0 tiene una profundidad de campo natural bastante superficial, al sensor no le importará un poco de desenfoque. Pero si salí y compré una Canon 5Ds nueva y brillante con un sensor de 50Mpixel, ahora mis píxeles son de 4,14 µm … por lo que la lente desenfocada se verá mucho antes. Ve a buscar mi Olympus OM-D E-M5II, una cámara Micro de cuatro tercios con 16 megapíxeles, y ahora tengo 3,7 µm de píxeles. Por lo tanto, todavía hay algo de latitud del rango focal, pero esa misma lente de distancia focal tendrá una profundidad de campo un poco menos aceptable en el sensor más pequeño. Cuando llegas a los 1.5 µm más o menos en un iPhone, tu DOF práctico es menor, aún.

Por lo tanto, su teléfono inteligente y su lente pequeña y bastante rápida seguirán teniendo gotas de DOF, pero no tanto como los números sugerirían en el primer examen. La mayoría de las veces está atrapado con él … sin fondos desenfocados a menos que esté muy cerca. De hecho, esto se ve como un problema en la medida en que algunas compañías han estado trabajando en trucos de procesamiento de imágenes para descubrir qué hay en primer plano y desenfocar el fondo, para darle esa apariencia de “cámara grande” en la pequeña cámara del teléfono celular ( los sensores más pequeños de cualquier cámara común: los teléfonos inteligentes han matado prácticamente al extremo más bajo del mercado de cámaras P&S).

También está la cuestión de lo que un usuario realmente quiere. Un DOF superficial es ideal para efectos creativos. Cuando tomo retratos y cierro con sinceridad, utilizo una lente f / 1.8 de 85 mm en mi Canon, lo que me da un fondo desenfocado muy agradable y cremoso, realmente hace que el sujeto destaque. Pero también requiere un enfoque muy preciso, por supuesto, y no querrás eso para disparar a un grupo. En el pasado lejano, las cámaras de consumo solían tener lentes “sin foco” (no se había inventado el enfoque automático), que generalmente eran lentes terribles en f / 8 o f / 11 en películas de 24 mm o 35 mm … todo, desde quizás 4 pies hasta el infinito, estaba enfocado. De hecho, los primeros iPhones tampoco tenían foco: usaban el mismo concepto, lo que llaman una lente hiperfocal. El teléfono inteligente es la versión moderna de la cámara muy, muy básica, diseñada para ser fácil de usar para buenas fotos. Por lo tanto, la mayoría de los usuarios en realidad no quieren poca profundidad de campo.

Podrían darle un poco menos de DOF al ir a una apertura más amplia. Pero a medida que aumenta la apertura, aumenta drásticamente el tamaño de la lente. Y, por supuesto, los teléfonos inteligentes tienen que ser muy delgados y pequeños, por lo que eso no va a suceder … la lente más rápida en cualquier teléfono inteligente en este momento es f / 1.8, que está en el LG V10 (mi último) y LG G4. Lo que encuentra es que la apertura de su teléfono inteligente es probablemente (no siempre) el número f más pequeño (por ejemplo, la apertura más estrecha) que evita la limitación de difracción en el sensor. Ir a una abertura más grande aumentaría el tamaño del ensamblaje de la cámara, ir a una abertura más pequeña causaría una difracción que limita la resolución por debajo de la del sensor (que es absolutamente lo que encontrará en algunas de estas cámaras P&S hoy … necesita una f /2.0 lente para un sensor de 1 / 2.3 “para evitar la difracción a 15-20Mpixels, dependiendo de sus objetivos para una resolución útil … muchos, muchos modelos P&S tienen lentes f / 3.5 o peores, lo que significa una resolución efectiva más como 12Mpixels).

Tienes que tener en cuenta el pequeño tamaño del sensor. La apertura es solo una parte de la ecuación en este caso.

Esencialmente, lo que cambia es el alcance de la lente (mm). Si toma una foto del mismo sujeto a 50 mm y a 200 mm con la misma apertura, la toma de 50 mm tendrá más sujeto enfocado.

Debe comprender que cuando un teléfono móvil está calificado para tener una cámara de 28 mm, esto es en términos de película de 35 mm (o fotograma completo para digital). La longitud focal real de la lente será de aproximadamente 3 mm, dependiendo del tamaño del sensor. Esta lente de 3 mm produce una imagen equitativa de 28 mm porque el tamaño del sensor es mucho más pequeño. Por lo tanto, es aproximadamente 9 veces más ancho y, por lo tanto, incluso con el f / 2.2 hay una gran profundidad de campo al enfocar (y, por lo tanto, el enfoque selectivo es imposible).

Existen algunas técnicas simples para agregar más profundidad a las fotos de su teléfono inteligente: Dispare como un profesional con estos consejos de fotografía móvil

Encuentre maneras de hacer que las fotos de su teléfono inteligente se sientan tridimensionales. Es una excelente manera de darles más impacto, aquí ves largas sombras en la toma que dan altura al sujeto:

Puede incorporar el interés de primer plano que le da algún contexto a la distancia entre el primer plano y el fondo. Tomar una posición de disparo muy baja también te ayuda a introducir elementos de primer plano en la toma. El uso de líneas iniciales, como el camino, también hará que sus fotos parezcan tener más profundidad:

Dave Haynie explica las cosas bastante bien aquí.

Solo tengo un gran dato para agregar.

Puede calcular la equivalencia aproximada de las aberturas en función del tamaño real de la abertura.

Un iPhone 6 tiene una lente equivalente a una lente f / 15 de 29 mm en una cámara de formato de 35 mm.

Las especificaciones reales de una cámara iPhone 6 son una distancia focal de 4.15 mm y una apertura f / 2.2. Esto le da una apertura de ~ 1.89 mm. Si tiene una lente de 29 mm (mismo campo de visión) con una apertura de 1.89 mm, obtendrá algo así como f / 15.3.

Toda longitud focal equivalente significa que el ángulo de visión es el mismo.


Obtuve un Galaxy Note 5 el año pasado, y descubrí que el DOF es sorprendentemente estrecho para mis usos personales del teléfono con cámara. Lo uso principalmente para imágenes de primer plano de objetos en el trabajo. Cuando se usa a distancias más humanas, la profundidad de campo es notablemente menor que muchas cámaras de apuntar y disparar: los fondos no son borrosos, pero a menudo no son muy nítidos debido a la profundidad de campo más estrecha.

La cámara tiene un sensor un poco más grande (1 / 2.6 “frente a 1 / 3.0”) y una mayor apertura que el iPhone – f / 1.9, y una distancia focal equivalente similar – 28 mm. La distancia focal real es de 4,3 mm.

En términos de una cámara de 35 mm, el Galaxy Note 5 es similar a una lente f / 12.3 de 28 mm.

Hice algunos cálculos rápidos en una cámara superzoom, una Canon SX 60 HS, y la lente zoom “equivalente” súper larga de 21-1365 mm tiene una apertura de f / 3.4-6.5, que es equivalente a algo en la línea de una f / Lente de 18 f / 36 en formato de 35 mm.


Confirmaré: mi Galaxy Note 5 produce imágenes que tienen un poco más de profundidad de campo que mi DSLR de 35 mm, en f / 11. Si quiero que mis imágenes sean nítidas hasta el infinito, generalmente dispararé a f / 16 en la DSLR, oa veces f / 22.

Imagine que su lente está enfocada al infinito. Los rayos paralelos que entran en la lente se enfocan en un punto del sensor. Entonces, para cada punto del sensor hay un cilindro imaginario, con el diámetro de la abertura de la lente, que se extiende desde la lente hasta el infinito. Cualquier cosa dentro de ese cilindro se enfoca al mismo punto en el sensor.

Ahora imagine que tiene un sujeto que no está en el infinito donde la lente está enfocada, sino que se encuentra a poca distancia de usted. El detalle más pequeño que podrá resolver es igual al diámetro de esos cilindros imaginarios. Haz los cilindros más estrechos y resolverás detalles más pequeños sobre el sujeto desenfocado. Amplíe los cilindros y resolverá menos detalles de los sujetos fuera de foco. Siempre que su lente esté enfocada al infinito, el detalle más pequeño que puede resolver es igual al diámetro de la abertura.

Las cámaras del teléfono tienen una distancia focal muy corta para ajustar el dispositivo al grosor del teléfono. La corta distancia focal significa que el diámetro de la abertura de la lente también es pequeño. Un iPhone 6, por ejemplo, tiene una longitud focal de 4,15 mm, por lo que a f / 2,2 el diámetro de la apertura del objetivo es 4,15 / 2,2 = 1,9 mm. Entonces, el detalle más pequeño que podría resolverse en una imagen enfocada en el infinito es 1.9 mm.

Las aberturas de lente más pequeñas de las cámaras de los teléfonos son la razón por la cual tienen una profundidad de campo mucho mayor.

La profundidad de campo se refiere al rango que está enfocado, no al bokeh de un fondo borroso. Las cámaras de los teléfonos celulares, debido a sus pequeños sensores, tienen una enorme profundidad de campo, a menudo demasiado para hacer una composición fuerte que aísla al sujeto. La pequeña lente, el sensor y la distancia focal ultracorta simplemente no permiten mucha dispersión.

El HTC m8 tenía una cámara de doble sensor, una para profundidad y otra para la imagen. Desde el m8 muchos otros teléfonos han comenzado a presentar esto. El m8 también mostró a las personas cuán poca resolución tenía que ver con la calidad de la imagen, teniendo en cuenta que el m8 solo tenía una cámara con sensor dual de 4 megapíxeles ultrapíxel. Los píxeles más grandes permitieron imágenes más brillantes y mejores tomas con poca luz, y el segundo sensor le dio a las imágenes un aspecto más tridimensional, en lugar de verse sin vida como la mayoría de los demás.

Tamaño del sensor vs longitud focal vs apertura.

Todos tienen un papel en la determinación de la profundidad de campo.

Otra cosa, las cámaras de teléfonos inteligentes tienen mucha profundidad de campo.

La profundidad de campo se refiere al plano de enfoque y a la cantidad de foco delante y detrás de ese plano. Una imagen con muy poca profundidad de campo significa que el plano de enfoque es minúsculo y no hay mucho detrás o delante del círculo de confusión de que las cosas están enfocadas.

En realidad es porque tienen una imagen fija f / 2.2, cuando la f es mayor, la profundidad de campo también es mayor, en la lente dslr de la cámara, tienen un obturador fisico, en las cámaras de los teléfonos celulares es digital, porque siempre tienen una f fija.

Las aperturas grandes (rápidas) tienen la profundidad de campo más superficial.
Dado que las cámaras son mecánicamente simples y no tienen aperturas ajustables, todas las imágenes se toman con la apertura completamente abierta, lo que da una pequeña profundidad de campo.

Porque el tamaño de su sensor es muy pequeño. F / 2 en un sensor más grande es mucho menos profundo que f / 2 en un micro tercio. Una cámara de teléfono ni siquiera es comparable en ese tamaño. vea cómo incluso a esa apertura casi no hay capacidad de poca luz para disparar.