As aberturas menores fornecem mais profundidade de campo além do limite de difração, mesmo se o pico de nitidez sofrer?

Em Entendendo a exposição (3ª edição, na página 48 ), Bryan Peterson tem o que pode ser chamado de um discurso retórico contra a sabedoria convencional moderna on-line sobre limites de difração. As respostas neste site estão praticamente alinhadas com a sabedoria convencional; consulte O que é um "limite de difração"? e Qual é o benefício de uma pequena abertura?

Mas Peterson é particularmente desprezador dos "sites dos fóruns de fotografia" e diz que "quer esclarecer as coisas". Existe um grão de verdade no que ele diz, ou ele é totalmente fora da base?

Em particular, ele diz que o f / 22 é "a menor abertura de lente que, por sua vez, produz a maior profundidade de campo" com uma lente grande angular, e que o f / 22 é, portanto, a única maneira de registrar a nitidez de frente para trás . A parada além do limite de difração proporcionará uma nitidez mais consistente em todo o campo, mesmo que não seja absolutamente tão nítida, talvez? Ou o limite de difração significa que, em um determinado momento, muito antes do f / 22 nos dPSLs APS-C, tudo é tão nítido quanto possível e, além disso, tudo fica pior?

Peterson também diz: "A questão do uso do f / 22 nunca foi um problema durante os dias em que todos filmamos, e hoje não deve ser um problema." Em esta resposta neste site , jrista (convincentemente, pensei) argumenta que o limite é uma função do meio de gravação. Peterson, apesar das credenciais como autor de fotografia mais vendido, não dá credibilidade suficiente à diferença entre filme e digital?

Primeiro de tudo, era uma questão no filme. Se Bryan Peterson não estava ciente disso na época, isso apenas mostra o que ele não sabia, não que isso não fosse realmente um problema.

Havia diferenças, no entanto. Antes de tudo, não tínhamos dados EXIF, e a maioria das pessoas não mantinha notas cuidadosas o suficiente para realmente saber por que o tiro X saiu um pouco mais nítido do que o tiro Y. Mesmo para aqueles que fizeram anotações, realizando testes, tais como tomar 100 fotos do mesmo assunto, enquanto variando as configurações da câmera para ver o que funcionou bem eo que não era trabalho suficiente para que muito poucas pessoas a cada realmente tentei.

Segundo, para a maioria das pessoas, os padrões eram muito mais baixos. Observar fotos em um monitor de computador, em particular, facilita muito o zoom, a ponto de você detectar defeitos realmente menores que nunca veria em uma impressão de tamanho razoável ou projetar um slide, mesmo muito grande .

Terceiro, há um efeito psicológico envolvido. Quando você fotografa em f / 22, tudo fica um pouco embaçado, então você tende (por exemplo) a não olhar tão de perto. A maioria das pessoas nunca notará muito, porque elas tendem a parar de olhar mais de perto quando elas (geralmente subconscientemente) percebem que não há mais detalhes para ver lá. Por outro lado, se você fotografar, digamos, em f / 5.6 as partes da imagem que têm exatamente o mesmo tamanho de CoF do que em f / 22 parecerão desfocadas, porque é possível (pelo menos geralmente) ver partes que são substancialmente mais nítido.

Quarto, muito depende da qualidade da lente envolvida. Se você observar / brincar com lentes de (digamos) 50 ou 60 anos atrás, poderá depender bastante do fato de que, pelos padrões atuais, elas são horríveis quando estão abertas. Uma lente f / 2 pode precisar ser interrompida com facilidade até f / 8 ou menos antes de ser razoavelmente boa pelos padrões modernos. As aberrações quando estavam abertas eram ruins o suficiente para que a qualidade ainda melhorasse até f / 11 ou até f / 16 em muitos casos. Uma lente ótima e uma lente realmente ruim são quase iguais em f / 22 - mas em f / 8 a ótima lente será muito melhor.

Para se aproximar da sua pergunta direta: sim, o tamanho do sensor tem um efeito considerável. Com um sensor maior, você precisa estar mais próximo do objeto para obter o mesmo enquadramento com a mesma distância focal da lente. Isso significa que um sensor maior normalmente reduz o DoF aparente, assim você ganha mais ao parar. Segundo, ao usar um sensor maior, você está ampliando menos para obter o mesmo tamanho de impressão. Isso evita que a perda de nitidez de uma pequena abertura seja quase tão aparente.

Para dar um exemplo extremo, muitos dos fotógrafos "clássicos" mais conhecidos, como Adams e Weston, pertenciam ao que chamavam de clube f / 64. Filmando uma câmera de 8 x 10 (ou até maior), eles precisavam de uma abertura minúscula para obter alguma Dof e, obviamente, pelo nome, consideravam f / 64 a abertura ideal. A perda de nitidez não importava muito, pelo simples motivo de que raramente aumentavam muito. Começando com um negativo de 8 x 10, até uma impressão 24x30 era apenas um aumento de 3: 1 - um pouco menos do que produzir uma impressão 3x5 a partir de uma câmera digital de quadro inteiro.

Edit: Primeiramente, o f / 22 raramente é necessário do ponto de vista do DoF. Considere distâncias hiperfocais para uma lente de 50 mm em várias aberturas:

f/8:  41 feet
f/11: 29 feet
f/16: 21 feet
f/22: 15 feet

O ponto mais próximo que está em foco é metade desse número em cada caso, portanto, passar de f / 16 para f / 22 ganha cerca de 1 metro de primeiro plano que está em foco. Sem dúvida, há momentos em que ganhar 3 pés vale quase tudo . Vamos ser honestos: não é realmente muito comum - e provavelmente 95% das vezes você pode usar o f / 22 para fazer o trabalho, você pode usar o empilhamento de foco (por exemplo) para realizar o mesmo e obter nitidez muito maior No geral.

Para uma paisagem típica, raramente é necessária. Considere, por exemplo, uma câmera FF com uma lente de 50 mm sendo mantida no nível dos olhos (digamos, 60 "acima do solo), com o solo próximo aproximadamente plano e nivelado. Para simplificar, assumiremos que eles estão segurando a câmera aproximadamente no nível .

Neste caso, o primeiro plano mais próximo ao muito borda da imagem é de cerca de 250 polegadas (pouco menos de 21 pés) de distância. Isso significa que o f / 8 é pequeno o suficiente para que a imagem inteira caia dentro do DoF. Alguém como aparência realmente de perto o muito extremidade da imagem pode ser capaz de perceber que é apenas um pouco mais suave do que o centro - mas o que eles estão vendo ainda é um pouco mais acentuada na borda e uma muito nítida no centro do que se você tinha tirado a foto em f / 22.

Sinto-me obrigado a acrescentar, no entanto, que o DOF não é o único motivo para usar uma pequena abertura. Às vezes, uso uma abertura minúscula especificamente para obter uma imagem bastante suave e de baixo contraste. Definir f / 22 (ou f / 32, se disponível) pode ser uma alternativa muito barata a uma lente de foco suave, e quando você quer uma aparência suave e sonhadora como seria de esperar de uma câmera pinhole, o f / 32 pode ser fácil substituto.

Conclusão: é perfeitamente possível produzir fotos realmente agradáveis ​​fotografando em f / 22 ou f / 32 - mas quando / se você usá-lo, faça isso com base em pelo menos uma idéia do que esperar e sabendo que você quer o tipo de foto que você vai conseguir. Você não fazê-lo porque Bryan Peterson (ou qualquer outra pessoa) assegurou-lhe que é a coisa certa a fazer, nem deve fazê-lo esperando uma imagem em f / 22 para sair nem perto de tão acentuada como um de f / 11.

Deixe-me fechar com uma pequena série de fotos. Todas foram tiradas de um tripé com o espelho pré-instalado, tudo a poucos segundos um do outro, de modo que a luz mudou muito pouco, etc. Primeiro, uma foto geral:

Então 100% de culturas em f / 11, f / 16, f / 22 e / f32:

Agora, é verdade que estamos espiando por pelo menos algum grau aqui, mas também é verdade que a perda de qualidade em f / 22 e (especialmente) f / 32 é bastante óbvia. Francamente, embora a maioria dos testes mostre alguma perda em f / 16 ao fotografar alvos planos e de alto contraste, aqui na imagem real, o f / 16 não aparece tão diferente de f / 11.

OTOH, em f / 22 a perda de qualidade é bastante perceptível, e em f / 32 o resultado é francamente bastante horrível.

Ah, e estas são todas tiradas a 200mm. Se você acredita que uma lente longa vai salvá-lo dos efeitos da difração, prepare-se para alguma decepção ...

Nas câmeras digitais, a abertura limitada por difração (DLA) é determinada pelo tamanho dos pixels do sensor. No filme, era o tamanho dos grãos na emulsão, portanto o DLA da mesma combinação câmera / lente varia com base no filme que está sendo usado. Isso ocorre porque está relacionado ao tamanho do círculo de confusão para uma determinada abertura. Com um sensor digital, o DLA é a abertura na qual o tamanho do círculo de confusão se torna maior que os pixels do sensor e começa a afetar visivelmente a nitidez da imagem no nível do pixel. A difração no DLA mal é visível quando visualizada a 100% (1 pixel = 1 pixel) em uma tela. À medida que a densidade de pixels do sensor aumenta, cada pixel diminui e o DLA aumenta.

DLA não significa que aberturas mais estreitas não devem ser usadas. É onde a nitidez da imagem começa a ser comprometida para aumentar o DOF. Sensores de resolução mais alta geralmente continuam a fornecer mais detalhes além do DLA do que sensores de resolução mais baixa até que a "Frequência de corte por difração" seja atingida (uma abertura muito mais estreita). A progressão de nítida para suave não é abrupta.

O DLA pode variar bastante de uma câmera para outra. Entre a linha atual da Canon, o DLA mais alto é o f / 11 para o 1D X com 18.1MP em um sensor de quadro completo (36X24mm). Cada pixel tem 6,9 micrômetros de largura. Os rebeldes 7D, 60D e T2i a T4i compartilham o mesmo sensor básico que comporta 18.0MP em um formato APS-C (22.3X14.9mm) que usa 4.3 pixels de micrômetro. Isso resulta em um DLA de f / 6.9. O 5D original espalhou 12,8MP (8,2 micrômetros de largura) em um sensor FF para um DLA de f / 13.2. A 1D mark II usou 8,2 MP no mesmo tamanho de pixel em um sensor APS-H para o mesmo DLA de f / 13.2.

Então, o que acontece depois que você seleciona uma abertura além do DLA? A difração começa a afetar negativamente a nitidez no ponto absoluto de foco. Em troca, a abertura mais estreita aumenta a profundidade de campo que está em foco nominal. Existem técnicas que permitem maximizar a profundidade de campo usando a maior abertura possível. Aprender a calcular a distância hiper-focal (ou carregar um gráfico para cada distância focal usada) permite que você posicione o ponto de foco o mais próximo possível da câmera, permitindo que tudo além desse ponto até o infinito permaneça aceitável em foco. A grandes distâncias e aberturas amplas, a profundidade de campo fica aproximadamente à frente e atrás do ponto de foco. À medida que a distância do assunto aumenta e / ou a abertura diminui,Aqui está um link para uma calculadora DOF que você pode usar para ilustrar isso.

Então Peterson está certo ou não quando diz que usar o f / 22 não é um problema? Depende. Em uma câmera com pixels maiores, será menos problemático do que em uma câmera com mais pixels amontoados em um sensor menor. Se a imagem resultante for dimensionada para visualização na Web em ppp relativamente baixo e alta compactação, não será muito, se for o caso. Se a imagem for impressa em tamanhos relativamente pequenos, não será um problema. Se, por outro lado, a imagem for usada para uma impressão de tamanho grande de alta resolução ou cortada intensamente quando exibida em um monitor, isso se tornará um problema muito maior.

Sei que essa não é uma resposta adequada para sua pergunta, mas queria evitar prolongar o segmento de comentários na primeira (e boa) resposta.

Acabei de fazer um padrão de teste da Siemens (em http://fotofreaks.de/fototechnik/siemensstern/Siemensstern_v1.1.pdf ) e verifiquei a resolução da minha DSLR (Pentax K-20D com zoom WR Pentax de 18-135 mm). Meus testes mostraram que, em várias distâncias focais, eu sempre obtenho fotos significativamente mais nítidas em f / 11 do que em f / 32. Isso me sugere que, de fato, as pequenas aberturas acima de f / 16 tendem a causar difração negativa em vez de aumentar a nitidez. Isso também explicaria que você não pode obter uma profundidade focal maior, pois a difração trabalha novamente com esse objetivo, certo?

Obviamente, isso não é uma explicação, apenas um exemplo, e feito por alguém com pouco conhecimento profundo da física envolvida. Mas eu encorajo você a fazer testes semelhantes.

Não é uma resposta estrita ao comentário do OP sobre Peterson, mas útil para alguns:

O desfoque por difração está muito bem definido. Conhecendo f / stop e a distância focal, o desfoque pode ser removido com muito poucos artefatos. O SmartSharpen no PS, o foco do Topaz e o Piccure + do Piccureplus podem fazer isso. A deconvolução é computacionalmente cara. O P + tem uma maneira de configurar o processamento em lote para que você possa executá-lo em um conjunto de pix durante a noite. Funciona melhor aplicado como uma primeira etapa no fluxo de trabalho de processamento de imagem.