¿Cómo funciona el diafragma de una cámara?

Creo que soy bastante bueno en matemáticas y entiendo la geometría básica, pero tengo problemas para entender la función de un diafragma en las cámaras.

Digamos que una cámara se encuentra en un estado específico. Captura la luz de un «cono» específico, que sale del lente de la cámara. Ahora, si el diafragma se mueve (disminuye el diámetro del agujero) y nada más se mueve en la cámara, solo puede resultar en un «material negro» que aparece alrededor de la imagen, ¿verdad?

No cambiará el tamaño de los objetos en la imagen final, o la nitidez de los objetos, o la «velocidad» (cantidad / tiempo) de la luz, que llega al centro de la imagen (que no está cubierta por un diafragma). ¿Estoy en lo cierto?

Pero si el diafragma nunca se muestra en la imagen final, y solo cubre los rayos a su alrededor, ¿cuál es el propósito, ya que esos rayos nunca llegarían al sensor de imagen de todos modos, verdad?


Editar: Creo que estoy empezando a tener una pista.

Mi intuición Ion fue que si hay un obstáculo entre dos puntos A y B, A no puede ver B. El punto A está en el objeto y B en el sensor, y el hecho de que la línea entre ellos no es recta (refractada por una lente) no cambia nada.

No me di cuenta de que hay muchos rayos (en diferentes direcciones) que van desde A, a través de la lente y llegan a B. El obstáculo cerca de la lente se comporta de manera muy diferente. Al cubrir la mitad de la lente, se obtendrían 2 veces menos rayos de A a B, pero el sensor B todavía recibe luz de A (B todavía «verá» A).

Comentarios

  • Creo que debes reflexionar un poco más sobre el trazado de rayos a través de un sistema de imágenes, y donde se puede colocar una apertura que no interfiera con la imagen, pero que cambie la cantidad de luz que genera la imagen.
  • En pocas palabras: no, eso ' no está bien. Puede comprobar cómo nunca aparece ese anillo negro, y también cómo esa apertura afecta la exposición y el enfoque. Es ' bastante largo de explicar. ¿Está familiarizado con la óptica geométrica? ¿Qué cosas ya sabes? Además, le sugiero que haga la distinción entre diafragmas de apertura y de campo.
  • Una lente simple enviará cada rayo de luz desde el mismo punto único sobre el sujeto, a un punto único en el plano de la película, no importa dónde ese rayo de luz golpee la lente . Del mismo modo, los rayos de luz de un punto diferente sobre el sujeto se referirán todos a un punto diferente en el plano de la película. Una apertura colocada cerca de la lente bloquea algunos de esos rayos de luz, pero no cambia la trayectoria de los rayos de luz que se dejan pasar.
  • … mientras tanto, si la apertura está muy cerca de la lente, entonces la imagen de la apertura en sí estará tan desenfocada que será invisible.
  • @SolomonSlow Eso parece más una respuesta que un comentario.

Respuesta

El argumento en su edición es esencialmente correcto.

El diafragma se introduce muy cerca de la lente, donde se encuentran los objetos máximamente desenfocado, de modo que cada rayo de cada objeto pase a través de la lente. El diafragma elimina algunos de esos rayos, pero aún permite que pasen varios rayos y formen una imagen.

Esto significa que la «sombra» del diafragma está completamente desenfocada, de modo que cubre toda la imagen oscureciéndola en comparación con lo que tendrías con un diafragma abierto (con más luz para todos en total), pero no formar una imagen en el sensor porque está en el plano de la lente.


En cuanto a por qué tienes un diafragma en primer lugar: esto te permite Juegue con la profundidad de campo , es decir, con el rango de distancias a las que los objetos aparecerán enfocados. Cuanto más amplia sea su apertura, más rayos tendrá, y eso significa que los rayos que alcanzan el plano focal abarcan un cono de ángulos más amplio, lo que a su vez implica que hay una tolerancia reducida para mover el detector hacia atrás o hacia adelante sin dejar de el objeto en foco.

Por el contrario, para un plano detector fijo, esa tolerancia reducida significa que cuanto más amplia es la apertura, menor es el rango de longitudes en las que los objetos aparecerán enfocados.

Utiliza un diafragma cuando quiere tener una mayor profundidad de campo (es decir, cuando quiere que los objetos a muchas distancias diferentes aparezcan enfocados) y está de acuerdo con perder algo de luz en general. Por lo tanto, reduce la apertura, matando algunos rayos desde el exterior de su lente, y en el proceso, reduce el cono de ángulos y expande la profundidad del plano focal.

Comentarios

  • ¡Sí! La clave para mí fue darme cuenta de que hay muchos rayos diferentes entre un punto de un objeto y un punto de un objeto. ensor. El resto es una geometría simple.Solo el diafragma " reduce el tamaño de la lente ". Llega menos luz al sensor, lo que suele ser algo malo (es posible que debamos " enfatizar " colores por software, lo que podría agregar ruido), pero la borrosidad de los objetos demasiado cercanos / demasiado lejanos disminuye, a medida que disminuye el área de la lente.

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