Como uma lente super pequena do iPhone 6 Plus produz DOF significativo?

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De acordo com as especificações da Apple, a espessura do iPhone 6 Plus é de 7,1 mm (0,28 polegadas) e o comprimento da lente é apenas uma parte disso. E, de acordo com um artigo que encontrei, a profundidade de campo é uma função da "abertura (diâmetro da lente), tamanho da lente, proporções de distância e tamanho da impressão".

Por que uma lente muito curta com um diâmetro pequeno no iPhone 6 Plus possui uma DOF assim, com tanto bokeh visível?

amostra para iPhone 6 Plus

Aqui está o link para a amostra original em tamanho real, para verificar as informações EXIF. Todas as imagens de amostra do iPhone 6 Plus parecem ter f = 2,2.

Nota: O DOF pode ser adicionado em uma forma de software (semelhante ao PhotoShop / Gimp "Lens / Focus blur"), desde que o software saiba o que deve estar dentro e o que está fora de foco. Também não vejo nenhum artefato nos limites do foco que trai o aplicativo de filtro sem retoque.

Embora os princípios físicos sejam sempre os mesmos, acho que é um pouco diferente do Como posso obter DOF raso dramático com uma lente de kit? pergunta, já que a lente do smartphone é muito menor (quando comparada a uma lente média do kit DSLR), não possui um recurso de zoom óptico para brincar e até o tamanho da abertura é fixo (com base no que encontrei na Internet) .

O meio do galho na imagem acima (pode ser uma espécie de rowan) pode estar a uma distância de 30 a 50 cm (12 a 20 polegadas) e a árvore mais próxima a cerca de 5 m (16 pés). Assim, a relação de distância pode ser de 1:10 ou 1:20.

Acabei de tirar uma foto com o meu antigo telefone Nokia Asha 206, onde a proporção de árvores para árvores mais distantes pode ser superior a 1: 100 e ainda assim - tudo está em foco!

Para reformular um pouco minha pergunta: não estou interessado em obter um "bokeh legal". Estou curioso para saber como um iPhone 6 Plus pode produzir imagens DOF ​​rasas, enquanto alguns outros smartphones que eu vi, apesar de ter dimensões similares da lente, tiram fotos de "tudo em foco" ?

A construção da lente ou um processador de imagem mudou?

Nokia Asha 206

user681768917
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Embora eu aprecie isso não é com uma lente de kit em uma SLR, exatamente os mesmos princípios se aplicam, em particular maximizando a distância entre o assunto e o plano de fundo.
Philip Kendall
OK obrigado. Vou ler as respostas para essa pergunta 'possível duplicada' e depois decidirei.
user681768917
Também pode ser um exemplo de abertura sintética .
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Garanto que um iPhone 6 Plus é capaz da imagem de exemplo. Eu o possuo e posso produzir resultados semelhantes sem manipulação de software.
dpollitt

Respostas:

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Muitas câmeras de telefone antigas ou mais baratas usam lentes de "foco fixo". ou seja, está sempre definido para focar uma distância específica da câmera. Isso geralmente é definido como " distância hiperfocal ", ou seja, tudo, desde metade dessa distância até o infinito, está em foco.

Isso depende apenas do que é aceitável como "em foco". Mas a maioria das fotos dessas câmeras será nítida o suficiente, elas sempre terão uma grande profundidade de campo. Mas eles podem não conseguir se concentrar nas coisas a alguns centímetros de distância.

A maioria das câmeras de telefone novas e de melhor qualidade usa uma lente com foco automático. por exemplo, para o iPhone, todos os modelos desde o 3GS têm foco automático (pelo menos para a câmera traseira). Eles podem se concentrar a uma distância específica, o que pode dar fotos muito mais nítidas. Assim, você pode se concentrar em algo próximo à câmera e ter mais desfoque no fundo, ou seja, uma profundidade de campo mais rasa.

As câmeras do telefone também melhoraram de outras maneiras. Especificamente, o tamanho do sensor. por exemplo, o iPhone 6 possui um sensor de 1/3 de polegada. Isso não é tão grande comparado a uma DSLR ou a algumas câmeras compactas, mas é muito maior do que muitos telefones com câmeras mais antigas. Um sensor maior pode permitir uma profundidade de campo mais rasa (para uma distância focal e abertura equivalentes).

vclaw
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A resposta simples é que você pode obter uma profundidade de campo rasa (daí o bokeh) com qualquer sistema de câmera se você se concentrar o suficiente.

A profundidade de campo finita surge devido à incapacidade de focalizar a luz que entra em ângulos diferentes no mesmo plano. Quando a luz é focada na distância errada, aparece como um ponto o formato da abertura, em vez de um ponto.

As grandes aberturas criam pontos maiores, onde é a abertura. No entanto, o foco próximo causa maior variabilidade angular, que é o local em que esse fator entra. Imagine um objeto a 100m de distância e outro a 101m de distância. O ângulo entre a parte superior do objeto e a câmera será quase o mesmo nos dois casos, e os dois objetos estarão em foco (dentro da profundidade de campo). Agora imagine um objeto a 2m de distância e um objeto a 1m de distância. Os ângulos agora são totalmente diferentes e você não poderá focar os dois, apesar de os objetos estarem à mesma distância um do outro nos dois casos. Focar mais perto reduziu a profundidade de campo. Agora imagine se eles estão ainda mais perto ainda.

Portanto, independentemente dos seus possíveis valores de abertura, se você conseguir focar perto o suficiente, sempre chegará a um ponto em que sua profundidade de campo se torna muito pequena e você terá objetos borrados / fundo.

Matt Grum
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Você mencionou quatro fatores de sua leitura (diâmetro da lente, tamanho da lente, proporções de distância e tamanho da impressão), mas os únicos que realmente importam são os dois primeiros - ou, mais especificamente, a íris da lente (o diâmetro da abertura que permite a entrada de luz, não o diâmetro físico da lente) e a distância focal da lente (a distância do centro da lente ao sensor). A proporção entre esses valores é f / stop e, quanto mais próximo estiver de 1, mais efeito bokeh (fora de foco) você obterá.

Como você mencionou, os dados EXIF ​​da câmera armazenados no cabeçalho jpeg mostram f / stop para cada foto e, em f / 2.2, você obtém uma boa quantidade de bokeh (como você vê) - à medida que fica acima de f / 4 ou f / 8 você começa a ver um efeito mais "tudo está em foco" e, em f / 16, haverá pouco bokeh.

IOW, é a relação entre diâmetro e comprimento que importa, não as dimensões reais. Portanto, uma lente pequena está OK desde que seja compatível com um sensor pequeno e seja aberta para uma configuração de íris grande. Essa abertura é controlável em uma SLR, mas não tanto em um iPhone.

Douglad
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"A proporção entre esses valores é a f / stop e, quanto mais próximo a 1, mais efeito bokeh (fora de foco) você obtém". - não é verdade. Minha lente f / 0.7 tem DOF mais raso do que minha lente f / 1.0 .
Philip Kendall
Minha lente f / 5.6 tem uma profundidade de campo menor que a minha lente f / 2.8 . Conectando tudo isso em dofmaster.com/dofjs.html Acho que a lente f / 5.6 também é uma profundidade de campo mais rasa do que a minha lente f / 1.8 . Há muito mais variáveis ​​para profundidade de campo do que apenas a distância focal para a abertura.
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Isso está incorreto. Embora a taxa de abertura (f-stop) influencie a profundidade de campo, não é de forma alguma o fator determinante; na verdade, o diâmetro absoluto é mais importante que a taxa. Uma lente 50mm f / 1.0 na câmera M43rds oferece a mesma profundidade de campo que uma 100mm f / 2.0 em uma câmera full frame, já que o diâmetro absoluto da pupila de entrada é de 50mm nos dois casos. Uma lente f / 2.2 fornece resultados completamente diferentes em uma câmera de telefone celular como uma DSLR, pois as distâncias focais envolvidas são muito diferentes.
quer
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Se uma câmera estiver focada no infinito, o tamanho do círculo de desfoque de um objeto a uma determinada distância é o mesmo que o tamanho da abertura da lente. Portanto, se a câmera do iPhone tiver uma abertura de lente de 1 mm de diâmetro e se o foco estiver definido para o infinito, todos os objetos ficarão desfocados no nível de 1 mm: o que não é detectável em uma árvore a cem metros de distância, mas nas cerejas bem na frente da lente.

Portanto, para obter as cerejas nítidas, você deve definir a distância focal para esse intervalo. Como conseqüência, tudo a grandes distâncias terá um círculo desfocado que é do mesmo tamanho angular (ou seja, número de pixels) que um círculo de 1 mm nas cerejas nitidamente focadas.

Observe que não é a razão da distância que importa (se a Lua estiver em foco, as estrelas estarão em foco, mesmo que estejam um bilhão de vezes mais distantes), mas a proporção da abertura da lente em relação aos objetos em questão.

DMPalmer
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