Como funciona o diafragma de uma câmera?

Acho que sou muito bom em matemática e entendo geometria básica, mas tenho problemas para entender a função de um diafragma nas câmeras.

Digamos que uma câmera esteja em um estado específico. Ela captura a luz de um “cone” específico, saindo da lente da câmera. Agora, se o diafragma se move (diminui o diâmetro do orifício), e nada mais se move na câmera, só pode resultar em um “material preto” aparecendo ao redor da imagem, certo?

Não vai mudar o tamanho de objetos na imagem final, ou nitidez de objetos, ou a “taxa” (quantidade / tempo) de luz, que está chegando ao centro da imagem (que não é coberto por um diafragma). Estou certo?

Mas se o diafragma nunca é mostrado na imagem final, e apenas cobre os raios ao seu redor, qual é o propósito disso, já que esses raios nunca chegariam ao sensor de imagem de qualquer maneira, certo?


Editar: acho que estou começando a ter uma ideia.

Meu intuit íon era que, se houver um obstáculo entre dois pontos A e B, A não pode ver B. O ponto A está no objeto e B está no sensor, e o fato de que a linha entre eles não é reta (refratado por uma lente) não muda nada.

Eu não percebi que há muitos raios (em direções diferentes) indo de A, através da lente, e alcançando B. O obstáculo perto da lente se comporta de maneira muito diferente. Cobrindo metade da lente, 2x menos raios iriam de A para B, mas o sensor B iria ainda receberá luz de A (B ainda “verá” A).

Comentários

  • Acho que você precisa refletir um pouco mais sobre o traçado de raios através de um sistema de imagem, e onde você poderia colocar uma abertura que não interferisse na imagem, mas mudasse a quantidade de luz que a cria.
  • Resumidamente: não, que ' s não está certo. Você pode verificar como esse anel preto nunca aparece e também como essa abertura afeta a exposição e o foco. É ' muito demorado para explicar. Você está familiarizado com a óptica geométrica? Que coisas você já sabe? Além disso, sugiro que você faça a distinção entre diafragmas de abertura e de campo.
  • Uma lente simples enviará todos os raios de luz do mesmo ponto do objeto para um único ponto no plano do filme, não importa onde o raio de luz atinge a lente . Da mesma forma, os raios de luz de um ponto diferente no assunto serão todos referidos a um ponto diferente no plano do filme. Uma abertura colocada perto da lente bloqueia alguns desses raios de luz, mas não muda os caminhos dos raios de luz que são deixados passar.
  • … entretanto, se a abertura estiver muito perto do lente, a imagem da abertura em si ficará tão fora de foco que ficará invisível.
  • @SolomonSlow Isso parece mais uma resposta do que um comentário.

Resposta

O argumento em sua edição é essencialmente correto.

O diafragma é introduzido muito perto da lente, onde os objetos estão desfocado ao máximo, de modo que todos os raios de todos os objetos passem pelas lentes. O diafragma remove alguns desses raios, mas ainda permite que vários raios passem e formem uma imagem.

Isso significa que a “sombra” do diafragma está completamente desfocada, de modo que cubra toda a imagem escurecendo-a em comparação com o que você “teria com um diafragma aberto (com mais luz para circular no total), mas não formar uma imagem no sensor porque ele está no plano da lente.


Quanto a por que você tem um diafragma em primeiro lugar: isso permite que você brinque com a profundidade de campo , ou seja, com a faixa de distâncias nas quais os objetos aparecerão em foco. Quanto maior for a sua abertura, mais raios você terá, e isso significa que os raios que atingem o plano focal abrangem um cone de ângulos mais amplo, o que por sua vez implica que há uma tolerância reduzida para mover o detector para trás ou para frente, mantendo o objeto em foco.

Por outro lado, para um plano de detector fixo, essa tolerância reduzida significa que quanto maior a abertura, menor será o intervalo de comprimentos em que os objetos aparecerão em foco.

Você usa um diafragma quando deseja ter uma profundidade de campo maior (ou seja, onde deseja que objetos em muitas distâncias diferentes apareçam em foco) e não há problema em perder um pouco de luz no geral. Assim, você reduz a abertura, matando alguns raios de fora de sua lente e, no processo, você reduz o cone de ângulos e expande a profundidade do plano focal.

Comentários

  • Sim! A chave para mim foi perceber que existem muitos raios diferentes entre um ponto em um objeto e um ponto em como ensor. O resto é uma geometria simples.O diafragma apenas " torna a lente menor ". Menos luz chega ao sensor, o que geralmente é uma coisa ruim (podemos precisar " enfatizar " cores por software, o que pode adicionar ruído), mas a desfocagem de objetos muito próximos / muito distantes diminui, conforme a área da lente diminui.

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